[發明專利]發酵生產烴

有效

• 申請號: 201380063529.1
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN105143457B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: R·布克萊斯
• 申請（專利權）人: 環球生物能源公司
• 主分類號: C12P5/00
• 分類號: C12P5/00;C12N1/20;C12P5/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 史文靜;黃革生

本發明涉及發酵生產烴的方法，其中在發酵罐中在液體發酵培養基中培養生產烴的微生物，其中將包含氧氣的入口氣體補料到發酵罐中并且入口氣體在引入發酵罐中之前的總壓力為約1.5巴至約15巴(約150kPa至約1500kPa),其中在發酵廢氣中的氣態中獲得烴，并且其中將發酵廢氣中氧氣的濃度控制為低于約10vol?％。本方法是特別有成本效益的，消除或降低了發酵廢氣燃燒的風險，并且協助從發酵廢氣中分離烴。

本發明涉及使用在發酵罐中培養的微生物發酵生產烴(諸如異丁烯)的方法。

發酵生產方法在多種烴的供應中起重要作用并且通常構成化學方法的重要備選方法。因為發酵方法的運行成本可以是巨大的，對提供更加有成本效益的方法有不斷的需求。降低運行成本的嘗試包括，例如，開發使用顯示降低的能量消耗的代謝途徑用于生產想要的化合物的重組微生物，開發具有較高活性的酶，增加底物轉化效率，使用較便宜的底物等。在過去十年中，在發酵方法的幫助下生產具有工業興趣(例如作為生物燃料或作為聚合物的組分)的烴類化合物的嘗試已經增加并且同時已經描述了用于在微生物中生產此類化合物的多種酶促反應。相應的發酵方法的開發涉及其本身的問題因為其通常使用涉及不尋常酶促轉化的完全新的代謝途徑。某些烴類的發酵生產描述于，例如，van Leeuwen BN等人,Appl Microbiol Biotechnol,2012,93(4):1377-1387和WO 2012/052427中。壓力對細菌的影響和相應的生物技術應用在Follonier S等人,Appl Microbiol Biotechnol,2012,93(5):1805-1815中進一步描述。

本發明解決了提供改善的發酵生產烴的方法的需求。特別地，本發明的方法是有利的，在于其允許消除或降低發酵廢氣燃燒的風險，所述發酵廢氣含有想要的氣態烴與氧氣的組合并且因此是可能易燃的。本發明的方法還允許想要的烴的提高的生產效率改善的產率(關于補料入發酵罐中的氧氣的量)，以及易化隨后從發酵廢氣分離烴。

因此，本發明提供了發酵生產烴的方法，其中在發酵罐中的液體發酵培養基中培養生產烴的微生物，其中將包含氧氣的入口氣體補料入發酵罐中并且入口氣體在引入發酵罐中之前的總壓力為約1.5巴至約15巴(約150kPa至約1500kPa)，其中在發酵廢氣的氣態中獲得烴，并且其中將氧氣在發酵廢氣中的濃度控制到低于約10vol-％

在本文提供的方法中，發酵在高壓進行。特別地，入口氣體在引入發酵罐中之前的總壓力為約1.5巴至約15巴(約150kPa至約1500kPa)。優選地，其為約1.5巴至約10巴(約150kPa至約1000kPa)。其也可以是，例如，約2巴至約10巴(約200kPa至約1000kPa)。更優選地，入口氣體在引入發酵罐中之前的總壓力為約1.5巴至約8巴(約150kPa至約800kPa),甚至更優選地其為約1.5巴至約6巴(約150kPa至約600kPa)，甚至更優選地其為約2巴至約6巴(約200kPa至約600kPa)，甚至更優選地其為約3巴至約6巴(約300kPa至約600kPa)，并且還甚至更優選地其為約3.5巴至約6巴(約350kPa至約600kPa)。

通常將入口氣體直接補料到液體發酵培養基中，優選地通過發酵罐底部的補料孔，并經過液體培養基進入發酵罐的頂部空間(即，發酵罐內液體發酵培養基上方的氣相)，從這里回收發酵廢氣。盡管發酵罐中頂部空間氣體的壓力將與入口氣體引入前的壓力大致相同，液體發酵培養基(以及液體發酵培養基中分散的氣相)的壓力將進一步取決于液體的深度(即，發酵罐中液體培養基的高度)和液體培養基的密度。液體發酵培養基和液體發酵培養基中分散的氣相將因此具有壓力梯度，朝向發酵罐底部顯示較高壓力。

如果，例如，使用具有20m的液體發酵培養基高度的發酵罐，發酵罐的底部的總壓力將為約2巴(約200kPa)加上液體發酵培養基上方的頂部空間氣體的壓力。在這種情況下，如果在發酵罐的底部將在引入發酵罐中之前具有約4巴(約400kPa)的壓力的入口氣體補料到液體發酵培養基中，在20m的液體深度處入口氣體流的壓力將為約6巴(約600kPa)而在10m的液體深度處其將為約5巴(約500kPa)并且在發酵罐的頂部空間中為約4巴(約400kPa)。