Extraction and Conversion of Fatty

Extraction and Conversion of Fatty Acids to Alkanes
To demonstrate a complete process for fuel production, fatty acids were extracted from
approximately 400 mL of the overproducing culture (the remaining volume from an original
culture volume of 500 mL) overexpressing both ACC and BTE at 34 h, with a total
measured saturated and unsaturated C12 fatty acid titer of 0.36 ±0.02 g L−1. Decane was
selected to facilitate analysis of the dominant undecane product, owing to the presence of
significant undecane impurities in other commercially available alkanes of higher molecular
weight, such as tridecane. Although decane is mildly toxic to microbes (Sardessai and
Bhosle, 2002), larger alkanes such as dodecane are essentially nontoxic and their use to
extract metabolites during cell growth has been previously demonstrated (Janikowski et al.,
2002; Newman et al., 2006). The emulsion resulting from decane addition was acidified and
centrifuged to facilitate phase separation, and the decane layer was collected. Approximately
60% of the decane added could be collected as a de-emulsified liquid layer. Fatty acids in
the decane extractions were decarboxylated at 100% conversion in the presence of hydrogen
over a 1 wt% Pd/C catalyst in a plug flow reactor operating at 300°C and 12 bar. The
catalytic decarboxylation of fatty acids over Pd/C catalysts has previously been
demonstrated using a semi-batch reactor operating at 300°C (Mäki-Arvela et al., 2007).
Under these conditions unsaturated fatty acids are fully hydrogenated, which is desirable for
the stability of the product during storage. In the collected alkane product, 0.44 ± 0.3 g L−1
(culture volume) of undecane was obtained (Fig. 5), representing a complete recovery and
conversion of C12 fatty acids from the culture medium. Smaller amounts of tridecane and
pentadecane were also present, as expected from the fatty acid composition (Supplementary
Table I).
Ultimately, an industrial process can be envisioned in which a desired hydrocarbon product
is used to both extract fatty acids from a fermentor and act as the solvent for the
decarboxylation reaction. A product stream could be continuously or semi-continuously
collected that matches the fatty acid production rate, with the remainder of the alkane phase
recycled as an extractant in a two-phase partitioning bioreactor.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สกัดและแปลงของกรดไขมัน Alkanesแสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่สมบูรณ์สำหรับการผลิตเชื้อเพลิง กรดไขมันที่สกัดจากวัฒนธรรม overproducing (เหลือปริมาณจากเดิมเป็นประมาณ 400 mLวัฒนธรรมปริมาตร 500 mL) overexpressing บัญชีและ BTE ที่ h 34 มีทั้งหมดวัดอิ่มตัว และในระดับที่สม C12 กรดไขมัน titer ของ 0.36 ±0.02 g L−1 Decane เป็นเลือกเพื่อช่วยในการวิเคราะห์ของผลิตภัณฑ์หลัก undecane เพราะของสิ่งสกปรก undecane สำคัญใน alkanes อื่น ๆ ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ของสูงกว่าโมเลกุลน้ำหนัก เช่น tridecane แม้ว่า decane mildly เป็นพิษกับจุลินทรีย์ (Sardessai และBhosle, 2002) alkanes ใหญ่เช่น dodecane จะเป็น nontoxic และใช้การแยก