BR112021000261A2 - Processos de bioconversão de monóxido de carbono e dióxido de carbono - Google Patents

Abstract

é proporcionado um processo para bioconversão de monóxido de carbono e de dióxido de carbono. mais especificamente, o processo inclui a fermentação de monóxido de carbono e de dióxido de carbono contendo substrato com bactérias acetogênicas. o processo fornece altos níveis de conversões de monóxido de carbono e dióxido de carbono e utilização de hidrogênio.

Description

“PROCESSOS DE BIOCONVERSÃO DE MONÓXIDO DE CARBONO E DIÓXIDO DE CARBONO” RELATÓRIO DESCRITIVO

[0001] Este Pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório US 62/716.083, depositado em 08 de agosto de 2018, 62/716.071, depositado em 08 de agosto de 2018, 62/716.053, depositado em 08 de agosto de 2018, 62/741.871, depositado em 05 de outubro de 2018, e 62/741.797, depositado em 05 de outubro de 2018, todos os quais são incorporados em sua totalidade neste documento por referência.

[0002] É fornecido um processo para bioconversão de monóxido de carbono e dióxido de carbono. Mais especificamente, o processo inclui o fornecimento de fluxos gasosos contendo monóxido de carbono e dióxido de carbono a bactérias acetogênicas. O processo prevê altos níveis de conversões de monóxido de carbono e dióxido de carbono e utilização de hidrogênio.

ANTECEDENTES

[0003] A geração de dióxido de carbono e de monóxido de carbono ocorre a partir de processos naturais, bem como de processos industriais, que incluem a combustão de combustíveis fósseis, tais como carvão, óleo e gás natural. Devido, em parte, aos processos industriais, as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono e de monóxido de carbono continuam a aumentar. Esses aumentos nas concentrações de dióxido de carbono e de monóxido de carbono podem contribuir para mudanças atmosféricas, que resultam em mudança climática e aquecimento global. Dióxido de carbono é difícil de utilizar em processos biológicos, devido a seu estado altamente oxidado.

[0004] Além de dióxido de carbono e monóxido de carbono, muitos processos industriais também resultam na produção de hidrogênio.

Hidrogênio tem um alto nível de potencial de redução. Entretanto, o hidrogênio é difícil de armazenar e utilizar, devido a sua natureza muito inflamável.

[0005] Tendo em vista a grande quantidade de dióxido de carbono e de monóxido de carbono gerada, há uma necessidade de um sistema de fermentação bacteriano, que possa utilizar tanto monóxido de carbono, quanto dióxido de carbono.

SUMÁRIO

[0006] Um processo inclui o fornecimento de um substrato gasoso Gx a um biorreator Bx, o substrato gasoso Gx compreendendo CO2 e contém cerca de 5 a cerca de 90% mols de CO2. Bactérias acetogênicas Mx são fornecidas ao biorreator Bx. As bactérias acetogênicas Mx incluem uma ATPase de translocação de sódio, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bx. O processo inclui o fornecimento de íons de sódio ao biorreator Bx através de uma ou mais fontes de íon de sódio e fermentação do substrato gasoso Gx com as bactérias acetogênicas Mx em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mx e uma ou mais fontes de íon de sódio, para produzir um ou mais ácidos orgânicos. O caldo de fermentação inclui menos do que cerca de 0,01 gramas por litro de extrato de levedura, menos do que cerca de 0,01 gramas por litro de carboidrato, e, em que os íons de sódio são fornecidos com uma vazão de alimentação de sódio de cerca de 290 a cerca de 8750 μg/grama de células/minuto. O processo inclui manter o caldo de fermentação a um pH na faixa de cerca de 4 a cerca de 6,9. Pelo menos uma parte do um ou mais ácidos orgânicos é fornecida a um biorreator Bi. O processo ainda inclui fornecer o substrato gasoso Gi ao biorreator Bi, o substrato gasoso Gi compreendendo CO e contém cerca de 5 a 90% mols de CO. As bactérias acetogênicas Mi são fornecidas ao biorreator Bi. As bactérias acetogênicas Mi incluem uma ATPase de translocação de próton, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bi. O processo inclui, ainda, a fermentação do substrato gasoso Gi no biorreator Bi com as bactérias acetogênicas Mi em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mi, para produzir um fluxo líquido compreendendo um ou mais álcoois e um fluxo gasoso Gp compreendendo CO2.

[0007] Um processo inclui o fornecimento de um substrato gasoso Gx a um biorreator Bx, o substrato gasoso Gx compreendendo CO2 e H2 e contém cerca de 5 a cerca de 90% mols de CO2. Bactérias acetogênicas Mx são fornecidas ao biorreator Bx. As bactérias acetogênicas Mx incluem uma ATPase de translocação de sódio, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bx. O processo inclui o fornecimento de íons de sódio ao biorreator Bx, através de uma ou mais fontes de íon de sódio e fermentação do substrato gasoso Gx com as bactérias acetogênicas Mx em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mx e as uma ou mais fontes de íon de sódio, para produzir um ou mais ácidos orgânicos. O caldo de fermentação inclui menos do que cerca de 0,01 gramas por litro de extrato de levedura, menos do que cerca de 0,01 gramas por litro de carboidrato, e em que os íons de sódio são fornecidos com uma vazão de alimentação de sódio de cerca de 290 a cerca de 8750 μg/grama de células/minuto. O processo inclui manter o caldo de fermentação em um pH na faixa de cerca de 4 a cerca de 6,9. Pelo menos uma parte do um ou mais ácidos orgânicos é fornecida a um biorreator Bi. O processo ainda inclui o fornecimento de substrato gasoso Gi ao biorreator Bi, o substrato gasoso Gi compreendendo CO e contém cerca de 5 a cerca de 90% mols de CO. Bactérias acetogênicas Mi são fornecidas ao biorreator Bi. As bactérias acetogênicas Mi incluem uma ATPase de translocação de próton, que está ativo durante a fermentação, no biorreator Bi. O processo ainda inclui a fermentação do substrato gasoso Gi no biorreator Bi com bactérias acetogênicas Mi em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mi, para produzir um fluxo líquido compreendendo um ou mais álcoois e um fluxo gasoso Gp compreendendo CO2.

