１，３−プロパンジオールの製造方法
１，３−プロパンジオールを水性原料流から回収する方法を開示する。本発明においては、水、１，３−プロパンジオール、および少なくとも一種の汚染物を含んでなる水性原料流を少なくとも一種の溶剤抽出液と接触させ、混合物を形成する。混合物を第一相と第二相とに分離する。第二相は、水性原料流から来る大部分の水を含む。第一相は、溶剤抽出液および水性原料流中に存在していた１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含む。第一相中の１，３−プロパンジオールと存在するいずれか一種の汚染物との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。第一相を、分離された第二相から除去し、１，３−プロパンジオールを回収することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に１，３−プロパンジオールの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、１，３−プロパンジオールを製造し回収するための、溶剤抽出に依拠した方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精製された１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）は、発酵、化学的および機械的分離処理を伴う当該分野で公知の方法により商業的に製造することができる。１，３−プロパンジオールは、発酵により製造することができるが、この方法による製造には、発酵の結果生じた不純物を確実に除去して、１，３−プロパンジオールを精製する方法が必要である。ＰＤＯを発酵により製造する場合、培養液が、化学組成や特性がＰＤＯに非常に近似した多くの化合物、例えばグリセロールおよび１，２，４−ブタントリオールを含むことがある。発酵に供する原料に使用できる材料であるグルコースは、やはり１，３−プロパンジオールと類似性をもつ化合物であり、発酵の後に残留量としてグルコースが残存することがある。１，３−プロパンジオールの製造において、グルコースを使用する発酵経路の欠点は、下流の熱が関与する工程、例えば蒸留および蒸発で、例えばグルコースなどの糖が着色してしまうことである。残留グルコースをＰＤＯから除去して、ＰＤＯを精製するのが好ましい。糖に加え、不純物からも１，３−プロパンジオールを分離してＰＤＯの純度を高め、精製されたＰＤＯの製造に必要な、大量のエネルギーを必要とする蒸留（例えばＰＤＯの精製に一般的な方法）の量を低減できる方法が必要とされている。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の特定の実施態様は、水性原料流から１，３−プロパンジオールを回収する方法に関する。水性原料流は、水、１，３−プロパンジオールおよび少なくとも一種の汚染物を含んでなる。好ましくは、水性原料流は、濃縮および／または部分的に精製された発酵培養液を含んでなる。特定の好ましい実施態様では、水性原料流は、約５重量％〜８５重量％の１，３−プロパンジオールを含んでなり、約１０重量％を超える水、および約５重量％〜７０重量％の一種以上の汚染物をさらに含んでなる。特定の実施態様においては、水性原料流は、９０重量％まで乾燥固体を含んでなる。好ましくは、供給流は、約２０重量％〜８０重量％の乾燥固体を含んでなる。水性原料流中に存在する少なくとも一種の汚染物は、好ましくは、有機酸、有機塩、無機塩、炭水化物、アルコール、タンパク質、アミノ酸、および低分子量のヒドロキシル化された化合物からなる群から選択される化合物である。低分子量のヒドロキシル化された化合物は、グリセロール、グルコース、およびブタントリオールからなる群から選択することができる。好ましくは、水性原料流は、ｐＨが約２〜１１、より好ましくは約６〜８である。
【０００４】
水性原料流を少なくとも一種の溶剤抽出液と接触させ、第一混合物を形成する。溶剤抽出液と水性原料流との接触は、下記のように、向流、交差流、または向交差流により行うことができる。接触は、２種類以上の液体の接触における当該分野で公知のように、２工程以上を使用して行うことができる。特定の実施態様においては、溶剤抽出液は実質的に無水であり（例えば約０．５重量％未満の水を含んでなる）、他の実施態様においては水で飽和されている。好ましくは、溶剤抽出液は、疎水性パラメータｌｏｇＰ（ｌｏｇＰ＝［溶質］オクタノール／［溶質］水）が約０．８〜７．７である、アルコール、ケトン、エステル、酸、エーテルまたは植物油からなる群から選択される少なくとも一種のである。特定の好ましい実施態様においては、溶剤抽出液は、疎水性パラメータが約０．８〜２．９である（Biotechnology and Bioengineering Vol. 30、８１〜８７頁、１９８７年７月、Biotechnol. Prog., Vol. 7 No.2）。特定の実施態様においては、溶剤抽出液は、（１）例えばペンタノール、プロパン−１−オール、ヘキサノール、またはオレイルアルコールなどのアルカノール、（２）例えば４−メチルペンタン−２−オンなどのケトン、（３）、例えばイソプロピルアセテートまたはトリブチルホスフェートなどのエステル（４）例えばオレイン酸などの酸、（５）例えば大豆油またはひまし油などの油、およびエーテルからなる群から選択される。好ましくは、溶剤抽出液は、ヘキサノールまたはトリブチルホスフェートである。特定の実施態様においては、溶剤抽出液は、炭素と酸素の原子比が約２：１〜１８：１、より好ましくは２：１〜１０：１、最も好ましくは３：１〜６：１である。
【０００５】
ある実施態様においては、脂肪族および芳香族炭化水素から選択された相促進剤(phase enhancer)を溶剤抽出液（上記のような）に加えて使用し、相分離を促進することができる。好ましい相促進剤は、ヘキサン〜デカンの範囲内のアルカン（例えば６〜９個の炭素原子を有する）である。
【０００６】
第一混合物は、第一相と第二相とに分離される。第一相は、溶剤抽出液の大部分（例えば約５０％を超える）および水性原料流中に存在していた１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含む。第一相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。従って、第一相中の１，３−プロパンジオールは、水性原料流中の１，３−プロパンジオールよりも純度が高い。第二相は、水性原料流由来の水の大部分（例えば約５０％を超える）、および水性原料流由来の汚染物の少なくとも一部を含む。分離は、当該分野で公知の方法を使用して行うことができる。特定の実施態様においては、接触工程および第一相と第二相との分離は、ミキサー−沈降装置で行う。特定の好ましい実施態様においては、第一相を第二相から遠心分離機を使用して分離する。特定の実施態様においては、精製された１，３−プロパンジオールは、第二相から第一相を除去することにより回収される。本発明の特定の実施態様においては、好ましくは温度約２０℃〜９０℃、より好ましくは約２５℃〜３５℃、最も好ましくは温度約３０℃で行う。
【０００７】
ある実施態様においては、除去された第一相を、第一量の水溶液または水と接触させ、第二混合物を形成する。第一量の水または水溶液と第一相との体積比は、約２０：１〜１：２０、より好ましくは約２０：１〜１：１、最も好ましくは約７：１〜３：１である。第二混合物は、第三相と第四相とに分離される。第三相は、第一相の溶剤抽出液の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相は、１，３−プロパンジオール、および第一量の水溶液または水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相中の１，３−プロパンジオールと第四相中に存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。従って、第四相中の１，３−プロパンジオールは、水性原料流中の１，３−プロパンジオールよりも純度が高い。分離は、当該分野で公知の２種類の非混和性または部分的に混和し得る液体を分離する方法を使用して行うことができる。特定の実施態様においては、精製された１，３−プロパンジオールは、第三相から第四相を除去する（例えばデカンテーションにより）ことにより回収される。特定の実施態様においては、回収された第三相を、第一混合物で使用する溶剤抽出液に再利用することができる。回収された第四相を処理し、第四相中の１，３−プロパンジオールをさらに精製することができる。第四相は、第一混合物用の水性原料流が、回収された第四相を含むように、再利用することができる。
【０００８】
ある実施態様においては、除去された第一相が、１，３−プロパンジオールおよび溶剤抽出液に加えて、少なくとも一部の水をさらに含んでなり、除去された第一相が疎水性溶剤と接触して第二混合物を形成する。好ましくは、第二混合物中の、除去された第一相と疎水性溶剤との重量比は、約４：１〜１：４、好ましくは２：１〜１：２である。好ましくは、疎水性溶剤は、ｌｏｇＰが約３．０〜１０、好ましくは３．５〜５．５である溶剤から選択される。好ましくは、疎水性溶剤は、分子量がヘキサンとデカンの分子量の間にあるアルカンから選択される。第二混合物は、第三相と第四相とに分離される。第三相は、第二混合物の溶剤抽出液および疎水性溶剤の両方の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相は、１，３−プロパンジオール、および第一相の水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。好ましくは、第四相中の１，３−プロパンジオールと第四相中に存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。従って、第四相中の１，３−プロパンジオールは、水性原料流中の１，３−プロパンジオールよりも純度が高い。１，３−プロパンジオールは、第三相から第四相を除去することにより回収することができる。
【０００９】
本発明の特定の方法においては、接触の際の第一混合物の温度を、１，３−プロパンジオールが水性原料流よりも溶剤抽出液中により可溶となるように調節する。溶剤抽出液はヘキサノールである。水性原料流および溶剤抽出液の第一混合物は、上記のように、第一相と第二相とに分離される。第一相は、第二相から除去される。第一相の温度は、第二混合物が形成されるように調節される。第二混合物は、第三相と第四相とに分離される。第三相は、第一相由来のヘキサノールの大部分を含み、第四相は、１，３−プロパンジオールを含む。好ましくは、第四相中の１，３−プロパンジオールと第四相中に存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。
【００１０】
汚染物を含む水性原料（すなわち発酵培養液）からＰＤＯを精製する当該分野で公知の特定の方法においては、ＰＤＯを水性原料流中に残存させたまま汚染物を抽出する。本発明の特定の方法においては、水性原料流からＰＤＯを溶剤相中に抽出し、原料中に存在する汚染物から分離する。本発明の特定の実施態様においては、不純物を含む供給流から得られる１，３−プロパンジオールの純度を増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の方法を図式的に示す図である。水、１，３−プロパンジオールおよび少なくとも一種の汚染物を含んでなる水性原料流（例えば発酵培養液）１４が溶剤抽出液１０と抽出装置１２中で接触し、第一混合物を形成する。溶剤抽出液は、好ましくはある範囲の温度（例えば２℃〜１００℃）で水と非混和性であるか、または部分的に混和性である。溶剤抽出液１０と水性原料流１４（例えば以下に記載するような濾過された発酵培養液）の体積／体積比は、好ましくは１：４〜５０：１、より好ましくは約１０：１である。特定の好ましい実施態様においては、溶剤抽出液は、下記の表に示すように、約０．８〜７．７、より好ましくは０．８〜２．９の疎水性パラメータｌｏｇＰ（ｌｏｇＰ＝［溶質］オクタノール／［溶質］水）を有する。好ましい溶剤抽出液はトリ−ブチルホスフェート（ＴＢＰ）である。
【００１２】
【表１】
【００１３】
水性１，３−プロパンジオール原料流１４および溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）１０を、温度約２℃〜１００℃、より好ましくは３０℃で攪拌する。攪拌後、この組み合わされた混合物を、沈殿させて２相に分離することができる。第一相１６は、溶剤抽出液の大部分（例えば約５０％を超える）を含み、第二相１８は、第一混合物１２中に存在する水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第一相は、水性原料流１４中に存在する１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含み、１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液１０と接触する前の水性原料流１４中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。第一相１６は、当該分野で公知の方法（例えば、特に遠心分離およびデカンテーション）により第二相１８から分離および除去し、１，３−プロパンジオールを回収することができる。回収された１，３−プロパンジオールは、出発水性原料流よりも純度が高い（例えば存在する１，３−プロパンジオールの量あたり、比較的少ない汚染物を含む）。
