NL2034413B1 - An elongated separation device for multiphase biocatalytic reactor - Google Patents
An elongated separation device for multiphase biocatalytic reactor Download PDFInfo
- Publication number
- NL2034413B1 NL2034413B1 NL2034413A NL2034413A NL2034413B1 NL 2034413 B1 NL2034413 B1 NL 2034413B1 NL 2034413 A NL2034413 A NL 2034413A NL 2034413 A NL2034413 A NL 2034413A NL 2034413 B1 NL2034413 B1 NL 2034413B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- liquid
- separation device
- compartment
- bioreaction
- phase
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 150
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 title description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 110
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 65
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 45
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 45
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 90
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 37
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 claims description 29
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 10
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 8
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 8
- 125000004122 cyclic group Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 4
- -1 cyclic carboxylic esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 claims description 2
- 229930003658 monoterpene Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002773 monoterpene derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000002577 monoterpenes Nutrition 0.000 claims description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 2
- 229930004725 sesquiterpene Natural products 0.000 claims description 2
- 150000004354 sesquiterpene derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 43
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 24
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 15
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical class CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 3
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical class CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 2
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 2
- 241000589776 Pseudomonas putida Species 0.000 description 2
- 241000868102 Saccharopolyspora spinosa Species 0.000 description 2
- 241000235013 Yarrowia Species 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical class CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YKNWIILGEFFOPE-UHFFFAOYSA-N pentacosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC YKNWIILGEFFOPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 241000203069 Archaea Species 0.000 description 1
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 241000351920 Aspergillus nidulans Species 0.000 description 1
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- 240000006439 Aspergillus oryzae Species 0.000 description 1
- 235000002247 Aspergillus oryzae Nutrition 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000193398 Bacillus methanolicus Species 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 241000235548 Blakeslea Species 0.000 description 1
- 241000235553 Blakeslea trispora Species 0.000 description 1
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- 241000186216 Corynebacterium Species 0.000 description 1
- 241000186226 Corynebacterium glutamicum Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000588722 Escherichia Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000589236 Gluconobacter Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000235649 Kluyveromyces Species 0.000 description 1
- 241000235058 Komagataella pastoris Species 0.000 description 1
- 241000202974 Methanobacterium Species 0.000 description 1
- 241001486996 Methanocaldococcus Species 0.000 description 1
- 241000203353 Methanococcus Species 0.000 description 1
- 241000205276 Methanosarcina Species 0.000 description 1
- 241001057811 Paracoccus <mealybug> Species 0.000 description 1
- 241000919410 Paracoccus carotinifaciens Species 0.000 description 1
- 241001117114 Paracoccus zeaxanthinifaciens Species 0.000 description 1
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 description 1
- 241000228150 Penicillium chrysogenum Species 0.000 description 1
- 241001542817 Phaffia Species 0.000 description 1
- 241000081271 Phaffia rhodozyma Species 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000191025 Rhodobacter Species 0.000 description 1
- 241000191023 Rhodobacter capsulatus Species 0.000 description 1
- 241000191043 Rhodobacter sphaeroides Species 0.000 description 1
- 241000235070 Saccharomyces Species 0.000 description 1
- 241001123227 Saccharomyces pastorianus Species 0.000 description 1
- 241000187560 Saccharopolyspora Species 0.000 description 1
- 241000235346 Schizosaccharomyces Species 0.000 description 1
- 241000235347 Schizosaccharomyces pombe Species 0.000 description 1