[0008] Um processo inclui o fornecimento de um substrato gasoso Gx a um biorreator Bx, o substrato gasoso Gx compreendendo CO2 e contendo cerca de 5 a cerca de 90% mols de CO2. Bactérias acetogênicas Mx são fornecidas ao biorreator Bx, em que as bactérias acetogênicas Mx incluem uma ATPase de translocação de sódio, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bx. O processo inclui o fornecimento de íons de sódio ao biorreator Bx através de uma ou mais fontes de íon de sódio e fermentação do substrato gasoso Gx com as bactérias acetogênicas Mx em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mx e uma ou mais fontes de íon de sódio, para produzir um ou mais ácidos orgânicos. O caldo de fermentação inclui menos do que cerca de 0,01 gramas por litro de extrato de levedura, menos do que cerca de 0,01 gramas por litro de carboidrato, e em que os íons de sódio são fornecidos com uma vazão de alimentação de sódio de cerca de 290 a cerca de 8750 μg/grama de células/minuto. O processo inclui manter o caldo de fermentação em um pH na faixa de cerca de 4 a cerca de 6,9. Pelo menos uma parte do um ou mais ácidos orgânicos a um sistema de biorreator Bi-s. O processo ainda inclui fornecimento de um substrato gasoso Gi ao sistema de biorreator Bi-s, o substrato gasoso Gi compreendendo CO e contendo cerca de 5 a cerca de 90% mols de CO. Bactérias acetogênicas Mi ao sistema de biorreator Bi-s, em que as bactérias acetogênicas Mi incluem uma ATPase de translocação de próton, que está ativa durante a fermentação no sistema de biorreator Bi-s. O processo ainda inclui a fermentação do substrato gasoso Gi, no sistema de biorreator Bi-s, com as bactérias acetogênicas Mi em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mi, para produzir um fluxo de líquido compreendendo um ou mais álcoois e um fluxo gasoso Gp compreendendo CO2.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0009] De modo que a forma na qual as características acima enumeradas da presente revelação possam ser entendidas em detalhes, uma descrição mais particular da revelação, brevemente resumidas acima, pode ser tida por referência às realizações, algumas das quais são ilustradas nos desenhos em apenso. Deve ser notado, porém, que os desenhos em apenso ilustram apenas realizações típicas desta revelação e, portanto, não devem ser considerados limitadores de seu escopo, pois a revelação pode admitir outras realizações igualmente eficazes.

[0010] A FIG. 1 ilustra um esquema de um sistema para produção de um ou mais compostos hidrocarbonáceos oxigenados a partir de um processo de fermentação, utilizando dois biorreatores.

[0011] A FIG. 2 ilustra um esquema de um sistema de reciclagem de água.

[0012] A FIG. 3 apresenta um esquema de um sistema para a produção de um ou mais compostos hidrocarbonáceos oxigenados, a partir de um processo de fermentação, utilizando múltiplos biorreatores.

[0013] A FIG. 4 apresenta um gráfico de conversão de CO2 e conversão de H2 através de Acetobacterium woodii em um biorreator.

[0014] A FIG. 5 ilustra a produção de ácido acético através de Acetobacterium woodii.

[0015] A FIG. 6 apresenta produtividade específica de ácido acético.

[0016] A FIG. 7 mostra a utilização de CO, CO2 e H2 por Acetobacterium woodii.

[0017] A FIG. 8 ilustra conversões de CO2, conversões de H2 e densidade celular de Acetobacterium woodii em pH 5,2, sem um agente quelante no meio de crescimento.

[0018] A FIG. 9 descreve o crescimento de Acetobacterium woodii utilizando ácido etilenodiamino diacético (EDDA) como um agente quelante (complexante) no meio de crescimento.

[0019] A FIG. 10 ilustra o efeito de molibdênio na produção de ácido acético através de Acetobacterium woodii.

[0020] A FIG. 11 ilustra o efeito de molibdênio sobre a vazão de gás requerida e densidade celular de Acetobacterium woodii.

[0021] A FIG. 12 ilustra a captação de gás específica por Clostridium ljungdahlii, com várias concentrações de ácido acético.

[0022] A FIG. 13 apresenta o consumo de CO e CO2 em um sistema de biorreator de dois estágios, com Clostridium ljungdahlii e Acetobacterium woodii.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0023] A seguinte descrição não deve ser tomada em um sentido limitador, mas é feita meramente para fins de descrição dos princípios gerais das realizações exemplificativas. O escopo da revelação deve ser determinado com referência às Reivindicações.

