CZ295187B6 - Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy - Google Patents
Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ295187B6 CZ295187B6 CZ1998514A CZ51498A CZ295187B6 CZ 295187 B6 CZ295187 B6 CZ 295187B6 CZ 1998514 A CZ1998514 A CZ 1998514A CZ 51498 A CZ51498 A CZ 51498A CZ 295187 B6 CZ295187 B6 CZ 295187B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polyhydroxyalkanoate
- solvent
- oil
- pha
- separating
- Prior art date
Links
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 title claims abstract description 167
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 claims abstract description 165
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 67
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 5
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- HFZLSTDPRQSZCQ-UHFFFAOYSA-N 1-pyrrolidin-3-ylpyrrolidine Chemical compound C1CCCN1C1CNCC1 HFZLSTDPRQSZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 14
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 59
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 59
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 17
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 14
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 10
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 7
- 229920001020 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) Polymers 0.000 description 7
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 150000001982 diacylglycerols Chemical class 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000002759 monoacylglycerols Chemical class 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 241000219122 Cucurbita Species 0.000 description 2
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 2
- 235000011430 Malus pumila Nutrition 0.000 description 2
- 235000015103 Malus silvestris Nutrition 0.000 description 2
- 229920000331 Polyhydroxybutyrate Polymers 0.000 description 2
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 2
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000520 poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 2
- 239000005015 poly(hydroxybutyrate) Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPMGFDVTYHWBAG-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyhexanoic acid Chemical group CCCC(O)CC(O)=O HPMGFDVTYHWBAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POMQYTSPMKEQNB-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyoctadecanoic acid Chemical group CCCCCCCCCCCCCCCC(O)CC(O)=O POMQYTSPMKEQNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDPLAKGOSZHTPH-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyoctanoic acid Chemical group CCCCCC(O)CC(O)=O NDPLAKGOSZHTPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000144730 Amygdalus persica Species 0.000 description 1
- 244000099147 Ananas comosus Species 0.000 description 1
- 235000007119 Ananas comosus Nutrition 0.000 description 1
- 240000000662 Anethum graveolens Species 0.000 description 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 1
- 241000209134 Arundinaria Species 0.000 description 1
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 1
- 235000000832 Ayote Nutrition 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000167854 Bourreria succulenta Species 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000009467 Carica papaya Nutrition 0.000 description 1
- 240000006432 Carica papaya Species 0.000 description 1
- 244000241235 Citrullus lanatus Species 0.000 description 1
- 235000012828 Citrullus lanatus var citroides Nutrition 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 1
- 244000175448 Citrus madurensis Species 0.000 description 1
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 description 1
- 241000675108 Citrus tangerina Species 0.000 description 1
- 240000000560 Citrus x paradisi Species 0.000 description 1
- 244000241257 Cucumis melo Species 0.000 description 1
- 235000009847 Cucumis melo var cantalupensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000009854 Cucurbita moschata Nutrition 0.000 description 1
- 235000009852 Cucurbita pepo Nutrition 0.000 description 1
- 235000009804 Cucurbita pepo subsp pepo Nutrition 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 1
- 235000001950 Elaeis guineensis Nutrition 0.000 description 1
- 244000127993 Elaeis melanococca Species 0.000 description 1
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 description 1
- 235000017317 Fortunella Nutrition 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 description 1
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 description 1
- 240000004322 Lens culinaris Species 0.000 description 1
- 235000014647 Lens culinaris subsp culinaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 240000005561 Musa balbisiana Species 0.000 description 1
- 235000018290 Musa x paradisiaca Nutrition 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025272 Persea americana Species 0.000 description 1
- 235000008673 Persea americana Nutrition 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 235000009827 Prunus armeniaca Nutrition 0.000 description 1
- 244000018633 Prunus armeniaca Species 0.000 description 1
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000001987 Pyrus communis Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 240000006909 Tilia x europaea Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 235000010749 Vicia faba Nutrition 0.000 description 1
- 240000006677 Vicia faba Species 0.000 description 1
- 235000002098 Vicia faba var. major Nutrition 0.000 description 1
- 229920003232 aliphatic polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004464 cereal grain Substances 0.000 description 1
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 244000037666 field crops Species 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 235000015094 jam Nutrition 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 235000015136 pumpkin Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/62—Carboxylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/88—Post-polymerisation treatment
- C08G63/89—Recovery of the polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/62—Carboxylic acid esters
- C12P7/625—Polyesters of hydroxy carboxylic acids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
- Epoxy Compounds (AREA)
Abstract
Předložený vynález se týká procesu separace PHA z biomasy, kterou tvoří rostlinný materiál obsahující olej, ve kterém se při teplotě v rozmezí 41 .degree.C až 81 .degree.C extrahuje polyhydroxyalkanoát alespoň jedním rozpouštědlem vybraným ze skupiny sestávající z acetonu, benzenu, butylacetátu, butylpropionátu, diethylkarbonátu, diethylformamidu, dimethylkarbonátu, dimethylsulfoxidu, dimethylformamidu, ethylacetátu, ethylenglykoldiacetátu, methylacetátu, methylethylketonu, toluenu, xylenu a jejich směsi.ŕ
Description
Oblast techniky
Tento vynález představuje metodu separace specifických komponent od ostatních složek biomasy. Konkrétně se tento vynález týká separace polyhydroxyalkanoátu z biologických systémů, jako jsou rostliny nebo bakterie, prováděné pomocí rozpouštědla.
