專利名稱：：來自發(fā)酵液的揮發(fā)性產(chǎn)物的回收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通過發(fā)酵液的發(fā)酵產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)并且從發(fā)酵液中移除voc的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
：丁醇是一種重要的工業(yè)化學(xué)品，其可用作例如燃料、燃料添加劑或者在其它有用的化學(xué)品的生產(chǎn)中作為前體或中間體。近年來，由于丙烯原料的高成本，通過加氫甲醛化技術(shù)生產(chǎn)丁醇的成本顯著增加。通過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇代表了一種利用較低成本的原料，提供低成本生產(chǎn)的潛力的替代工藝技術(shù)。在丁醇或其它溶劑或揮發(fā)性有機(jī)化合物的生產(chǎn)中，發(fā)酵工藝的一個重要方面是所述化合物的純化。另一個重要方面是控制并且移除來自發(fā)酵反應(yīng)器的溶劑或者揮發(fā)性化合物，如果不被移除，那么所述溶劑或者揮發(fā)性化合物使發(fā)酵培養(yǎng)物中毒，或者降低培養(yǎng)物產(chǎn)生所需的產(chǎn)物的能力，該現(xiàn)象被稱為微生物抑制。對于丁醇，各種移除系統(tǒng)是已知的，例如全蒸發(fā)、滲透萃取、反滲透、液-液萃取，以及從發(fā)酵罐容器或反應(yīng)器直接氣提。然而，這些移除系統(tǒng)移除的揮發(fā)性有機(jī)化合物不夠，或者不足夠堅固(robust)以在生物質(zhì)固體(例如，生物細(xì)胞)的存在下或者在商業(yè)規(guī)模發(fā)酵工藝用途所要求的或所需的溫度和壓力條件下進(jìn)行生產(chǎn)性操作。如Ferrmas，Minier和Goma["丙酮丁醇發(fā)酵通過聯(lián)合連續(xù)發(fā)酵和超濾提高性能(AcetonobutylicFermentation:ImprovementofPerformancesbyCouplingContinuousFermentationandUltrafiltration)"BiotechnologyandBioengineering，第28巻，第523-533頁(1986)]中所述，發(fā)酵工藝可以利用超濾膜來控制(通常增加)發(fā)酵罐容器內(nèi)的生物細(xì)胞的濃度。超濾膜用于從細(xì)胞懸浮液或淤渣，例如存在于生物處理曝氣池、生物反應(yīng)器或在廢水處理廠的發(fā)酵罐容器中的那些，移除液體。然而，F(xiàn)erras等(見上)己經(jīng)表明，在用于濃縮丙酮丁醇梭菌(ATCC824)培養(yǎng)物以獲得培養(yǎng)液的約100克/升(g/L)至125g/L的細(xì)胞濃度時，超濾膜快速積垢。盡管通過將C02或其他氣體的氣泡注入到膜外側(cè)(發(fā)酵罐側(cè))表面附近的發(fā)酵罐容器中以洗滌膜的外部，或者通過與交叉流膜組件中一樣對膜表面注入液流，可以降低積垢速率，但是在培養(yǎng)液中的高細(xì)胞濃度下，積垢速率通常是一個顯著問題。在發(fā)酵設(shè)備和方法中需要超濾膜裝置的更有效利用。然而，需要比已知的技術(shù)更簡單和更節(jié)約成本的用于溶劑移除和/或純化的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供發(fā)酵和汽提方法及設(shè)備，所述發(fā)酵和汽提方法及設(shè)備在分批、進(jìn)料-分批(也稱為半分批)、或連續(xù)的發(fā)酵罐容器中的發(fā)酵液(液)中通過發(fā)酵有效地并且成本節(jié)約地生產(chǎn)一種或多種VOC(例如，l-丁醇)，并且從發(fā)酵液中汽提所述一種或多種VOC。本發(fā)明的第一實施方案是一種發(fā)酵設(shè)備，所述發(fā)酵設(shè)備包括發(fā)酵罐單元和真空側(cè)線汽提塔(VSS)單元；所述發(fā)酵罐單元包括發(fā)酵罐容器，所述發(fā)酵罐容器具有外表面和內(nèi)表面，所述發(fā)酵罐容器表面彼此隔開，并且大體上平行，以限定封閉的容積空間，所述發(fā)酵罐容器中限定了至少兩個孔，g卩，第一流體孔和第二流體孔，所述至少兩個孔與所述封閉的容積空間流體連通；所述VSS單元包括汽提塔容器，所述汽提塔容器具有外表面和內(nèi)表面，所述汽提塔容器表面彼此隔開，并且大體上平行，以限定封閉的容積空間；所述汽提塔容器中設(shè)置了兩個以上的并排汽提塔隔室，每一個汽提塔隔室通過垂直隔離構(gòu)件與相鄰的汽提塔隔室隔幵；至少每一個垂直隔離構(gòu)件的底部或者在其中限定了液體通行孔，或者與所述汽提塔容器的底部隔開以在所述隔離構(gòu)件的底部與所述汽提塔容器的底部之間限定液體通行導(dǎo)管，或者既有液體通行孔又有液體通行導(dǎo)管；至少每一個垂直隔離構(gòu)件的頂部或者在其中限定了蒸氣通行孔，或者與所述汽提塔容器的頂部隔開以在所述隔離構(gòu)件的頂部與所述汽提塔容器的頂部之間限定蒸氣通行導(dǎo)管，或者既有蒸氣通行孔又有蒸氣通行導(dǎo)管；所述汽提塔隔室彼此相繼地流體連通，相鄰的汽提塔隔室通過液體通行導(dǎo)管、液體通行孔或它們的組合，并且通過蒸氣通行導(dǎo)管、蒸氣通行孔或它們的組合而相互流體連通;所述汽提塔容器在其中限定了至少四個孔，即，第三流體孔、氣體孔、蒸氣孔和第一攪拌孔，所述至少四個孔中的每一個與所述汽提塔容器的所述封閉的容積空間流體連通；所述發(fā)酵罐容器的第一流體孔操作連接(opertativelyconnected)至所述汽提塔容器的第三流體孔，以建立所述發(fā)酵罐容器和所述汽提塔容器之間的流體連通。在汽提塔容器中的氣體孔和蒸氣孔優(yōu)選存在于汽提塔容器的上部的表面中。發(fā)酵罐容器中的第一流體孔優(yōu)選存在于發(fā)酵罐容器的側(cè)部或下部的表面中；第二流體孔優(yōu)選存在于發(fā)酵罐容器的側(cè)部或上部的表面中；并且汽提塔容器的第三流體孔優(yōu)選存在于汽提塔容器的側(cè)部或上部的表面中。本發(fā)明的第二實施方案是包括以下步驟的方法將發(fā)酵液設(shè)置在如第一實施方案所述的設(shè)備的發(fā)酵罐容器的封閉的容積空間中，所述發(fā)酵液包含水、多個生物細(xì)胞和養(yǎng)分給料；使所述養(yǎng)分給料被所述生物發(fā)酵，以產(chǎn)生至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC);以及從所述發(fā)酵液中汽提至少一種VOC。優(yōu)選地，至少一種VOC中的每一種具有小于500克/摩爾的分子量。在附圖和說明書的其余部分中描述了另外的實施方案。圖1顯示了攪拌VSS單元的一個實例的圖解，所述攪拌VSS單元包括用于氣-液接觸的充氣型混合葉輪。圖2顯示了代替圖1的攪拌VSS單元的適用于本發(fā)明設(shè)備和方法的循環(huán)VSS單元的一個實例的圖解。圖3顯示了在利用本發(fā)明設(shè)備和方法的發(fā)酵罐單元和攪拌VSS單元的ABE發(fā)酵的模擬中所用的來自實施例1的Aspen流程圖。圖4圖示了從實施例1中，對于25。C的四元體系丁醇+丙酮+水+乙醇，計算的NRTL和UNIQUAC氣-液平衡(VLE)和液-液平衡(LLE)數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)VLE和LLE數(shù)據(jù)的擬合。具體實施例方式本發(fā)明提供用于汽提和/或純化來自發(fā)酵反應(yīng)的有機(jī)產(chǎn)物的改進(jìn)設(shè)備和方法。盡管本發(fā)明參考ABE發(fā)酵工藝進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明還適用于其它發(fā)酵工藝，包括本文中所述的用于生產(chǎn)異丙醇和乙醇以及其它VOC的發(fā)酵工藝。在用于生產(chǎn)一種或多種voc的本發(fā)明設(shè)備和方法中的任何點，可以將濕潤或干燥并且基本上純的一種或多種VOC或者所述VOC的兩種以上的混合物作為溶劑輸送至獨立的生產(chǎn)流中，可以被包裝而用于商業(yè)銷售或儲存，或者可以如本文中所述進(jìn)一步被處理。進(jìn)一步處理包括干燥(例如，在變壓吸附(PSA)單元中)濕潤的VOC或者兩種以上VOC的濕混合物，以生成基本上干燥的VOC或者兩種以上VOC的基本上干燥的混合物，它們可在例如它們的衍生物的生產(chǎn)中用作溶劑或者原料。此外，通過將兩種以上VOC相互分離以獨立地產(chǎn)生兩種以上基本上純的VOC，可以純化兩種以上voc的基本上干燥的混合物(例如，在間壁蒸餾塔(DWC)單元中)。除發(fā)酵罐單元200(未顯示)和VSS單元(例如，圖1中的10或圖2中的IOO)以外，本發(fā)明的設(shè)備和方法還可以包括一種或多種附加部件，例如，超濾膜822(未顯示)、膜單元800(未顯示)、雙功能塔300(未顯示)、PSA單元400(未顯示)、DWC單元500(未顯示)或液-液萃取塔700(未顯示)。下面描述更多的附加部件。VSS單元包括攪拌VSS單元(例如，圖1的IO)或循環(huán)VSS單元(例如，圖2的100)。攪拌VSS單元10的一個在圖1中顯示并且在此進(jìn)行描述。在圖1中，攪拌VSS單元10包括汽提塔容器78以及其它部件，所述汽提塔容器78具有內(nèi)表面62并且限定兩個流體孔33和34、三個攪拌孔35、36和37、氣體孔45以及蒸氣孔46(全都未顯示)。近端汽提塔隔室81、中心汽提塔隔室82以及遠(yuǎn)端汽提塔隔室83被并排設(shè)置在汽提塔容器78內(nèi)部。相鄰的汽提塔隔室(例如，81和82;以及82和83)通過被設(shè)置在汽提塔容器78內(nèi)部的(I-外形)垂直隔離構(gòu)件76彼此隔開，每一個垂直隔離構(gòu)件76具有外表面61?？煽紤]垂直隔離構(gòu)件的其它外形，其它外形是例如l-外形。每一個垂直隔離構(gòu)件76的底部51(未示出)以及頂部52(未示出)與汽提塔容器78的底部53(未示出:i和頂部54(未示出)隔開，以分別限定兩個液體通行導(dǎo)管94和兩個蒸氣通行導(dǎo)管91。汽提塔隔室81至83通過液體通行導(dǎo)管94和蒸氣通行導(dǎo)管91相繼流體連通。兩個垂直隔離構(gòu)件76與汽提塔容器78的內(nèi)部57(未示出)流體連通。第一和第二葉輪28和27中的不同葉輪分別與汽提塔容器78的內(nèi)部57(未示出)和不同的汽提塔隔室(81、82或83)流體連通。在汽提塔容器78附近所示的一些部件是3個攪拌電動機(jī)25、3根攪拌軸29、3個第一葉輪28以及3個第二葉輪27。汽提塔容器78、攪拌電動機(jī)25、攪拌軸29、3個第一葉輪28、3個第二葉輪27以及垂直隔離構(gòu)件76構(gòu)成攪拌VSS單元的實例。為了說明，汽提塔容器78被顯示為其中設(shè)置了發(fā)酵液，但是發(fā)酵液不是攪拌VSS單元10的一部分。3根攪拌軸29在其3個攪拌孔35、36、37(未示出)中的不同孔與汽提塔容器78操作接觸。3根攪拌軸29分別跨接在3個攪拌電動機(jī)25中的不同電動機(jī)與第一和第二葉輪28和27之間，并且與它們操作連接，并且與汽提塔容器78的不同汽提塔隔室(例如81、82或83)流體連通。再次參考圖1，汽提塔容器78與流體導(dǎo)管31和32在兩個流體孔(未示出)處操作連接并且流體連通；與流體導(dǎo)管42在蒸氣孔46(未顯示)處操作連接并且流體連通，并且與流體導(dǎo)管41在氣體孔45(未示出)處操作連接并且流體連通，所述孔被限定在汽提塔容器78中。在VSS單元10的操作過程中，汽提塔容器78可以經(jīng)由流體導(dǎo)管31和通過流體孔33(未示出)接收來自發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器2U(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))或膜容器811(未顯示)的發(fā)酵液流或者由其得到的澄清液體。汽提塔容器78可以經(jīng)由流體導(dǎo)管41和氣體孔45(未示出)接收從汽提氣源ll(未顯示)注入的汽提塔氣。汽提塔容器78可以經(jīng)由流體孔34和流體導(dǎo)管32將發(fā)酵液或由其得到的澄清液體輸送回發(fā)酵罐容器(例如，211和222，未顯示)或者輸送至廢物中。汽提塔容器78可以將汽提的濕VOC通過蒸氣孔46(未示出)，經(jīng)由流體導(dǎo)管42釋放至附加部件例如，雙功能塔300(未顯示)、鼓風(fēng)機(jī)350(未顯示)、第一真空泵/壓縮機(jī)370(未顯示)、蒸氣/液體冷凝器600(未顯示)、或PSA單元400(未顯示)。