metabolites ระหว่างเซลล์ เจริญเติบโตได้รับก่อนหน้านี้สาธิต (Janikowski et al.,2002 นิวแมนและ al., 2006) อิมัลชันที่เกิดจากการเพิ่ม decane เป็น acidified และcentrifuged เพื่อแยกระยะ และชั้น decane รวบรวม ประมาณ60% ของ decane เพิ่มอาจถูกรวบรวมเป็นชั้นของเหลว emulsified de- กรดไขมันในการสกัด decane ถูก decarboxylated ที่แปลง 100% ในต่อหน้าของไฮโดรเจนเกิน 1 wt % catalyst Pd/C ในเครื่องปฏิกรณ์ไหลต่อการปฏิบัติที่ 300° C และบาร์ 12 ที่ก่อนหน้านี้มีตัวเร่งปฏิกิริยา decarboxylation ของกรดไขมันผ่าน Pd/C สิ่งที่ส่งเสริมแสดงใช้เป็นชุดกึ่งเครื่องปฏิกรณ์ทำงานที่ 300 ° C (Mäki Arvela et al., 2007)Under these conditions unsaturated fatty acids are fully hydrogenated, which is desirable forthe stability of the product during storage. In the collected alkane product, 0.44 ± 0.3 g L−1(culture volume) of undecane was obtained (Fig. 5), representing a complete recovery andconversion of C12 fatty acids from the culture medium. Smaller amounts of tridecane andpentadecane were also present, as expected from the fatty acid composition (SupplementaryTable I).Ultimately, an industrial process can be envisioned in which a desired hydrocarbon productis used to both extract fatty acids from a fermentor and act as the solvent for thedecarboxylation reaction. A product stream could be continuously or semi-continuouslycollected that matches the fatty acid production rate, with the remainder of the alkane phaserecycled as an extractant in a two-phase partitioning bioreactor.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การสกัดและการแปลงสภาพของกรดไขมันที่จะแอลเคนที่จะแสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่สมบูรณ์สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงกรดไขมันที่สกัดจากประมาณ400 มิลลิลิตรของวัฒนธรรม overproducing (ปริมาณที่เหลือจากเดิมปริมาณวัฒนธรรมของ500 มิลลิลิตร) overexpressing ทั้งแม็กและ BTE 34 ชั่วโมง รวมกับวัดอิ่มตัวและtiter กรดไขมันไม่อิ่มตัว C12 0.36 ± 0.02 กรัม L-1 Decane ได้เลือกที่จะอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์ของผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่นundecane เนื่องจากการปรากฏตัวของสิ่งสกปรกundecane สำคัญในแอลเคนใช้ได้ในเชิงพาณิชย์อื่น ๆ ของโมเลกุลสูงน้ำหนักเช่นtridecane แม้ว่า decane เป็นพิษอย่างอ่อนโยนเพื่อจุลินทรีย์ (Sardessai และเซล์, 2002), แอลเคนขนาดใหญ่เช่น dodecane เป็นหลักปลอดสารพิษและการใช้งานของพวกเขาที่จะสกัดสารในระหว่างการเจริญเติบโตของเซลล์ได้รับการแสดงให้เห็นก่อนหน้านี้(Janikowski, et al. 2002;. นิวแมน, et al, 2006 ) อิมัลชันที่เกิดจากการเพิ่ม decane ถูกกรดและหมุนเหวี่ยงเพื่ออำนวยความสะดวกการแยกเฟสและชั้นdecane ที่ถูกเก็บรวบรวม ประมาณ60% ของ decane เพิ่มอาจจะเก็บรวบรวมเป็นชั้นของเหลว de-emulsified กรดไขมันในสกัด decane ถูก decarboxylated ที่แปลง 100% ในการปรากฏตัวของไฮโดรเจนกว่า1% โดยน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม / C ในการไหลปลั๊กเครื่องปฏิกรณ์ทำงานที่ 300 องศาเซลเซียสและบาร์ 12 decarboxylation เร่งปฏิกิริยาของกรดไขมันมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม / C ที่ได้รับก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นถึงการใช้เครื่องปฏิกรณ์กึ่งชุดปฏิบัติการที่300 ° C (Mäki-Arvela et al., 2007). ภายใต้เงื่อนไขเหล่ากรดไขมันไม่อิ่มตัวที่มีการเติมไฮโดรเจนอย่างเต็มที่ซึ่งเป็นที่พึงปรารถนา สำหรับเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ในระหว่างการเก็บรักษา ในผลิตภัณฑ์เคนที่เก็บรวบรวม, 0.44 ± 0.3 กรัม L-1 (ปริมาตรวัฒนธรรม) ของ undecane ได้ (รูปที่. 