Definições

[0024] A menos que de outro modo definido, os seguintes termos, como utilizados por toda esta especificação para a presente revelação, são definidos como se segue e podem incluir tanto a forma singular, quanto a plural, das definições abaixo definidas:

[0025] O termo “cerca de” modificando qualquer quantidade se refere à variação naquela quantidade encontrada em condições de mundo real, por exemplo, no laboratório, planta piloto, ou instalação de produção. Por exemplo, uma quantidade de um ingrediente ou medição empregada em uma mistura ou quantidade quando modificada por “cerca de” inclui a variação e grau de cuidado tipicamente empregado em medição em uma condição experimental na planta de produção ou laboratório. Por exemplo, a quantidade de um componente de um produto, quando modificada por “cerca de”, inclui a variação entre lotes em múltiplos experimentos na planta ou laboratório e a variação inerente ao método analítico. Modificadas ou não por “cerca de”, as quantidades incluem equivalentes àquelas quantidades. Qualquer quantidade relatada neste documento e modificada por “cerca de” pode também ser empregada na presente revelação como a quantidade não modificada por “cerca de”.

[0026] O termo “fermentador” inclui um dispositivo de fermentação/biorreator compreendendo um ou mais recipientes e/ou torres ou arranjos de tubulação, que incluem um reator em batelada, reator semibatelada, reator contínuo, reator tanque agitado contínuo (CSTR), reator coluna de bolhas, reator loop de circulação externa, reator loop de circulação interna, reator de célula imobilizada (ICR), reator trickle bed (TBR), reator de leito móvel com biofilme (MBBR), reator gas lift, reator de membrana, tais como biorreator de membranas de fibra oca (HFMBR), misturador estático, fermentador gas lift, ou outro recipiente ou outro dispositivo apropriado para contato gás- líquido.

[0027] Os termos “fermentação”, “processo de fermentação” ou “reação de fermentação” e semelhantes se destinam a englobar tanto a fase de crescimento, quanto a fase de biossíntese de produto do processo. Em um aspecto, a fermentação se refere à conversão de CO2 em ácido acético. Em outro aspecto, fermentação se refere à conversão de CO em álcool.

[0028] O termo “densidade celular” significa massa de células de micro-organismos por unidade de volume do caldo de fermentação, por exemplo, gramas/litro.

[0029] O termo “captação de CO2 específica” significa uma quantidade de CO em mmoles consumida por unidade de massa de células de micro-organismos (g) por unidade de tempo em minutos, isto é, mmol/grama/minuto.

[0030] Como utilizado neste documento, a produtividade é expressa em STY. Neste aspecto, produtividade de álcool pode ser expressa como STY (rendimento tempo espacial expresso como g de etanol/(L·dia) ou (g de ácido acético/L·dia).

[0031] Como utilizado neste documento, “compostos hidrocarbonáceos oxigenados” pode incluir compostos contendo carbono, hidrogênio e oxigênio, tais como, por exemplo, etanol e butanol.

Sistema de Conversão de CO/CO2

[0032] Realizações da revelação fornecem métodos, sistemas e composições para a produção e obtenção de produtos de álcool e proteínas bacterianas derivadas de biomassa de célula microbiana, após um processo de fermentação bacteriana anaeróbica. Em uma realização, um sistema e um método para aumentar a eficiência de captura de carbono, reduzir a pegada de dióxido de carbono, e aumentar a produtividade de produto de álcool são fornecidos.

[0033] Como mostrado na Figura 1, o sistema pode incluir o biorreator Bi 120 sendo adaptado para fermentar um substrato gasoso Gi 186 com uma bactéria acetogênicas Mi. O substrato gasoso Gi 186 pode incluir monóxido de carbono (CO) e gás hidrogênio (H2).

[0034] Em um aspecto, a fermentação do substrato gasoso Gi 186 no biorreator Bi 120 resulta em um fluxo gasoso Gp 184. O fluxo gasoso Gp 184 compreende dióxido de carbono (CO2) e pode incluir um ou mais gases selecionados do grupo consistindo de monóxido de carbono (CO), gás hidrogênio (H2), metano (CH4), nitrogênio (N2) e combinações dos mesmos. Neste aspecto, o fluxo gasoso Gp do biorreator Bi 120 pode incluir cerca de 0,5% mol a cerca de 50% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 40% mols, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 30% mols, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 20% mols, e, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 10% mols de CO. Além disso, em outro aspecto, o fluxo gasoso Gp do biorreator Bi 120 pode incluir cerca de 5% molsas a 100% mols de CO2, em ainda outro aspecto, cerca de 5% mols a 90% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 80% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 70% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 60% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 50% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 40% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 30% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 20% mols de CO2, e, em outro aspecto, 5% mols a 10% mols de CO2.