9同樣在操作過程中，攪拌電動機(jī)25被致動，并且分別使攪拌軸29和第一和第二葉輪28和27旋轉(zhuǎn)，其中第一葉輪28攪拌發(fā)酵液以產(chǎn)生發(fā)酵液的飛濺(通過第一葉輪28和汽提塔容器78之間的拋物線顯示)。飛濺到達(dá)垂直隔離構(gòu)件76的外表面61和汽提塔容器78的內(nèi)表面62。在本文中可考慮不是攪拌VSS單元的其它類型的VSS單元，并且包括循環(huán)VSS單元(例如，圖2的100)。循環(huán)VSS單元100的一個實例示于圖2中。參考圖2，循環(huán)VSS單元100包括汽提塔容器178及其它部件，所述汽提塔容器178具有設(shè)置在其中的5個汽提塔隔室181、182、183、184、185。四個垂直隔離構(gòu)件176被設(shè)置在汽提塔容器178內(nèi)部與其隔開。汽提塔容器178限定一個流體孔132、10個攪拌孔135至139以及150和154(未示出)、氣體孔145(未示出)以及蒸氣孔141。在汽提塔容器178附近顯示的一些部件是閥169、5個液體泵165、5根流體導(dǎo)管164、5根流體導(dǎo)管166、5根流體導(dǎo)管163、5個噴嘴162、4個(任選)防濺板161以及4個(圓盤形)垂直隔離構(gòu)件176。汽提塔容器178、液體泵165、流體導(dǎo)管164、流體導(dǎo)管166、流體導(dǎo)管163、噴嘴162、(任選)防濺板161以及垂直隔離構(gòu)件176構(gòu)成循環(huán)VSS單元IOO的實例。為了說明，汽提塔容器178被顯示為將發(fā)酵液設(shè)置在其中，但是發(fā)酵液不是循環(huán)VSS單元100的一部分。再次參考圖2，汽提塔容器178在其10個攪拌孔135至139以及150至154(未示出)中的不同攪拌孔，處于5個單獨和相繼的操作連接的形式，并且處于與流體導(dǎo)管164、液體泵165、流體導(dǎo)管166、流體導(dǎo)管163以及噴嘴162的5個單獨和相繼的流體連通形式。4個垂直隔離構(gòu)件176的底部172與汽提塔容器178的底部174隔幵，以限定液體通行導(dǎo)管194，并且垂直隔離構(gòu)件176的頂部173與汽提塔容器178的頂部175隔開，以限定蒸氣通行導(dǎo)管191。四個垂直隔離構(gòu)件176還彼此隔開，并且與汽提塔容器178—起分別限定5個汽提塔隔室181至185，包括近端汽提塔隔室181，順序從左至右的3個中間汽提塔隔室182、183以及184，以及遠(yuǎn)端汽提塔隔室185。四個垂直隔離構(gòu)件176與汽提塔容器178的內(nèi)部156(未示出)流體連通。汽提塔隔室181至185處于彼此經(jīng)由液體通行導(dǎo)管194和蒸氣通行導(dǎo)管191相繼流體連通的形式。再次參考圖2，汽提塔容器178在流體孔132處操作連接至流體導(dǎo)管131并且與其流體連通，以及在蒸氣孔141處操作連接至流體導(dǎo)管142并且與其流體連通。汽提塔容器178還在氣體孔145(未示出)處操作連接至流體導(dǎo)管133(未顯示)并且與其流體連通，所述孔被限定在汽提塔容器178中。在VSS單元100的操作過程中，汽提塔容器178可以從發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器2U(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))或膜容器811(未顯示)經(jīng)由流體導(dǎo)管131并且通過流體孔132接受發(fā)酵液流或由其得到的澄清液體。汽提塔容器178可以從汽提塔氣源lll(未顯示)經(jīng)由流體導(dǎo)管133(未顯示)并且通過氣體孔145(未顯示)接受注入的汽提塔氣體。汽提塔容器178可以經(jīng)由另一個流體孔134(未顯示)以及流體導(dǎo)管171(未顯示)將發(fā)酵液或者由其得到的澄清液體輸送回到發(fā)酵罐容器(例如，211和222)中，或者廢物中。汽提塔容器178可以通過蒸氣孔141，經(jīng)由流體導(dǎo)管142將汽提的濕VOC釋放至附加部件，例如，上面在圖1的描述中提及的附加部件。循環(huán)VSS單元100包括用于氣-液接觸的泵送液體循環(huán)回路(164、165、166、163以及162)。在操作過程中，開動液體泵165，并且使發(fā)酵液相繼循環(huán)通過流體導(dǎo)管164、液體泵165、流體導(dǎo)管166以及流體導(dǎo)管163，并且從噴嘴162出來，進(jìn)入汽提塔容器178中。發(fā)酵液的噴濺(未顯示)到達(dá)防濺板161以及垂直隔離構(gòu)件176和汽提塔容器178的內(nèi)表面155(未示出)。在這樣的泵送操作過程中，發(fā)酵液的液面優(yōu)選保持大致相同。如下面在實施例1詳細(xì)描述并且在此簡述，圖3示意性地示出了本發(fā)明設(shè)備和方法的一個實施方案的Aspen流程圖，其示出了包括標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐單元(FERMENT)、攪拌VSS單元(STRIPPER)、閥(0)、液體泵(P-1)和蒸氣/液體冷凝器(COND)以及其它的常規(guī)單元。經(jīng)由管線BROTHOUT、閥(0)、液體泵(P-1)并且返回到標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐單元(FERMENT)，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐單元(FERMENT)與攪拌VSS單元(STRIPPER)相繼流體連通。攪拌VSS單元(STRIPPER)與蒸氣/液體冷凝器(COND)流體連通。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐單元(FERMENT)也與養(yǎng)分給料(FEED)、新鮮水源(FRSHH20)以及發(fā)酵氣體出口(FGAS)流體連通。對于Aspen模擬的具體結(jié)果，參見實施例l。如實施例1中詳細(xì)描述并且在此簡述，圖4圖示了將來自非隨機(jī)的雙液體活度系數(shù)(NRTL)模型的數(shù)據(jù)以及來自UNIQUAC活度系數(shù)(UNIQUAC)相平衡模型的數(shù)據(jù)與DortmundDatabankSet[2121]文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合的實例。參考圖4，包括丙酮、乙醇、丁醇和水的四元體系的實驗數(shù)據(jù)(即，DortmundDatabankSet[2121]文獻(xiàn)數(shù)據(jù))采用實心菱形符號標(biāo)繪，包括丙酮、丁醇和水的三元體系的實驗LLE數(shù)據(jù)(S卩，DortmundDatabankSet[2121]文獻(xiàn)數(shù)據(jù))采用空心菱形符號標(biāo)繪，計算的UNIQUAC數(shù)據(jù)采用實線標(biāo)繪，計算的NRTL數(shù)據(jù)采用點線標(biāo)繪，并且在標(biāo)繪的數(shù)據(jù)之間劃虛線。本發(fā)明的第三實施方案是用于制備有機(jī)化合物的設(shè)備，包括發(fā)酵裝置，其包括發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器2U(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))，以及傾析器，所述傾析器用于從發(fā)酵罐容器(例如，211和222)接受有機(jī)和水性組分；附加部件，其選自由以下組成的組PSA單元400、雙功能塔300、真空側(cè)線汽提塔(例如，圖1中的10，和圖2中的100)、DWC500，以及它們的組合。具體地，該設(shè)備包括發(fā)酵罐單元200、傾析器650以及附加部件，附加部件選自由以下組成的組PSA單元400、雙功能塔300、VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)、DWC單元500，以及兩種以上所述附加部件的組合，所述發(fā)酵罐單元200包括發(fā)酵罐容器(例如，211和222)，發(fā)酵罐容器(例如，211和222)與VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)和傾析器650，或傾析器650和PSA單元400或DWC單元500相繼操作連接(在入口和出口)并且流體連通。根據(jù)本發(fā)明，上述附加部件的至少一個結(jié)合到發(fā)酵設(shè)備中。在一些實施方案中，可以結(jié)合兩個以上的附加部件。冠詞"一個(a)"和"一種(an)"是指被冠詞修飾的對象的單數(shù)和復(fù)數(shù)形式。術(shù)語"或"是指所列舉的成員是單獨的或者處于任何組合的形式。術(shù)語"包括"，其與術(shù)語"包含"、"含有"、"具有"、"組"和"具有....的特征"同義，是開放式的。這些術(shù)語不排除另外的單元、材料、成分或工藝步驟，包括未陳述的單元、材料、成分或工藝步驟，甚至另外的單元、材料、成分或工藝步驟以較大的量存在。當(dāng)術(shù)語"包括"作為從權(quán)利要求的前序部分至權(quán)利要求的主體的過渡使用(即，作為過渡術(shù)語)時，整個權(quán)利要12求是開放式的(盡管在權(quán)利要求中的特定單元或步驟可以不受諸如"由.....組成"或"基本上由.....組成")的短語限制)。短語"由.....組成"或"由.....組成的組"是封閉式術(shù)語。這些短語排除未指明的任何單元、步驟或成分。當(dāng)短語"由.....組成"被用作權(quán)利要求中的過渡性短語時，該短語使權(quán)利要求為封閉式，不包括在權(quán)利要求中未具體陳述的材料、單元或者步驟，但通常與其相關(guān)的雜質(zhì)，和與要求保護(hù)的發(fā)明不相關(guān)的材料、卑元或者步驟除外。當(dāng)短語"由.....組成"用在權(quán)利要求的主體的從句中，而非緊跟在前序部分之后時，它僅僅限制在該從句中闡述的單元、步驟或者材料，而不從權(quán)利要求中排除該從句以外的其它單元、材料或步驟。本發(fā)明還包括通過用過渡性短語"由.....組成"代替過渡性術(shù)語"包括"改變在本文中的別處描述的"包括"實施方案而撰寫的實施方案。當(dāng)使用時，過渡性短語"由.....組成"排除選自由下列組成的組中的一個或多個基本附加部件PSA單元400(未顯示)、用于引起相分離的裝置(例如，液-液萃取器700，未顯示)、以及用于將水與一種或多種VOC分離的裝置(例如，DWC單元500，共沸蒸餾單元，以及吸附劑單元，全都未顯示)，但是不排除選自由以下組成的組中的一個或多個輔助附加部件鼓風(fēng)機(jī)350(未顯示)、真空泵/壓縮機(jī)370和380(未顯示)、傾析器650(未顯示)、蒸氣/液體冷凝器600(未顯示)和氣/液分離器660(未顯示)。短語"基本上由.....組成"可以在權(quán)利要求的前序部分中使用，以將權(quán)利要求的范圍限制為指定的材料、單元或步驟，以及本質(zhì)上不影響要求保護(hù)的發(fā)明的一個或多個基本和新的特性的那些。涉及前序部分時，"基本上由.....組成"的權(quán)利要求介于以"由.....組成"形式撰寫的封閉式權(quán)利要求與以"包括"形式撰寫的完全開放式權(quán)利要求之間。本發(fā)明還包括通過用過渡性短語"基本上由.....組成"代替過渡性術(shù)語"包括"改變在本文中別處描述的"包括"實施方案而撰寫的實施方案。在使用時，過渡性短語"基本上由.....組成"可以包括上述基本和輔助的附加部件中的一個或多個。揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)"揮發(fā)性有機(jī)化合物"是指由元素碳、氫和氧組成并且具有小于500克/摩爾的分子量的分子。優(yōu)選地，VOC具有小于250克/摩爾的分子量。更優(yōu)選地，VOC獨立地選自由下列組成的組H0-(d-C8)烷基；HO-(C2-C8)亞烷基-0-(C)-C4)烷基；(C3-C8)鏈烷酮；HO-(C3-Q)鏈垸酮；(C,-Cs)烷基-(^(0)0-((:1-€:4)垸基；[氧代-(CrC8)烷基]-C(0)0-(d-C4)烷基；(Q)-C6)亞垸基-[C(0)0-(C廣C4)烷基]2;0-[(C廣C4)烷基]2;以及[氧代_(C2-C4)垸基]-0-(CrC4)烷基。"(C,-C4烷基"和"(d-C8)烷基"分別指未取代的支鏈或直鏈的1至4和1至8個碳原子的飽和烴基。"(C2-C8)亞烷基"和"(QrC6)亞烷基"分別指未取代的支鏈或直鏈的2至8和0至6個碳原子的飽和烴二基。(Co)亞烷基是指沒有亞烷基。"(C3-C8)鏈垸酮"和"(CVC4)鏈烷酮"分別指未取代的支鏈或直鏈的3至8和2至4個碳原子的飽和烴，其在除末端碳原子以外的碳原子中的任何一個上被氧代(即，=0)基團(tuán)單取代，其中所述烴另外是未取代的。"