【００１４】
第一相１６は、１，３−プロパンジオールおよび溶剤抽出液を含み、１，３−プロパンジオールの大部分（例えば約５０重量％を超える）は、幾つかの方法により、濃縮された水相に戻す（例えば逆抽出する）ことができる。逆抽出工程は、特定の実施態様において、公知のミキサー−沈降装置または遠心分離装置を包含することができる。逆抽出は、幾つかの方法により達成することができる。これらの方法としては、水または水溶液の使用（図２）、疎水性である第二溶剤の使用（図３）、または温度の変化（図４）がある。
【００１５】
水または水溶液による逆抽出を図２に示す。第一量の水または水溶液２６を第一相１６と接触させ、上記のように第二混合物を形成する。第一量の水２６は第一相１６と、約２℃〜１００℃、好ましくは３０℃で接触させることができる。第一量の水２６と第一相１６とは、約２０：１〜１：２０ｖ／ｖでよいが、好ましくは約３：１ｖ／ｖである。１，３−プロパンジオールの少なくとも一部は、第一相１６から第四水相２８に移行し、これは、例えばデカンテーションにより沈降装置から除去し、第三溶剤抽出液相２４を残すことができ、この相は、その後の抽出工程に再利用（例えば溶剤抽出液に再利用）することができる。第三相２４は、第二混合物から溶剤抽出液の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相２８は、第二混合物から水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。特定の実施態様においては、遠心分離装置を使用し、溶剤抽出液相２４から水相２８を分離することもできる。第四相２８中の、１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。
【００１６】
逆抽出を達成する別の方法は、疎水性溶剤によるものであり、これを図３に示す。好ましくは、疎水性溶剤は約３．０〜５．５のｌｏｇＰを有する溶剤、例えば下記の表に示す溶剤から選択する。好ましい疎水性溶剤は、ヘキサンからデカンの範囲内にあるアルカンである。
【００１７】
【表２】
【００１８】
１，３−プロパンジオール、溶剤抽出液、および少なくとも一部の水を含んでなる第一相１６を疎水性溶剤３６（例えばヘキサン）と接触させ、第二混合物３２を形成することができ、混合物３２を沈殿させて、二つの相を形成することができる。接触および沈殿は、ミキサー−沈殿装置で行うことができる。特定の実施態様では、二つの相を遠心分離装置で分離することができる。二つの相の一方は、溶剤抽出液の大部分（例えば約５０重量％を超える）および疎水性溶剤を含んでなる溶剤相３４であり、他方の相は、第一相１６から移行した、１，３−プロパンジオールが濃縮された水相３８である。水相３８は、大部分の水（例えば約５０重量％を超える）および第一相１６中に存在していた１，３−プロパンジオールから構成されている。第一相１６と疎水性溶剤３６の好ましい比は、疎水性溶剤による逆抽出で、約４：１〜１：４、より好ましくは約２：１〜１：２である。
【００１９】
溶剤から１，３−プロパンジオールを分離する第三の方法は、抽出と、異なった温度における逆抽出とによって達成することができる（図４）。これは、溶剤抽出液４４として例えばヘキサノールを使用して行うことができる。水性原料４０をミキサー−沈殿装置４２中でヘキサノールと約８０℃で接触させて沈殿させた後、不純物を含む水相４６（例えば水性原料流からの水を含んでなる）を廃棄する。８０℃で除去したヘキサノール／１，３−プロパンジオール混合物４５を約３０℃に冷却し、次いで逆抽出装置４８中でこの混合物を二つの相に分離する。一方の相５０は、ヘキサノールを含み再利用することができる。他方の相５２は、水を含み、１，３−プロパンジオールが濃縮されている。３０％ｄ．ｓ．における水性原料とヘキサノール溶剤との好ましい重量比は約１：３である。
【００２０】
図１〜４に示す方法により、発酵培養液または他の水性原料流のプロパン−１，３−ジオール含有量を、無水ベースで計算して、重量で約８５％から９９％以上に増加させることができ、１，３−プロパンジオールは出発原料流におけるよりもはるかに純粋になる。
【００２１】
１，３−プロパンジオールと溶剤との接触は、一つの工程で行うか、または多数の工程で行うことができる。多工程（例えば１〜ｎ）による処理により、ある相から他の相への１，３−プロパンジオールの移行効率が増加する。多工程を使用する多くの方法がある。例えば、当該分野で公知のように、交差流配置の設定（図５）を抽出に使用できる。１〜ｎの数はいずれでもよく、各工程が混合および分離を行うことができる（例えばミキサー−沈降装置２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎ）。新しい溶剤抽出液２０２が各工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎに供給され、１，３−プロパンジオールを含む原料２００が各工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎを通過する。各工程で、二つの相があり、１，３−プロパンジオールを含む溶剤の画分（例えば第一相２０６）を各工程で除去することができる。通常、これらの画分を組み合わせることができる。各工程は、相の比率を融合および分離特性に最適化できるように、溶剤抽出液２０２または第二相２０８を内部再利用する手段を備えることができる。
【００２２】
あるいは、当該分野で公知のように、向流配置（図６）を抽出に使用することもできる。この配置は、工程の数が１〜ｎのいずれでもよく、各工程が混合および分離を行うことができる（例えばミキサー−沈降装置２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎ）。１，３−プロパンジオールを含む水性原料２００および溶剤抽出液２０２が工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎを反対方向に通過し、枯渇した原料（例えば第二相２０８）が最後の工程２０４−ｎを離れ、第一相２０６が工程２０４−１を離れる。この配置で、各工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎは、相の比率を融合および分離特性に最適化できるように、溶剤抽出液２０２または第二相２０８を内部再利用する手段を備えることができる。
【００２３】
もう一つの可能な抽出方法としては、水性原料流２００および溶剤抽出液２０２の向交差流（当該分野で公知のように、図７）を行うことができる。この方法では、新しい溶剤抽出液２０２を工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎのいずれかに加えることができるが、第一相２０６は工程２０４−ｎから向流で通され、工程２０４−１で排出され、枯渇した原料（例えば第二相２０８）が最後の工程ｎを離れる。
【００２４】
図８は、本発明の方法をより詳細に、図式的に示す図である。発酵により製造された発酵培養液、または他の１，３−プロパンジオールを含む水性原料流１１０は、有機酸またはその塩、無機塩、タンパク質画分、ケトン、金属イオン、細胞、細胞質デブリ、発酵生成物（例えば特にグリセロール、および１，２，４−ブタントリオール）、着色不純物、水、栄養（例えば特にアンモニアおよびリン酸塩）、および未使用炭素供給源（例えばグルコース）から選択し得る少なくとも一種の汚染物を含んでなる。発酵種原料は、発酵種手順(train)を使用して発生させることができる。発酵種原料を、１，３−プロパンジオール製造用の発酵に、新鮮な栄養分、水、および炭素供給源と共に導入する。発酵方法は当該分野で公知である。次いで、細胞株を処理し、発酵培養液１１０を回収する。本発明は、発酵培養液から１，３−プロパンジオールを回収する手段を提供する。しかしながら、本発明が、発酵との関連における使用に限定されるものでないことは言うまでもなく、以下に指摘するように、精製された、および／または濃縮された培養液での使用にも限定されない。
【００２５】
好ましくは、発酵培養液１１０中の少なくとも約７５重量％の固体（例えば細胞および細胞質デブリ）を、当該分野で公知の濾過または遠心分離方法１２０（例えば回転真空フィルターまたは真空ベルトフィルター）により除去する。より好ましくは、発酵培養液１１０中の少なくとも約９０重量％、最も好ましくは少なくとも約９５重量％の固体を除去する。濾過された発酵培養液の乾燥固体含有量は、乾燥固体ベースで、好ましくは約８〜２０％、より好ましくは約１５％乾燥固体（ｄ．ｓ．）である。濾過された発酵培養液１２０は、所望により蒸発装置１３０中で水を除去することにより濃縮し、３０〜５０％ｄ．ｓ．、より好ましくは約４０％ｄ．ｓ．を有する培養液を得ることができる。
【００２６】
発酵培養液１１０、１２０は、１，３−プロパンジオールの回収前に、当該分野で公知の方法を使用して部分的精製および／または前処理を行うことができる。部分的精製は、例えば、特定不純物の沈殿および除去を含んでもよい。
【００２７】
一種以上の溶剤を含む溶剤抽出液１３２は、抽出装置１４０中で、濾過および所望により濃縮された発酵培養液１３０と接触させることができる。好ましい溶剤抽出液の一種は、トリ−ブチルホスフェート（ＴＢＰ）である。溶剤抽出装置１４０は、向流、向交差流、交差流、ミキサー−沈降装置または遠心接触装置、あるいは液体−液体抽出に一般的に使用されている他の装置を使用する多くの工程を含むことができる。抽出装置１４０は、単に一工程でもよいが、良好な収率を与える効率的な操作には、多工程を使用するのが好ましい。抽出に使用する４０％ｄ．ｓ．における原料（例えば濾過および所望により濃縮された発酵培養液）と溶剤抽出液との典型的な比は約１：１０である。
【００２８】
水を含む第二相１４１は、糖の大部分、塩およびグリセロールの少なくとも一部、および濾過された培養液１３０中に存在する他の不純物を含む。糖、塩およびグリセロール（例えばラフィネート）は、廃棄するか（１４１）、または所望によりさらに精製することができる。
【００２９】
溶剤抽出液を含む第一相１４２は、原料流１３０から溶剤（好ましくはＴＢＰ）により抽出された１，３−プロパンジオールを、水性原料流１３０中に存在する不純物の一部と共に含む。これは、精製抽出装置１５０中で、限られた量の水溶液または水１５１で洗浄することにより、さらに精製することができる。所望により、水溶液１５１は、第一相１４２から、ある種の色や有機酸を除去するために、苛性ソーダ等の希釈塩基を含むことができる。この工程で使用する水または希釈塩基（例えば水溶液）の量は、典型的には第一相に対して１：１５の比にあるが、逆抽出１６０で使用する量よりは常に少ない。精製抽出装置１５０由来の精製工程からの洗浄液を含む流れである水相１５２は、溶剤抽出液１３２と混合することができる。精製工程１５０の目的は、第一相から来る残留不純物を洗浄し、高度の精製を行うことである。これらの不純物はある程度の１，３−プロパンジオールを含むが、これは、洗浄液１５２が抽出工程１４０に再利用される時に回収される。
【００３０】
精製抽出装置１５０は、液体−液体抽出装置であり、例えばミキサー−沈降装置または遠心接触装置でよい。その数は、必要とする精製の効果に応じて、一から複数の装置でよい。
【００３１】
溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）中の精製された１，３−プロパンジオール１５３は、精製された第一相と呼ばれ、溶剤抽出液を含む。次の工程では、精製された第一相１５３を逆抽出装置１６０に送る。この装置は、十分な量の水１６１を使用し、１，３−プロパンジオールを精製された第一相１５３から水相１６３中に移行させる。逆抽出装置１６０は、好ましくは液体−液体接触装置であり、例えばミキサー−沈降装置、カラム抽出装置、または遠心接触装置でよい。必要とする逆抽出の効果に応じて、一工程または多工程で行うことができる。水１６１と精製された第一相１５３との比は、好ましくは１：４である。１，３−プロパンジオールは、重質の水相１６３に移行する。逆抽出装置１６０由来の溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）を含む流れ１６２は、抽出装置１４０に再利用することができる。所望により、この溶剤抽出液流１６２から蒸留により水を除去し、その水１７３は廃棄することができる。使用する特定の温度で、約６％の水がＴＢＰ（例えば溶剤抽出液）中に溶解することができ、この水を除去し、脱水された溶剤抽出液を得ることにより、抽出装置１４０における抽出効率を改良することができる。
【００３２】
本発明において使用できるＴＢＰは、水に部分的に可溶である。残留溶剤は、液体−液体抽出ストリッパー装置１６５中で疎水性溶剤１６４、例えばヘキサンで処理することにより、精製された１，３−プロパンジオールを含む水性流１６３から除去することができる。疎水性溶剤流１６４（例えばヘキサン）は、溶剤抽出液を水から分離し、１，３−プロパンジオールを水中に残し、溶剤抽出液を事実上溶解または混入させない。このストリッパー１６５は、ミキサー−沈降装置または遠心接触装置でよく、必要とする効果に応じて、一工程または多工程でよい。水性生成物流と疎水性溶剤流（例えばヘキサン）との典型的な比は、５０：１である。
【００３３】