Dosavadní stav techniky
Komerční polymery jsou zpravidla typickým produktem petrochemie syntetizované pomocí velmi dobře známých postupů. Nicméně závěry vyplývající z posledních poznatků slibují nové zdroje komerčních polymerů. Částečně slibná je produkce syntetických pryskyřic za použití živých organismů (bioplasty), včetně geneticky modifikovaných bakterií a polních plodin, které jsou určeny k produkci polymerů jako je polyhydroxyalkanoát (PHA); množství bakterií produkujících PHA přirozeně je také slibným zdrojem PHA (viz. Poirier, Y.,D.E. Dennis, K. Klomparens, C. Somerville, Polyhydroxybutyrate, a biodegradable thermoplastic, produced in transgenic plants, Science, Vol. 256, pp. 520-523 (1992); mezinárodní přihláška WO 95/05472, publikováno 23. února, 1995; a WO 93/02187, publikováno 4. února, 1993; Novel Biodegradable Microbial Polymere, E.A. Dawes, ed., NATO ASI Series, Senes E: Applied Sciences Vol. 186, Kluwer Academie Publishers (1990)). Ve velkovýrobě, například v rostlinné výrobě, je extrakce a vyčištění těchto bioplastů ze zbytku biomasy klíčovým krokem pro určení praktické proveditelnosti konkrétní technologie.
Separace polymemích lipidů z velkoobjemového biologického zdroje, jako je rostlinná velkovýroba, není jednoduchý úkol. Konvenční separační metody běžně užívané k extrakci lipidů o nízké molekulární hmotnosti nejsou pro proces izolace pryskyřic prakticky použitelné. Například jednoduchý mechanický lis je nepraktický, neboť na rozdíl od rostlinných olejů lisovaných z olejnatých semen pevné plasty nemohou být vytlačeny z biomasy mechanickým tlakem.
Separace PHA sedimentační metodou by mohla být v principu možná. Avšak jednoduché gravitační (silou 1G) usazování suspenze v kapalném médiu je ve skutečnosti velmi nepraktické. Rychlost usazování je velmi nízká. Toto pomalé usazování je narušováno Brownovým pohybem drobných částic PHA způsobeným kolísáním teploty okolní kapaliny. Navíc delší čas potřebný k usazení velmi malých částic PHA přináší problém možné bakteriální kontaminace a následné biodegradace suspenze.
Známé metody extrakce pomocí rozpouštědel jsou taktéž nepraktické kvůli nutnosti velkoobjemové separace PHA z rostlinných produktů. Rozpouštědlem běžně používaným pro extrakci PHA z bakterií je chloroform. Jiné popsané možnosti pro extrakci jsou pomocí dalších halogenovaných organických rozpouštědel jako jsou dichlormethan, dichlorethan, chlorpropan (viz. např. US 4 562 245, Stageman, publikován 31. prosince 1985; US 4 324 907, Vanlautem Gilain, publikován 12. ledna 1982, US 4 705 604, Vanlautem Gilain, publikován 10. listopadu 1987; přihláška EP 036 699, Holmes and Wright, publikována 3. září 1981; a přihláška DE 239 609, Schmidt, Schmiechen, Rehm a Trennert, publikována 10. ledna 1986). Tato rozpouštědla mohou však být škodlivá zdraví i životnímu prostředí. Tím pádem používání velkého množství těchto rozpouštědel bude, obzvláště v blízkosti kultivačních ploch, nežádoucí. Jiné známé metody extrakce s rozpouštědlem jsou zveřejněné v EP-A-355 307 a WO-A-93/11656.
Jak je zřejmé, je třeba jednoduchého a ekonomicky přijatelného procesu pro extrakci bioplastů z velkoobjemových biologických zdrojů. Tento proces by pak měl především být jednoduše adaptovatelný na nedílnou součást rostlinné výroby komerčních produktů, jako je olej a mouka v případě olejnatých semen.
-1 CZ 295187 B6
Předmětem tohoto vynálezu je tedy poskytnutí procesu použitelného pro extrakci bioplastů z biomasy.
Tyto a další předměty navrhovaného vynálezu se stanou zřejmými odborníkům po přečtení předložených závěrů a připojených nároků.
Podstata vynálezu
Vynález popisuje způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy a rostlinného materiálu obsahující olej, který se provádí při teplotě v rozmezí 41 °C až 81 °C extrakcí polyhydroxyalkanoátu alespoň jedním rozpouštědlem vybraným ze skupiny sestávající z acetonu, benzenu, butylacetátu, butylpropionátu, diethylkarbonátu, diethylformamidu, dimethylkarbonátu, dimethylsulfoxidu, dimethylformamidu, ethylacetátu, ethylenglykoldiacetátu, methylacetátu, methylethylketonu, toluenu, xylenu a jejich směsi.
Tedy způsob přesvědčivý pro svoji relativní jednoduchost, ekologičnost a ekonomičnost při extrakci bioplastů z velkoobjemových biologických zdrojů.
Seznam definicí pro zde použité termíny.
Alkenyl znamená C2 až C24 uhlíkový řetězec, výhodně však C2 až Cí9, který může být přímý, větvený nebo cyklický, většinou však přímý nebo větvený, výhodně pak přímý, substituovaný (mono- nebo póly-) nebo nesubstituovaný a s jednou nenasycenou vazbou (tzn. jedna dvojná v řetězci), nebo s více nenasycenými vazbami (tzn. dvě a více dvojných vazeb v řetězci), většinou však s jednou nenasycenou vazbou.
Alkyl znamená C\ až C24 uhlíkový řetězec většinou okolo, výhodně však Ci až CJ9, který může být přímý, větvený nebo cyklický, většinou však přímý nebo větvený, výhodně pak přímý, substituovaný (mono- nebo póly-) nebo nesubstituovaný a nasycený.
„Olej a „tuk znamená přírodní tuky, tuhé při teplotě místnosti, a přírodní oleje, kapalné při teplotě místnosti, tedy tuky a oleje pocházející ze živé přírody, rostlinné, živočišné nebo bakteriální.
Obsahující znamená, že mohou být přidány jiné kroky a jiné přísady, které neovlivní konečný výsledek. Tento termín zahrnuje termíny skládají se z a skládají se většinou z.