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 241001000247 Xanthophyllomyces Species 0.000 description 1
- 241000222057 Xanthophyllomyces dendrorhous Species 0.000 description 1
- 241000235017 Zygosaccharomyces Species 0.000 description 1
- 241000588901 Zymomonas Species 0.000 description 1
- 241000588902 Zymomonas mobilis Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008406 cosmetic ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000011143 downstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 1
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 235000003869 genetically modified organism Nutrition 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- OAIJSZIZWZSQBC-GYZMGTAESA-N lycopene Chemical compound CC(C)=CCC\C(C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C(\C)=C\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)\C=C\C=C(/C)CCC=C(C)C OAIJSZIZWZSQBC-GYZMGTAESA-N 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002417 nutraceutical Substances 0.000 description 1
- 235000021436 nutraceutical agent Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/10—Separation or concentration of fermentation products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/20—Degassing; Venting; Bubble traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
- C12M33/22—Settling tanks; Sedimentation by gravity
-
- 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
- C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
- C12P13/001—Amines; Imines
-
- 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
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
-
- 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
- C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
- C12P7/26—Ketones
-
- 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
- C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
-
- 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
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
- C12P7/6436—Fatty acid esters
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Claims (21)
1. Een multifase bioreactor systeem (1) voor het biokatalytisch produceren van een stof, omvattende een bioreactiecompartiment (2) voor het houden van een vloeibaar reactiemengsel omvattende een biokatalysator en een substraat voor de biokatalysator, het bioreactiecompartiment (2) omvattende - een mengvoorziening (3) geconfigureerd voor het turbulent mengen van een waterige vloeistof, bijvoorbeeld een roerder of een gasinjector; - een inlaat of inlaten voor het voeden van vloeibare reactorbestanddelen, zoals ten minste een van: een waterige fase die substraat (4a) bevat en een niet-waterige productwinningsfase (4b); en - een gravitatie- vloeistof-vloeistof scheidingsapparaat (5), welk scheidingsapparaat (5) een vloeibare fase inlaatopening (6) omvat naar een interne ruimte (7) voor het houden van vloeistof in het scheidingsapparaat (5), welke interne ruimte een binnendwarsdoorsnede oppervlakte (A) heeft, welke vloeibare fase inlaatopening (6) een oppervlakte (A;) heeft die kleiner is dan het binnendwarsdoorsnede oppervlakte (As) van genoemde interne ruimte (7) van het scheidingsapparaat (5), welk scheidingsapparaat verder een gasuitlaat (8) omvat (bijvoorbeeld een gat of gasuitwisselingsopening) en een vloeibare fase onttrekkingskanaal (9) zich uitstrekkend tot in genoemde interne ruimte (7) van het scheidingsapparaat (5), welk ontrekkingskanaal (9) een inlaat (10) heeft voor het onttrekken van de vloeibare fase in de interne ruimte (7) op een positie tussen de vloeibare fase inlaatopening (6) en de gasuitlaat (8) van het scheidingsapparaat (5).
2. Het multifase bioreactor systeem volgens conclusie 1, waarin het oppervlakte (A;) van de vloeistofinlaat opnening van het langwerpige scheidingsapparaat 1-50 %, bij voorkeur 2-25 %, bij grotere voorkeur 4-16 % van het dwarsdoorsnede oppervlakte (As) van de interne ruimte (7) voor het houden van vloeistof van het langwerpige scheidingsapparaat (bij de positie van de vloeistofinlaat opening).
3. Het multifase bioreactor systeem volgens conclusie 1 of 2, waarin het multifase bioreactor systeem een of meer scheidingsapparaten (5) omvat, waarin het totale (gemiddelde) binnendwarsdoorsnede oppervlakte van de interne ruimte (7) van genoemde scheidingsappara(a)t(en) 0,1-25 %, bij voorkeur 0,1-15 %, bij grotere voorkeur 0,3-2,5 % is van het (gemiddelde) binnendwarsdoorsnede van het bioreactiecompartiment (2).
4. Het multifase bioreactor systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin het langwerpige scheidingsapparaat een lenge (Ls) ingezet in het bioreactiecompartiment (2) heeft, welke lenge 50-99 %, bij voorkeur 70-99 %, bij grotere voorkeur 90-99 % van de hoogte (Hp) van het bioreactiecompartiment.
5. Het multifase bioreactor systeem volgens althans een van de conclusies 1-4, waarin het langwerpige scheidingsapparaat (5) een spiraalvormige of anderszins gewonden structuur heeft die de interne ruimte (7) definieert.