[0035] Como mostrado na Figura 1, o sistema pode incluir um biorreator Bx 110 adaptado para fermentar um substrato gasoso com uma bactéria acetogênica Mx. O substrato gasoso Gx é fornecido ao biorreator Bx 110 na linha de gás 187. Neste aspecto, o fluxo gasoso Gp 184 do biorreator Bi 120 pode ser fornecido diretamente ao biorreator Bx 110. Em outro aspecto, o sistema pode incluir a linha de suplementação de gás 112, para fornecer substrato gasoso adicional, que é misturado com fluxo gasoso Gp 184, para fornecer o fluxo gasoso Gx 187, que é transportado para o biorreator Bx 110. Efluente gasoso do biorreator Bx 110 pode ser ventilado através da linha de ventilação

207. Ambos biorreatores são abastecidos com nutriente do tanque de fornecimento de nutriente 196. O tanque de fornecimento de nutriente 196 pode incluir múltiplas subunidades para fornecer os mesmos nutrientes ou nutrientes diferentes a cada biorreator.

[0036] Além disso, o sistema pode também incluir uma linha de fluido 182, conectando o biorreator Bx 110 ao biorreator Bi 120, para entregar um ou mais compostos ácidos do biorreator 110 Bx ao biorreator Bi 120. Um ou mais compostos ácidos gerados a partir do biorreator Bx 110 inclui ácido acético, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido butírico, ácido pentanóico (ácido valérico) hexanóico, ácido heptanóico, ácido decanóico e combinações dos mesmos. Em um aspecto, o composto ácido do biorreator Bx 110, que é suprido ao biorreator Bi 120, é eficaz para aumentar a produção de álcool no biorreator Bi 120. Em um aspecto, em que o ácido orgânico é ácido acético, o substrato gasoso Gi 186 é fornecido ao biorreator Bi 120, para manter uma concentração de ácido acético de cerca de 5 g/L ou menos no biorreator Bi 120. Quando o substrato gasoso Gi é fornecido para diminuir a concentração de ácido acético, uma concentração de ácido butírico é também diminuída. Portanto, o ácido acético é utilizado como um marcador, para manter quantidades apropriadas de ácidos orgânicos no biorreator Bi. Em outro aspecto, a vazão de alimentação de ácido orgânico é utilizada para manter uma concentração de ácido acético de cerca de 5 g/L ou menos no biorreator Bi 120.

[0037] Como adicionalmente ilustrado na Figura 1, a linha de permeado celular 192 é configurada para distribuir permeado a uma torre de destilação 188, para separação do produto 190 do permeado. O produto pode incluir um produto contendo álcool, que compreende etanol, butanol, e combinações dos mesmos. Água (produto do fundo da coluna de destilação) pode ser retornada ao biorreator Bx 110 através da linha de retorno de água 202 e/ou ao biorreator Bi 120 através da linha de retorno de água 203.

[0038] A Figura 2 ilustra um aspecto mais detalhado de um sistema de reciclagem de água. Neste aspecto, o ácido orgânico produzido no biorreator Bx 110 é transportado através de microfiltragem 314 e adicionalmente fornecido ao biorreator Bi 120 através da linha de fluido 182. Pelo menos uma parte das células pode ser retornada da microfiltragem 314 ao biorreator Bx 110 por linha de reciclagem celular 318. O caldo do biorreator Bi 120 é transportado através da linha 194 para microfiltragem 301. Pelo menos uma parte das células pode ser retornada da microfiltragem 301 ao biorreator Bi 120 pela linha de reciclagem celular 317. Em alguns aspectos opcionais, líquido da linha 194 pode ir para a ultrafiltragem 307 e, pelo menos uma parte das células pode ser retornada da ultrafiltragem 307 ao biorreator Bi 120. Líquido da ultrafiltragem 307 é enviado para o tanque de alimentação de destilação 311 e, então, para a torre de destilação 188. Água (produto do fundo da coluna de destilação) pode ser retornada ao biorreator Bx 110 através da linha de retorno de água 202 e/ou ao biorreator Bi 120 através da linha de retorno de água 203.

[0039] Em outro aspecto, como mostrado na Figura 3, um processo pode incluir o biorreator Bx 110 sendo adaptado para fermentar um substrato gasoso Gx 187 com uma bactéria acetogênicas Mx. O substrato gasoso Gx 187 pode incluir monóxido de carbono (CO) e gás hidrogênio (H2) além de CO2. Como mostrado na Figura 3, o substrato gasoso Gx pode ser fornecido ao biorreator Bx do sistema de biorreator Bi-s, que inclui dois ou mais biorreatores Bi-n. Como mostrado na Figura 3, Bi-n inclui dois biorreatores Bi 120.

[0040] O substrato gasoso Gx 187 é fornecido ao biorreator Bx 110 em uma ou mais linhas de gás. Neste aspecto, o fluxo gasoso Gp 184 dos dois ou mais biorreatores Bi 120 do sistema de biorreator Bi-s pode ser fornecido diretamente ao biorreator Bx 110. Em outro aspecto, o sistema pode incluir linhas de suplementação de gás 112, para fornecer substrato gasoso adicional, que é misturado com o fluxo gasoso Gp 184, para fornecer fluxo gasoso Gx 187, que é transportado para o biorreator Bx 110. Efluente gasoso do biorreator Bx 110 pode ser ventilado através da linha de ventilação 207. Cada biorreator pode ser fornecido com nutriente dos nutrientes de um ou mais tanques de fornecimento 196. O tanque de fornecimento de nutriente 196 pode incluir múltiplas subunidades para fornecer os mesmos nutrientes ou nutrientes diferentes a cada biorreator.