Extrakce polyhydroxyalkanoátu z biomasy se vztahuje k popisované extrakci jednotlivého PHA produkovaného biomasou produkující jeden typ PHA, a také k extrakci jednoho či více typů PHA, pokud biomasa produkuje více typů PHA.
Polyhydroxyalkanoát a PHA znamená polymer složený z těchto základních stavebních jednotek.
R O
I !l —O„CH__(CH2)m_c.
kde R je přednostně vodík, alkyl nebo alkenyl, a m je 1 až 4. Termíny polyhydroxyalkanoát a PHA zahrnují polymery skládající se z jednoho nebo několika odlišných opakujících se základních stavebních prvků.
(I),
-2CZ 295187 B6
PHA polymery extrahovatelné procesem popisovaným v předloženém vynálezu mají většinou teplotu tání (Tm) okolo 80 °C nebo vyšší. Většinou se tyto PHA polymery skládají z alespoň dvou náhodně se opakujících základních stavební jednotek, kde první náhodně se opakující monomemí jednotka má strukturu:
R1O
III —O-CH—(CH2)n-C—
J5 kde R1 je H, nebo Ci až C2 alkyl, a n je 1 nebo 2, druhá náhodně se opakující monomemí jednotka má strukturu:
R2O
III —O—CH—CH2-C—
J7 kde R2 je C3 až C19 alkenyl, a kde alespoň 50 % náhodně se opakujících monomemích jednotek má strukturu první monomemí jednotky. Většinu příkladů vyšší krystalinity PHA extrahovatelného předkládaným procesem zahrnují tato řešení v přihláškách WO 95/23788, Noda, publikované 6. června 1995; WO 95/20614, Noda, publikované 13. dubna 1995; WO 95/20615, Noda, publikované 5. června 1995; WO 95/20614, Noda, publikované 6. června 1995; WO 95/20621, Noda, publikované 28. ledna 1994; WO 95/20621, Noda, publikované 6. června 1995; WO 95/20615, Noda, publikované 7. června 1995; WO 95/20615, Noda, publikované 6. června 1995; a US 529 286, Shitani and Kobayashi, publikovaném 8. března 1994.
Rozpouštědlo znamená substanci schopnou rozpustit jinou látku na homogenně rozptýlenou směs (roztok) na úrovni velikosti molekul nebo iontů.
Nerozpustnost popisuje substanci, která není schopna rozpustit účinně jinou substanci.
Precipitant popisuje látku, která je schopna indukovat precipitaci jiné substance a nebo oslabit rozpouštěcí sílu rozpouštědla. Zatímco žádný precipitant nerozpouští PHA, nerozpustnost PHA v dané látce neznamená vždy, že látka je účinný precipitant. Například methanol a hexan jsou PHA precipitanty a PHA nerozpouštějí, zatímco olej PHA nerozpouští, ale není efektivní PHA precipitant (pouze v extrémně vysokých koncentracích olej způsobí precipitaci PHA z roztoku).
Všechna procenta jsou uváděna jako molámí % celkového složení, pokud není uvedeno jinak.
Všechny poměry vyjadřují hmotnostní poměry, pokud není uvedeno jinak.
Navrhovaný vynález, se všemi produkty a aspekty procesů, je detailně popsán dále.
Biomasa
Zdroje, ze kterých je PHA extrahován pomocí procesů popsaných v navrhovaném vynálezu zahrnují jednobuněčné organismy, jako jsou bakterie nebo houby, i vyšší organismy, jako jsou rostliny (zde dohromady označováno jako biomasa). Ačkoliv jako biomasa mohou být použity přirozené formy organismů, většinou je používáno geneticky modifikovaných druhů, specificky upravených pro produkce konkrétní formy PHA dle požadavků pěstitele. Takové geneticky upravené organismy produkují jeden či více typů PHA po inkorporaci nezbytné genetické informace. Tato genetická informace je obyčejně získávána z takových bakterií, které jsou přirozenými producenty PHA. Rostliny, použitelné pro navrhovaný vynález, zahrnují některé rostliny upravené pomocí genového inženýrství na producenty PHA. Mezi preferované rostlinné suroviny patří
-3CZ 295187 B6 zejména obilná zrna, olejnatá semena a kořenová zelenina, konkrétně avokádo, ječmen, řepa, bob obecný, pohanka, mrkev, kokosové ořechy, kopr, kukuřice, semena bavlny, tykev, čočka, fazol měsíční, proso, oves, olejová palma, hrách, podzemnice olejná, brambory, dýně, řepkové semeno, rýže, čirok, sója, cukrová řepa, cukrová třtina, slunečnice, bataty, tabák, pšenice a jam. Také geneticky upravené ovocné plodiny je možné použít v procesu dle předkládaného vynálezu, jsou to například: jablko, meruňka, banán, ananasový meloun, třešně, grepy, kumquat, citron, limeta, pomeranč, papája, broskve, hruška, ananas, tangerina, rajské jablko a vodní meloun. Většina rostlin geneticky upravených pro produkci PHA byla modifikována dle metody zahrnuté v: Poirier, Y., D.E. Denis, K. Klomparens a C. Sommerville, Polyhydroxybutyrate, a biodegradable thermoplastic, produced in transgenic plants Science, Vol. 256, pp 520-523 (1992); mezinárodní přihlášce WO 95/05472, publikované 23. února 1995; mezinárodní přihlášce WO 93/02187, publikováno 4. února 1993. Mezi preferované geneticky modifikované rostliny patří sojové boby, rajská jablka, kukuřice a kokosové ořechy, nejčastěji však sojové boby.
Bakterie použitelné dle navrhovaného vynálezu jsou jak genetickým inženýrstvím upravené bakterie, tak bakterie přirozeně produkující PHA. Příklady těchto bakterií zahrnutých v navrhovaném vynálezu jsou v Novel Biodegradable Microbial Polymers, E.A. Dawes, ed., NATO ASI Series, Senes E: Applied Science - Vol. 186, Kluwer Academie Publishers, (1990); US 5 292 860, Shiotani a Kobayashi, publikovaném 8. března 1994; US 5 250 430, Peoples a Sinskey, publikovaném 5. října 1993, US 5 245 023, Peoples a Sinskey, publikovaném 14. září 1993, US 5 229 279, Peoples a Sinskey, publikovaném 20. června 1993.