HGKCVC8)鏈烷酮"是羥基取代的如前面定義的(C3-C8:)鏈烷酮。"[氧代-((:3-<:8)烷基]"和"[氧代-((:2-(:4)垸基]"分別是((:3-(:8)鏈烷酮和((:2-(:4)鏈烷酮的碳基，其中(C3-C8)鏈垸酮和(C2-C4)鏈烷酮如上定義。優(yōu)選的voc是丙酮、乙醇、l-丁醇、2-丁醇、2-甲基-l-丙醇、i-戊醇、l-己醇、2-丁氧基乙醇、l-丁氧基-2-丙醇、羥基丙酮、乙酸乙酯以及2-氧代-乙酸乙酯；更優(yōu)選的是丙酮、乙醇、2-丙醇、1,3-戊二醇、1-丁醇和1,4-丁二醇；還更優(yōu)選的是乙醇和l-丁醇。在用于制備特定VOC的本發(fā)明方法中，其中該方法制備兩種以上VOC，優(yōu)選將特定的VOC制備為兩種以上VOC中的主要組分而制備，目卩，在發(fā)酵罐容器(例如，，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))中的發(fā)酵液中以比發(fā)酵罐容器中的發(fā)酵液中的任何其它VOC的時間平均濃度更大的時間平均濃度(當(dāng)使用再沸發(fā)酵罐容器222時，在開始汽提操作之前測量時間平均濃度)制備特定的VOC。生物(即，微生物)本發(fā)明的發(fā)酵方法采用一種或多種微生物制備一種或多種VOC。在本申請中，術(shù)語"微生物"和"生物"可交換使用。適用于通過發(fā)酵生產(chǎn)VOC的生物的類型包括細(xì)菌、藍(lán)藻、酵母和絲狀真菌。優(yōu)選的生物的實例是醋桿菌屬(v4cefc^""er)、產(chǎn)堿菌屬(j/ca/z'ge"es)、節(jié)桿菌屬(JW/zraZ(2"er)、桿菌(B鎖'〃—、短桿菌屬(&eW6a"en'顧)、假絲菌母(C朋ci油)、梭菌(C/ayWdfew)、棒狀桿菌(Co/^77^7""en.w附)、腸球菌(&2/eracoccw力、歐文氏菌屬(五nW"/a)、埃希氏菌屬(Esc/7m.c/n,a)、黃質(zhì)菌屬(F/aw^3"m'訓(xùn))、葡萄糖酸菌屬(GV"co"oZ7ac欲)、漢遜酵母屬(//fl"w咖/")、克雷伯氏菌屬(A7eZwW/a)、乳酸桿菌(丄actokc/〃w)、甲基桿菌屬(Me^y/o^"eWwz)、微球菌(M"/cracoccM")、分支豐干菌屬(A^co6(2"e〃'ww)、諾卡氏菌屬(Ab(^!v^2)、畢赤氏芽孢桿菌屬CPae"/6ac"/MS戶/c/z〖a)、假細(xì)胞菌(^Psewtiomoway)、紅球菌屬(朋O(iococc一、酉孝母屬(Sacc/2ar謂yces)、沙門氏菌屬(Sa/wowe〃ia)、熱厭氧菌屬(77^nwoa"(^ra^3"e。、黃色桿菌屬(Za"Ao6c[cte"禾口發(fā)酵單胞菌屬(Zy附owowas)。通過發(fā)酵生產(chǎn)l-丁醇的更優(yōu)選生物是梭菌(C/ay的'&ww),還更優(yōu)選的是丙酮丁醇梭菌(C7a^Wwwaceto^^/Zcww)或拜氏梭菌(C/o坩誠wmZ^)'en'"c^)。通過發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的更優(yōu)選生物是克雷伯氏菌屬(A7e6wW/a)、酵母屬(iS^cc/zara附y(tǒng)ces)或發(fā)酉孝單胞菌屬(Zymomoww)。生物可以基于各種標(biāo)準(zhǔn)被選擇用于本發(fā)明方法，所述標(biāo)準(zhǔn)包括l)在通過發(fā)酵生產(chǎn)所需的VOC產(chǎn)物的生物中的生物合成機(jī)(biosyntheticmachinery)的可獲得性；2)特定生物快速利用適宜的養(yǎng)分碳源例如碳水化合物、甘油或源自植物的油的能力；和3)生物對由該生物產(chǎn)生的一種或多種VOC的生長耐受性。在發(fā)酵液中的梭菌(C7o^7'^ww)的某些物種能夠利用淀粉作為原料產(chǎn)生丙酮、丁醇和乙醇的VOC混合物，并且能夠忍耐高達(dá)約2.0重量。/。的VOC總水平，即，按100mL發(fā)酵液計為2.0gVOC的總量(重量/體積)。在描述本發(fā)明時，為了方便起見，當(dāng)提到發(fā)酵液中的一種或多種VOC的"時間平均濃度"時，在本文中有時使用較短的術(shù)語"濃度"。術(shù)語"養(yǎng)分給料"是指干養(yǎng)分或者包括干養(yǎng)分的流、溶液或懸浮物。短語是指"流體連通"是指參與或者可用于接收或者輸送氣流(例如，蒸氣)、液流或者兩者。在本發(fā)明設(shè)備或工藝的任何兩個元件(例如，單元或部件)之間的流體連通可以是直接的(例如，經(jīng)由兩個元件之間的直接連接或經(jīng)由提供兩個元件之間的直接連接的流體導(dǎo)管(例如，管道、軟管和導(dǎo)管)，或者間接的(例如，經(jīng)由被順序插入在兩個連通元件之間的一個或多個中間元件)。選擇性流體連通是指流體連通或者準(zhǔn)備用于流體連通(例如，通過打開閥門)。如果單元、部件或元件中的兩個與共同的第三單元、部件或元件流體連通，則兩個單元、部件或元件相互流體連通。在本文中被描述為流體連通(直接或間接)的任何單元、部件和元件也處于操作連接之中，除非另外指出。流體連通是作為通常無泄漏的連接(少于5重量％的泄漏量)，優(yōu)選作為基本上無泄漏的連接(少于1重量％的泄漏量)，更優(yōu)選作為無泄漏的連接(少于0.001重量％的泄漏量)。術(shù)語"操作連接(opemtiveconnection)"是指直接或間接(g口，經(jīng)由如上所述的一個或多個中間元件)和功能性(即，可以為了預(yù)期目的而操作)的連接。選擇性操作連接是指操作連接或者準(zhǔn)備用于操作連接。容器的孔被操作連接至另一個容器的孔(即，在其孔處相互操作連接的容器)是指至少操作連接至孔的表面；至少操作連接至孔附近和周圍的容器外表面；至少操作連接至孔附近和周圍的容器內(nèi)表面；或者它們的任何組合。操作連接至孔、入口和出口或相反的許多的方式是已知的，并且在本文中是可考慮的。術(shù)語"操作接觸(operativelycontacted)"是指直接或間接的和功能性的接觸，例如，交叉通過潤滑的軸承并且可操作以在軸承中基本上自由地旋轉(zhuǎn)或者向后和向前移動(例如，在垂直定向的軸承中的向上和向下的方向)的軸，所述軸承引導(dǎo)該軸以將該軸保持在適宜的定向上(例如，垂直)。發(fā)酵罐單元200和VSS單元的相對布置(例如，圖1的10或圖2的100)在第一實施方案的本發(fā)明設(shè)備中，發(fā)酵罐單元200和VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)可以彼此處于垂直、水平或中間(例如，對角線)空間排列的形式。發(fā)酵罐單元200和VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)可以彼此隔開或者彼此接觸。在垂直排列中，發(fā)酵罐單元200的發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))被大致布置在VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的上方，或者至少相對于汽提塔容器被升高。因此，發(fā)酵罐容器(例如，211和222)的第一流體孔271(未顯示)可以位于發(fā)酵罐容器(例如，211和222)的底部234，而汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的第三流體孔(例如，H2)位于VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的頂部5416或175。然而，優(yōu)選地，發(fā)酵罐單元200和VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)彼此處于大體上水平的排列的形式。在水平排列中，發(fā)酵罐單元200的發(fā)酵罐容器(例如，211和222)可以被布置成與VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)隔開或者大致相鄰。因此，第一流體孔271(未顯示)和圖1的第三流體孔33(未顯示)可以分別位于發(fā)酵罐容器(例如，211和222)的側(cè)部230(未顯示)，以及汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的側(cè)部30和130(未顯示)。在本發(fā)明設(shè)備中的發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))和汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的任何排列中，如本文中所述，第一流體孔(例如，271)和第三流體孔(例如，33和132)彼此流體連通。當(dāng)需要時，可以將一個或多個閥17布置在發(fā)酵罐容器(例如，211和222)、汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中或者發(fā)酵罐容器(例如，211和222)和汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)之間，或者它們的任何組合，以停止、開始或者控制來自或者到達(dá)發(fā)酵罐容器(例如，211和222)、汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)、膜容器811(如果有的話)，或者來自或到達(dá)本發(fā)明設(shè)備的任何其它部件的發(fā)酵液的流動。通常，容器中的氣體孔和蒸氣孔優(yōu)選存在于容器的上部的表面中。用于接收進(jìn)入容器的液體的流體孔優(yōu)選存在于容器的側(cè)部或上部的表面中。用于輸送來自容器的液體'的流體孔優(yōu)選存在于容器的側(cè)部或下部的表面中。發(fā)酵罐單元200如本文中所述，第一實施方案的本發(fā)明設(shè)備的發(fā)酵罐單元200包括發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器是指在大氣壓下操作的發(fā)酵罐容器，而再沸發(fā)酵罐容器是指在低于大氣壓的壓力下操作的發(fā)酵罐容器。發(fā)酵罐單元200還可以包括其它部件，例如，用于攪拌液體的裝置950、超濾膜822、配件218、表219、閥217、傳感器216、熱交換器214和加熱元件213以及冷卻元件17212(全都未顯示)。如本文中所述，發(fā)酵罐容器(例如，211和222，未顯示)限定了至少兩個孔(例如，271和272)。發(fā)酵液在發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))中可以被加熱和/或攪拌，或者可以不被加熱和/或攪拌。優(yōu)選地，發(fā)酵液在發(fā)酵罐容器(例如，211和222)中被加熱或者攪拌，更優(yōu)選被加熱和攪拌。發(fā)酵液可以通過將加熱元件(例如，213)或熱交換器(例如，214)或者兩者浸漬在其中而被加熱。發(fā)酵液或澄清液體通過例如攪拌電動機(jī)(例如，225)、軸(例如，229)和葉輪組件(例如，228)攪拌，或者通過將惰性氣體鼓泡使其進(jìn)入發(fā)酵罐容器(例如，211和222)封閉的容積空間的底部(例如，234)而攪拌。在發(fā)酵罐單元200中，優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211或再沸發(fā)酵罐容器222，也稱為蒸汽汽提發(fā)酵罐容器?？捎糜诒景l(fā)明的發(fā)酵罐容器可獲自許多供應(yīng)商，例女口，NewBrunswickScientificCompany,Inc.，Edison，新澤西，美國。本發(fā)明方法的發(fā)酵是采用熟知的方法進(jìn)行的。例如，首先將發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))高壓滅菌或者原位消毒，然后用養(yǎng)分給料，例如，一批含有葡萄糖或另一種可吸收的碳水化合物如淀粉或玉米浸漬液的營養(yǎng)培養(yǎng)基，填充所得到的消毒發(fā)酵罐容器(例如，211和222)。優(yōu)選地，將養(yǎng)分給料以進(jìn)料-分批或連續(xù)的方式加入到發(fā)酵罐容器(例如，211和222)中。采用所需生物的移動細(xì)胞的接種物將該批接種?？梢詫⑵渌砑觿├缦輨┘尤氲剿霭l(fā)酵液中以控制起泡。超濾膜822(未顯示)可以任選地被設(shè)置在發(fā)酵罐容器(例如，211和222)中，以提高發(fā)酵液中的細(xì)胞的濃度。優(yōu)選地，將氮吹掃氣流通常吹掃通過再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示)的頂部空間，直至培養(yǎng)物開始生產(chǎn)其自己的氣體(C02和H2)。