5) เป็นตัวแทนของการกู้คืนที่สมบูรณ์และการแปลงC12 กรดไขมันจากอาหารเลี้ยง ขนาดเล็กจำนวนมาก tridecane และpentadecane ยังเป็นปัจจุบันเป็นไปตามคาดจากองค์ประกอบของกรดไขมัน (เสริมตารางI). ในที่สุดกระบวนการอุตสาหกรรมสามารถมองเห็นภาพในการที่ผลิตภัณฑ์ไฮโดรคาร์บอนที่ต้องการจะใช้ทั้งสารสกัดจากกรดไขมันจากถังหมักและทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายสำหรับปฏิกิริยา decarboxylation กระแสสินค้าอาจจะต่อเนื่องหรือกึ่งอย่างต่อเนื่องเก็บรวบรวมที่ตรงกับกรดไขมันที่อัตราการผลิตกับส่วนที่เหลือของเฟสเคนรีไซเคิลเป็นสารสกัดในสองเฟสแบ่งเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การสกัดและการเปลี่ยนแปลงของกรดไขมันในแอลเคน
เพื่อแสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่สมบูรณ์สำหรับการผลิตเชื้อเพลิง , กรดไขมันที่สกัดจาก
ประมาณ 400 ml ของ overproducing วัฒนธรรม ( เหลือจากปริมาณปริมาณวัฒนธรรมเดิม
500 ml ) overexpressing ทั้งบัญชีและ BTE ที่ 34 ชั่วโมง รวมทั้งหมดเป็นไขมันอิ่มตัว และไขมันไม่อิ่มตัว c12
วัด กรดชนิดต่างๆ± 0.02 g L − 1 เดคเคนถูก
เลือกเพื่อความสะดวกในการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์อันเดคเคนเด่นเนื่องจากการปรากฏตัวของสิ่งเจือปนอันเดคเคนที่สําคัญในการอื่น ๆ

น้ำหนักโมเลกุลสูงใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ เช่น ไตรเดคเคน . แม้ว่าดีเคนเป็นอย่างอ่อนโยนเป็นพิษต่อจุลินทรีย์ ( sardessai และ
bhosle , 2002 ) , แอลเคนที่มีขนาดใหญ่เช่นโดดีเคนเป็นหลัก

ที่ปลอดสารพิษและการใช้สารสกัดจากสารในการเจริญเติบโตของเซลล์ที่ได้รับก่อนหน้านี้แสดงให้เห็น ( janikowski et al . ,
2002 ; นิวแมน et al . , 2006 ) อิมัลชันที่เกิดจากนอกเหนือดีเคนก็ปรับระดับและ
เพื่อความสะดวกในการแยกเฟส และเดคเคนชั้นเก็บ ประมาณ
60% ของเดคเคนเพิ่มจะถูกรวบรวมเป็น de ที่มีชั้นของเหลว กรดไขมันใน
ซึ่งเป็นสารสกัดจากเปลือกที่เดคเคนสกัด 100% การแปลงในการปรากฏตัวของไฮโดรเจน
กว่า 1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักตัวเร่งปฏิกิริยา Pd / C ในระบบเครื่องปฏิกรณ์แบบท่อไหลอุณหภูมิ 300 องศา C และ 12 บาร์
การเงือกของกรดไขมันมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยา Pd / C ได้ก่อนหน้านี้ถูก
) โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งปฏิบัติการ 300 ° C ( M และคิ arvela et al . , 2007 ) .
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้เป็นกรดไขมันที่ไม่อิ่มตัว hydrogenated อย่างเต็มที่ ซึ่งเป็นที่พึงปรารถนาสำหรับ
เสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ระหว่างการเก็บรักษา ในการเก็บรวบรวมไอออนผลิตภัณฑ์ , 0.44 ± 0.3 กรัม L − 1
( ปริมาณวัฒนธรรม ) อันเดคเคนได้ ( รูปที่ 5 ) หรือที่สมบูรณ์และการกู้คืน
การแปลง c12 กรดไขมันจากวัฒนธรรมสื่อ ปริมาณขนาดเล็กของไตรเดคเคนและ
เพนต้าดีเคนยังปัจจุบันความคาดหวังจากกรดไขมัน ( โต๊ะเสริม

ในที่สุดฉัน ) , กระบวนการอุตสาหกรรมจะสามารถมองเห็นภาพในที่ที่ต้องการผลิตภัณฑ์ไฮโดรคาร์บอน
ใช้ทั้งสารสกัดกรดไขมันจากทำตัวถังและเป็นตัวทำละลายสำหรับ
เงือกปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์ กระแสอาจจะต่อเนื่องหรือกึ่งต่อเนื่อง
เก็บที่ตรงกับอัตราการผลิตกรดไขมัน ,กับส่วนที่เหลือของของเหลวเฟส
รีไซเคิลเป็นสารสกัดในการแบ่งพาร์ทิชันแบบ