Extrakce rozpouštědlem
Navrhovaný vynález zahrnuje způsob separace PHA z biomasy pomocí extrakce nejméně jedním rozpouštědlem ze skupiny zahrnující aceton, benzen, butylacetát, butylpropionát, dieťhylkarbonát, diethylformamid, dimethylkarbonát, dimethylsulfoxid, dimethylformamid, ethylacetát, ethylenglykoldiacetát, methylacetát, methylethylketon, toluen, xylen a jejich směsi. Výhodně je rozpouštědlem PHA aceton, methylacetát, toluen, methylethylketon, ethylacetát a jejich směsi. Výhodněji je rozpouštědlem PHA aceton nebo ethylacetát, nejvýhodněji potom aceton.
Precipitanty PHA mohou být využity v jistých fázích v procesu k ovlivnění precipitace PHA. Použití některých precipitantů v tomto procesu je detailně popsáno dále. Preferované PHA precipitanty jsou zejména butan, diethylether, diacylglycerol, ethanol, tuk, heptan, hexan, methanol, monoacylglycerol, octan, olej, pentan, triacylglycerol, voda a jejich směsi.
Proces rozpouštění PHA probíhá za zvyšující se teploty, neboť rozpustnost PHA v rozpouštědle se stoupající teplotou podstatně stoupá. Extrakce PHA probíhá při teplotě do 80 °C (což je typická teplota tání PHA), výhodně však mezi 20 °C a 80 °C, výhodněji mezi 45 °C a teplotou varu roztoku PHA, nejvýhodněji pak mezi přibližně 50 °C až 60 °C.
Během extrakce PHA pomocí rozpouštědla je pevná masa obsahující PHA míchána, neboť to urychluje proces rozpouštění PHA.
Odstranění PHA rozpouštědla z roztoku obsahujícího PHA precipitací dává vzniknout PHA ve formě pevné krystalické fáze. Během procesu odpařování rozpouštědla má koncentrovaný roztok PHA formu vysoce viskózní kapaliny, někdy dokonce gelu, a práce s ním může být extrémně obtížná. Pokud roztok obsahuje relativně netěkavé nerozpouštědlo PHA spolu s rozpouštědlem PHA a PHA, PHA bude precipitovat díky odstranění rozpouštědla PHA a dá vzniknout nerozpustné suspenzi PHA v nerozpouštědle.
-4CZ 295187 B6
A. Jednostupňová extrakce oleje a PHA následovaná odstraněním rozpouštědla
V první variantě vynálezu se extrakce provádí tak, že se
a) rostlinný materiál inkubuje s rozpouštědlem polyhydroxyalkanoátu;
b) odstraní veškerý nerozpustný rostlinný materiál, čímž se oddělí roztok polyhydroxyalkanoátu a oleje rozpuštěného v rozpouštědle polyhydroxyalkanoátu;
c) z roztoku odstraní rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu, což vede k následné precipitaci polyhydroxyalkanoátu v oleji;
d) odstraní olej, čímž se oddělí polyhydroxyalkanoát.
Tato varianta představuje jednodušší metodu extrakce oleje i PHA z biomasy osahující tyto komponenty. Biomasa (tzn. sojové boby obsahující olej a PHA) je vystavena působení PHA rozpouštědla. Po odstranění pevné biomasy je rozpuštěné PHA separováno z výsledného roztoku obsahujícího extrahovaný olej a PHA. Jelikož PHA polymery, mající teplotu tání okolo 80 °C nebo vyšší, jsou v oleji nerozpustné, odstranění rozpouštědla má za následek precipitaci PHA v oleji. PHA je z oleje následně separován pomocí konvenčních metod, jako je filtrace.
B. Jednostupňová extrakce oleje a PHA následovaná indukovanou precipitaci
V další variantě vynálezu se
a) rostlinný materiál inkubuje s rozpouštědlem polyhydroxyalkanoátu;
b) odstraní veškerý nerozpustný rostlinný materiál, čímž se oddělí roztok polyhydroxyalkanoátu a oleje rozpuštěného v rozpouštědle polyhydroxyalkanoátu;
c) roztok inkubuje precipitantem polyhydroxyalkanoátu, což vede k precipitaci polyhydroxyalkanoátu;
d) odstraní precipitant polyhydroxyalkanoátu, rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu a zde rozpuštěný olej, čímž se oddělí polyhydroxyalkanoát;
e) odstraní rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu a precipitant polyhydroxyalkanoátu z oleje, čímž se oddělí polyhydroxyalkanoát.
V této variantě je biomasa obsahující olej a PHA inkubována jen jednou s rozpouštědlem PHA, jako je aceton, který rozpouští olej i PHA velmi dobře. Přidání precipitantu (např. hexan) k extrahovanému roztoku obsahujícímu olej i PHA způsobí precipitaci PHA. Supematant obsahující rozpouštědlo PHA, precipitant a olej je odstraněn od výtěžku PHA. Následně je možné izolovat rozpouštědlo PHA a precipitant od oleje. PHA rozpouštědlo je nakonec možné izolovat od precipitantu PHA a použít znovu.
Preferované precipitanty PHA jsou mísitelné s rozpouštědlem PHA. Jsou to zejména diethylether, diacylglycerol, ethanol, tuk, heptan, hexan, methanol, monoacylglycerol, olej, triacylglycerol, voda a jejich směsi. Více preferované jsou ty precipitanty, které jsou mísitelné s olejem, jako je diethylether, diacylglycerol, ethanol, tuk, heptan, hexan, methanol, monoacylglycerol, olej, triacylglycerol, a jejich směsi, nejlépe pak hexan a methanol.