在該點，可以分別通過周期性或者連續(xù)地將含有碳水化合物和養(yǎng)分的養(yǎng)分給料流添加至再沸發(fā)酵罐容器222中的發(fā)酵液,將所得到的分批法轉(zhuǎn)變成進(jìn)料-分批或連續(xù)法。隨后，開始來自再沸發(fā)酵罐容器222的放出溶液(g卩，發(fā)酵液的液體部分)的流動以保持再沸發(fā)酵罐容器222中的恒定液面，并且清除不想要的雜質(zhì)如非揮發(fā)性有機(jī)酸和生物新陳代謝的其它副產(chǎn)物，否則，雜質(zhì)將隨時間累積在再沸發(fā)酵罐容器222中。細(xì)胞留在再沸發(fā)酵罐容器222中，而發(fā)酵液的液體部分被周轉(zhuǎn)(turnover)。真空側(cè)線汽提塔(VSS)單元在本發(fā)明設(shè)備和方法中，使用VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)從發(fā)酵液中移除一種或多種VOC。VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)是水平多室蒸餾單元，其通過經(jīng)由汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的氣體孔(例如，45和145，未示出)注入來自汽提氣體源(例如，11和lll(未顯示))的惰性氣體(例如，氮)，在低于大氣壓的壓力，并且優(yōu)選在升高的溫度(即，高于室溫)以及在非沸騰條件下汽提側(cè)流。通常，VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)包括汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)，其是具有通過隔板(例如，76和176)或擋板(未顯示)分開的內(nèi)部汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)的水平塔，所述隔板或擋板被設(shè)計為控制穿過VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的液體和蒸氣的逆流流動。在第一實施方案的一個方面中，本發(fā)明設(shè)備還包括第二VSS單元(例如，另一個圖1的10或圖2的100)，第二VSS單元(例如，另一個圖1的10或圖2的100)獨立地具有第二汽提塔容器的封閉的容積空間，所述第二汽提塔容器相繼操作連接至(主)VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的汽提塔容器的封閉的容積空間，以及第一實施方案的發(fā)酵罐單元200(未顯示)的發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))的封閉的容積空間，并且與它們流體連通。具有3個以上這樣獨立VSS單元的本發(fā)明設(shè)備也在考慮之列，其中3個以上的VSS單元可以并聯(lián)或串聯(lián)操作連接至發(fā)酵罐單元200，并且與其流體連通。VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)還可以包括如上所述用于發(fā)酵罐單元200(未顯示)的其它部件，例如，配件21S、閥217、表219、傳感器216、熱交換器214、加熱元件213以及冷卻元件212(全都未顯示)。如本文中所述，汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)限定了孔(例如，132和141)，所述孔可以被設(shè)置在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中，以彼此接近或遠(yuǎn)離，或者它們的任何組合。在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的孔(例如，132和141)提供到汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的內(nèi)部(例如，57和156)的通道，用于添加和移除汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的內(nèi)容物，以及將本發(fā)明設(shè)備的其它部件和支撐結(jié)構(gòu)(未顯示)連接至汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)。汽提塔容器內(nèi)容物的實例與對上面發(fā)酵罐容器內(nèi)容物所述相同。攪拌型和循環(huán)型VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)是用于從發(fā)酵液汽提一種或多種VOC的有價值裝置。因此，本發(fā)明的另一個實施方案是一種設(shè)備，所述設(shè)備包括如本文中所述的VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)。在汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)中具有設(shè)置在其中的3個以上的汽提塔隔室(例如，81至83和181至185)的情況下，g卩，在有一個或多個中間汽提塔隔室(例如，82和182-184)時，3個以上的汽提塔隔室可以處于線性或非線性(例如，垂直)排列的形式。垂直隔離構(gòu)件(例如，76和176)可以包括汽提塔容器的聯(lián)合部分(例如，采用汽提塔容器本身向內(nèi)突出的水平部分形成的汽提塔容器)。垂直隔離構(gòu)件(例如，76和176)可以被懸置在汽提塔容器中內(nèi)部，但是不接觸汽提塔容器(例如，在大體上水平的桿97(未顯示)上，所述桿97橫穿垂直隔離構(gòu)件(例如，76和176)的每一個中的中心孔98，并且大體上跨越其近端90和遠(yuǎn)端89(未顯示)之間的汽提塔容器的長度)。優(yōu)選地，VSS單元(例如，圖1的IO或圖2的100)包括至少一個用于使液體與蒸氣接觸的裝置900，所述用于使液體與蒸氣接觸的裝置卯0與VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)在汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的第一攪拌孔(未示出)處操作接觸，并且與汽提塔隔室內(nèi)部流體連通。更優(yōu)選地，VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)包括用于每一個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)的使液體與蒸氣接觸的裝置900，和進(jìn)一步限定攪拌孔35至37和150至154/135-139(未示出)使得有用于各個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)的至少一個攪拌孔的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)，各個使液體與蒸氣接觸的裝置900在不同的攪拌孔35至37和150至154/135-139處操作接觸至汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)，并20且與不同的汽提塔隔室內(nèi)部(未示出)流體連通。當(dāng)將液體(例如，發(fā)酵液或由其得到的澄清液體)添加到VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的一個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)中時，液體通常將經(jīng)由液體通行導(dǎo)管(例如，94和194)、液體通行孔4或其任何組合以流體連通的形式流動至汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的其它汽提塔隔室。液體將這樣環(huán)流、流經(jīng)或者環(huán)流并且流經(jīng)分開汽提塔隔室的垂直隔離構(gòu)件(例如，76和176)。在其中設(shè)置有液體的任何特定汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)中，優(yōu)選存在液體空間(即，液體所在的空間)和液體空間上面的頂部空間(容納有氣體、蒸氣或兩者，并且在液體的攪拌或者循環(huán)過程中，液滴或者飛濺物)。液體空間彼此相繼液體連通，并且頂部空間彼此相繼氣體/蒸氣連通。汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)可以具有相同或者不同的體積，或者它們的組合。優(yōu)選地，汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)具有大體上相同的體積。根據(jù)具體的發(fā)酵方法(例如，具體生物及其對產(chǎn)物抑制作用的敏感度)，可以在發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))或汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)中的發(fā)酵液的一種或多種VOC的任何時間平均總濃度開始汽提操作。為了說明，使用VSS單元10的汽提操作包括攪拌(液體)操作、真空操作、氣體汽提操作、加熱操作或者它們的任何組合。優(yōu)選地，VSS單元10的汽提操作包括攪拌、真空、氣體汽提和加熱操作。在VSS單元10的攪拌操作過程中，優(yōu)選地，將發(fā)酵液或由其得到的澄清液體在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的至少一個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)，更優(yōu)選每一個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)中攪拌或者循環(huán)至其頂部空間中的噴嘴。在VSS單元10的真空操作中，來自真空源5的真空可以從發(fā)酵罐容器(例如，211和222)，連續(xù)地吸引發(fā)酵液流或由其得到的澄清液體，通過第一流體孔(例如，271)、第三流體孔(例如，132)并進(jìn)入汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的第二內(nèi)部的至少一個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)。在VSS單元10或100的汽提氣體注入操作過程中，汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的氣體孔(例如，45和145)操作連接至汽提氣源(例如，11和111，未顯示)，例如，發(fā)酵廢氣如C02和H2的氣源和/或氮或氬惰性氣體源)。氣體孔(例如，45和145)和蒸氣孔(例如，46(未示出)和141)可以在汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)中彼此接近或者遠(yuǎn)離。優(yōu)選地，氣體孔(例如，45和145，兩者均未示出)與遠(yuǎn)端汽提塔隔室(例如，83和185)直接流體連通，而蒸氣孔(例如，46和141)與汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的內(nèi)部(例如，57和156)的近端汽提塔隔室(例如，81和181)直接流體連通，以產(chǎn)生來自汽提氣源(例如，ll禾卩l(xiāng)ll)、通過各個汽提塔隔室(例如，81-83禾fl181-185)，并且從蒸氣孔(例如，46和141)出來的注入汽提氣體的連續(xù)流。備選地，這樣的連續(xù)流可以由接近蒸氣孔(例如，46和141)的氣體孔(例如，45和145)，通過從氣體孔(例如，45和145)注入來自汽提氣體源(例如，11和lll)的汽提氣體，經(jīng)由汽提塔容器內(nèi)部(例如，57和156)并且進(jìn)入遠(yuǎn)端汽提塔隔室(例如，83和185)而產(chǎn)生，其中注入的汽提氣體被釋放，并且連續(xù)地流動至蒸氣孔(例如，46和141)。在VSS單元10的加熱操作過程中，起動被浸漬在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中或在其下面操作連接的加熱元件213或熱交換器214。在VSS單元10的汽提操作過程中，在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中這樣汽提發(fā)酵液或澄清液體，以產(chǎn)生包含水蒸氣(如前所述，發(fā)酵液或澄清液體是水性的)和至少一種VOC的蒸氣的濕VOC蒸氣(未顯示)。