混合された溶剤流１６６は、疎水性溶剤（例えばヘキサン）および溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）を含み、これらの液は、蒸発装置１７０で蒸留することにより分離することができる。この蒸留蒸発により分離された疎水性溶剤１６７は、液体−液体ストリッパー装置１６５に戻し、溶剤抽出液１７１は、抽出装置１４０に再利用することができる。
【００３４】
ストリッパー１６５由来の水性流１６８は１９０で蒸発させて、製品１，３−プロパンジオール１９３を製造することができる。所望により、蒸発工程１９０の前または後に、さらなる精製として、例えば強酸陽イオンと強塩基陰イオン樹脂の混合物を含む混合床カラムを使用するイオン交換処理１８０を使用し、色またはある種の有機酸、例えばレブリン酸を除去することができる。当該方法を使用することが好ましく、１，３−プロパンジオール１９３の純度は９９重量％を超えることができ、高収率の１，３−プロパンジオールが可能である。
【００３５】
本発明で複合水性原料（例えば発酵培養液）から１，３−プロパンジオールを回収することにより、１，３−プロパンジオールを溶剤抽出液相に選択的に移行させることができる。特定の実施態様においては、本発明の溶剤抽出液は、ＰＤＯおよび不純物を含んでなる複合水性原料流から、小数の特定の不純物をＰＤＯと共に分離するのに使用できる。ＰＤＯを含む水性原料（例えば発酵培養液）中に存在することがある特定の汚染物は、ＰＤＯと同じ化学区分の化学物質（例えば低分子量のヒドロキシル化された化合物）である。ＰＤＯと同じ区分の、ｌｏｇＰが−２．１〜１である汚染物は、例えばグリセロール、ブタントリオール、またはグルコースである。（下記の表に示す例参照）
【００３６】
【表３】
【００３７】
低分子量のヒドロキシル化された化合物の区分に入る化合物、例えばＰＤＯは、水と強く相互作用する傾向があり、多くの場合は水と完全に混和し得る。これらの化合物が水と強く相互作用し、水と完全に混和し得るために、当該分野で公知の方法では、これらの化合物から水を分離するのに、高いエネルギー加える必要がある場合がある。従って、本発明のように、１，３−プロパンジオールおよび関連する化合物が水と混和し得る溶剤中で回収できることは驚くべきことである。ＰＤＯを同じ区分の化合物よりも選択的に抽出できることは、さらに驚くべきことである。従って、ＰＤＯが、本発明のように、水性原料から、水に不溶な（例えばひまし油）または低混和性（例えば特にＴＢＰおよびヘキサノール）溶剤中に選択的に抽出されることは、予期せぬことであった。
【実施例】
【００３８】
下記の例は、本発明の好ましい実施態様を立証するために記載する。当業者には明らかなように、下記の例中に開示する技術は、本発明者が本発明の実施で十分に機能することを発見した技術であり、従って、その実施に好ましい方法を構成すると考えられる。しかしながら、当業者には明らかなように、開示する特定の実施態様の中で多くの変形を行うことができ、本発明の精神および範囲から離れることなく、同等または類似の結果が得られる。
【００３９】
例１ １，３−プロパンジオールの一工程抽出および逆抽出
例１ａ トリブチルホスフェートによる抽出
１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）３１．３３％ｗ／ｖ、グリセロール１．６６％、１，２，４−ブタントリオール（ＢＴＯ）０．７４％およびグルコース０．１３％を含む濃縮水性発酵培養液４．２ｍｌをトリブチルホスフェート（水６％含有）３５ｍｌと２０℃で十分に混合した。この混合物を遠心分離により二つの相（軽質１相（例えば第一相）３７ｍｌおよび重質１相（例えば第二相）２．５ｍｌ）に分離した。トリブチルホスフェートを含んでなる軽質１相（４ｍｌ）を水０．２４ｍｌと混合することにより精製し、分離させ、水を含んでなる重質２相（０．３ｍｌ）およびトリブチルホスフェートを含んでなる「精製された」軽質２相（３．７ｍｌ）を得た。
【００４０】
例１ｂ 水による逆抽出
トリブチルホスフェートを含んでなる精製された軽質２相（３ｍｌ）を水１１．５ｍｌと混合することにより逆抽出し、相分離し、トリブチルホスフェートを含んでなる軽質３相（３ｍｌ）および水を含んでなる重質３相（１１．５ｍｌ）を得た。
【００４１】
例１ｃ ヘキサンによる逆抽出
精製された軽質３相２ｍｌをｎ−ヘキサン（６ｍｌ）と混合することにより逆抽出し、相分離し、ヘキサンを含んでなる軽質４相（５．８ｍｌ）および水を含んでなる重質４相（０．２ｍｌ）を得た。表１は、この例で得た流れの組成を示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
抽出に供給された発酵培養液の色は褐色であった。第一抽出は、明黄色の軽質１相および褐色の重質１相を与えた。精製工程で、重質２相のより暗い黄色により示されるように、軽質１相から色がさらに除去された。
【００４４】
例２ １，３−プロパンジオールを抽出する際の温度変化
１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）を、ヘキサノールで抽出し、分離し、次いで軽質溶剤相を冷却し、次いで重質水相を分離することにより、精製することができる。この水相中には、より純粋な１，３−プロパンジオールが存在する。
【００４５】
精製すべき１，３−プロパンジオールを含み、下記の表に組成を示す組成を有する乾燥固体３０％の混合物３ｇを、９０℃で２工程で抽出した。各工程で使用した新しいヘキサノールの量は１２ｇであった。第二抽出から得た軽質相を、第三抽出で別の３０％乾燥固体３ｇからＰＤＯを抽出するのに使用した。抽出および分離はすべて、約５０ｍｌ容積の円錐形ガラス管で行った。
【００４６】
各抽出は、周期的に攪拌しながら２０分間行った。第一抽出から得た軽質相は廃棄した。
【００４７】
第三抽出用の軽質相の分析を下記の表に示す。次いで、この軽質相を２５℃の室温に冷却する。冷却により、この相は２相に分離し、新たに形成された水性重質相を分離し、分析し、結果を表に示す。
【００４８】
【表５】
【００４９】
例３ ＰＤＯの交差流抽出
例３ａ 無水トリブチルホスフェートによる抽出
２工程交差流抽出図式で、乾燥固体４４％、組成（乾燥固体に対する％ｗ／ｗ％）ＰＤＯ９１．９％、グリセロール６．９％およびグルコース１．２％の水性原料５．０ｇを、常温で無水トリブチルホスフェート（ＴＢＰ）２４．９ｇと十分に混合した。沈降および遠心分離の後、二つの透明な相が得られた（ＴＢＰを含んでなる第一軽質相２７．９ｇおよび水を含んでなる中間重質相２．０ｇ）。重質相を無水ＴＢＰ１４ｇと再混合し、分離し、ＴＢＰを含んでなる第二軽質相１５．４ｇおよび水を含んでなる最終重質相０．６ｇを得た。一つに合わせた軽質相中に、本来のＰＤＯの９８％が純度９３．６％で、本来のグリセロールの８３％および本来のグルコースの３７％と共に確認された。
【００５０】
【表６】
【００５１】
例３ｂ ９０℃におけるヘキサノール抽出
２工程交差流抽出図式で、乾燥固体２９．１％、組成（乾燥固体に対する％ｗ／ｗ％）ＰＤＯ９０．７％、グリセロール７．３％およびグルコース２．０％の水性原料６．０ｇを、９０℃でヘキサン−１−オール１８．１ｇと十分に混合した。沈降および遠心分離の後、二つの透明な相が得られた（ヘキサン−１−オールを含んでなる第一軽質相２２．１ｇおよび水を含んでなる中間重質相２．０ｇ）。重質相をヘキサノール９．９６ｇと再混合し、分離し、ヘキサノールを含んでなる第二軽質相１１．３ｇおよび水を含んでなる最終重質相０．７ｇを得た。一つに合わせた軽質相中に、本来のＰＤＯの９７％が、本来のグリセロールの７５％および本来のグルコースの２１％と共に確認された。一つに合わせた軽質相の純度は９３．７％であった（原料純度９０．７％から上昇した）。
【００５２】
【表７】
【００５３】
例４ ＰＤＯの向流抽出
例４ａ 培養液のRobatel抽出、精製工程を含む
抽出工程において向流様式で作動する８ミキサー−沈降装置段階および精製工程で類似の８段階を有する実験室用Robatel（ミキサー−沈降装置の自動化された配列）を使用した。図９は、使用する一般的な製法の代表的な図式である。発酵培養液６４を組み合わせ原料６６に加える。組み合わせ原料６６は、主要抽出装置（例えばRobatelミキサー−沈降装置）６８中で溶剤抽出液７２と混合される。水および不純物（例えば発酵培養液からの糖）を含んでなる第二相７０（例えばラフィネート）を除去する。次いで、溶剤抽出液および１，３−プロパンジオールを含んでなる第一相６２を精製抽出装置５８中で洗浄する。除去された第一相６２に加える洗浄５４は、水性の、水、または洗浄化学物質、例えば塩基、例えば水酸化ナトリウム、を加えた水でよい。精製抽出装置５８は、上に説明したように８段階を含んでなる。水性洗浄相６０は、精製抽出装置５８から回収され、溶剤抽出液および精製された１，３−プロパンジオールを含んでなる精製された抽出物５６を残すことができる。水５４で洗浄および精製することにより、ある種の不純物を除去して１，３−プロパンジオールの純度を増加することができ、水および不純物を含んでなる水性流は、組み合わせ原料６６中の発酵培養液６４と混合され、主要抽出装置６８に戻され、水性洗浄液６０中の１，３−プロパンジオールをすべて回収し、１，３−プロパンジオール収率の低下を防止する。
【００５４】
抽出は、常温で行った。各段階は、沈降装置容積が１４０ｍｌである。原料は、乾燥固体（ｄ．ｓ．）３３％の発酵培養液であり、ＰＤＯ３０．１７％ｗ／ｖ、グリセロール１．６％、１，２，４ブタントリオール（ＢＴＯ）０．７％およびグルコース０．１％、ならびにナトリウム、カリウム、カルシウムおよびマグネシウムの塩を含む。陽イオンの合計は４１２６ｐｐｍであった。培養液６４をこの装置に０．８５ｍｌ／分で供給し、０．７０ｍｌ／分の精製水性出口流６０と混合し、組み合わせ原料６６を１．５５ｍｌ／分で抽出工程６８に送った。抽出工程６８では、組み合わせ原料６６を１４．０ｍｌ／分の湿ったＴＢＰ（トリブチルホスフェート）７２（水５．４％を含む）と接触させた。抽出工程から、第二相ラフィネート７０が１．１ｍｌ／分で、および第一相抽出物６２（溶剤相）が１４．４５ｍｌ／分で吐出された。第一相６２は、精製段階５８で水０．６ｍｌ／分と接触し、精製水性出口流６０（抽出工程６８に戻される）および１４．３５ｍｌ／分の精製された抽出物５６（溶剤相）が得られた。分析は、下記の表に示す。ＰＤＯの収率（精製された抽出物で）は９５％であり、純度は９２．８％から９７．２％に引き上げられた。陽イオンの投入量は３２００マイクログラム／分であり、精製された抽出物は２５５マイクログラム／分を示した。
【００５５】
【表８】
【００５６】
【表９】
【００５７】
例４ｂ Robatel精製した抽出物の水性逆抽出
例４ａから得た精製抽出物１６．４ｋｇを逆浸透品質水４４．５ｋｇと混合した。この水は、ＰＤＯを溶剤から水相に抽出した。
【００５８】
この水相を分離し、ヘキサンと混合し、残留するＴＢＰをすべて除去した。
【００５９】
次いで、水相を蒸発により濃縮し、ＰＤＯ純度９７．５％の製品を製造した。
【００６０】
【表１０】
【００６１】
例５ 溶剤スクリーン
例５ａ 単一溶剤とのＰＤＯ混合物
ＰＤＯ４６％ｗ／ｖ、グリセロール３．５％およびグルコース２．９％を含む水溶液１０ｇを３０℃に加熱し、丁度曇りが生じ始めるまで、必要な溶剤を非常に僅かな量で加えた。さらに溶剤（約１ｇ）を加え、十分に混合した。この混合物を１０分間沈降させ、次いで遠心分離により相を完全に分離した。二つの相（溶剤および水性）を分析した。下記の表は、３種類の化学種の分布係数（溶剤相中の濃度を水相中の濃度で割ったものとして定義）およびグリセロールと比較したＰＤＯの抽出選択性（ＰＤＯの分布係数をグリセロールの分布係数で割ったものとして定義）を示す。
【００６２】
【表１１】
【００６３】
例５ｂ 培養液と混合溶剤
ＰＤＯ３１．３％ｗ／ｖ、グリセロール１．６６％、１，２，４ブタントリオール０．７４％およびグルコース０．１３％を含む乾燥材料３３．９％の発酵培養液５ｍｌを、常温で、（通常）一連の溶剤混合物３０ｍｌで抽出した。二つの相が得られたので、これらを分離し、分析した。
【００６４】
【表１２】
【００６５】
上記と同様に、この表は、化学種の分布係数（溶剤相中の濃度を水相中の濃度で割ったものとして定義）およびグリセロールと比較したＰＤＯの抽出選択性（ＰＤＯの分布係数をグリセロールの分布係数で割ったものとして定義）を示す。すべての場合で、抽出されたＰＤＯの純度は原料中の９２．５％よりも高い。混合された溶剤の選択性（ＰＤＯ／グリセロール）は、前に示した単一溶剤よりも高いことが多く、これらの溶剤混合物によるグルコースの排除は、通常、非常に良い。
【００６６】
例６ アルカリによる色および有機酸の除去
発酵培養液のRobatel向流抽出および精製から採取した「精製抽出物」（ＴＢＰ溶液）の一連の１５ｍｌ部分を、増加量の水酸化ナトリウムを水１ｍｌ中に入れたものと混合した。重質相を分離した。重質（水性）相の色は、より多くのアルカリを加えると共に増加し、軽質相の色は減少した。（軽質相の色は３００ｎｍ、重質相の色は４２０ｎｍにおける吸収として測定した）これらを下記の表に示す。軽質相のそれぞれの系列における有機酸レベルも測定し、下記の表におけるように有機酸の除去を示した。
【００６７】
【表１３】
【００６８】
【表１４】
【００６９】
例７ 汚染物を除去するための混合床