[0041] O sistema de biorreator Bi-s pode incluir dois ou mais biorreatores Bi 120 sendo adaptados para fermentar um substrato gasoso Gi 186 com uma bactéria acetogênica Mi. O substrato gasoso Gi 186 pode incluir monóxido de carbono (CO) e gás hidrogênio (H2). A fermentação do substrato gasoso Gi 186 nos biorreatores Bi 120 do sistema de biorreator Bi-s resulta em um ou mais fluxos gasosos Gp

184. O fluxo gasoso Gp 184 compreende dióxido de carbono (CO2) e pode incluir um ou mais gases selecionados do grupo compreendendo monóxido de carbono (CO), gás hidrogênio (H2), metano (CH4),

nitrogênio (N2), e combinações dos mesmos. Neste aspecto, o fluxo gasoso Gp do biorreator Bi 120 pode incluir cerca de 0,5% mol a cerca de 50% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 40% mols, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 30% mols, em outro aspecto, 0,5% mol a cerca de 20% mols, e, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol a cerca de 10% mols de CO. Além disso, em outro aspecto, o fluxo gasoso Gp do biorreator Bi 120 pode incluir cerca de 5% mols a 100% mols de CO2, em ainda outro aspecto, cerca de 5% mols a 90% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 80% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 70% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 60% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 50% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 40% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 30% mols de CO2, em outro aspecto, 5% mols a 20% mols de CO2, e, em outro aspecto, 5% mols a 10% mols de CO2. Em um aspecto, o substrato gasoso Gi 186 é fornecido aos dois ou mais biorreatores Bi 120 (coletivamente referidos como Bi-n), para alcançar uma velocidade de gás superficial eficaz para produzir cerca de 10% ou menos de um volume de cultura em espuma por hora.

[0042] Além disso, o sistema pode também incluir duas ou mais linhas de fluido 182, conectando o biorreator Bx 110 ao sistema de biorreator Bi-s, para entregar um ou mais compostos ácidos do biorreator Bx 110 ao sistema de biorreator Bi-s. Neste aspecto, o sistema de biorreator Bi-s pode incluir dois ou mais biorreatores Bi 120 (dois biorreatores Bi 120 são mostrados). Um ou mais compostos ácidos gerados a partir do biorreator Bx 110 inclui ácidos orgânicos C1 a C10. Exemplos de ácidos orgânicos C1 a C10 incluem ácido acético, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido butírico, ácido pentanóico (ácido valérico) hexanóico, ácido heptanóico, ácido decanóico, e combinações dos mesmos. Em um aspecto, o composto ácido do biorreator Bx 110 que é entregue ao sistema de biorreator Bi-s é eficaz para aumentar a produção de álcool no sistema de biorreator Bi-s.

[0043] Como adicionalmente ilustrado na Figura 3, as linhas de permeado celular 192 são configuradas para distribuir permeado a uma torre de destilação 188, para separação do produto 190. O produto pode incluir um produto contendo álcool, que compreenda etanol, butanol e combinações dos mesmos. Água (produto do fundo da coluna de destilação) pode ser retornada ao biorreator Bx 110 através da linha de retorno de água 202 e/ou aos biorreatores Bi 120 através das linhas de retorno de água 203.

Biorreator Bi para Conversão de CO

[0044] Substrato contendo CO: Um substrato contendo CO (descrito como substrato gasoso Gi 186) pode incluir qualquer gás que inclua CO. Neste aspecto, um gás contendo CO pode incluir gás de síntese, gases industriais, e misturas dos mesmos. Em um aspecto relacionado, um substrato gasoso fornecido ao biorreator Bi 120 pode inclui, além do CO, gás nitrogênio (N2), dióxido de carbono (CO2), gás metano (CH4), gás de síntese, e combinações dos mesmos.

[0045] Gás de síntese pode ser fornecido a partir de qualquer fonte conhecida. Em um aspecto, o gás de síntese pode ser originado da gaseificação de materiais carbonáceos. A gaseificação envolve combustão parcial de biomassa, em uma fonte restrita de oxigênio. O gás resultante pode incluir CO e H2. Neste aspecto, o gás de síntese irá conter pelo menos cerca de 10% mols de CO, em outro aspecto, pelo menos cerca de 20% mols, em um aspecto, cerca de 10 a cerca de 100% mols, em outro aspecto, cerca de 20 a cerca de 100% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 30 a cerca de 90% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 40 a cerca de 80% mols de CO, e, em outro aspecto, cerca de 50 a cerca de 70% mols de CO. Alguns exemplos de métodos e aparelhos de gaseificação apropriados são fornecidos nos Números de Série US 61/516.667, 61/516.704 e 61/516.646, todos depositados em 06 de abril de 2011, e nos Números de Série US 13/427.144, 13/427.193 e 13/427.247, todos foram depositados em 22 de março de

2012, e todos os quais são incorporados neste documento por referência.

[0046] Em outro aspecto, o processo tem aplicabilidade para suportar a produção de álcool a partir dos substratos gasosos, tais como gases industriais contendo CO de alto volume. Em alguns aspectos, um gás que inclua CO é derivado de resíduo contendo carbono, por exemplo, gases residuais industriais ou a partir da gaseificação de outros resíduos. Como tal, os processos representam processos eficazes para captura de carbono, que iria, de outro modo, ser descarregado para o ambiente. Exemplos de gases industriais incluem gases produzidos durante a fabricação de produtos de metal ferrosos, fabricação de produtos não ferrosos, processos de refinamento de petróleo, gaseificação de carvão, gaseificação de biomassa, produção de energia elétrica, produção de negro de fumo, produção de amônia, produção de metanol, fabricação de coque e reforma de gás.