-5CZ 295187 B6
C. Dvoustupňová extrakce oleje a PHA
V další variantě vynálezu se
a) inkubuje rostlinný materiál s rozpouštědlem oleje, které nerozpouští polyhydroxyalkanoát;
b) odstraní rozpouštědlo oleje a v něm rozpuštěný olej;
c) inkubuje biomasa (odtučněná biomasa) s rozpouštědlem polyhydroxyalkanoátu;
d) odstraní veškerý nerozpustný rostlinný materiál, čímž se získá roztok rozpouštědla polyhydroxyalkanoátu a rozpuštěného polyhydroxyalkanoátu; a
e) odstraní z roztoku rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu, čímž se získá polyhydroxyalkanoát.
Biomasa (tzn. sojové boby) je nejprve inkubována s rozpouštědlem oleje (tzn. hexan), které nerozpouští PHA. Tato fáze tedy odstraňuje pouze oleje. Rozpouštědlo je následně izolováno od oleje pro další použití při olejové extrakci. Vysušené sojové boby jsou pak inkubovány s rozpouštědlem PHA. Druhá fáze extrakce tedy izoluje PHA z odtučněné biomasy. Rozpouštědlo PHA je posléze odstraněno z extrahovaného PHA roztoku za vzniku pevného PHA.
Preferovaná rozpouštědla oleje jsou butan, diethylether, diacylglycerol, ethanol, tuk, heptan, hexan, methanol, monoacylglycerol, octan, olej (jiné třídy než olej izolovaný), pentan, triacylglycerol a jejich směsi. Je snahou, aby rozpouštědlo oleje bylo těkavější než izolovaný olej, neboť to výrazně usnadní jeho následnou izolaci od extrahovaného oleje. Nejvhodnější rozpouštědlo oleje je hexan.
Výše popsané varianty navrhovaného vynálezu mají mnoho překvapivých výhod, včetně možnost extrahovat krystalizovatelný PHA s vysokou teplotou tání (okolo 80 °C a více) bez použití rozpouštědel obsahujících halogeny, a současná efektivní extrakce oleje. Rozpouštědla PHA používaná v tomto vynálezu, jako je aceton a ethylacetát, jsou levná, bezpečná, neškodná a běžně dostupná, navíc ze znovu se obnovujících zdrojů. Tato rozpouštědla PHA způsobují daleko menší problémy životnímu prostředí, zejména co se ozónové vrstvy týče, v porovnání s rozpouštědly obsahujícími halogeny, která se běžně používají při izolaci PHA z bakterií.
Určení vhodných rozpouštědel pro krystalické polymery s vysokou teplotou tání není jednoduchý úkol. Na rozdíl od nízkomolekulámích látek a nekrystalických amorfních polymerů, rozpustnost krystalických polymerů není možné predikovatpomocí jednoduchých běžně používaných kriterií, jako je podobnost chemické struktury, porovnání refrakčních ukazatelů, dielektrických konstant nebo parametrů rozpustnosti. Dobiým příkladem nemožnosti předpovídat rozpustnost krystalických polymerů je dobře známá nerozpustnost lineárního polyethylenu v hexanu, přičemž obě složky se skládají ze stejných uhlovodíkových stavebních jednotek. Podobně, krystalické alifatické polyestery jako je isotaktický poly(3-hydroxybutyrát) a poly(3-hydroxybutyrát-co-3hydroxyvalerát) nejsou prakticky rozpustné v ethylacetátu nebo acetonu, ačkoliv podle chemické struktury těchto látek se dá předpokládat jistá molekulární afinita. Tedy náhodné zjištění, že krystalický PNA se středně dlouhými postranními větvemi může být dobře rozpustný v těchto rozpouštědlech, je vskutku překvapivé.
Další překvapivé zjištění je, že extrakce PHA může probíhat zároveň s extrakcí oleje. Olej zpočátku slouží jako mísitelné spolurozpouštědlo zefektivňující extrakci PNA. Tedy po odstranění těkavého rozpouštědla PHA se z oleje stane účinné suspenzní médium vhodné pro precipitaci PHA díky své limitované rozpustnosti PHA. V porovnání s koncentrovaným roztokem má suspenze pevného polymeru v kapalině, která ho není schopna rozpouštět, výrazně nižší viskozitu
-6CZ 295187 B6 a jeho zpracovávání je tím pádem daleko jednodušší. Eliminace vážných problémů spojených se vznikáním gelu během fáze odstraňování rozpouštědla z koncentrovaného roztoku PHA je dalším nepředpokládaným, ale důležitým přínosem vynálezu.
Následující příklady dále popisují a demonstrují preferované varianty s dalšími možnostmi vynálezu. Příklady jsou předkládány výhradně pro ilustraci nemohou být brány jako limitace navrhovaného vynálezu, jelikož je možné použít celou řadu dalších variant, které jsou zahrnuty jeho myšlenkou a možnostmi.
Přehled obrázků na výkresech
Obr 1. znázorňuje schématické zobrazení vynálezu, zahrnující jednostupňovou extrakci oleje a PHA následovanou odstraněním rozpouštědla.
Obr 2. znázorňuje schématické zobrazení vynálezu, zahrnující jednostupňovou extrakci oleje a PHA následovanou precipitantem indukovanou precipitaci PHA.