精製された水性ＰＤＯ流を、例４と同様にヘキサン洗浄した後、混合樹脂床６０ｍｌの上に通し、０．５床体積画分で集めた。混合床組成は、Purolite C160 Strong Acid Cation樹脂およびPurolite A510 Strong Base Anion樹脂を１：２床体積で混合したものである。この床は、下記の表に示すようにほとんどの有機酸を除去するのに有効であった。レブリン酸は、着色に寄与すると考えられたので、本来の精製された試料中で重要であった。結果から分かるように、混合床は、ほとんどの痕跡量の酸を除去するのに有効であり、溶液は、濃縮した後も無色のままであった。原料および濃縮物の色を４２０ナノメートルにおける吸収として測定した。原料の色は０．１０６であり、濃縮物の色はゼロであった。
【００７０】
【表１５】
【００７１】
例８ 連続的ヘキサン抽出
発酵培養液をＴＢＰで抽出することにより調製した軽質相８ｍｌ（ＰＤＯ１．９１％ｗ／ｖ、グリセロール０．０３９％、１，２，４ブタントリオール０．０８５％を含み、検出可能なグルコースを含まない）を、混合により様々な量のｎ−ヘキサンと接触させ、続いて軽質と重質相とを分離した。各接触後、重質相（すべて約０．１５ｍｌ）を除去してから、次の接触を行った。初期の軽質相およびそれに続く重質相の分析を下記の表に示す。早い時期の水相は、原料よりも（ＰＤＯに関して）純度が低く、本来のＴＢＰ溶液中のＰＤＯの４６％であった。４および５番目の抽出から得た水相は、ＰＤＯに関して原料よりも純度が高かった。
【００７２】
【表１６】
【００７３】
例９ 連続的水抽出
発酵培養液をＴＢＰで抽出することにより調製した第一相２０ｍｌ（ＰＤＯ１．９１％ｗ／ｖ、グリセロール０．０３９％、１，２，４ブタントリオール０．０８５％を含み、検出可能なグルコースを含まない）を、混合により各２ｍｌ部分の水と６回連続的に接触させ、続いて軽質および重質相を分離した。各接触後、重質相（すべて約２ｍｌ）を除去してから、次の接触を行った。初期の軽質相およびそれに続く重質相の分析を下記の表に示す。水相の純度は、連続的な抽出と共に増加した。
【００７４】
【表１７】
【００７５】
例１０
５５％乾燥固体ＰＤＯの発酵培養液５ｇを、０〜５０％の様々な百分率の灯油を含むトリブチルホスフェート（ＴＢＰ）３０ｇに加えた。これらの混合物を、微小気泡が生じないように慎重に混合し、相分離に要した時間を記録した。
【００７６】
表１５は、ＴＢＰ抽出溶剤中の灯油百分率が増加すると共に、水相と溶剤相との間の相分離の速度が増加することを示す。ＴＢＰ抽出溶剤１００％で、この率は完全分離に対して５分間であり、ＴＢＰ８０％および灯油２０％では、これが３分間に減少（４０％低下）し、ＴＢＰおよび灯油５０％では、この率は１．５分間に減少（７０％低下）した。
【００７７】
【表１８】
【００７８】
本明細書で開示および特許権請求する方法はすべて、本開示を考慮し、過度の実験を行わずに実施できる。本発明の方法を好ましい実施態様に関して説明したが、当業者には明らかなように、本発明の概念、精神および範囲から離れることなく、本方法およびここに記載する本方法の工程または工程の順序に変形を加えることができる。より詳しくは、化学的に関連する特定の試剤を、ここに記載する試剤と置き換えても、同じ、または同等の結果が達成されることは明らかである。当業者には明らかな、そのような類似の代替品および変形は、請求項に規定する本発明の精神、範囲および概念の中に入る。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図２】水が関与する逆抽出で１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図３】疎水性溶剤が関与する逆抽出で１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図４】温度変化が関与する逆抽出で１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図５】供給流と溶剤抽出液の交差流接触により１，３−プロパンジオールを抽出するための処理フローダイアグラムである。
【図６】供給流と溶剤抽出液の向流接触により１，３−プロパンジオールを抽出するための処理フローダイアグラムである。
【図７】供給流と溶剤抽出液の向交差流接触により１，３−プロパンジオールを抽出するための処理フローダイアグラムである。
【図８】１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図９】洗浄工程が関与する１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に１，３−プロパンジオールの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、１，３−プロパンジオールを製造し回収するための、溶剤抽出に依拠した方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精製された１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）は、発酵、化学的および機械的分離処理を伴う当該分野で公知の方法により商業的に製造することができる。１，３−プロパンジオールは、発酵により製造することができるが、この方法による製造には、発酵の結果生じた不純物を確実に除去して、１，３−プロパンジオールを精製する方法が必要である。ＰＤＯを発酵により製造する場合、培養液が、化学組成や特性がＰＤＯに非常に近似した多くの化合物、例えばグリセロールおよび１，２，４−ブタントリオールを含むことがある。発酵に供する原料に使用できる材料であるグルコースは、やはり１，３−プロパンジオールと類似性をもつ化合物であり、発酵の後に残留量としてグルコースが残存することがある。１，３−プロパンジオールの製造において、グルコースを使用する発酵経路の欠点は、下流の熱が関与する工程、例えば蒸留および蒸発で、例えばグルコースなどの糖が着色してしまうことである。残留グルコースをＰＤＯから除去して、ＰＤＯを精製するのが好ましい。糖に加え、不純物からも１，３−プロパンジオールを分離してＰＤＯの純度を高め、精製されたＰＤＯの製造に必要な、大量のエネルギーを必要とする蒸留（例えばＰＤＯの精製に一般的な方法）の量を低減できる方法が必要とされている。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の特定の実施態様は、水性原料流から１，３−プロパンジオールを回収する方法に関する。水性原料流は、水、１，３−プロパンジオールおよび少なくとも一種の汚染物を含んでなる。好ましくは、水性原料流は、濃縮および／または部分的に精製された発酵培養液を含んでなる。特定の好ましい実施態様では、水性原料流は、約５重量％〜８５重量％の１，３−プロパンジオールを含んでなり、約１０重量％を超える水、および約５重量％〜７０重量％の一種以上の汚染物をさらに含んでなる。特定の実施態様においては、水性原料流は、９０重量％まで乾燥固体を含んでなる。好ましくは、供給流は、約２０重量％〜８０重量％の乾燥固体を含んでなる。水性原料流中に存在する少なくとも一種の汚染物は、好ましくは、有機酸、有機塩、無機塩、炭水化物、アルコール、タンパク質、アミノ酸、および低分子量のヒドロキシル化された化合物からなる群から選択される化合物である。低分子量のヒドロキシル化された化合物は、グリセロール、グルコース、およびブタントリオールからなる群から選択することができる。好ましくは、水性原料流は、ｐＨが約２〜１１、より好ましくは約６〜８である。
【０００４】
水性原料流を少なくとも一種の溶剤抽出液と接触させ、第一混合物を形成する。溶剤抽出液と水性原料流との接触は、下記のように、向流、交差流、または向交差流により行うことができる。接触は、２種類以上の液体の接触における当該分野で公知のように、２工程以上を使用して行うことができる。特定の実施態様においては、溶剤抽出液は実質的に無水であり（例えば約０．５重量％未満の水を含んでなる）、他の実施態様においては水で飽和されている。好ましくは、溶剤抽出液は、疎水性パラメータｌｏｇＰ（ｌｏｇＰ＝［溶質］オクタノール／［溶質］水）が約０．８〜７．７である、アルコール、ケトン、エステル、酸、エーテルまたは植物油からなる群から選択される少なくとも一種のである。特定の好ましい実施態様においては、溶剤抽出液は、疎水性パラメータが約０．８〜２．９である（Biotechnology and Bioengineering Vol. 30、８１〜８７頁、１９８７年７月、Biotechnol. Prog., Vol. 7 No.2）。特定の実施態様においては、溶剤抽出液は、（１）例えばペンタノール、プロパン−１−オール、ヘキサノール、またはオレイルアルコールなどのアルカノール、（２）例えば４−メチルペンタン−２−オンなどのケトン、（３）、例えばイソプロピルアセテートまたはトリブチルホスフェートなどのエステル（４）例えばオレイン酸などの酸、（５）例えば大豆油またはひまし油などの油、およびエーテルからなる群から選択される。好ましくは、溶剤抽出液は、ヘキサノールまたはトリブチルホスフェートである。特定の実施態様においては、溶剤抽出液は、炭素と酸素の原子比が約２：１〜１８：１、より好ましくは２：１〜１０：１、最も好ましくは３：１〜６：１である。
【０００５】
ある実施態様においては、脂肪族および芳香族炭化水素から選択された相促進剤(phase enhancer)を溶剤抽出液（上記のような）に加えて使用し、相分離を促進することができる。好ましい相促進剤は、ヘキサン〜デカンの範囲内のアルカン（例えば６〜９個の炭素原子を有する）である。
【０００６】
第一混合物は、第一相と第二相とに分離される。第一相は、溶剤抽出液の大部分（例えば約５０％を超える）および水性原料流中に存在していた１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含む。第一相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。従って、第一相中の１，３−プロパンジオールは、水性原料流中の１，３−プロパンジオールよりも純度が高い。第二相は、水性原料流由来の水の大部分（例えば約５０％を超える）、および水性原料流由来の汚染物の少なくとも一部を含む。分離は、当該分野で公知の方法を使用して行うことができる。特定の実施態様においては、接触工程および第一相と第二相との分離は、ミキサー−沈降装置で行う。特定の好ましい実施態様においては、第一相を第二相から遠心分離機を使用して分離する。特定の実施態様においては、精製された１，３−プロパンジオールは、第二相から第一相を除去することにより回収される。本発明の特定の実施態様においては、好ましくは温度約２０℃〜９０℃、より好ましくは約２５℃〜３５℃、最も好ましくは温度約３０℃で行う。
【０００７】
ある実施態様においては、除去された第一相を、第一量の水溶液または水と接触させ、第二混合物を形成する。第一量の水または水溶液と第一相との体積比は、約２０：１〜１：２０、より好ましくは約２０：１〜１：１、最も好ましくは約７：１〜３：１である。第二混合物は、第三相と第四相とに分離される。第三相は、第一相の溶剤抽出液の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相は、１，３−プロパンジオール、および第一量の水溶液または水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相中の１，３−プロパンジオールと第四相中に存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。従って、第四相中の１，３−プロパンジオールは、水性原料流中の１，３−プロパンジオールよりも純度が高い。分離は、当該分野で公知の２種類の非混和性または部分的に混和し得る液体を分離する方法を使用して行うことができる。特定の実施態様においては、精製された１，３−プロパンジオールは、第三相から第四相を除去する（例えばデカンテーションにより）ことにより回収される。特定の実施態様においては、回収された第三相を、第一混合物で使用する溶剤抽出液に再利用することができる。回収された第四相を処理し、第四相中の１，３−プロパンジオールをさらに精製することができる。第四相は、第一混合物用の水性原料流が、回収された第四相を含むように、再利用することができる。
【０００８】
ある実施態様においては、除去された第一相が、１，３−プロパンジオールおよび溶剤抽出液に加えて、少なくとも一部の水をさらに含んでなり、除去された第一相が疎水性溶剤と接触して第二混合物を形成する。好ましくは、第二混合物中の、除去された第一相と疎水性溶剤との重量比は、約４：１〜１：４、好ましくは２：１〜１：２である。好ましくは、疎水性溶剤は、ｌｏｇＰが約３．０〜１０、好ましくは３．５〜５．５である溶剤から選択される。好ましくは、疎水性溶剤は、分子量がヘキサンとデカンの分子量の間にあるアルカンから選択される。第二混合物は、第三相と第四相とに分離される。第三相は、第二混合物の溶剤抽出液および疎水性溶剤の両方の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相は、１，３−プロパンジオール、および第一相の水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。好ましくは、第四相中の１，３−プロパンジオールと第四相中に存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。従って、第四相中の１，３−プロパンジオールは、水性原料流中の１，３−プロパンジオールよりも純度が高い。１，３−プロパンジオールは、第三相から第四相を除去することにより回収することができる。
【０００９】