6. Het multifase bioreactor systeem volgens althans een van de conclusies 1-5, waarin de interne ruimte (7) van het langwerpige scheidingsapparaat (5) een althans in hoofdzaak constante dwarsdoorsnede heeft.
7. Het multifase bioreactor systeem volgens conclusie 6, waarin het langwerpige scheidingsaparaat (5) althans in hoofdzaak cylindrisch is.
8. Het multifase bioreactor systeem volgens althans een van de conclusies 1-5, waarin de dwarsdoorsnede (As) verandert over de lengte van het scheidingsapparaat, bijvoorbeeld een conische vorm heeft.
9. Het multifase bioreactor systeem volgens althans een van de conclusies 1-8, waarin het langwerpige scheidingsapparaat schuin geconfigureerd is, bij voorkeur in een hoek van 10-60° ten opzichte van de verticale as (als het bioreactor systeem rechtop staat), bij grotere voorkeur in een hoek van 40-50 °C ten opzichte van de verticale as, in het bijzonder in een hoek van 45 ° ten opzichte van de verticale as.
10. Het multifase bioreactor systeem volgens althans een van de conclusies 1-9, waarin het langwerpige scheidingsapparaat (5) ten minste één vloeibare fase opening (6) heeft aan een beneden uiteinde van het langwerpige scheidingsapparaat (5).
11.Het multifase bioreactor systeem volgens althans een van de conclusies 1-10, waarin het bioreactiecompartiment (2) een gasinlaat (12) omvat voor het beluchten van het vloeibare reactiemengsel in het bioreactiecompartiment (2).
12. Een gravitatie- vloeistof-vloeistof scheidingsapparaat (5), welk scheidingsapparaat (5) een vloeibare fase inlaatopening (6) omvat naar een interne ruimte (7) voor het houden van vloeistof in het scheidingsapparaat (5), welke interne ruimte een binnendwarsdoorsnede oppervlakte (As) heeft, welke vloeibare fase inlaatopening (6) een oppervlakte (A;) heeft die kleiner is dan het binnendwarsdoorsnede oppervlakte (As) van genoemde interne ruimte (7), welk scheidingsapparaat verder een gasuitlaat (8) omvat (bijvoorbeeld een gat of gasuitwisselingsopening) een een vloeibare fase onttrekkingskanaal (9) zich uitstrekkend tot in genoemde interne ruimte (7) van het scheidingsapparaat (5), welk ontrekkingskanaal (9) een inlaat (10) heeft voor het onttrekken van de vloeibare fase in de interne ruimte (7) op een positie tussen de vloeibare fase inlaatopening (6) en de gasuitlaat (8) van het scheidingsapparaat (5).
13. Het gravitatie- vloeistof-vloeistof scheidingsapparaat (5) volgens conclusie 12, waarin het apparaat verde is als gedefinieerd in althans een van de conclusies, 2, 5, 6, 7, 8 of 10.
14. Werkwijze voor het verkrijgen van een stof, omvattende het gebruik van het multifase bioreactorsysteem volgens althans een van de conclusies 1-11 of het vloeistof-vloeistof scheidingsapparaat volgens conclusie 12 of 13, de werkwijze omvattende - het verschaffen van een reactiemengsel omvattende een vloeibare drager, een biokatalysator en een substraat in een bioreactiecompartiment (2) van het bioreactiesysteem; - het biokatalytisch converteren van het substraat, terwijl het reactiemengsel wordt gemengd in het bioreactiecompartiment (2), onder vorming van de stof; - het onttrekken van een vloeistof omvattende de geproduceerde stof, van het bioreactiecompartiment (2) met gebruikmaking van het langwerpige scheidingsapparaat (5), waarin de vloeistof die de geproduceerde stof omvat de interne ruimte (7) binnengaat via de vloeibare fase inlaat opening (6); - het onderwerpen van de vloeistof die de geproduceerde stof omvat aan een vloeistof-vloeistof fasescheiding onder de invloed van zwaartekracht, waarbij in een bovendeel van de vloeistof in de interne ruimte (7) een vloeibare fase (7b) verrijkt in de geproduceerde stof wordt gevormd; en - het onttrekken van vloeibare fase (7) verrijkt in de geproduceerde stof via het onttrekkingskanaal (9) van het langwerpige scheidingsapparaat (5).