Obr 3. znázorňuje schématické zobrazení vynálezu, zahrnující dvoustupňovou následnou extrakci oleje a PHA.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1 Extrakce následovaná odstraněním rozpouštědla
Vzorek 60 g sojových bobů obsahujících rostlinný olej a poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyhexanoát) s obsahem 7,5 % 3-hydroxyhexanoátových jednotek je umístěn do uzavřeného kontejneru spolu s 600 ml acetonu a velmi malým množstvím (cca. 0,1 g) rostlinného oleje a je inkubován po 3 h v 55 °C za neustálého míchání. Roztok acetonu obsahující olej a PHA je pak odsát od zbytku sojových bobů přes filtr s drátěným sítkem. Extrahovaný roztok obsahující olej, poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyhexanoát) a aceton je převeden do parou vyhřívané nádoby, kde je oddestilován těkavý aceton, který je ve vodou chlazeném kolektoru kondenzován a hromaděn. Po odstranění acetonu se objeví pevné částečky poly(3-hydroxybutyrát-co-3hydroxyhexanoátu) ve zbylém oleji, který po odsátí přes jemné drátěné sítko dá výtěžek 7 g čistého rostlinného oleje. Částečky polymeru jsou promyty studeným acetonem, dříve nahromaděném v chladicím kolektoru, za účelem odstranění residuálních zbytků oleje, a vysušeny s výtěžkem 6 g pevného krystalického poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyhexanoátu). Aceton, nyní obsahující malé množství oleje, bude využit pro následující extrakci oleje a poly(3hydroxybutyrát-co-3-hydroxyhexanoátu).
Příklad 2 Extrakce následovaná precipitaci
Vzorek 60 g sojových bobů obsahujících rostlinný olej a poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyoktadekanoát) s obsahem 5 % 3-hydroxyoktadekanoátových jednotek je umístěn do uzavřeného kontejneru spolu s 600 ml acetonu a inkubován po 3 h v 55 °C za neustálého míchání. Roztok acetonu obsahující olej a PHA je pak odsát od zbytku sojových bobů přes filtr s drátěným sítkem. Precipitace poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyoktadekanoátu) je indukována přidáním 800 ml hexanu k tomuto roztoku. Pevné částečky poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyhexanoátu) jsou separovány filtrací přes jemné drátěné sítko a vysušeny s výtěžkem 5 g čistého poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyhexanoátu). Roztok obsahující rostlinný olej, aceton a hexan je převeden do parou vyhřívané nádoby, kde jsou oddestilovány těkavý aceton a hexan které jsou ve vodou chlazeném kolektoru kondenzovány a hromaděny pro pozdější separaci na
-7CZ 295187 B6 čistý aceton a hexan. Po odstranění hexanu a acetonu získáme výtěžek 7 g čistého rostlinného oleje.
Příklad 3 Dvoufázová extrakce
Vzorek 60 g sojových bobů obsahujících rostlinný olej a poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyoctanoát) s obsahem 6 % 3-hydroxyoctanoátových jednotek je umístěn do uzavřeného kontejneru spolu s 600 ml hexanu a inkubován po 2 h za neustálého míchání. Roztok hexanu obsahující extrahovaný olej je pak odsán od zbytku sojových bobů přes filtr s drátěným sítkem. Extrahovaný roztok obsahující olej a hexan je převeden do parou vyhřívané nádoby, kde je oddestilován těkavý hexan, který je ve vodou chlazeném kolektoru kondenzován a hromaděn pro pozdější použití. Po odstraněni hexanu získáme výtěžek 6 g čistého rostlinného oleje. Odtučněný zbytek sojových bobů je umístěn do uzavřeného kontejneru spolu s 600 ml acetonu a inkubován po 3 h v 55 °C za neustálého míchání. Roztok acetonu obsahující PHA je pak odsán od zbytku sojových bobů přes filtr s drátěným sítkem. Roztok obsahující PHA a aceton je převeden do parou vyhřívané nádoby, kde je oddestilován těkavý aceton, který je ve vodou chlazeném kolektoru kondenzován a hromaděn pro pozdější použití. Po odstranění acetonu získáme výtěžek 6 g čistého krystalického poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyoctanoátu).
Všechny publikace, vyšlé patenty a patentové aplikace dosud zmíněné jsou zde uvedeny v celé úplnosti jako reference.
Je zřejmé, že příklady a varianty zde popsané jsou uvedeny pouze pro ilustraci, a celá řada různých možností a variant, zřejmých odborníkovi, budou zahrnuty v duchu a rámci této aplikace a možností dle připojených nároků.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (5)
1. Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy, kterou tvoří rostlinný materiál obsahující olej, vyznačující se tí m , že se při teplotě v rozmezí 41 °C až 81 °C extrahuje polyhydroxyalkanoát alespoň jedním rozpouštědlem vybraným ze skupiny sestávající z acetonu, benzenu, butylacetátu, butylpropionátu, diethylkarbonátu, diethylformamidu, dimethylkarbonátu, dimethylsulfoxidu, dimethylformamidu, ethylacetátu, ethylenglykoldiacetátu, methylacetátu, methylethylketonu, toluenu, xylenu a jejich směsi.
2. Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se
a) rostlinný materiál inkubuje s rozpouštědlem polyhydroxyalkanoátu;
b) odstraní veškerý nerozpustný rostlinný materiál, čímž se oddělí roztok polyhydroxyalkanoátu a oleje rozpuštěného v rozpouštědle polyhydroxyalkanoátu;
c) z roztoku odstraní rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu, což vede k následné precipitaci polyhydroxyalkanoátu v oleji;
d) odstraní olej, čímž se oddělí polyhydroxyalkanoát.
-8CZ 295187 B6
3. Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se
a) rostlinný materiál inkubuje s rozpouštědlem polyhydroxyalkanoátu;
b) odstraní veškerý nerozpustný rostlinný materiál, čímž se oddělí roztok polyhydroxyalkanoátu a oleje rozpuštěného v rozpouštědle polyhydroxyalkanoátu;
c) se roztok inkubuje precipitantem polyhydroxyalkanoátu, což vede k precipitaci polyhydroxyalkanoátu;
d) odstraní precipitant polyhydroxyalkanoátu, rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu a vněm rozpuštěný olej, čímž se oddělí polyhydroxyalkanoát;
e) odstraní rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu a precipitant polyhydroxyalkanoátu z oleje, čímž se oddělí polyhydroxyalkanoát.
4. Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se
a) inkubuje rostlinný materiál s rozpouštědlem oleje, které nerozpouští polyhydroxyalkanoát;
b) odstraní rozpouštědlo oleje a v něm rozpuštěný olej;
c) inkubuje rostlinný materiál s rozpouštědlem polyhydroxyalkanoátu;
d) odstraní veškerý nerozpustný rostlinný materiál, čímž se získá roztok rozpouštědla polyhydroxyalkanoátu a rozpuštěného polyhydroxyalkanoátu; a
e) odstraní se z roztoku rozpouštědlo polyhydroxyalkanoátu. čímž se získá polyhydroxyalkanoát.
5. Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že polyhydroxyalkanoát se skládá ze dvou náhodně se opakujících monomerních jednotek, kde první náhodně se opakující monomemí jednotka má strukturu
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US256795P | 1995-08-21 | 1995-08-21 | |
| US60131796A | 1996-02-16 | 1996-02-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ51498A3 CZ51498A3 (cs) | 1998-08-12 |
| CZ295187B6 true CZ295187B6 (cs) | 2005-06-15 |
Family
ID=26670558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ1998514A CZ295187B6 (cs) | 1995-08-21 | 1996-08-16 | Způsob separace polyhydroxyalkanoátu z biomasy |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0846184B1 (cs) |
| JP (1) | JP4201834B2 (cs) |
| KR (1) | KR100262358B1 (cs) |
| CN (1) | CN1069345C (cs) |
| AT (1) | ATE217908T1 (cs) |
| AU (1) | AU704379B2 (cs) |
| BR (1) | BR9610256A (cs) |
| CA (1) | CA2230049C (cs) |
| CZ (1) | CZ295187B6 (cs) |
| DE (1) | DE69621342T2 (cs) |
| DK (1) | DK0846184T3 (cs) |
| ES (1) | ES2177796T3 (cs) |
| HU (1) | HU222563B1 (cs) |
| MX (1) | MX9801381A (cs) |
| NO (1) | NO980701L (cs) |
| PT (1) | PT846184E (cs) |
| RU (1) | RU2196177C2 (cs) |
| WO (1) | WO1997007229A1 (cs) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0975788A1 (en) * | 1997-04-15 | 2000-02-02 | Monsanto Company | Methods of pha extraction and recovery using non-halogenated solvents |
| US6087471A (en) * | 1997-04-15 | 2000-07-11 | Monsanto Company | High temperature PHA extraction using PHA-poor solvents |
| EP1044278A1 (en) * | 1998-01-05 | 2000-10-18 | Monsanto Company | Biosynthesis of medium chain length polyhydroxyalkanoates |
| WO1999034687A1 (en) * | 1998-01-07 | 1999-07-15 | Metabolix, Inc. | Animal nutrition compositions |
| JP2002510747A (ja) | 1998-04-08 | 2002-04-09 | メタボリックス，インコーポレイテッド | バイオポリマーの分離および精製のための方法 |
| WO1999064498A1 (en) | 1998-06-09 | 1999-12-16 | Metabolix, Inc. | Methods and apparatus for the production of amorphous polymer suspensions |
| WO2000068409A1 (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-16 | Metabolix, Inc. | Methods for purifying polyhydroxyalkanoates |
| RU2300541C2 (ru) | 2001-11-15 | 2007-06-10 | Биоматера Инк. | Способ получения геля, композиция водного геля и способ изменения его физических характеристик |
| US20080118963A1 (en) * | 2002-09-30 | 2008-05-22 | Noriko Ogawa | Method Of Coagulating Poly-3-Hydroxyalkanoic Acid |
| JP4553733B2 (ja) | 2002-11-08 | 2010-09-29 | 株式会社カネカ | 生分解性ポリエステル水性分散液およびその製造方法 |
| US7153928B2 (en) | 2003-11-21 | 2006-12-26 | Kaneka Corporation | Method for producing polyhydroxyalkanoate crystal |
| US7098298B2 (en) * | 2003-11-21 | 2006-08-29 | Kaneka Corporation | Method for producing polyhydroxyalkanoate crystal |
| BRPI0416497A (pt) * | 2003-11-21 | 2007-03-13 | Kaneka Corp | processo para a produção de cristais poli-hidroxialcanoato |
| DE602004018971D1 (de) * | 2003-11-28 | 2009-02-26 | Phb Ind Sa | Verfahren zur gewinnung von polyhydroxyalkanolaten ( phas ) aus zellbiomasse |
| TW200617171A (en) † | 2004-06-29 | 2006-06-01 | Procter & Gamble | Improved process for the solvent-based extraction of polyhydroxyalkanoates from biomass |
| TW200613560A (en) * | 2004-06-29 | 2006-05-01 | Procter & Gamble | Solvent extraction of polyhydroxyalkanoates from biomass |
| WO2006031492A1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Metabolix, Inc. | Single solvent polymer extraction methods |
| US20060057691A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-16 | Karunakaran Narasimhan | Process for the extraction of polyhydroxyalkanoates from biomass |
| RU2357573C1 (ru) * | 2008-05-29 | 2009-06-10 | Олег Иванович Квасенков | Способ выработки восстановленного табака |
| MX2008008292A (es) * | 2008-06-23 | 2009-12-23 | Ct Investig Y Estudios Del Ipn | Metodos para la produccion de polihidroxialcanoatos (pha) de cadena media usando aceite vegetal como fuente de carbono. |
| MY155003A (en) * | 2009-01-13 | 2015-08-28 | Plainexus Res Lab Sdn Bhd | A method for producing biodegradable resins |
| CZ307015B6 (cs) | 2014-06-03 | 2017-11-15 | Nafigate Corporation, A.S. | Způsob izolace polyhydroxyalkanoátů z biomasy fermentované mikroorganismy produkujícími polyhydroxyalkanoáty a/nebo z biomasy obsahující alespoň jednu plodinu produkující polyhydroxyalkanoáty |
| EP4081573A1 (en) | 2019-12-23 | 2022-11-02 | CO2BioClean GmbH | Novel bioplastics |
