[發明專利]用于使用富氫氣的含有C1的底物生產代謝物的方法和系統

有效

• 申請號: 201880058194.7
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN111051517B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: R·J·孔拉多;G·W·沃特斯;M·普格里斯;J·J·科諾利
• 申請（專利權）人: 朗澤科技有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C12P7/02;C12P7/26;C12P7/62;C12P13/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 孫占華;張廣育

本發明涉及用于在包括接種反應器和至少一個生物反應器的多級過程中產生一種或多種發酵產物的方法。向所述接種反應器進料含有減少量的氫氣的含有C1的氣態底物。減少所述氫氣以增大在被提供到所述接種反應器的所述含有C1的氣態底物中的CO的比例。所述接種反應器使所述富CO的含有C1的氣態底物發酵，并且產生將進料到至少一個生物反應器的接種物。所述生物反應器接收所述含有C1的氣態底物，其可含有或可能不含有減少量的氫氣，以產生一種或多種發酵產物。通過將富CO的含有C1的氣態底物提供到所述接種反應器，所述接種反應器和所述隨后的(一個或多個)生物反應器兩者能夠具有提高的穩定性和產物選擇性。

相關申請的交叉引用

本申請要求2017年9月8日提交的美國臨時申請第62/556,099號的益處，所述申請的內容由此以引用的方式并入。

技術領域

本發明涉及用于通過包括接種反應器和至少一個生物反應器的多級氣體發酵過程產生一種或多種發酵產物的方法。具體來說，本發明涉及將其中富CO的含有C1的氣態底物進料到接種反應器中以生產接種物的方法。

背景技術

二氧化碳(CO₂)占由人類活動引起的全球溫室氣體排放量的約76％，其中剩下的是甲烷(16％)、一氧化二氮(6％)和氟化氣體(2％)(美國環境保護局)。減少溫室氣體排放，特別是CO₂排放，對于制止全球變暖的進程以及隨之而來的氣候和天氣變化至關重要。

早已認識到，催化方法(如費托法)可用于將含有二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)和/或氫氣(H₂)的氣體，如工業廢氣或合成氣轉化成各種燃料和化學品。然而，最近，氣體發酵已成為用于對這種氣體進行生物固定的替代平臺。具體來說，已證明C1固定性微生物將含有CO₂、CO和/或H₂的氣體轉化成如乙醇和2，3-丁二醇的產物。

這類氣體可例如來源于包括以下的工業過程：碳水化合物發酵的氣體、水泥制造的氣體、紙漿和紙張制造、煉鋼，煉油和相關過程、石化生產、焦炭生產，厭氧或好氧消化、合成氣體(來源于包括但不限于生物質、液體廢料物流、固體廢料物流、市政物流、化石資源(包括天然氣、煤和油)的源)、天然氣開采、石油開采、冶金過程、用于鋁、銅和/或鐵合金的生產和/或精煉、地質儲層和催化過程(來源于包括但不限于蒸汽甲烷重整、蒸汽石腦油重整、石油焦氣化、催化劑再生-流體催化劑裂化、催化劑再生-石腦油重整，和干燥甲烷重整的蒸汽源)。

特定的工業過程的情況下，氣體的組成對于發酵可能不是理想的。當氣體的組成不理想時，細胞生長、產物選擇性和穩定性可能并非最佳。

因此，仍然需要一種發明，其優化來自工業過程的氣體的組成以在下游發酵過程中促進細胞生長、產物選擇性和穩定性。

發明內容

本發明提供一種用于生產一種或多種發酵產物的方法，其中將富CO的含有C1的氣態底物傳遞到包含含有一種或多種C1固定性微生物的培養物的液體營養物培養基的接種反應器包括，其中含有富CO的C1的氣態底物發酵以產生接種物，將至少一部分接種物傳遞到生物反應器系統，所述生物反應器系統限定至少一個含有處于液體營養物培養基中的一種或多種C1固定性微生物的培養物的生物反應器，將富H₂的含有C1的氣態底物傳遞到生物反應器系統，其中富H₂的含有C1的氣態底物發酵以產生至少一種發酵產物。

在特定實施例中，被傳遞到接種反應器的富CO的含有C1的氣態底物包含H₂∶CO摩爾比小于1∶1的H₂。

在某些情況下，被傳遞到接種反應器的富CO的含有C1的氣態底物包含H₂∶CO摩爾比小于0.5∶1的H₂。