本発明の特定の方法においては、接触の際の第一混合物の温度を、１，３−プロパンジオールが水性原料流よりも溶剤抽出液中により可溶となるように調節する。溶剤抽出液はヘキサノールである。水性原料流および溶剤抽出液の第一混合物は、上記のように、第一相と第二相とに分離される。第一相は、第二相から除去される。第一相の温度は、第二混合物が形成されるように調節される。第二混合物は、第三相と第四相とに分離される。第三相は、第一相由来のヘキサノールの大部分を含み、第四相は、１，３−プロパンジオールを含む。好ましくは、第四相中の１，３−プロパンジオールと第四相中に存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。
【００１０】
汚染物を含む水性原料（すなわち発酵培養液）からＰＤＯを精製する当該分野で公知の特定の方法においては、ＰＤＯを水性原料流中に残存させたまま汚染物を抽出する。本発明の特定の方法においては、水性原料流からＰＤＯを溶剤相中に抽出し、原料中に存在する汚染物から分離する。本発明の特定の実施態様においては、不純物を含む供給流から得られる１，３−プロパンジオールの純度を増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の方法を図式的に示す図である。水、１，３−プロパンジオールおよび少なくとも一種の汚染物を含んでなる水性原料流（例えば発酵培養液）１４が溶剤抽出液１０と抽出装置１２中で接触し、第一混合物を形成する。溶剤抽出液は、好ましくはある範囲の温度（例えば２℃〜１００℃）で水と非混和性であるか、または部分的に混和性である。溶剤抽出液１０と水性原料流１４（例えば以下に記載するような濾過された発酵培養液）の体積／体積比は、好ましくは１：４〜５０：１、より好ましくは約１０：１である。特定の好ましい実施態様においては、溶剤抽出液は、下記の表に示すように、約０．８〜７．７、より好ましくは０．８〜２．９の疎水性パラメータｌｏｇＰ（ｌｏｇＰ＝［溶質］オクタノール／［溶質］水）を有する。好ましい溶剤抽出液はトリ−ブチルホスフェート（ＴＢＰ）である。
【００１２】
【表１】
【００１３】
水性１，３−プロパンジオール原料流１４および溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）１０を、温度約２℃〜１００℃、より好ましくは３０℃で攪拌する。攪拌後、この組み合わされた混合物を、沈殿させて２相に分離することができる。第一相１６は、溶剤抽出液の大部分（例えば約５０％を超える）を含み、第二相１８は、第一混合物１２中に存在する水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第一相は、水性原料流１４中に存在する１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含み、１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液１０と接触する前の水性原料流１４中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。第一相１６は、当該分野で公知の方法（例えば、特に遠心分離およびデカンテーション）により第二相１８から分離および除去し、１，３−プロパンジオールを回収することができる。回収された１，３−プロパンジオールは、出発水性原料流よりも純度が高い（例えば存在する１，３−プロパンジオールの量あたり、比較的少ない汚染物を含む）。
【００１４】
第一相１６は、１，３−プロパンジオールおよび溶剤抽出液を含み、１，３−プロパンジオールの大部分（例えば約５０重量％を超える）は、幾つかの方法により、濃縮された水相に戻す（例えば逆抽出する）ことができる。逆抽出工程は、特定の実施態様において、公知のミキサー−沈降装置または遠心分離装置を包含することができる。逆抽出は、幾つかの方法により達成することができる。これらの方法としては、水または水溶液の使用（図２）、疎水性である第二溶剤の使用（図３）、または温度の変化（図４）がある。
【００１５】
水または水溶液による逆抽出を図２に示す。第一量の水または水溶液２６を第一相１６と接触させ、上記のように第二混合物を形成する。第一量の水２６は第一相１６と、約２℃〜１００℃、好ましくは３０℃で接触させることができる。第一量の水２６と第一相１６とは、約２０：１〜１：２０ｖ／ｖでよいが、好ましくは約３：１ｖ／ｖである。１，３−プロパンジオールの少なくとも一部は、第一相１６から第四水相２８に移行し、これは、例えばデカンテーションにより沈降装置から除去し、第三溶剤抽出液相２４を残すことができ、この相は、その後の抽出工程に再利用（例えば溶剤抽出液に再利用）することができる。第三相２４は、第二混合物から溶剤抽出液の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。第四相２８は、第二混合物から水の大部分（例えば約５０重量％を超える）を含む。特定の実施態様においては、遠心分離装置を使用し、溶剤抽出液相２４から水相２８を分離することもできる。第四相２８中の、１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比は、１，３−プロパンジオールと、水性原料流が溶剤抽出液と接触する前の水性原料流中の同じ汚染物との重量比よりも大きい。
【００１６】
逆抽出を達成する別の方法は、疎水性溶剤によるものであり、これを図３に示す。好ましくは、疎水性溶剤は約３．０〜５．５のｌｏｇＰを有する溶剤、例えば下記の表に示す溶剤から選択する。好ましい疎水性溶剤は、ヘキサンからデカンの範囲内にあるアルカンである。
【００１７】
【表２】
【００１８】
１，３−プロパンジオール、溶剤抽出液、および少なくとも一部の水を含んでなる第一相１６を疎水性溶剤３６（例えばヘキサン）と接触させ、第二混合物３２を形成することができ、混合物３２を沈殿させて、二つの相を形成することができる。接触および沈殿は、ミキサー−沈殿装置で行うことができる。特定の実施態様では、二つの相を遠心分離装置で分離することができる。二つの相の一方は、溶剤抽出液の大部分（例えば約５０重量％を超える）および疎水性溶剤を含んでなる溶剤相３４であり、他方の相は、第一相１６から移行した、１，３−プロパンジオールが濃縮された水相３８である。水相３８は、大部分の水（例えば約５０重量％を超える）および第一相１６中に存在していた１，３−プロパンジオールから構成されている。第一相１６と疎水性溶剤３６の好ましい比は、疎水性溶剤による逆抽出で、約４：１〜１：４、より好ましくは約２：１〜１：２である。
【００１９】
溶剤から１，３−プロパンジオールを分離する第三の方法は、抽出と、異なった温度における逆抽出とによって達成することができる（図４）。これは、溶剤抽出液４４として例えばヘキサノールを使用して行うことができる。水性原料４０をミキサー−沈殿装置４２中でヘキサノールと約８０℃で接触させて沈殿させた後、不純物を含む水相４６（例えば水性原料流からの水を含んでなる）を廃棄する。８０℃で除去したヘキサノール／１，３−プロパンジオール混合物４５を約３０℃に冷却し、次いで逆抽出装置４８中でこの混合物を二つの相に分離する。一方の相５０は、ヘキサノールを含み再利用することができる。他方の相５２は、水を含み、１，３−プロパンジオールが濃縮されている。３０％ｄ．ｓ．における水性原料とヘキサノール溶剤との好ましい重量比は約１：３である。
【００２０】
図１〜４に示す方法により、発酵培養液または他の水性原料流のプロパン−１，３−ジオール含有量を、無水ベースで計算して、重量で約８５％から９９％以上に増加させることができ、１，３−プロパンジオールは出発原料流におけるよりもはるかに純粋になる。
【００２１】
１，３−プロパンジオールと溶剤との接触は、一つの工程で行うか、または多数の工程で行うことができる。多工程（例えば１〜ｎ）による処理により、ある相から他の相への１，３−プロパンジオールの移行効率が増加する。多工程を使用する多くの方法がある。例えば、当該分野で公知のように、交差流配置の設定（図５）を抽出に使用できる。１〜ｎの数はいずれでもよく、各工程が混合および分離を行うことができる（例えばミキサー−沈降装置２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎ）。新しい溶剤抽出液２０２が各工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎに供給され、１，３−プロパンジオールを含む原料２００が各工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎを通過する。各工程で、二つの相があり、１，３−プロパンジオールを含む溶剤の画分（例えば第一相２０６）を各工程で除去することができる。通常、これらの画分を組み合わせることができる。各工程は、相の比率を融合および分離特性に最適化できるように、溶剤抽出液２０２または第二相２０８を内部再利用する手段を備えることができる。
【００２２】
あるいは、当該分野で公知のように、向流配置（図６）を抽出に使用することもできる。この配置は、工程の数が１〜ｎのいずれでもよく、各工程が混合および分離を行うことができる（例えばミキサー−沈降装置２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎ）。１，３−プロパンジオールを含む水性原料２００および溶剤抽出液２０２が工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎを反対方向に通過し、枯渇した原料（例えば第二相２０８）が最後の工程２０４−ｎを離れ、第一相２０６が工程２０４−１を離れる。この配置で、各工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎは、相の比率を融合および分離特性に最適化できるように、溶剤抽出液２０２または第二相２０８を内部再利用する手段を備えることができる。
【００２３】
もう一つの可能な抽出方法としては、水性原料流２００および溶剤抽出液２０２の向交差流（当該分野で公知のように、図７）を行うことができる。この方法では、新しい溶剤抽出液２０２を工程２０４−１、２０４−２、２０４−３、２０４−ｎのいずれかに加えることができるが、第一相２０６は工程２０４−ｎから向流で通され、工程２０４−１で排出され、枯渇した原料（例えば第二相２０８）が最後の工程ｎを離れる。
【００２４】
図８は、本発明の方法をより詳細に、図式的に示す図である。発酵により製造された発酵培養液、または他の１，３−プロパンジオールを含む水性原料流１１０は、有機酸またはその塩、無機塩、タンパク質画分、ケトン、金属イオン、細胞、細胞質デブリ、発酵生成物（例えば特にグリセロール、および１，２，４−ブタントリオール）、着色不純物、水、栄養（例えば特にアンモニアおよびリン酸塩）、および未使用炭素供給源（例えばグルコース）から選択し得る少なくとも一種の汚染物を含んでなる。発酵種原料は、発酵種手順(train)を使用して発生させることができる。発酵種原料を、１，３−プロパンジオール製造用の発酵に、新鮮な栄養分、水、および炭素供給源と共に導入する。発酵方法は当該分野で公知である。次いで、細胞株を処理し、発酵培養液１１０を回収する。本発明は、発酵培養液から１，３−プロパンジオールを回収する手段を提供する。しかしながら、本発明が、発酵との関連における使用に限定されるものでないことは言うまでもなく、以下に指摘するように、精製された、および／または濃縮された培養液での使用にも限定されない。
【００２５】
好ましくは、発酵培養液１１０中の少なくとも約７５重量％の固体（例えば細胞および細胞質デブリ）を、当該分野で公知の濾過または遠心分離方法１２０（例えば回転真空フィルターまたは真空ベルトフィルター）により除去する。より好ましくは、発酵培養液１１０中の少なくとも約９０重量％、最も好ましくは少なくとも約９５重量％の固体を除去する。濾過された発酵培養液の乾燥固体含有量は、乾燥固体ベースで、好ましくは約８〜２０％、より好ましくは約１５％乾燥固体（ｄ．ｓ．）である。濾過された発酵培養液１２０は、所望により蒸発装置１３０中で水を除去することにより濃縮し、３０〜５０％ｄ．ｓ．、より好ましくは約４０％ｄ．ｓ．を有する培養液を得ることができる。
【００２６】
発酵培養液１１０、１２０は、１，３−プロパンジオールの回収前に、当該分野で公知の方法を使用して部分的精製および／または前処理を行うことができる。部分的精製は、例えば、特定不純物の沈殿および除去を含んでもよい。
【００２７】
一種以上の溶剤を含む溶剤抽出液１３２は、抽出装置１４０中で、濾過および所望により濃縮された発酵培養液１３０と接触させることができる。好ましい溶剤抽出液の一種は、トリ−ブチルホスフェート（ＴＢＰ）である。溶剤抽出装置１４０は、向流、向交差流、交差流、ミキサー−沈降装置または遠心接触装置、あるいは液体−液体抽出に一般的に使用されている他の装置を使用する多くの工程を含むことができる。抽出装置１４０は、単に一工程でもよいが、良好な収率を与える効率的な操作には、多工程を使用するのが好ましい。抽出に使用する４０％ｄ．ｓ．における原料（例えば濾過および所望により濃縮された発酵培養液）と溶剤抽出液との典型的な比は約１：１０である。
【００２８】
水を含む第二相１４１は、糖の大部分、塩およびグリセロールの少なくとも一部、および濾過された培養液１３０中に存在する他の不純物を含む。糖、塩およびグリセロール（例えばラフィネート）は、廃棄するか（１４１）、または所望によりさらに精製することができる。
【００２９】