15. De werkwijze volgens conclusie 14, waarin een productwinningsfase in het bioreactiecompartiment wordt gevoed, welke wordt gedispergeerd in de vloeibare drager, welke productwinningsfase een lagere dichtheid heef dan de vloeibare drager, en waarin de vloeistoffase (7b) verrijkt in de geproduceerde stof productwinningsfase is die de geproduceerde stof bevat.
16. De werkwijze volgens conclusie 15,waarin de vloeibare drager een waterige vloeistof is en de productwinningsfase een vloeistof omvat gekozen uit vloeibare koolwaterstoffen, vloeibare organische zuren, vloeibare alcoholen, vloeibare ketonen, vloeibare aldehyden, vloeibare cyclische carboxylesters, vloeibare niet- cyclische esters, vloeibare lipiden, vloeibare amines, inclusies mengsels daarvan.
17.De werkwijze volgens conclusie 14, 15 of 16, waarin de geproduceerde stof een lagere dichtheid heeft dan de vloeibare drager.
18. De werkwijze volgens althans een van de conclusies 14-17, waarin de geproduceerde organische substantie wordt gekozen uit de groep bestaande uit koolwaterstoffen, in het bijzonder monoterpenen, sesquiterpenen, aromatische koolwaterstoffen; 1soprenoiden (terpenoiden); organische zuren, in het bijzonder C5-C24 vetzuren, meer in het bijzonder C12-C20 vetzuren; alcoholen, in het bijzonder alcoholen met ten minste 4 koolstofatomen; ketonen,in het bijzonder ketonen met ten minste 5 koolstofatomen; aldehydes, in het bijzonder aldehydes met ten minste 5 koolstofatomen; cyclische carboxylesters, in het bijzonder lactonen; niet-cyclische esters, in het bijzonder niet-cyclische esters met ten minste 5 koolstofatomen; lipiden, in het bijzonder glyceriden; amines; aminozuren; en peptides.
19. De werkwijze volgens althans een van de conclusies 14-18, waarin de biokatalysator een levend organisme omvat en de geproduceerde stof wordt uitgescheiden in het reactiemengsel of waarin de biokatalysator een geisoleerd enzym of combinatie van geisoleerde enzymen bevat gedispergeerd of opgelost in het reactiemengsel of waarin de biokatalysator een geisoleerd enzym of combinatie van geisoleerde enzymen is geimmobiliseerd op een of meer dragermaterialen gedispergeerd in het reactiemengsel.
20.De toepassing van een langwerpig gravitatie- vloeistof-vloeistof scheidingsapparaat volgens conclusie 12 of 13 voor het winnen van een biokatalytisch geproduceerde stof van een vloeibaar reactiemengsel, omvattende de geproduceerde stof en een biokatalysator.