這樣的濕VOC蒸氣從汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)流過蒸氣孔(例如46(未示出)，和141)。優(yōu)選地，VSS單元10的汽提操作包括攪拌、真空、汽提氣體注入或加熱操作或者它們的任何組合。更優(yōu)選地，VSS單元10的汽提操作包括攪拌、真空、汽提氣體注入和加熱操作。與常規(guī)的填料塔或板式塔汽提塔(未顯示)相比，VSS單元(例如，圖l的10或圖2的100)更不易于被發(fā)酵液固體(例如，生物的細(xì)胞的生物質(zhì))積垢。VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)中的汽提溫度無需被保持低于生物可以忍受的最高溫度，條件是返回到發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))的汽提液體的溫度優(yōu)選沒有熱到足以顯著地殺死(即，每天大于10%的殺滅率)發(fā)酵罐容器(例如，211和222)中的發(fā)酵液中的生物的細(xì)胞。如本文中所述，汽提溫度可以根據(jù)需要使用熱交換器214進(jìn)行控制，以在本發(fā)明進(jìn)行時提高能量效率。優(yōu)選地，將逆流的氣體相和液體相在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的各個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)中接觸或者混合，以促進(jìn)汽提過程。例如，注入的惰性氣體通過在從汽提塔容器(例如，圖l的78和圖2的178)的遠(yuǎn)端汽提塔隔室(例如，83和185)，相繼穿過任何一個中間汽提塔隔室(例如，82和182-184)至近端汽提塔隔室(例如，81和181)并且從汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的蒸氣孔(例如，46(未顯示)和141)的方向上流動而夾帶VOC，蒸氣孔(例如，46和141)與近端汽提塔隔室(例如，81和181)流體連通。同時，將發(fā)酵液或由其得到的澄清液體的進(jìn)料供給至近端汽提塔隔室(81和1S1)中，并且在與惰性氣體流的方向相反的方向上流動，相繼通過任何一個中間汽提塔隔室(例如，82和182-184)直至遠(yuǎn)端汽提塔隔室(例如，83和185)，并且從汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的另一個流體孔(例如，34和134，兩者均未顯示)出來，另一個流體孔(例如，34和134)與遠(yuǎn)端汽提塔隔室(例如，83和185)，并且優(yōu)選與發(fā)酵罐單元200的發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))中的發(fā)酵液流體連通?？梢酝ㄟ^如稍后所述的用于使液體與蒸氣接觸的裝置900，將逆流的氣體相和液體相在各個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)中接觸或者混合。通常，采用VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)中的3至10個汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)獲得令人滿意的汽提性能。VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)不同于Markels和Drew["水平分餾裝置(AHorizontalFractionatingDevice)"Ind.Eng.Chem.，第51巻,第619-624頁(1959)]所述的水平蒸餾塔的類型，原因是與Markd和Drew設(shè)計不同的是，VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)至少在汽提塔隔室(例如，81-83和181-185)的液體空間(例如，在圖2中由汽提塔容器178的內(nèi)部(未示出)的下半部灰色背景部分所示)內(nèi)部不含填充材料，優(yōu)選地在汽提塔隔室的液體空間和頂部空間(例如，在圖2中由汽提塔容器178的內(nèi)部(未示出)的上半部白色背景部分所示)內(nèi)部不含顯著量的填充材料(即，優(yōu)選各個汽提塔隔室不含顯著量，即占據(jù)大于汽提塔隔室體積的5%的填充材料)，更優(yōu)選在汽提塔隔室的液體空間和頂部空間內(nèi)部不含任何量的填充材料(即，優(yōu)選各個汽提塔隔室不含任何量，即汽提塔隔室體積的約0%的填充材料)。VSS單元(例如，圖1中的10和圖2中的IOO)實際上消除了由于填充材料被發(fā)酵液固體堵住而使內(nèi)部積垢的可能性。可以調(diào)節(jié)進(jìn)入VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的汽提氣體的量，以允許在高于微生物可以忍受的最低壓力的壓力下并且在低于微生物可以忍受的最高溫度的溫度下操作VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)。這些僅僅是最低壓力極限的估計。實際的最低壓力極限將取決于生物的類型。例如，與革蘭式陽性菌生物相比，革蘭式陰性菌生物更不能忍耐壓力的突降。這是因為革蘭式陽性微生物具有更厚的細(xì)胞壁。梭菌生物是革蘭式陽性的孢子形成生物，并且比大多數(shù)革蘭式陰性生物例如ABE發(fā)酵中的co//更強(qiáng)壯。優(yōu)選地，汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)和發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器21l(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))各自還限定返回流體孔(例如，34和134，兩者均未顯示)，所述汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)在汽提塔容器返回流體孔(例如，34和134)處與發(fā)酵罐容器(例如211和222)在發(fā)酵罐容器返回流體孔(例如，264，未顯示)處，例如通過返回管線(例如，32和263，未顯示)進(jìn)一步操作連接，并且流體連通。技術(shù)人員應(yīng)知道，一個或多個附加單元和部件可以被布置在本發(fā)明第一實施方案的設(shè)備以及第二實施方案的方法中，以實現(xiàn)某些進(jìn)一步處理的操作。下面描述這樣的附加單元和部件的實例。附加部件在一些實施方案中，本發(fā)明的設(shè)備還包括選自以下的一種或多種附加部件等鼓風(fēng)機(jī)；第一真空泵/壓縮機(jī)；第二真空泵/壓縮機(jī)；蒸氣/液體冷凝器；傾析器；液-液萃取器；用于將至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物與水分離的裝置(分離用裝置)；間壁蒸餾塔(DWC)單元；超濾膜；以及膜容器，其中鼓風(fēng)機(jī)、第一真空泵/壓縮機(jī)、第二真空泵/壓縮機(jī)、蒸氣/液體冷凝器、傾析器、液-液萃取器、分離用裝置和DWC單元獨立地與汽提塔容器的蒸氣孔操作連接，并且流體連通；所述超濾膜被設(shè)置在膜容器內(nèi)，或者膜容器不存在，并且所述超濾膜被設(shè)置在發(fā)酵罐容器內(nèi)部；所述膜容器與發(fā)酵罐容器的第一流體孔和汽提塔容器的第三流體孔操作連接并且流體連通；流體連通是在發(fā)酵罐容器、汽提塔容器和一種或多種附加部件之間建立的。在一種優(yōu)選實施方案中，用于分離至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物與水的裝包括變壓吸附(PSA)單元。在另一個優(yōu)選實施方案中，一種或多種附加部件包括PSA單元以及DWC單元，汽提塔容器的蒸氣孔與PSA單元和DWC單元相繼操作連接并且流體連通。在另一個優(yōu)選實施方案中，該設(shè)備還包括超濾膜。在另一個優(yōu)選實施方案中，該設(shè)備還包括第一真空泵/壓縮機(jī)、第二真空泵/壓縮機(jī)、蒸氣/液體冷凝器、傾析器、PSA單元和DWC單元，汽提塔容器的蒸氣孔與第一真空泵/壓縮機(jī)、第二真空泵/壓縮機(jī)、蒸氣/液體冷凝器、傾析器、PSA單元和DWC單元相繼操作連接并且流體連通。在另一個優(yōu)選實施方案中，汽提塔容器和發(fā)酵罐容器各自進(jìn)一步限定返回流體孔，汽提塔容器的返回流體孔與發(fā)酵罐容器的返回流體孔操作連接并且流體連通。用于將至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物與水分離的裝置的實例是PSA單元400(未顯示)；常規(guī)的吸附劑單元401(未顯示)，其中將至少一個水吸附劑(例如，硅膠或沸石例如3A分子篩)床用于從一種或多種濕VOC中吸收水，并且產(chǎn)生一種或多種基本上干的VOC的液流；以及使用通常稱為夾帶劑的有機(jī)共沸干燥劑(例如，甲苯或乙酸乙酯)的常規(guī)共沸蒸餾單元402(未顯示)。PSA單元400優(yōu)選地，用于將一種或多種VOC與水分離的裝置是一個或多個PSA25單元400(未顯示)。PSA單元400和PSA循環(huán)是已知的，并且在RalphT.Yang的"通過吸附方法分離氣體(GasSeparationbyAdsorptionProcesses)",WorldScientificPublishingCompany,Pte.Ltd.，新加坡(USA辦事處RiverEdge,新澤西)，1997中有描述。對于本發(fā)明，PSA單元400包括蒸發(fā)器子單元444(未顯示)和分離子單元445(未顯示)，每一個子單元具有流體入口和流體出口。DWC單元500DWC單元500(未顯示)在DonW.Green和RobertH.Perry的Perry'sChemicalEngineers'Handbook,第8版，2007，McGraw-HillProfessional，紐約，紐約，USA中有描述。DWC單元可用于將混合物形式的兩種以上VOC相互分離，優(yōu)選其中兩種以上VOC的混合物基本上是干燥的。當(dāng)在本發(fā)明方法中生產(chǎn)四種以上的VOC時，可以容易地安置一系列的兩個以上的常規(guī)蒸餾塔、DWC單元500或者它們的任何組合，以將四種以上的VOC相互分離。雙功能塔300本發(fā)明設(shè)備和方法還可以包括雙功能塔300(未顯示)。在本發(fā)明設(shè)備和方法中的雙功能塔300至少起著兩個目的的作用l)濃縮離開發(fā)酵罐容器(例如，再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))或汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的VOC蒸氣;以及2)由從傾析器650被供給至雙功能塔的水層中，在水層例如返回至發(fā)酵罐容器(例如，222，未顯示)或被輸送至廢物中之前汽提VOC。雙功能塔300可以填充有常規(guī)的蒸餾填料、規(guī)整蒸餾填料，或者它可以具有被設(shè)置在其中的蒸餾塔板。雙功能塔可以具有可以起著除霧器功能的頂部。超濾膜822和超濾膜單元800超濾膜822(未顯示)是能耐高壓加熱或者原位殺菌的常規(guī)膜組件，例如，空心纖維膜組件或者平板膜組件的組裝件。優(yōu)選將超濾膜822在開始發(fā)酵處理之前殺菌，并且監(jiān)控其在發(fā)酵處理過程中積垢的可能性。這種可26用于本發(fā)明的膜組件的實例是由通用電氣的子公司Zenon生產(chǎn)的空心纖維膜組件。Yang，Cicek和Ilg["膜生物反應(yīng)器的當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平在全世界的研究和在北美的商業(yè)應(yīng)用(State-of-the-ArtofMembraneBioreactors:WorldwideResearchandCommercialApplicationsinNorthAmerica)"J.Membr.Sci，第270巻，第201-211頁(2006)]描述了用于水過濾的超濾膜在生物反應(yīng)器操作中的應(yīng)用的總體方面，并且這些對于本發(fā)明設(shè)備和方法是可考慮的。本發(fā)明設(shè)備和方法還可以任選地包括超濾膜822(未顯示)等，超濾膜822可以被布置在發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))內(nèi)或在包括超濾膜單元800(未顯示)的膜容器811(未顯示)中。這種膜容器811限定至少兩個孔，即進(jìn)料流體孔837和放出流體孔838，以及優(yōu)選限定第三孔，即真空孔839(全都未顯示)。