溶剤抽出液を含む第一相１４２は、原料流１３０から溶剤（好ましくはＴＢＰ）により抽出された１，３−プロパンジオールを、水性原料流１３０中に存在する不純物の一部と共に含む。これは、精製抽出装置１５０中で、限られた量の水溶液または水１５１で洗浄することにより、さらに精製することができる。所望により、水溶液１５１は、第一相１４２から、ある種の色や有機酸を除去するために、苛性ソーダ等の希釈塩基を含むことができる。この工程で使用する水または希釈塩基（例えば水溶液）の量は、典型的には第一相に対して１：１５の比にあるが、逆抽出１６０で使用する量よりは常に少ない。精製抽出装置１５０由来の精製工程からの洗浄液を含む流れである水相１５２は、溶剤抽出液１３２と混合することができる。精製工程１５０の目的は、第一相から来る残留不純物を洗浄し、高度の精製を行うことである。これらの不純物はある程度の１，３−プロパンジオールを含むが、これは、洗浄液１５２が抽出工程１４０に再利用される時に回収される。
【００３０】
精製抽出装置１５０は、液体−液体抽出装置であり、例えばミキサー−沈降装置または遠心接触装置でよい。その数は、必要とする精製の効果に応じて、一から複数の装置でよい。
【００３１】
溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）中の精製された１，３−プロパンジオール１５３は、精製された第一相と呼ばれ、溶剤抽出液を含む。次の工程では、精製された第一相１５３を逆抽出装置１６０に送る。この装置は、十分な量の水１６１を使用し、１，３−プロパンジオールを精製された第一相１５３から水相１６３中に移行させる。逆抽出装置１６０は、好ましくは液体−液体接触装置であり、例えばミキサー−沈降装置、カラム抽出装置、または遠心接触装置でよい。必要とする逆抽出の効果に応じて、一工程または多工程で行うことができる。水１６１と精製された第一相１５３との比は、好ましくは１：４である。１，３−プロパンジオールは、重質の水相１６３に移行する。逆抽出装置１６０由来の溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）を含む流れ１６２は、抽出装置１４０に再利用することができる。所望により、この溶剤抽出液流１６２から蒸留により水を除去し、その水１７３は廃棄することができる。使用する特定の温度で、約６％の水がＴＢＰ（例えば溶剤抽出液）中に溶解することができ、この水を除去し、脱水された溶剤抽出液を得ることにより、抽出装置１４０における抽出効率を改良することができる。
【００３２】
本発明において使用できるＴＢＰは、水に部分的に可溶である。残留溶剤は、液体−液体抽出ストリッパー装置１６５中で疎水性溶剤１６４、例えばヘキサンで処理することにより、精製された１，３−プロパンジオールを含む水性流１６３から除去することができる。疎水性溶剤流１６４（例えばヘキサン）は、溶剤抽出液を水から分離し、１，３−プロパンジオールを水中に残し、溶剤抽出液を事実上溶解または混入させない。このストリッパー１６５は、ミキサー−沈降装置または遠心接触装置でよく、必要とする効果に応じて、一工程または多工程でよい。水性生成物流と疎水性溶剤流（例えばヘキサン）との典型的な比は、５０：１である。
【００３３】
混合された溶剤流１６６は、疎水性溶剤（例えばヘキサン）および溶剤抽出液（例えばＴＢＰ）を含み、これらの液は、蒸発装置１７０で蒸留することにより分離することができる。この蒸留蒸発により分離された疎水性溶剤１６７は、液体−液体ストリッパー装置１６５に戻し、溶剤抽出液１７１は、抽出装置１４０に再利用することができる。
【００３４】
ストリッパー１６５由来の水性流１６８は１９０で蒸発させて、製品１，３−プロパンジオール１９３を製造することができる。所望により、蒸発工程１９０の前または後に、さらなる精製として、例えば強酸陽イオンと強塩基陰イオン樹脂の混合物を含む混合床カラムを使用するイオン交換処理１８０を使用し、色またはある種の有機酸、例えばレブリン酸を除去することができる。当該方法を使用することが好ましく、１，３−プロパンジオール１９３の純度は９９重量％を超えることができ、高収率の１，３−プロパンジオールが可能である。
【００３５】
本発明で複合水性原料（例えば発酵培養液）から１，３−プロパンジオールを回収することにより、１，３−プロパンジオールを溶剤抽出液相に選択的に移行させることができる。特定の実施態様においては、本発明の溶剤抽出液は、ＰＤＯおよび不純物を含んでなる複合水性原料流から、小数の特定の不純物をＰＤＯと共に分離するのに使用できる。ＰＤＯを含む水性原料（例えば発酵培養液）中に存在することがある特定の汚染物は、ＰＤＯと同じ化学区分の化学物質（例えば低分子量のヒドロキシル化された化合物）である。ＰＤＯと同じ区分の、ｌｏｇＰが−２．１〜１である汚染物は、例えばグリセロール、ブタントリオール、またはグルコースである。（下記の表に示す例参照）
【００３６】
【表３】
【００３７】
低分子量のヒドロキシル化された化合物の区分に入る化合物、例えばＰＤＯは、水と強く相互作用する傾向があり、多くの場合は水と完全に混和し得る。これらの化合物が水と強く相互作用し、水と完全に混和し得るために、当該分野で公知の方法では、これらの化合物から水を分離するのに、高いエネルギー加える必要がある場合がある。従って、本発明のように、１，３−プロパンジオールおよび関連する化合物が水と混和し得る溶剤中で回収できることは驚くべきことである。ＰＤＯを同じ区分の化合物よりも選択的に抽出できることは、さらに驚くべきことである。従って、ＰＤＯが、本発明のように、水性原料から、水に不溶な（例えばひまし油）または低混和性（例えば特にＴＢＰおよびヘキサノール）溶剤中に選択的に抽出されることは、予期せぬことであった。
【実施例】
【００３８】
下記の例は、本発明の好ましい実施態様を立証するために記載する。当業者には明らかなように、下記の例中に開示する技術は、本発明者が本発明の実施で十分に機能することを発見した技術であり、従って、その実施に好ましい方法を構成すると考えられる。しかしながら、当業者には明らかなように、開示する特定の実施態様の中で多くの変形を行うことができ、本発明の精神および範囲から離れることなく、同等または類似の結果が得られる。
【００３９】
例１ １，３−プロパンジオールの一工程抽出および逆抽出
例１ａ トリブチルホスフェートによる抽出
１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）３１．３３％ｗ／ｖ、グリセロール１．６６％、１，２，４−ブタントリオール（ＢＴＯ）０．７４％およびグルコース０．１３％を含む濃縮水性発酵培養液４．２ｍｌをトリブチルホスフェート（水６％含有）３５ｍｌと２０℃で十分に混合した。この混合物を遠心分離により二つの相（軽質１相（例えば第一相）３７ｍｌおよび重質１相（例えば第二相）２．５ｍｌ）に分離した。トリブチルホスフェートを含んでなる軽質１相（４ｍｌ）を水０．２４ｍｌと混合することにより精製し、分離させ、水を含んでなる重質２相（０．３ｍｌ）およびトリブチルホスフェートを含んでなる「精製された」軽質２相（３．７ｍｌ）を得た。
【００４０】
例１ｂ 水による逆抽出
トリブチルホスフェートを含んでなる精製された軽質２相（３ｍｌ）を水１１．５ｍｌと混合することにより逆抽出し、相分離し、トリブチルホスフェートを含んでなる軽質３相（３ｍｌ）および水を含んでなる重質３相（１１．５ｍｌ）を得た。
【００４１】
例１ｃ ヘキサンによる逆抽出
精製された軽質３相２ｍｌをｎ−ヘキサン（６ｍｌ）と混合することにより逆抽出し、相分離し、ヘキサンを含んでなる軽質４相（５．８ｍｌ）および水を含んでなる重質４相（０．２ｍｌ）を得た。表１は、この例で得た流れの組成を示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
抽出に供給された発酵培養液の色は褐色であった。第一抽出は、明黄色の軽質１相および褐色の重質１相を与えた。精製工程で、重質２相のより暗い黄色により示されるように、軽質１相から色がさらに除去された。
【００４４】
例２ １，３−プロパンジオールを抽出する際の温度変化
１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）を、ヘキサノールで抽出し、分離し、次いで軽質溶剤相を冷却し、次いで重質水相を分離することにより、精製することができる。この水相中には、より純粋な１，３−プロパンジオールが存在する。
【００４５】
精製すべき１，３−プロパンジオールを含み、下記の表に組成を示す組成を有する乾燥固体３０％の混合物３ｇを、９０℃で２工程で抽出した。各工程で使用した新しいヘキサノールの量は１２ｇであった。第二抽出から得た軽質相を、第三抽出で別の３０％乾燥固体３ｇからＰＤＯを抽出するのに使用した。抽出および分離はすべて、約５０ｍｌ容積の円錐形ガラス管で行った。
【００４６】
各抽出は、周期的に攪拌しながら２０分間行った。第一抽出から得た軽質相は廃棄した。
【００４７】
第三抽出用の軽質相の分析を下記の表に示す。次いで、この軽質相を２５℃の室温に冷却する。冷却により、この相は２相に分離し、新たに形成された水性重質相を分離し、分析し、結果を表に示す。
【００４８】
【表５】
【００４９】
例３ ＰＤＯの交差流抽出
例３ａ 無水トリブチルホスフェートによる抽出
２工程交差流抽出図式で、乾燥固体４４％、組成（乾燥固体に対する％ｗ／ｗ％）ＰＤＯ９１．９％、グリセロール６．９％およびグルコース１．２％の水性原料５．０ｇを、常温で無水トリブチルホスフェート（ＴＢＰ）２４．９ｇと十分に混合した。沈降および遠心分離の後、二つの透明な相が得られた（ＴＢＰを含んでなる第一軽質相２７．９ｇおよび水を含んでなる中間重質相２．０ｇ）。重質相を無水ＴＢＰ１４ｇと再混合し、分離し、ＴＢＰを含んでなる第二軽質相１５．４ｇおよび水を含んでなる最終重質相０．６ｇを得た。一つに合わせた軽質相中に、本来のＰＤＯの９８％が純度９３．６％で、本来のグリセロールの８３％および本来のグルコースの３７％と共に確認された。
【００５０】
【表６】
【００５１】
例３ｂ ９０℃におけるヘキサノール抽出
２工程交差流抽出図式で、乾燥固体２９．１％、組成（乾燥固体に対する％ｗ／ｗ％）ＰＤＯ９０．７％、グリセロール７．３％およびグルコース２．０％の水性原料６．０ｇを、９０℃でヘキサン−１−オール１８．１ｇと十分に混合した。沈降および遠心分離の後、二つの透明な相が得られた（ヘキサン−１−オールを含んでなる第一軽質相２２．１ｇおよび水を含んでなる中間重質相２．０ｇ）。重質相をヘキサノール９．９６ｇと再混合し、分離し、ヘキサノールを含んでなる第二軽質相１１．３ｇおよび水を含んでなる最終重質相０．７ｇを得た。一つに合わせた軽質相中に、本来のＰＤＯの９７％が、本来のグリセロールの７５％および本来のグルコースの２１％と共に確認された。一つに合わせた軽質相の純度は９３．７％であった（原料純度９０．７％から上昇した）。
【００５２】
【表７】
【００５３】
例４ ＰＤＯの向流抽出
例４ａ 培養液のRobatel抽出、精製工程を含む
抽出工程において向流様式で作動する８ミキサー−沈降装置段階および精製工程で類似の８段階を有する実験室用Robatel（ミキサー−沈降装置の自動化された配列）を使用した。図９は、使用する一般的な製法の代表的な図式である。発酵培養液６４を組み合わせ原料６６に加える。組み合わせ原料６６は、主要抽出装置（例えばRobatelミキサー−沈降装置）６８中で溶剤抽出液７２と混合される。水および不純物（例えば発酵培養液からの糖）を含んでなる第二相７０（例えばラフィネート）を除去する。次いで、溶剤抽出液および１，３−プロパンジオールを含んでなる第一相６２を精製抽出装置５８中で洗浄する。除去された第一相６２に加える洗浄５４は、水性の、水、または洗浄化学物質、例えば塩基、例えば水酸化ナトリウム、を加えた水でよい。精製抽出装置５８は、上に説明したように８段階を含んでなる。水性洗浄相６０は、精製抽出装置５８から回収され、溶剤抽出液および精製された１，３−プロパンジオールを含んでなる精製された抽出物５６を残すことができる。水５４で洗浄および精製することにより、ある種の不純物を除去して１，３−プロパンジオールの純度を増加することができ、水および不純物を含んでなる水性流は、組み合わせ原料６６中の発酵培養液６４と混合され、主要抽出装置６８に戻され、水性洗浄液６０中の１，３−プロパンジオールをすべて回収し、１，３−プロパンジオール収率の低下を防止する。
【００５４】
抽出は、常温で行った。各段階は、沈降装置容積が１４０ｍｌである。原料は、乾燥固体（ｄ．ｓ．）３３％の発酵培養液であり、ＰＤＯ３０．１７％ｗ／ｖ、グリセロール１．６％、１，２，４ブタントリオール（ＢＴＯ）０．７％およびグルコース０．１％、ならびにナトリウム、カリウム、カルシウムおよびマグネシウムの塩を含む。陽イオンの合計は４１２６ｐｐｍであった。培養液６４をこの装置に０．８５ｍｌ／分で供給し、０．７０ｍｌ／分の精製水性出口流６０と混合し、組み合わせ原料６６を１．５５ｍｌ／分で抽出工程６８に送った。抽出工程６８では、組み合わせ原料６６を１４．０ｍｌ／分の湿ったＴＢＰ（トリブチルホスフェート）７２（水５．４％を含む）と接触させた。抽出工程から、第二相ラフィネート７０が１．１ｍｌ／分で、および第一相抽出物６２（溶剤相）が１４．４５ｍｌ／分で吐出された。第一相６２は、精製段階５８で水０．６ｍｌ／分と接触し、精製水性出口流６０（抽出工程６８に戻される）および１４．３５ｍｌ／分の精製された抽出物５６（溶剤相）が得られた。分析は、下記の表に示す。ＰＤＯの収率（精製された抽出物で）は９５％であり、純度は９２．８％から９７．２％に引き上げられた。陽イオンの投入量は３２００マイクログラム／分であり、精製された抽出物は２５５マイクログラム／分を示した。