[0047] Em outro aspecto, H2 pode ser fornecido a partir de gases residuais industriais ou a partir da gaseificação de outros resíduos. Como tal, os processos representam processos eficazes para captura de hidrogênio, que iria de outro modo ser descarregado no ambiente. Exemplos de gases industriais incluem gases produzidos durante a fabricação de produtos de metal ferrosos, fabricação de produtos não ferrosos, processos de refinamento de petróleo, gaseificação de carvão, gaseificação de biomassa, produção de energia elétrica, produção de negro de fumo, produção de amônia, produção de metanol, e fabricação de coque. Outras fontes de hidrogênio podem incluir, por exemplo, eletrólise de H2O e H2 biogerado.

[0048] Dependendo da composição do substrato contendo CO, o substrato contendo CO pode ser fornecido diretamente a um processo de fermentação ou pode ser adicionalmente modificado para incluir uma razão molar de H2 para CO apropriada. Em um aspecto, o substrato contendo CO fornecido ao fermentador tem uma razão molar de H2 para CO de cerca de 0,2 ou mais, em outro aspecto, cerca de 0,25 ou mais, e, em outro aspecto, cerca de 0,5 ou mais. Em outro aspecto, o substrato contendo CO fornecido ao fermentador pode incluir cerca de 40 mols percentuais ou mais de CO mais H2 e cerca de 30 mols percentuais ou menos de CO, em outro aspecto, cerca de 50 mols percentuais ou mais de CO mais H2, e cerca de 35 mols percentuais ou menos de CO, e, em outro aspecto, cerca de 80 mols percentuais ou mais de CO mais H2 e cerca de 20 mols percentuais ou menos de CO.

[0049] Em um aspecto, o substrato contendo CO inclui CO e H2. Neste aspecto, o substrato contendo CO irá conter pelo menos cerca de 10% mols de CO, em um aspecto, pelo menos cerca de 20% mols, em um aspecto, cerca de 10 a cerca de 100% mols, em outro aspecto, cerca de 20 a cerca de 100% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 30 a cerca de 90% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 40 a cerca de 80% mols de CO, e, em outro aspecto, cerca de 50 a cerca de 70% mols de CO.

[0050] Em um aspecto, um separador de gás é configurado para substancialmente separar pelo menos uma parte do fluxo de gás, em que a parte inclui um ou mais componentes. Por exemplo, o separador de gás pode separar CO2 de um fluxo de gás compreendendo os seguintes componentes: CO, CO2, H2, em que o CO2 pode ser passado para armazenamento de CO2 e o remanescente do fluxo de gás (compreendendo CO e H2) pode ser passado para um biorreator. Qualquer separador de gás conhecido na técnica pode ser utilizado. Neste aspecto, o gás de síntese fornecido ao fermentador terá cerca de 10% mols ou menos de CO2, em outro aspecto, cerca de 1% mol ou menos de CO2, e, em outro aspecto, cerca de 0,1% mol ou menos de CO2.

[0051] Certos fluxos de gás podem incluir uma alta concentração de CO e baixas concentrações de H2. Em um aspecto, pode ser desejável otimizar a composição do fluxo de substrato, a fim de alcançar eficiência mais alta de produção de álcool e/ou captura de carbono global. Em outro aspecto, a concentração de H2 no fluxo de substrato pode ser aumentada antes de o fluxo ser passado para o biorreator.

[0052] De acordo com aspectos particulares da revelação, os fluxos de duas ou mais fontes podem ser combinados e/ou misturados, para produzir um fluxo de substrato desejável e/ou otimizado. Por exemplo, um fluxo compreendendo uma alta concentração de CO, tal como o escape de um conversor de usina siderúrgica, pode ser combinado com um fluxo compreendendo altas concentrações de H2, tal como os efluentes gasosos de uma coqueria de usina siderúrgica.

[0053] Dependendo da composição do substrato contendo CO gasoso, pode também ser desejável tratá-lo para remover quaisquer impurezas indesejadas, tais como partículas de poeira, antes de introduzi-lo à fermentação. Por exemplo, o substrato gasoso pode ser filtrado ou limpo utilizando métodos conhecidos.

[0054] Projeto e Operação do Biorreator: Descrições de projetos de fermentador são descritas nos Nos de série US 13/471.827 e 13/471.858, ambos depositados em 15 de maio de 2012, e Nº de Série US 13/473.167, depositado em 16 de maio de 2012, todos os quais são incorporados neste documento por referência.

[0055] Em conformidade com um aspecto, o processo de fermentação é iniciado através da adição de meio ao recipiente do reator. Alguns exemplos de composições de meio são descritos nos Nos de série US 61/650.098 e 61/650.093, depositados em 22 de maio de 2012, e na Patente US 7.285.402, depositada em 23 de julho de 2001, todos os quais são incorporados neste documento por referência. O meio pode ser esterilizado, para remover micro-organismos indesejáveis e o reator é inoculado com os micro-organismos desejados. A esterilização pode nem sempre ser requerida.