膜容器811，如別處所述，被安插在發(fā)酵罐容器(例如，211和222)和VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)之間，并且與它們操作連接和流體連通。機(jī)械蒸氣再壓縮兩個連續(xù)連fe的真空泵/壓縮機(jī)370和380(兩者均未顯示)的操作通稱為機(jī)械蒸氣再壓縮，并且它起著提高(沸騰)發(fā)酵過程的能量效率的作用。備選地，可以在單個真空泵/壓縮機(jī)370中將來自VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)、雙功能塔300(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示)的塔頂餾出物蒸氣壓縮至大氣壓。用于使液體與蒸氣接觸的裝置900用于使液體與蒸氣接觸的裝置900(未顯示)是用于攪拌液體的裝置950(未顯示)，或者用于循環(huán)液體的裝置960(未顯示)。用于攪拌液體的裝置950是指在發(fā)酵罐單元200(未顯示)的發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))、或者VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的封閉的容積空間的汽提塔隔室(例如，81至83和181至185)中用于攪拌、爆沸或者另外移動液體的設(shè)備。優(yōu)選的用于攪拌液體的裝置950是常規(guī)的攪拌電動機(jī)(例如，25)、攪拌組件27的攪拌軸(例如，29)和葉輪(例如，28)。優(yōu)選的用于循環(huán)液體的裝置950是圖2中所示的流體導(dǎo)管(例如，164、166和163)、液體泵(例如，165)和噴嘴(例如，162)組件。適合的液體泵(例如，165)的實例是由DiscfloCorporationInc.，Santee，California,USA生產(chǎn)的盤型泵和剪切力降低型凹入式葉輪離心泵，如由DurcoInternationalInc.,FowserveCorporation,Irving,得克薩斯，美國生產(chǎn)的那些)?？偟陌l(fā)酵工藝本發(fā)明設(shè)備和方法將發(fā)酵工藝條件與汽提塔工藝條件分開，從而允許在它們相應(yīng)的最有效條件下操作發(fā)酵和汽提。更具體地，本發(fā)明設(shè)備和方法允許在大氣壓下操作發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211，未顯示)(從而避免了在低于大氣壓的壓力下操作大的發(fā)酵罐容器的難題，包括對昂貴的容器構(gòu)造的要求，以及空氣滲入和由存在于外部環(huán)境中的競爭微生物所致的發(fā)酵液污染的可能性)，同時允許在為了良好的汽提性能而最優(yōu)化的不同壓力和溫度下操作VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)，而不導(dǎo)致對發(fā)酵液的微生物損害?？梢哉{(diào)節(jié)進(jìn)入汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的汽提氣體的注入，以將汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的壓力可控地保持高于最低壓力，該最低壓力可能在來自發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))的發(fā)酵液流中，導(dǎo)致由進(jìn)入汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的微生物所經(jīng)歷的壓力突變引起的細(xì)胞損害。同時，可以將溫度可控地保持在特定微生物可以忍受的最高溫度(通常為35t:)以下。因此，在高于最低壓力并且低于微生物可以忍受的最高溫度的最有效條件下操作VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)。如果沒有汽提氣體注入到VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中，則優(yōu)選將VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中給定的操作壓力下發(fā)酵液的沸騰條件下操作。與大氣壓氣體汽提操作相比，VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的低于大氣壓的壓力操作允許采用更少的汽提氣體以及提高汽提有效性。對于氣體汽提，由水蒸氣壓除以總壓的比率轉(zhuǎn)換相對揮發(fā)度驅(qū)動力的有效性。因此，在汽提性能方面，在低于大氣壓的壓力下操作vss單元(例如，圖1的10或圖2的100)比在大氣壓下操作VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)更有效。在類似的工藝條件下，與在發(fā)酵罐容器(例如211和222)和常規(guī)的填料塔1001(未顯示)或塔板式汽提塔1002(未顯示)之間可以預(yù)見的相比，前述的VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的水平多室設(shè)計在發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))和汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)之間提供低得多的蒸氣流通壓降。水平多室設(shè)計還便于使用鼓風(fēng)機(jī)350(未顯示)注入汽提氣體，所述鼓風(fēng)機(jī)350與汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的蒸氣孔(例如，46，未顯示，以及141)操作連接并且流體連通。當(dāng)汽提氣體在其穿過汽提塔容器(例如，圖1的78或圖2的178)的途中無需克服顯著壓降時，鼓風(fēng)機(jī)350產(chǎn)生很低的壓頭。這允許使用具有最低能耗的廉價鼓風(fēng)機(jī)350。與常規(guī)的填料塔1001和板式塔1002側(cè)線汽提塔設(shè)計相比，水平多室汽提塔容器設(shè)計還對積垢具有抵抗力。在傳質(zhì)性能顯著地受到負(fù)面影響之前，VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)可以忍耐內(nèi)表面(例如，62和61)上累積多得多的生物質(zhì)沉積物。當(dāng)將超濾膜822(未顯示)布置在本發(fā)明設(shè)備和方法中時，優(yōu)選地，在發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))或膜容器811(未顯示)中的發(fā)酵液內(nèi)的生物細(xì)胞的濃度沒有顯著的增加(例如，顯著增加是指20%以上的增量)的情況下操作超濾膜822，以將超濾膜822的積垢最小化。優(yōu)選地，為了避免由壓力突變引起的生物損害的可能性，將生物細(xì)胞限制在發(fā)酵罐容器(例如，211和222)或膜容器811內(nèi)，并將發(fā)酵罐容器(例如，211和222)或膜容器811內(nèi)的壓力保持在生物忍耐的最低壓力以上(例如，對于拜氏梭菌為約0.8個大氣壓以上)。更優(yōu)選地，在以下細(xì)胞濃度下操作超濾膜822，即，其中設(shè)置有超濾膜822的發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))中或者在膜容器811中的發(fā)酵液中的細(xì)胞濃度在10g/L至80g/L的范圍內(nèi)，優(yōu)選在20g/L至50g/L的范圍內(nèi)。因為由發(fā)酵液得到的澄清液體不含或僅含有少部分生物細(xì)胞，因此在汽提過程中汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的澄清液體的溫度可以高于生物可以忍耐(即，保持存活)的最高溫度?？梢詫⑵岬某吻逡后w返回到發(fā)酵罐容器(例如，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)或再沸發(fā)酵罐容器222(未顯示))或者輸送至廢物中。返回至發(fā)酵罐容器(例如，211和222)的澄清液體優(yōu)選進(jìn)入發(fā)酵罐容器(例如，211和222)，并且在對于生物而言不是過熱的溫度，即在不殺死超過10%生物細(xì)胞的溫度下接觸發(fā)酵罐容器(例如，211和222)中的殘留發(fā)酵液。一些發(fā)酵工藝將產(chǎn)生包含水和一種或多種水混溶性VOC(例如，乙醇，2-丙醇，1，3-戊二醇，1,4-丁二醇和丙酮)的水性混合物。水混溶性VOC是在沒有另一種較小水混溶性VOC或溶解于水中的無機(jī)溶質(zhì)的情況下完全混溶于水的VOC。因此，用于使?jié)馰OC液體混合物相分離為有機(jī)液體層和水性液體層(未顯示)的裝置777(用于引起相分離的裝置777)，其中用于引起相分離的裝置777至少與可以包含于例如傾析器650中的水性混合物流體連通。用于引起相分離的裝置的實例是將無機(jī)鹽(未顯示)(例如，NaCl)溶解在水性混合物中以降低水中的水混溶性VOC的溶解度和液-液萃取塔700(未顯示)，其在傾析器650(未顯示)之前還任選地使用管線內(nèi)液-液混合器709(未顯示)。盡管可以將各種常規(guī)的汽提備選方法(例如，使用膜的全蒸發(fā)以及使用液-液萃取)用于從發(fā)酵液移除一種或多種VOC，但是采用第一實施方案的本發(fā)明設(shè)備的VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)的汽提是優(yōu)良的。例如，可以使用常規(guī)的填料塔1001或板式塔1002側(cè)線汽提塔代替VSS單元(例如，圖1的10或圖2的IOO)實施氣體注入。然而，可以在大氣壓下使用汽提氣體(例如，氮氣)，或在低于大氣壓的壓力下和沸騰條件下，但是不采用汽提氣體的情況下，操作常規(guī)的填料塔1001或板式塔1002側(cè)線汽提塔。不能在低于大氣壓的壓力和非沸騰條件下采用汽提氣體操作常規(guī)的填料塔1001或板式塔1002側(cè)線汽提塔。相反，可以在低于大氣壓的壓力和非沸騰條件下采用汽提氣體操作圖1和2中所示的VSS單元(例如，10和100)，從而實現(xiàn)了使用常規(guī)的填料或板式塔側(cè)線汽提塔不能獲得的顯著優(yōu)點。本發(fā)明設(shè)備和方法可以與生產(chǎn)一種或多種VOC的任何發(fā)酵方法一起使用。下面與ABE發(fā)酵方法相關(guān)地進(jìn)一步說明了第二實施方案的本發(fā)明方法。采用丙酮-(l-丁醇)-乙醇(ABE)發(fā)酵說明對于在使用作為生物的拜氏梭菌和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如，211,未顯示)的典型ABE發(fā)酵液中生產(chǎn)l-丁醇，優(yōu)選一個或多個下列操作參數(shù)約1.2重量。/。