21. Werkwijze voor het vernieuwen van een bioreactor, in het bijzonder een continu geroerde bioreactor, omvattende het monteren van een gravitatie- vloeistof-vloeistof scheidingsapparaat volgens conclusie 12 of 13 in de bioreactor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2034413A NL2034413B1 (en) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | An elongated separation device for multiphase biocatalytic reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2034413A NL2034413B1 (en) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | An elongated separation device for multiphase biocatalytic reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2034413B1 true NL2034413B1 (en) | 2024-09-30 |
Family
ID=86604235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2034413A NL2034413B1 (en) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | An elongated separation device for multiphase biocatalytic reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2034413B1 (nl) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1968131A1 (en) * | 2005-12-27 | 2008-09-10 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device |
| US20090152744A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Duen Gang Mou | Reaction vessel assembly with gas exchange means |
| WO2021010822A1 (en) | 2019-07-18 | 2021-01-21 | Delft Advanced Biofuels B.V. | Integrated system for biocatalytically producing and recovering an organic substance |
-
2023
- 2023-03-23 NL NL2034413A patent/NL2034413B1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1968131A1 (en) * | 2005-12-27 | 2008-09-10 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Material for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device |
| US20090152744A1 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-18 | Duen Gang Mou | Reaction vessel assembly with gas exchange means |
| WO2021010822A1 (en) | 2019-07-18 | 2021-01-21 | Delft Advanced Biofuels B.V. | Integrated system for biocatalytically producing and recovering an organic substance |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Design and evaluation of a continuous Semi-Partition Bioreactor (SPB) for in-situ liquid-liquid extractive fermentation DOI: 0.1002/bit.27550", BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING, 2020, pages 1 - 14 |
| BEDNARZ ET AL.: "Development of a CFD model for the simulation of a novel multiphase counter-current loop reactor", CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE, vol. 161, 6 April 2017 (2017-04-06), pages 350 - 359, XP029889300, DOI: 10.1016/j.ces.2016.12.048 |
| TEKE GEORGE M. ET AL: "The liquid-liquid extractive fermentation of L-lactic acid in a novel semi-partition bioreactor (SPB)", JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY, vol. 360, 1 December 2022 (2022-12-01), Amsterdam NL, pages 55 - 61, XP093090537, ISSN: 0168-1656, Retrieved from the Internet <URL:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168165622002619/pdfft?md5=1cc0d0aa7e10a158bb65b0f50286cd87&pid=1-s2.0-S0168165622002619-main.pdf> DOI: 10.1016/j.jbiotec.2022.10.017 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2950914B1 (en) | System and method for improved gas dissolution | |
| Leon et al. | Whole-cell biocatalysis in organic media | |
| KR102712023B1 (ko) | 유기 물질을 생체촉매적으로 생성하고 회수하는 통합 시스템 | |
| Merchuk et al. | Air‐lift reactors in chemical and biological technology | |
| US12116563B2 (en) | Gas-fed fermentation reactors, systems and processes | |
| Kilonzo et al. | The effects of non-Newtonian fermentation broth viscosity and small bubble segregation on oxygen mass transfer in gas-lift bioreactors: a critical review | |
| NL2034413B1 (en) | An elongated separation device for multiphase biocatalytic reactor | |
| Karmee et al. | Facile biocatalytic synthesis of a macrocyclic lactone in sub-and supercritical solvents | |
| EP4332212A1 (en) | Multiphase biocatalytic reactor and separator system | |
| Mihaľ et al. | Production of phenylacetic acid from L-phenylalanine in dual reactor membrane hybrid system | |
| Oboirien et al. | Fungi solubilisation of low rank coal: Performances of stirred tank, fluidised bed and packed bed reactors | |
| Galindo-Rodriguez et al. | In situ recovery of taxadiene using solid adsorption in cultivations with Saccharomyces cerevisiae | |
| US10494653B2 (en) | Process for the recovery of lipids or hydrocarbons | |
| Veljković et al. | Reciprocating plate column–fundamental research and application in Serbia from 1970 to 2020 | |
| Rodrigues et al. | Process Development for Benzyl Alcohol Production by Whole-Cell Biocatalysis in Stirred and Packed Bed Reactors. Microorganisms 2022, 10, 966 | |
| Widjaja et al. | Liquid-liquid Extraction to Separate Ethanol from Synthetic Broth Using n-Amyl Alcohol and 1-Dodecanol as Solvent in Packed Column | |
| von Campenhausen et al. | Discover Chemical Engineering | |
| Williams | Biological conversion of alkanes to dicarboxylic acids: an investigation into process challenges and optimisation in hydrocarbon-based bioprocesses |