| EP4153654B1 (en) | 2020-05-18 | 2024-04-03 | Venvirotech Biotechnology SL. | Process for isolating pha from a pha-rich bacterial biomass |
| EP4108776A1 (en) | 2021-06-22 | 2022-12-28 | CO2BioClean GmbH | Production of biopolymers |
| EP4660311A1 (en) | 2024-06-05 | 2025-12-10 | CO2BioClean GmbH | Novel co-biopolymers |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3061384D1 (en) * | 1979-02-21 | 1983-01-27 | Ici Plc | A process for the extraction of poly-3-hydroxy-butyric acid from microbial cells |
| EP0024810B2 (en) * | 1979-08-13 | 1989-07-26 | Imperial Chemical Industries Plc | Production of shaped articles by removal of solvent from gels of high molecular weight crystalline polymers |
| GB8311677D0 (en) * | 1983-04-28 | 1983-06-02 | Ici Plc | Extraction process |
| JPH03180186A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-08-06 | Showa Denko Kk | 共重合体およびその製造法 |
| AT395319B (de) * | 1990-10-05 | 1992-11-25 | Danubia Petrochem Polymere | Verfahren zur gewinnung eines polyhydroxyalkanoates aus dem zellmaterial eines mikroorganismus und polyhydroxyalkanoatflocken |
| JP2777757B2 (ja) * | 1991-09-17 | 1998-07-23 | 鐘淵化学工業株式会社 | 共重合体およびその製造方法 |
| EP0569569A1 (fr) * | 1991-11-29 | 1993-11-18 | Firmenich Sa | PROCEDE POUR L'OBTENTION D'ACIDE POLY-$g(b)-HYDROXY-OCTANOIQUE |
-
1996
- 1996-08-16 PT PT96928198T patent/PT846184E/pt unknown
- 1996-08-16 RU RU98104452/13A patent/RU2196177C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-08-16 EP EP96928198A patent/EP0846184B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-16 AU AU67758/96A patent/AU704379B2/en not_active Ceased
- 1996-08-16 BR BR9610256A patent/BR9610256A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-08-16 CZ CZ1998514A patent/CZ295187B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-08-16 ES ES96928198T patent/ES2177796T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-16 WO PCT/US1996/013261 patent/WO1997007229A1/en not_active Ceased
- 1996-08-16 DE DE69621342T patent/DE69621342T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-16 DK DK96928198T patent/DK0846184T3/da active
- 1996-08-16 JP JP50948897A patent/JP4201834B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-16 CN CN96196425A patent/CN1069345C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-16 KR KR1019980701250A patent/KR100262358B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-16 HU HU9901587A patent/HU222563B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1996-08-16 CA CA002230049A patent/CA2230049C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-16 AT AT96928198T patent/ATE217908T1/de not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-02-19 MX MX9801381A patent/MX9801381A/es not_active IP Right Cessation
- 1998-02-19 NO NO980701A patent/NO980701L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK1011871A1 (en) | 1999-07-23 |
| CN1069345C (zh) | 2001-08-08 |
| AU6775896A (en) | 1997-03-12 |
| MX9801381A (es) | 1998-11-30 |
| KR19990044018A (ko) | 1999-06-25 |
| CZ51498A3 (cs) | 1998-08-12 |
| EP0846184B1 (en) | 2002-05-22 |
| ATE217908T1 (de) | 2002-06-15 |
| DE69621342T2 (de) | 2003-01-23 |
| AU704379B2 (en) | 1999-04-22 |
| BR9610256A (pt) | 1999-07-06 |
| WO1997007229A1 (en) | 1997-02-27 |
| CN1194008A (zh) | 1998-09-23 |
| KR100262358B1 (ko) | 2000-08-01 |
| NO980701L (no) | 1998-04-21 |
| HU222563B1 (hu) | 2003-08-28 |
| CA2230049A1 (en) | 1997-02-27 |
| EP0846184A1 (en) | 1998-06-10 |
| JP2000516801A (ja) | 2000-12-19 |
| ES2177796T3 (es) | 2002-12-16 |
| JP4201834B2 (ja) | 2008-12-24 |
| DK0846184T3 (da) | 2002-07-15 |
| RU2196177C2 (ru) | 2003-01-10 |
| NO980701D0 (no) | 1998-02-19 |
| DE69621342D1 (de) | 2002-06-27 |
| CA2230049C (en) | 2005-11-15 |
| HUP9901587A3 (en) | 2000-06-28 |
| HUP9901587A2 (hu) | 1999-08-30 |
| PT846184E (pt) | 2002-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ51498A3 (cs) | Způsob extrakce polyhydroxyalkanoátu z biomasy | |
| AU727759B2 (en) | Solvent extraction of polyhydroxy-alkanoates from biomass | |
| US5821299A (en) | Solvent extraction of polyhydroxy-alkanoates from biomass facilitated by the use of marginal nonsolvent | |
| CA2191570C (en) | Process for recovering polyhydroxyalkanoates using air classification | |
| US5918747A (en) | Process for recovering polyhydroxyalkanoates using centrifugal fractionation | |
| RU2199587C2 (ru) | Способ выделения полигидроксиалканоата из биомассы и полигидроксиалканоат, полученный данным способом | |
| JP2008513018A (ja) | バイオマスからポリヒドロキシアルカノエート類を抽出する方法 | |
| ES2383383B1 (es) | Extracción de polihidroxialcanoatos (pha), a partir de biomasa oleaginosa y utilización del disolvente obtenido para la extracción de polihidroxialcanoatos (pha), a partir de biomasa. | |
| HK1016221B (en) | Solvent extraction of polyhydroxy-alkanoates from biomass | |
| HK1011871B (en) | Solvent extraction for polyhydroxyalkanoates from biomass facilitated by the use of a marginal nonsolvent for pha |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20080816 |