的全部VOC的最大濃度，g卩，按100mL發(fā)酵液計，全部VOC(即，1-丁醇的重量+乙醇重量+丙酮重量+其它VOC的重量(如果有的話))最大為1.2g;每小時每升發(fā)酵液所產(chǎn)生的約0.5g至約4g丁醇的商業(yè)適宜的范圍內(nèi)的生物生產(chǎn)率；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如，211)中的發(fā)酵液中一種或多種VOC的時間平均總濃度是按100mL發(fā)酵液計為至少O.lg的至少一種VOC的總重量(即，至少0.1重量百分比(重量％));更優(yōu)選0.1重量％至2.0重量%;還更優(yōu)選約0.3重量％至0.4重量％時，開始汽提；當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如，211，未顯示)中的發(fā)酵液中總VOC濃度達(dá)到約1.0重量％的水平或優(yōu)選約1.0重量％時，將ABE發(fā)酵液流從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)泵送至VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)的汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)，并且任選地，將ABE發(fā)酵液泵送回到標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211);調(diào)節(jié)汽提氣體流量以控制汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)或者兩者中ABE發(fā)酵液的液相中的全部VOC(S卩l(xiāng)-丁醇+VOC副產(chǎn)物)的時間平均濃度，更優(yōu)選在汽提過程中，將標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)中的發(fā)酵液中的一種或多種VOC的時間平均總濃度保持在小于0.5重量％，更優(yōu)選在0.8重量％至1.2重量％的范圍內(nèi)；根據(jù)需要，通過控制進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)的養(yǎng)分給料的流量，ABE發(fā)酵液從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)至廢物中的放出，或者從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)至汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的發(fā)酵液流，或者它們的任何組合，向上或向下調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如2I1)中ABE發(fā)酵液的液面；類似地，根據(jù)需要，通過控制從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)進(jìn)入汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)的發(fā)酵液流量，離開汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)并且返回到標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)的汽提液的流量，離開汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)并且被輸送至廢物中的汽提液的流量，或者它們的任何組合，可以向上或向下調(diào)節(jié)汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的液面；標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如，211)中的ABE發(fā)酵液中的生物細(xì)胞的優(yōu)選濃度是克/升(g/L)至120g/L，更優(yōu)選40g/L至80g/L;當(dāng)在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中有未過濾的ABE發(fā)酵液時，在汽提塔容器(例如，圖1的78和圖2的178)中的未過濾的ABE發(fā)酵液被保持在20攝氏度(t:)至50°C，更優(yōu)選在35°C的溫度；在約0.13atm至約0.46atm(即，約100mmHg至350mmHg)的壓力下操作VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100);當(dāng)機(jī)械蒸氣再壓縮裝置與汽提塔容器(分別為圖1的78和圖2的178)的蒸氣孔46或141(未顯示)操作連接時，第一真空泵/壓縮機(jī)370沐顯示)將塔頂餾出物蒸氣的第二部分的壓力從約0.053atm或0.066atm(即，約40或50mmHg)增加至約0.16atm(即，約120mmHg)，以產(chǎn)生部分壓縮的濕VOC氣體，并且第二真空泵/壓縮機(jī)380(未顯示)將壓力從0.16atm增加至約1atm，以得到壓縮的濕氣；將未過濾的ABE發(fā)酵液以按被設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)中的3790L的ABE發(fā)酵液計為7.6L/min(Lpm)至76Lpm的流量，或者以按37卯L(即1000加侖)的發(fā)酵罐容器容量計在約11升發(fā)酵液/分鐘(L/min)至38L/min(B口，約3加侖/分鐘(gal/min)至10gal/min)的范圍內(nèi)的流量，從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器(例如211)的封閉的容積空間基本上連續(xù)32地供給至汽提塔容器(例如圖1的78和圖2的178)的封閉的容積空間；當(dāng)從汽提氣源ll(未顯示)注入汽提氣體時，注入以被注入汽提氣體的可調(diào)流量進(jìn)行，以保持0.066大氣壓至0.33大氣壓的汽提塔容器(例如圖1的78和圖2的178)的封閉的容積空間內(nèi)的壓力；被注入的汽提氣體的量在1.7千克汽提氣體每升汽提塔進(jìn)料(kg/L)至4.1kg/L(即，3磅/加侖(lb/gal)至71b/gal)的范圍內(nèi)；以及將蒸氣/液體冷凝器600(未顯示)保持在約-2"c或更高，優(yōu)選在約-rc至約2"C;和在0.26atm(即，200mmHg)的壓力下操作ABE發(fā)酵中的VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)。對于在使用作為生物的拜氏梭菌和再沸發(fā)酵罐容器(例如，222，未顯示)的典型ABE發(fā)酵液中生產(chǎn)l-丁醇，優(yōu)選一個或多個下列操作參數(shù)除下面指出以外，用于使用再沸發(fā)酵罐容器(例如，222,未顯示)的ABE發(fā)酵的啟動程序和操作參數(shù)與用于使用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐容器211(未顯示)的ABE發(fā)酵的啟動程序和操作參數(shù)相同；一旦再沸發(fā)酵罐容器222中的ABE發(fā)酵液中的全部VOC的濃度達(dá)到約0.3重量％至約0.4重量％的水平時，再沸發(fā)酵罐容器222中的壓力就逐漸降低直至一種或多種VOC開始沸騰；一旦開始VOC的汽提，就調(diào)節(jié)汽提速率以將ABE發(fā)酵液中的全部VOC的濃度保持在約1.2重量％以下，并且在約0.5重量％以上；更優(yōu)選在約0.8重量％的全部VOC;用于VSS單元(例如，圖1的10或圖2的100)和蒸氣/液體冷凝器600(未顯示)的操作參數(shù)如上所述；對于在再沸發(fā)酵罐容器222中的35°CABE發(fā)酵液，在沸騰開始時的再沸發(fā)酵罐容器222中的壓力對應(yīng)約0.059atm至約0.066atm(即，約45mmHg至50mmHg);沒有氮吹掃或發(fā)酵氣體(例如，C02)再循環(huán)通過再沸發(fā)酵罐容器222;以及可以將從第一真空泵/壓縮機(jī)370(未顯示)排出的部分壓縮濕VOC氣體的一部分供給通過再沸發(fā)酵罐容器222中的熱交換器(例如，214,未顯示)，以冷卻部分壓縮的濕VOC氣體。本發(fā)明設(shè)備和方法的操作可以使用模擬模型可靠地證明。通常，開發(fā)方法例如本發(fā)明方法的精確模擬模型是熟知的，并且在以下文獻(xiàn)中被教導(dǎo)流體相平衡的分子熱動力學(xué)〖MolecularThermodynamicsofFluid-PhaseEquilibria),J.M.Prausnitz，R.N.Lichtenthaler禾口E.Gomez，第3版，Prentice-Hall，NewYork,1999;以及化學(xué)工藝的分析、合成和設(shè)計(Analysis,Synthesis,andDesignofChemicalProcesses),R.Turton，R.C.Bailie，W.B.Whiting和J.A.Shaeiwitz，第2版，Prentice-Hall，NewYork,2002。本發(fā)明設(shè)備的一些實施方案包括DWC單元500(未顯示)及其它單元。DWC單元500可以利用與用于標(biāo)準(zhǔn)蒸餾塔的模擬、設(shè)計和操作的已知技術(shù)類似的技術(shù)模擬、設(shè)計和操作。在本發(fā)明中使用這些己知的技術(shù)時，DWC單元500可以被加工為設(shè)置在單個殼體或塔中的互連蒸餾塔的組件，這在以下文獻(xiàn)中有描述Mutalib，Abdul和Smith["間壁蒸餾塔的操作和控制，第l部分自由度和動態(tài)模擬(OperationandControlofDividingWallDistillationColumns.Part1:DegreesofFreedomandDynamicSimulation)"CTzem.D化，第76巻，第308-318頁(1998)，以及"間壁蒸餾塔的操作和控制，第2部分利用溫度控制的模擬和中試研究(OperationandControlofDividingWallDistillationColumns,Part2:SimulationandPilotPlantStudiesUsingTemperatureControl)"C/zew.Z)es.，第76巻，第319-334頁(1998)]。本發(fā)明設(shè)備的一些實施方案包括PSA單元400(未顯示)及其它單元。PSA單元400是采用熟知的方法模擬的。PSA單元的操作循環(huán)基于利用兩個容納有適合的吸附劑的容器或填料床的熟知Skarstrom循環(huán)。如以上在RalphT.Yang的通過"吸附方法分離氣體"中所述，Skarstrom操作循環(huán)由以下組成(l)床增壓，(2)加壓吸附，(3)減壓逆流放空，以及減壓反沖。每一個床都經(jīng)過這4步。在一個床從進(jìn)料流中在線吸附水的同時，另一個床利用干燥的有機(jī)產(chǎn)物流的一部分離線經(jīng)歷再生。這樣簡單的Skarstrom循環(huán)對于模擬PSA單元400是令人滿意的，因為有機(jī)液體層僅有一種組分(水)被強(qiáng)烈地吸附。當(dāng)使用容納有3A分子篩吸附劑的PSA單元400模擬ABE發(fā)酵過程34時，可以忽略l-丁醇、乙醇和丙酮吸附，因為丁醇、乙醇和丙酮的分子遠(yuǎn)大于3A分子篩吸附劑孔徑。優(yōu)選地，PSA單元400操作是在以下假設(shè)下模擬的氣相蒸氣行為理想，可忽略徑向濃度分布曲線，整體對流相對擴(kuò)散占優(yōu)，使得所有組分的有效擴(kuò)散系數(shù)可以被設(shè)定為O，并且在PSA單元400中只有水被吸附劑吸附。吸附等溫線近似是采用Langmuir等溫線進(jìn)行的，A=Cl*C2exp(b/T)*Ps/(l+C2*exp(b/T)*Ps)，其中Cl、C2和b是常數(shù)，T是溫度，Ps是水飽和壓，exp(x)是指數(shù)函數(shù)ex，并且A是被吸附的水量。這些近似允許足夠精確以證明PSA單元400操作的有效性的工藝和收率結(jié)果的方便的模擬。所得到的模型方程通過利用偏微分方程解算器而容易地解析，所述偏微分方程解算器是例如PDESolutions,Inc.,SpokaneValley,Washington,USA的FlexPDE;或TheMathWorks,Inc.,Natick,Massachusetts,USA的MATLABPDE工具箱。它們還可以通過首先利用直線法(MethodofLine)在z軸維度上離散化，利用任何普通的微分方程解算器而解析。通過下列實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實施例1采用來自AspenTechEngineeringSuite12.1(程序)的AspenPlus(AspenTech的商標(biāo))軟件計算工藝性能，并且確定用于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐單元200(未顯示)+攪拌VSS單元10的優(yōu)選操作條件和設(shè)計規(guī)格。Aspen流程圖示于圖3中。AspenPlus模擬是為了利用確認(rèn)的氣-液平衡(VLE)和液-液平衡(LLE)模型而構(gòu)建的。VLE和LLE模型包括丙酮、丁醇、乙醇和水，以及惰性氣體。模擬結(jié)果概括于表1中。對于這些計算，假定ABE發(fā)酵的生產(chǎn)率為每小時每升發(fā)酵罐容器體積所生產(chǎn)的l-丁醇為典型值1.5g。假設(shè)VSS單元10可以在200mmHg下操作而不損害細(xì)胞，則優(yōu)選的操作和設(shè)計條件以及所得到的性能是突出的。可以通過常規(guī)實驗容易地確定實際的壓力極限。表1采用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵罐單元200和攪拌VSS單元10的ABE發(fā)酵的Aspen模擬的結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>實施例1中模擬的發(fā)酵罐單元200給出了1012立方米的放氣體積，以及810立方米的工作體積，并且被確定為具有每小時1200kg丁醇的理論丁醇生產(chǎn)率。