[0056] Concentrações de vários componentes do meio para uso no biorreator Bi 120 com bactérias acetogênicas Mi são como se segue:

Concentração Vazão de Alimentação Elemento mg/L µg/grama de células/minuto NH4+ 164-6560 41-1640 Fe 1,7-68 0,425-17 Ni 0,07-2,81 0,017-0,702 Co 0,037-1,49 0,009-0,373 Se 0,027-1,1 0,006-0,274 Zn 0,116-4,64 0,198-5,95 W 0,8-32,1 0,26-8,03 K 39-1573 9,83-393,25 Mg 1,4-57,3 0,35-14,32 S 15-625 3,9-156,2 P 15-601 3,76-150,43 d-biotina 0,016-0,64 0,004-0,16 tiamina HCl 0,04-1,6 0,01-0,4 D-pantotenato de cálcio 0,02-0,81 0,005-0,202

[0057] A capacidade de certos acetógenos de utilizar CO é devido, em parte, à presença de um próton ou bomba de hidrogênio, também referido como uma ATPase de translocação de próton. Tanto a ATPase de translocação de próton, quanto a ATPase de translocação de sódio é descrita em Muller, “Energy Conservation in Acetogenic Bacteria,” Appl. Environ. Microbiol. November 2003, vol. 69, no. 11, pp. 6345-6353, que é incorporado neste documento por referência. O termo ATPase de translocação de próton pode ser utilizado alternadamente com o termo ATPase dependente de próton e o termo ATPase de translocação de sódio pode ser utilizado alternadamente com o termo ATPase dependente de sódio. Desse modo, em um aspecto, o processo inclui conduzir fermentações no biorreator de fermentação com bactérias acetogênicas Mi, que inclui uma ATPase de translocação de próton. Exemplos de bactérias acetogênicas Mi úteis incluem aquelas do gênero

Clostridium, tais como cepas de Clostridium ljungdahlii, incluindo aquelas descritas em WO 2000/68407, EP 117309, Patente US

5.173.429, 5.593.886 e 6.368.819, WO 1998/00558 e WO 2002/08438, cepas de Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 e DSM 19630 de DSMZ, Alemanha), incluindo aquelas descritas em WO 2007/117157 e WO 2009/151342 e Clostridium ragsdalei (P11, ATCC BAA-622) e Alkalibaculum bacchi (CP11, ATCC BAA-1772) incluindo aquelas descritas respectivamente na Patente US 7.704.723 e “Biofuels and Bioproducts from Biomass-Generated Synthesis Gas”, Hasan Atiyeh, apresentado em Oklahoma EPSCoR Annual State Conference, 29 de abril de 2010 e Clostridium carboxidivorans (ATCC PTA-7827) descrita no Pedido de Patente US 2007/0276447. Outros micro-organismos apropriados incluem aqueles do gênero Moorella, incluindo Moorella sp. HUC22-1, e aquelas do gênero Carboxydothermus. Cada uma destas referências é incorporada neste documento por referência. Culturas misturadas de dois ou mais micro-organismos podem ser utilizadas.

[0058] Exemplos adicionais de bactérias acetogênicas Mi úteis incluem Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 de DSMZ Alemanha), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC PTA-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ERI2 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 de

DSMZ Alemanha), Clostridium ragsdalei P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui, Clostridium Stick-landii, e misturas das mesmas.

[0059] A fermentação deve, desejavelmente, ser conduzida sob condições apropriadas para que a fermentação desejada ocorra (por exemplo, CO-em-etanol). As condições de reação que devem ser consideradas incluem pressão, temperatura, vazão de gás, vazão de líquido, pH do meio, potencial de oxi-redução do meio, taxa de agitação (se utilizando um reator de tanque agitado), nível do inóculo, concentrações do substrato gasoso máximas, para garantir que o CO na fase líquida não se torne limitador, e concentrações de produto máximas, para evitar inibição do produto.

[0060] Inicialização: Com a inoculação, uma vazão de suprimento de gás de alimentação inicial é estabelecida, eficaz para o suprimento da população inicial de micro-organismos. Gás efluente é analisado, para determinar o teor do gás efluente. Os resultados da análise do gás são utilizados para controlar as vazões de alimentação do gás. Neste aspecto, o processo fornece quantidades de CO calculadas (mmols) para razão de densidade celular inicial (gramas/litro) de cerca de 0,2 a cerca 0,9, em outro aspecto, cerca de 0,5 a cerca de 0,9, em outro aspecto, cerca de 0,6 a cerca de 0,8, em outro aspecto, cerca de 0,5 a cerca de 0,7, em outro aspecto, cerca de 0,2 a cerca de 0,5, e, em outro aspecto, cerca de 0,5 a cerca de 0,6.

[0061] Em outro aspecto, um processo de fermentação inclui fornecer gás de síntese a um meio de fermentação, em uma quantidade eficaz para fornecer uma concentração de CO calculada inicial no caldo de fermentação de cerca de 0,05 mM a cerca de 0,10 mM, em outro aspecto, cerca de 0,15 mM a cerca de 0,50, em outro aspecto, cerca de 0,15 mM a cerca de 0,35 mM, em outro aspecto, cerca de 0,20 mM a cerca de 0,30 mM, e, em outro aspecto, cerca de 0,23 mM a cerca de 0,27 mM. CO dissolvido foi calculado utilizando a lei de Henry e o kLa do reator. O processo é eficaz para aumentar a densidade celular, comparado com uma densidade celular inicial.