【００５５】
【表８】
【００５６】
【表９】
【００５７】
例４ｂ Robatel精製した抽出物の水性逆抽出
例４ａから得た精製抽出物１６．４ｋｇを逆浸透品質水４４．５ｋｇと混合した。この水は、ＰＤＯを溶剤から水相に抽出した。
【００５８】
この水相を分離し、ヘキサンと混合し、残留するＴＢＰをすべて除去した。
【００５９】
次いで、水相を蒸発により濃縮し、ＰＤＯ純度９７．５％の製品を製造した。
【００６０】
【表１０】
【００６１】
例５ 溶剤スクリーン
例５ａ 単一溶剤とのＰＤＯ混合物
ＰＤＯ４６％ｗ／ｖ、グリセロール３．５％およびグルコース２．９％を含む水溶液１０ｇを３０℃に加熱し、丁度曇りが生じ始めるまで、必要な溶剤を非常に僅かな量で加えた。さらに溶剤（約１ｇ）を加え、十分に混合した。この混合物を１０分間沈降させ、次いで遠心分離により相を完全に分離した。二つの相（溶剤および水性）を分析した。下記の表は、３種類の化学種の分布係数（溶剤相中の濃度を水相中の濃度で割ったものとして定義）およびグリセロールと比較したＰＤＯの抽出選択性（ＰＤＯの分布係数をグリセロールの分布係数で割ったものとして定義）を示す。
【００６２】
【表１１】
【００６３】
例５ｂ 培養液と混合溶剤
ＰＤＯ３１．３％ｗ／ｖ、グリセロール１．６６％、１，２，４ブタントリオール０．７４％およびグルコース０．１３％を含む乾燥材料３３．９％の発酵培養液５ｍｌを、常温で、（通常）一連の溶剤混合物３０ｍｌで抽出した。二つの相が得られたので、これらを分離し、分析した。
【００６４】
【表１２】
【００６５】
上記と同様に、この表は、化学種の分布係数（溶剤相中の濃度を水相中の濃度で割ったものとして定義）およびグリセロールと比較したＰＤＯの抽出選択性（ＰＤＯの分布係数をグリセロールの分布係数で割ったものとして定義）を示す。すべての場合で、抽出されたＰＤＯの純度は原料中の９２．５％よりも高い。混合された溶剤の選択性（ＰＤＯ／グリセロール）は、前に示した単一溶剤よりも高いことが多く、これらの溶剤混合物によるグルコースの排除は、通常、非常に良い。
【００６６】
例６ アルカリによる色および有機酸の除去
発酵培養液のRobatel向流抽出および精製から採取した「精製抽出物」（ＴＢＰ溶液）の一連の１５ｍｌ部分を、増加量の水酸化ナトリウムを水１ｍｌ中に入れたものと混合した。重質相を分離した。重質（水性）相の色は、より多くのアルカリを加えると共に増加し、軽質相の色は減少した。（軽質相の色は３００ｎｍ、重質相の色は４２０ｎｍにおける吸収として測定した）これらを下記の表に示す。軽質相のそれぞれの系列における有機酸レベルも測定し、下記の表におけるように有機酸の除去を示した。
【００６７】
【表１３】
【００６８】
【表１４】
【００６９】
例７ 汚染物を除去するための混合床
精製された水性ＰＤＯ流を、例４と同様にヘキサン洗浄した後、混合樹脂床６０ｍｌの上に通し、０．５床体積画分で集めた。混合床組成は、Purolite C160 Strong Acid Cation樹脂およびPurolite A510 Strong Base Anion樹脂を１：２床体積で混合したものである。この床は、下記の表に示すようにほとんどの有機酸を除去するのに有効であった。レブリン酸は、着色に寄与すると考えられたので、本来の精製された試料中で重要であった。結果から分かるように、混合床は、ほとんどの痕跡量の酸を除去するのに有効であり、溶液は、濃縮した後も無色のままであった。原料および濃縮物の色を４２０ナノメートルにおける吸収として測定した。原料の色は０．１０６であり、濃縮物の色はゼロであった。
【００７０】
【表１５】
【００７１】
例８ 連続的ヘキサン抽出
発酵培養液をＴＢＰで抽出することにより調製した軽質相８ｍｌ（ＰＤＯ１．９１％ｗ／ｖ、グリセロール０．０３９％、１，２，４ブタントリオール０．０８５％を含み、検出可能なグルコースを含まない）を、混合により様々な量のｎ−ヘキサンと接触させ、続いて軽質と重質相とを分離した。各接触後、重質相（すべて約０．１５ｍｌ）を除去してから、次の接触を行った。初期の軽質相およびそれに続く重質相の分析を下記の表に示す。早い時期の水相は、原料よりも（ＰＤＯに関して）純度が低く、本来のＴＢＰ溶液中のＰＤＯの４６％であった。４および５番目の抽出から得た水相は、ＰＤＯに関して原料よりも純度が高かった。
【００７２】
【表１６】
【００７３】
例９ 連続的水抽出
発酵培養液をＴＢＰで抽出することにより調製した第一相２０ｍｌ（ＰＤＯ１．９１％ｗ／ｖ、グリセロール０．０３９％、１，２，４ブタントリオール０．０８５％を含み、検出可能なグルコースを含まない）を、混合により各２ｍｌ部分の水と６回連続的に接触させ、続いて軽質および重質相を分離した。各接触後、重質相（すべて約２ｍｌ）を除去してから、次の接触を行った。初期の軽質相およびそれに続く重質相の分析を下記の表に示す。水相の純度は、連続的な抽出と共に増加した。
【００７４】
【表１７】
【００７５】
例１０
５５％乾燥固体ＰＤＯの発酵培養液５ｇを、０〜５０％の様々な百分率の灯油を含むトリブチルホスフェート（ＴＢＰ）３０ｇに加えた。これらの混合物を、微小気泡が生じないように慎重に混合し、相分離に要した時間を記録した。
【００７６】
表１５は、ＴＢＰ抽出溶剤中の灯油百分率が増加すると共に、水相と溶剤相との間の相分離の速度が増加することを示す。ＴＢＰ抽出溶剤１００％で、この率は完全分離に対して５分間であり、ＴＢＰ８０％および灯油２０％では、これが３分間に減少（４０％低下）し、ＴＢＰおよび灯油５０％では、この率は１．５分間に減少（７０％低下）した。
【００７７】
【表１８】
【００７８】
本明細書で開示および特許権請求する方法はすべて、本開示を考慮し、過度の実験を行わずに実施できる。本発明の方法を好ましい実施態様に関して説明したが、当業者には明らかなように、本発明の概念、精神および範囲から離れることなく、本方法およびここに記載する本方法の工程または工程の順序に変形を加えることができる。より詳しくは、化学的に関連する特定の試剤を、ここに記載する試剤と置き換えても、同じ、または同等の結果が達成されることは明らかである。当業者には明らかな、そのような類似の代替品および変形は、請求項に規定する本発明の精神、範囲および概念の中に入る。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図２】水が関与する逆抽出で１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図３】疎水性溶剤が関与する逆抽出で１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図４】温度変化が関与する逆抽出で１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図５】供給流と溶剤抽出液の交差流接触により１，３−プロパンジオールを抽出するための処理フローダイアグラムである。
【図６】供給流と溶剤抽出液の向流接触により１，３−プロパンジオールを抽出するための処理フローダイアグラムである。
【図７】供給流と溶剤抽出液の向交差流接触により１，３−プロパンジオールを抽出するための処理フローダイアグラムである。
【図８】１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【図９】洗浄工程が関与する１，３−プロパンジオールを回収するための本発明の処理フローダイアグラムである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，３−プロパンジオールを含んでなる発酵培養液から１，３−プロパンジオールを回収する方法であって、
水、１，３−プロパンジオール、および少なくとも一種の汚染物を含んでなる発酵培養液を、少なくとも一種の溶剤抽出液と接触させ、第一混合物を形成する工程、および
前記第一混合物を第一相と第二相とに分離する工程
を含んでなり、
前記第一相が、前記溶剤抽出液の大部分および前記発酵培養液中に存在していた１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含んでなり、前記第一相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きく、
前記第二相が、前記発酵培養液由来の水の大部分および前記汚染物の少なくとも一部を含んでなる、方法。
【請求項２】
前記第一相を前記第二相から除去することにより、１，３−プロパンジオールを回収する工程をさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記除去された第一相を第一量の水溶液と接触させて第二混合物を形成し、
前記第二混合物が、第三相と第四相とに分離し、
前記第三相が、前記第一相の溶剤抽出液の大部分を含んでなり、
前記第四相が、１，３−プロパンジオール、および前記第一量の水溶液の大部分を含んでなり、前記第四相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第四相を前記第三相から除去することにより、１，３−プロパンジオールを回収する工程をさらに含んでなる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記溶剤抽出液が回収された第三相を含むように、前記回収された第三相を再利用することをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記回収された第四相を処理して、前記第四相中の１，３−プロパンジオールをさらに精製することをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記発酵培養液が回収された第四相を含むように、前記第四相を再利用することをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第一量の水溶液と前記第一相との体積比が約２０：１〜１：２０である、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記体積比が約２０：１〜１：１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記体積比が約７：１〜３：１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記除去された第一相が、少なくとも一部の水をさらに含んでなり、前記除去された第一相を少なくとも一種の疎水性溶剤と接触させて第二混合物を形成し、
前記第二混合物を、第三相と第四相とに分離する工程をさらに含んでなり、
前記第三相が、前記第二混合物の溶剤抽出液および疎水性溶剤の両方の大部分を含んでなり、
前記第四相が、１，３−プロパンジオール、および第一相の水の大部分を含んでなり、
前記第四相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去された第一相と前記疎水性溶剤との重量比が、約４：１〜１：４である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記疎水性溶剤が、ｌｏｇＰが約３．５〜１０である溶剤から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶剤が、６〜１２個の炭素原子を有するアルカンである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記接触工程中に、１，３−プロパンジオールが前記発酵培養液よりも前記溶剤抽出液中により可溶となるように、前記第一混合物の温度を調節し、前記溶剤抽出液がヘキサノールであり、
前記第一混合物を第一相と第二相とに分離し、
前記第一相を前記第二相から除去し、
前記第一相の温度を、前記第二混合物が形成されるように調節し、
前記第二混合物を、第三相と第四相とに分離し、前記第三相が前記第一相由来のヘキサノールの大部分を含んでなり、前記第四相が１，３−プロパンジオールを含んでなり、
