[發明專利]生物制氫生產方法和反應器

在審

• 申請號: 201480061285.8
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN105722986A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 希沙姆·穆罕默德·哈菲茲
• 申請（專利權）人: 格林菲爾德專業醇類公司
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00;C01B3/50;C02F11/04;C12M1/107;C12P5/02;C12P7/02;C12P7/40
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李慧慧;鄭霞

本申請要求2013年10月21日提交的、標題為“生物制氫生產方法和反應器”的美國 臨時專利申請號61/893,447的優先權權益，該申請通過引用以其全文結合于此。

領域

本披露涉及氫的生產，更具體地，用微生物處理有機材料通過暗發酵用于生產氫。

背景

猛增的能源需求以及環境污染的問題通過用于處理工業廢料的不同生物學方法 著手解決。通過暗發酵的生物制氫生產是一種已知的用于處理工業廢料并且生產氫的方 法。

微生物能夠通過光合作用或優選通過發酵生產氫[Matsunaga,T.,Hatano,T., Yamada,A.,Matsumoto,M.,(2000)在雙相光生物反應器中通過光合細菌微好氧制氫. (Microaerobichydrogenproductionbyphotosytheticbacteriainadoublephase photobioreactor)生物技術.生物工程.(Biotechnol.Bioeng.)68(6),647-651]。這些有機 污染物是在酸化以及產甲烷這兩個相異的階段中厭氧地轉化為甲烷。酸化產生作為一種副 產品的氫，該副產品進而在該方法的第二階段通過許多產甲烷菌用來作為一種電子供體 [Fang,H.H.P.andLiu,H.(2002)pH對通過混合培養物從葡萄糖產氫的影響.(Effectof pHonhydrogenproductionfromglucosebyamixedculture)生物資源技術 (BioresourceTechnology)82,87-93]。用于從該第一階段收集氫的這兩個階段的分離是 可行的。該第二階段進一步用于該剩余酸化產品的處理，這些剩余酸化產品主要包括揮發 性脂肪酸(VFAs)。

連續攪拌槽反應器(CSTR)一直是最廣泛使用的連續制氫系統[Li,C.,Fang, H.H.P.,(2007)從廢水和固體廢物通過混合培養物發酵制氫.(Fermentativehydrogen productionfromwastewaterandsolidwastesbymixedcultures)環境科學和技術 評論(CriticalreviewsinEnv.Sci.andTech.)，37,1-39]。由于在一種CSTR中的生物質 固體滯留時間(SRT)與液壓保留時間(HRT)相同，在該混合溶液中其濃度受到所推薦的1- 12hHRT的大幅度影響，該推薦的HRT對于高的氫生產速率是最佳的[Li和Fang,2007]。用于 0.333h^-1混合培養物的最大比生長速率(μmax)對應于3.0h的SRT_最小[HoriuchiJ.I., ShimizuT.,TadaK.,KannoT.,KobayashiM.,(2002)在厭氧酸反應器中通過pH控制有機 酸的選擇性生產.(Selectiveproductionoforganicacidsinanaerobicacid reactorbypHcontrol)生物資源技術82,209-13]。