對于實施例1的模擬，將由J.M.Prausnitz，R.N.Lichtenthaler和E.GomezdeAzevedo[流體相平衡的分子熱力學(xué)(MolecularThermodynamicsofFluid-PhaseEquilibria),第3版，Prentice-Hall，1999],以及R.Turton，R.C.Bailie，W.B.Whiting和J.A.Shaeiwitz[化學(xué)工藝的分析、合成禾卩設(shè)計(Analysis,Synthesis,andDesignofChemicalProcesses),第2版，Prentice-Hall,2002]所述的熟知工藝模擬方法與程序、容易獲得的文獻(xiàn)證實的VLE和LLE數(shù)據(jù)以及由程序提供的物理性能一起使用，以構(gòu)建使用本發(fā)明設(shè)備和方法的四元體系(丙酮、丁醇、乙醇和水)ABE發(fā)酵工藝的模擬。所有文獻(xiàn)證實的VLE和LLE數(shù)據(jù)可獲自物理性能的TheDortmundDatabank,其可獲自DDBSTGmbH,Oldenburg,德國(參見例如DortmundDatabank組號[3〗、[11〗、[384]、[388]、[389]、[392]、[394]、[552]、[564]、[565]、[1134]、[1464]、[1593]、[2121]、[2338]、[2349]、[3262]、[3861]、[4550]、[4551]、[4802]、[5616]、[5778]、[6681]、[6696]、[7349]、[7824]、[8092]、[8209]、[9570]、[9571]、[9572]、[9576]、[9579]、[9580]、[10491]、[10582]、[11767]、[20749]、[22417]以及[23689])。VLE禾BLLE模型包括丙酮、丁醇、乙醇和水，以及惰性氣體。相平衡的精確表示是采用非隨機(jī)的雙液體活度系數(shù)(NRTL)和UNIQUAC活度系數(shù)(UNIQUAC)相.平衡模型，通過文獻(xiàn)相平衡數(shù)據(jù)，包括二元和三元體系的數(shù)據(jù)組的回歸而產(chǎn)生的。產(chǎn)生模型，用于存在于水性ABE發(fā)酵液中的稀釋溶劑條件，以及用于在下游處理設(shè)備，包括蒸餾單元、蒸氣/液體冷凝器600和液-液相分離器(例如，傾析器650)中存在的更濃縮的VLE和LLE。NRTL模型參數(shù)值列于表2中，而UNIQUAC模型參數(shù)值列于表3中。38表2.NRTL模型參數(shù)組<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>NRTL和UNIQUAC模型的二元參數(shù)是采用以最大可能性作為目標(biāo)函數(shù)的程序的數(shù)據(jù)回歸系統(tǒng)(DRS)回歸的。將程序的Britt-Leucke算法與程序的Deming初始化方法一起使用。通常提供參數(shù)的初始推測，以幫助收斂。初始推測通常由物理性能的TheDortmundDatabank中找到的VLE-LIT或VLE-IG數(shù)據(jù)獲得的。還采用比例因子大致將參數(shù)依比例縮放至范圍[-l，l]而幫助收斂。確定的是，NRTL模型具有實施例1的四元體系的有限LLE預(yù)測能力。因此，丁醇+水、丙酮+丁醇以及乙醇+丁醇體系的NRTL參數(shù)不僅采用二元VLE和LLE數(shù)據(jù)，而且采用三元VLE和LLE數(shù)據(jù)而回歸。然而，DRS具有收斂NRTL參數(shù)的困難，因此取而代之使用UNIQUAC模型，其在采用許多不同的數(shù)據(jù)組時更容易地收斂。NRTL用于幾乎是二元的體系，即，含有占系統(tǒng)的總質(zhì)量的至少95%的兩種主要物種的體系。對于三元和四元體系，使用UNIQUAC模型。所得到的NRTL和UNIQUAC模型數(shù)據(jù)與DortmundDatabankSet[2121]文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的擬合的實例圖示于圖4中。參考圖4，采用實心菱形符號標(biāo)繪丙酮、乙醇、丁醇和水的四元體系的實驗數(shù)據(jù)(即，DortmundDatabankSet[2121]文獻(xiàn)數(shù)據(jù))，采用空心菱形符號標(biāo)繪丙酮、丁醇和水的三元體系的實驗數(shù)據(jù)(即，DortmundDatabankSet[2121]文獻(xiàn)數(shù)據(jù))，采用實線標(biāo)繪計算的UNIQUAC數(shù)據(jù)，采用點線標(biāo)繪計算的NRTL數(shù)據(jù)，并且在標(biāo)繪的數(shù)據(jù)之間繪制虛線。本發(fā)明是參考各個具體和優(yōu)選實施方案和技術(shù)進(jìn)行描述的。然而，應(yīng)當(dāng)理解在保持在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的同時，可以進(jìn)行許多變化和修改。權(quán)利要求1.一種發(fā)酵設(shè)備，所述發(fā)酵設(shè)備包括發(fā)酵罐單元和真空側(cè)線汽提塔(VSS)單元；所述發(fā)酵罐單元包括發(fā)酵罐容器，所述發(fā)酵罐容器具有外表面和內(nèi)表面，所述發(fā)酵罐容器表面彼此隔開，并且大體上平行，以限定封閉的容積空間，所述發(fā)酵罐容器中限定了至少兩個孔，即第一流體孔和第二流體孔，所述至少兩個孔與所述封閉的容積空間流體連通；所述VSS單元包括汽提塔容器，所述汽提塔容器具有外表面和內(nèi)表面，所述汽提塔容器表面彼此隔開，并且大體上平行，以限定封閉的容積空間；所述汽提塔容器在其中設(shè)置了兩個以上的并排汽提塔隔室，每一個汽提塔隔室通過垂直隔離構(gòu)件與相鄰的汽提塔隔室隔開；至少每一個垂直隔離構(gòu)件的底部或者在其中限定了液體通行孔，或者與所述汽提塔容器的底部隔開，以在所述隔離構(gòu)件的底部與所述汽提塔容器的底部之間限定液體通行導(dǎo)管，或者既有所述液體通行孔又有所述液體通行導(dǎo)管；至少每一個垂直隔離構(gòu)件的頂部或者在其中限定了蒸氣通行孔，或者與所述汽提塔容器的頂部隔開，以在所述隔離構(gòu)件的頂部與所述汽提塔容器的頂部之間限定蒸氣通行導(dǎo)管，或者既有所述蒸氣通行孔又有所述蒸氣通行導(dǎo)管；所述汽提塔隔室相互相繼流體連通，相鄰的汽提塔隔室通過液體通行導(dǎo)管、液體通行孔或它們的組合并且通過蒸氣通行導(dǎo)管、蒸氣通行孔或它們的組合而相互流體連通；所述汽提塔容器在其中限定了至少四個孔，即第三流體孔、氣體孔、蒸氣孔和第一攪拌孔，所述至少四個孔中的每一個與所述汽提塔容器的所述封閉的容積空間流體連通；所述發(fā)酵罐容器的第一流體孔操作連接至所述汽提塔容器的第三流體孔，以建立所述發(fā)酵罐容器和所述汽提塔容器之間的流體連通。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括一個或多個附加部件，所述附加部件選自由以下組成的組鼓風(fēng)機(jī)；第一真空泵/壓縮機(jī)；第二真空泵/壓縮機(jī)；蒸氣/液體冷凝器；傾析器；液-液萃取器；用于將至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物與水分離的裝置(分離用裝置)；間壁蒸餾塔(DWC)單元;超濾膜；以及膜容器，其中所述鼓風(fēng)機(jī)、第一真空泵/壓縮機(jī)、第二真空泵/壓縮機(jī)、蒸氣/液體冷凝器、傾析器、液-液萃取器、分離用裝置和DWC單元獨立地與所述汽提塔容器的所述蒸氣孔操作連接并且流體連通；所述超濾膜被設(shè)置在所述膜容器內(nèi)，或者所述膜容器不存在，并且所述超濾膜被設(shè)置在所述發(fā)酵罐容器內(nèi)部；所述膜容器與所述發(fā)酵罐容器的第一流體孔和所述汽提塔容器的第三流體孔操作連接并且流體連通；在所述發(fā)酵罐容器、汽提塔容器和所述一種或多種附加部件之間建立流體連通。3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備,所述用于將至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物與水分離的裝置包括變壓吸附(PSA)單元。4.如權(quán)利要求2和3中任一項所述的設(shè)備，其中所述一種或多種附加部件包括所述PSA單元和所述DWC單元，所述汽提塔容器的所述蒸氣孔與所述PSA單元和DWC單元相繼操作連接并且流體連通。5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述一種或多種附加部件包括所述超濾膜。6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述一種或多種附加部件包括所述第一真空泵/壓縮機(jī)、第二真空泵/壓縮機(jī)、蒸氣/液體冷凝器、傾析器、PSA單元和DWC單元，所述汽提塔容器的所述蒸氣孔與所述第一真空泵/壓縮機(jī)、第二真空泵/壓縮機(jī)、蒸氣/液體冷凝器、傾析器、PSA單元和DWC單元相繼操作連接并且流體連通。7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的設(shè)備，其中所述汽提塔容器和所述發(fā)酵罐容器各自進(jìn)一步限定返回流體孔，所述汽提塔容器的所述返回流體孔與所述發(fā)酵罐容器的所述返回流體孔操作連接并且流體連通。8.—種方法，所述方法包括以下步驟將發(fā)酵液設(shè)置在如權(quán)利要求1至7中任一項所述的設(shè)備的發(fā)酵罐容器的封閉的容積空間中，所述發(fā)酵液包含水、許多生物細(xì)胞和養(yǎng)分給料；使所述養(yǎng)分給料被所述生物發(fā)酵，以產(chǎn)生至少一種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC);以及從所述發(fā)酵液中汽提所述至少一種VOC。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述至少一種VOC中的每一種具有小于250克/摩爾的分子量。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述至少一種VOC的每一種獨立地選自由以下組成的組HO-(d-C8)烷基；HCKC2-C8)亞烷基-0-(d-C4)烷基；(CrCs)鏈院酮；HO-(C3-Cs)鏈烷酮；(CrQ)烷基-C(0)0-(C,-C4)烷基；[氧代-(CrQ)烷基]-C(0)0-(d-C4)垸基；(Q)-C6)亞垸基-[C(0)0-((^七4)垸基〗2;0-[(d-C4)烷基]2;以及[氧代-(C2-C4)烷基]-0-(CrC4)烷基。11.如權(quán)利要求8至10中任一項所述的方法，其中所述生物選自由以下組成的組醋桿菌屬、產(chǎn)堿菌屬、節(jié)桿菌屬、桿菌、短桿菌屬、假絲菌母、梭菌、棒狀桿菌、腸球菌、歐文氏菌屬、埃希氏菌屬、黃質(zhì)菌屬、葡萄糖酸菌屬、漢遜酵母屬、克雷伯氏菌屬、乳酸桿菌、甲基桿菌屬、微球菌、分支桿菌屬、諾卡氏菌屬、畢赤氏芽孢桿菌屬、假細(xì)胞菌、紅球菌屬、酵母屬、沙門氏菌屬、熱厭氧菌屬、黃色桿菌屬和發(fā)酵單胞菌屬。12.如權(quán)利要求ll所述的方法，所述方法還包括以下步驟將未過濾的發(fā)酵液從所述發(fā)酵罐容器的所述封閉的容積空間供給至所述汽提塔容器的所述封閉的容積空間；其中所述生物是丙酮丁醇梭菌或拜氏梭菌；所述發(fā)酵罐容器中的所述發(fā)酵液中的所述生物的細(xì)胞的濃度為20克/升(g/L)至120g/L;所述發(fā)酵罐容器中的所述發(fā)酵液中的所述至少一種VOC的時間平均總濃度為0.1重量％至2.0重量;將所述未過濾的發(fā)酵液以被設(shè)置在所述發(fā)酵罐容器中的每3790L的發(fā)酵液7.6L/min(Lpm)至76Lpm的流量，從所述發(fā)酵罐容器的所述封閉的容積空間基本上連續(xù)地供給至所述汽提塔容器的所述封閉的容積空間。全文摘要本發(fā)明提供用于移除并且純化發(fā)酵制備的一種或多種揮發(fā)性有機(jī)化合物的設(shè)備和方法。所述設(shè)備包括發(fā)酵罐單元、真空側(cè)線汽提塔單元(10)，以及任選以下中的一個或多個變壓吸附單元、雙功能塔、間壁蒸餾塔單元，以及用于引起揮發(fā)性有機(jī)化合物和水的混合物的相分離的裝置。文檔編號B01D3/30GK101563138SQ200780046187公開日2009年10月21日申請日期2007年12月12日優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日發(fā)明者于爾根·呂斯克,保羅·E·斯萬森,杰夫·A·費里奧,蒂莫西·C·弗蘭克申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司