前記第四相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記発酵培養液が、少なくとも約９０重量％ｄ．ｓ．に濃縮される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記発酵培養液が部分的に精製される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記発酵培養液のｐＨが約２〜１１である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記発酵培養液のｐＨが約６〜８である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記発酵培養液が約２０重量％〜８０重量％の乾燥固体を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法が温度約２０℃〜９０℃で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が温度約２５℃〜３５℃で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記溶剤抽出液が実質的に無水である、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記溶剤抽出液が水で飽和されている、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記溶剤抽出液が、アルカノール、ケトン、エステル、酸、エーテルまたは植物油からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶剤抽出液が、ペンタノール、プロパン−１−オール、ヘキサノール、オレイルアルコール、４−メチルペンタン−２−オン、イソプロピルアセテート、トリブチルホスフェート、オレイン酸、大豆油、およびひまし油からなる群から選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記溶剤抽出液が、ヘキサノールおよびトリブチルホスフェートからなる群から選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第一混合物が、脂肪族および芳香族炭化水素からなる群から選択された相促進剤を含んでなる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記相促進剤が、６〜１０個の炭素原子を有するアルカンである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記溶剤抽出液が、炭素および酸素の原子を約２：１〜１８：１の比で含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記溶剤抽出液が、炭素および酸素の原子を約３：１〜６：１の比で含んでなる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記発酵培養液が、約５重量％〜８５重量％の１，３−プロパンジオールを含んでなり、約１０重量％を超える水と、約５重量％〜７０重量％の一種以上の汚染物とをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記汚染物が、有機酸、有機塩、無機塩、炭水化物、アルコール、タンパク質、アミノ酸、および低分子量のヒドロキシル化された化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記低分子量のヒドロキシル化された化合物が、グリセロール、グルコース、およびブタントリオールからなる群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記溶剤抽出液のｌｏｇＰが約０．８〜７．７である、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記溶剤抽出液のｌｏｇＰが約０．８〜２．９である、請求項１に記載の方法。
【請求項１】
１，３−プロパンジオールを含んでなる発酵培養液から１，３−プロパンジオールを回収する方法であって、
水、１，３−プロパンジオール、および少なくとも一種の汚染物を含んでなる発酵培養液を、少なくとも一種の溶剤抽出液と接触させ、第一混合物を形成する工程、および
前記第一混合物を第一相と第二相とに分離する工程
を含んでなり、
前記第一相が、前記溶剤抽出液の大部分および前記発酵培養液中に存在していた１，３−プロパンジオールの少なくとも一部を含んでなり、前記第一相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きく、
前記第二相が、前記発酵培養液由来の水の大部分および前記汚染物の少なくとも一部を含んでなる、方法。
【請求項２】
前記第一相を前記第二相から除去することにより、１，３−プロパンジオールを回収する工程をさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記除去された第一相を第一量の水溶液と接触させて第二混合物を形成し、
前記第二混合物が、第三相と第四相とに分離し、
前記第三相が、前記第一相の溶剤抽出液の大部分を含んでなり、
前記第四相が、１，３−プロパンジオール、および前記第一量の水溶液の大部分を含んでなり、前記第四相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第四相を前記第三相から除去することにより、１，３−プロパンジオールを回収する工程をさらに含んでなる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記溶剤抽出液が回収された第三相を含むように、前記回収された第三相を再利用することをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記回収された第四相を処理して、前記第四相中の１，３−プロパンジオールをさらに精製することをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記発酵培養液が回収された第四相を含むように、前記第四相を再利用することをさらに含んでなる、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第一量の水溶液と前記第一相との体積比が約２０：１〜１：２０である、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記体積比が約２０：１〜１：１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記体積比が約７：１〜３：１である、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記除去された第一相が、少なくとも一部の水をさらに含んでなり、前記除去された第一相を少なくとも一種の疎水性溶剤と接触させて第二混合物を形成し、
前記第二混合物を、第三相と第四相とに分離する工程をさらに含んでなり、
前記第三相が、前記第二混合物の溶剤抽出液および疎水性溶剤の両方の大部分を含んでなり、
前記第四相が、１，３−プロパンジオール、および第一相の水の大部分を含んでなり、
前記第四相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きい、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去された第一相と前記疎水性溶剤との重量比が、約４：１〜１：４である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記疎水性溶剤が、ｌｏｇＰが約３．５〜１０である溶剤から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶剤が、６〜１２個の炭素原子を有するアルカンである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記接触工程中に、１，３−プロパンジオールが前記発酵培養液よりも前記溶剤抽出液中により可溶となるように、前記第一混合物の温度を調節し、前記溶剤抽出液がヘキサノールであり、
前記第一混合物を第一相と第二相とに分離し、
前記第一相を前記第二相から除去し、
前記第一相の温度を、前記第二混合物が形成されるように調節し、
前記第二混合物を、第三相と第四相とに分離し、前記第三相が前記第一相由来のヘキサノールの大部分を含んでなり、前記第四相が１，３−プロパンジオールを含んでなり、
前記第四相中の１，３−プロパンジオールと存在する汚染物のいずれか一種との重量比が、１，３−プロパンジオールと、前記発酵培養液が前記溶剤抽出液と接触する前の前記発酵培養液中の同じ汚染物との重量比よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記発酵培養液が、少なくとも約９０重量％ｄ．ｓ．に濃縮される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記発酵培養液が部分的に精製される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記発酵培養液のｐＨが約２〜１１である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記発酵培養液のｐＨが約６〜８である、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記発酵培養液が約２０重量％〜８０重量％の乾燥固体を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法が温度約２０℃〜９０℃で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が温度約２５℃〜３５℃で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記溶剤抽出液が実質的に無水である、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記溶剤抽出液が水で飽和されている、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記溶剤抽出液が、アルカノール、ケトン、エステル、酸、エーテルまたは植物油からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶剤抽出液が、ペンタノール、プロパン−１−オール、ヘキサノール、オレイルアルコール、４−メチルペンタン−２−オン、イソプロピルアセテート、トリブチルホスフェート、オレイン酸、大豆油、およびひまし油からなる群から選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記溶剤抽出液が、ヘキサノールおよびトリブチルホスフェートからなる群から選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第一混合物が、脂肪族および芳香族炭化水素からなる群から選択された相促進剤を含んでなる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記相促進剤が、６〜１０個の炭素原子を有するアルカンである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記溶剤抽出液が、炭素および酸素の原子を約２：１〜１８：１の比で含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記溶剤抽出液が、炭素および酸素の原子を約３：１〜６：１の比で含んでなる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記発酵培養液が、約５重量％〜８５重量％の１，３−プロパンジオールを含んでなり、約１０重量％を超える水と、約５重量％〜７０重量％の一種以上の汚染物とをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記汚染物が、有機酸、有機塩、無機塩、炭水化物、アルコール、タンパク質、アミノ酸、および低分子量のヒドロキシル化された化合物、およびそれらの混合物からなる群から選択される化合物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記低分子量のヒドロキシル化された化合物が、グリセロール、グルコース、およびブタントリオールからなる群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記溶剤抽出液のｌｏｇＰが約０．８〜７．７である、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記溶剤抽出液のｌｏｇＰが約０．８〜２．９である、請求項１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００６−５２８６８８（Ｐ２００６−５２８６８８Ａ）
【公表日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３２５６７（Ｐ２００６−５３２５６７）
【出願日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１３９０５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０１４３７
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５９３０６３１７２）エー、イー、ステーリー、マニュファクチュアリング、カンパニー (4)
【氏名又は名称原語表記】Ａ．Ｅ． ＳＴＡＬＥＹ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ， ＣＯ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１３９０５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０１４３７
【国際公開日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（５９３０６３１７２）エー、イー、ステーリー、マニュファクチュアリング、カンパニー (4)
【氏名又は名称原語表記】Ａ．Ｅ． ＳＴＡＬＥＹ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ， ＣＯ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]