[0062] Como utilizado neste documento, densidade celular alvo significa uma densidade celular de cerca de a cerca de 2,0 gramas/litro ou mais, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 30 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 25 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 20 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 10 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 8 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 3 a cerca de 30 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 3 a cerca de 6 gramas/litro, e, em outro aspecto, cerca de 4 a cerca de 5 gramas/litro.

[0063] Pós inicialização: Ao alcançar os níveis desejados, a fase líquida e o material celular são retirados do reator e reabastecido com o meio. Na pós inicialização, a densidade celular permanecerá em níveis constantes.

Biorreator Bx para Conversão de CO2

[0064] Substrato contendo CO2: Em um aspecto, o processo inclui o fornecimento de um substrato gasoso contendo CO2 (descrito como substrato gasoso Gx 187) a um biorreator. Um substrato contendo CO2 pode incluir qualquer gás que inclua CO2. Neste aspecto, um gás contendo CO2 pode incluir gases industriais, fluxos de gás de fermentadora, incluindo, por exemplo, efluentes gasosos da fermentadora e misturas dos mesmos. Em um aspecto relacionado, o substrato contendo CO2 pode incluir hidrogênio ou pode ser misturado com uma fonte de hidrogênio, para fornecer os níveis e razões desejados de H2 para CO2.

[0065] Gases industriais: Em um aspecto, o processo inclui o fornecimento de um substrato contendo CO2 a um biorreator, em que o substrato contendo CO2 é gerado a partir de gases industriais. Alguns exemplos de gases industriais incluem gás de usina siderúrgica, gás industrial e gás de exaustão de incinerador. Exemplos de gases industriais incluem gases produzidos durante a fabricação de produtos de metal ferrosos, fabricação de produtos não ferrosos, processos de refinamento de petróleo, gaseificação de carvão, gaseificação de biomassa, produção de energia elétrica, produção de negro de fumo, produção de amônia, produção de metanol, e fabricação de coque. Fontes de hidrogênio podem incluir combustíveis fósseis, reforma de vapor, oxidação de metano, gaseificação de carvão, e eletrólise de água.

[0066] Dependendo da composição do substrato contendo CO2, pode também ser desejável tratá-lo, para remover quaisquer impurezas indesejadas, tais como partículas de poeira, antes de introduzi-lo à fermentação. Por exemplo, o substrato gasoso pode ser filtrado ou limpo utilizando métodos conhecidos. Além disso, dependendo da composição do substrato gasoso contendo CO2, o processo pode incluir o ajuste do substrato contendo CO2, para aumentar ou diminuir as concentrações de CO2 e/ou H2, para se encaixarem dentro das faixas desejadas.

[0067] Fluxos de gás da fermentadora: Em um aspecto, o processo inclui o fornecimento de um substrato contendo CO2 a um biorreator, em que o substrato contendo CO2 é um fluxo de gás de fermentadora. Alguns exemplos de fluxos de gás de fermentadora incluem efluentes gasosos de fermentadora gerados na fermentação do gás de síntese. Alguns exemplos de fermentação de gás de síntese são descritos na Patente US 7.285.402, depositada em 23 de julho de 2001, que é incorporada neste documento por referência.

[0068] Em um aspecto, o processo tem aplicabilidade para suportar a produção de álcool a partir de substratos gasosos, tal como gases industriais contendo CO de alto volume. Em alguns aspectos, um gás que inclui CO é derivado de resíduo contendo carbono, por exemplo,

gases residuais industriais ou a partir da gaseificação de outros resíduos. A fermentação de gás contendo CO pode resultar em CO2 no efluente gasoso da fermentadora. Como tal, os processos representam processos eficazes para captura de carbono, que, de outro modo, seria descarregado para o ambiente. Neste aspecto, o efluente gasoso da fermentação do gás contendo CO pode incluir cerca de 0,5% mol a cerca de 50% mols de CO.

[0069] Mistura de fluxos de gás: De acordo com aspectos particulares, fluxos de duas ou mais fontes podem ser combinados e/ou misturados, para produzir um fluxo de substrato desejável e/ou otimizado. Por exemplo, um fluxo compreendendo uma alta concentração de CO2, tal como o escape de uma usina siderúrgica, pode ser combinado com um fluxo compreendendo altas concentrações de H2, tais como o efluente gasoso de uma coqueria de usina siderúrgica.

[0070] Dependendo da composição do substrato contendo CO2, o substrato contendo CO2 pode ser fornecido diretamente a um processo de fermentação ou pode ser adicionalmente modificado, para inclui uma razão molar de H2 para CO2 apropriada. O substrato contendo CO2 pode incluir de cerca de 5 a cerca de 90% mols de CO2 e de cerca de 5 a cerca de 90% mols de H2. Em um aspecto, o fluxo de gás contendo CO2 inclui cerca de 5 a cerca de 66,6% de CO2.

[0071] Em outro aspecto, o substrato contendo CO2 fornecido ao biorreator Bx 110 pode incluir de cerca de 0% mol a cerca de 50% mols de CO em outro aspecto, cerca de 0,5% mol de CO a cerca de 50% mols de CO, em outro aspecto, cerca de 0,5% mol de CO a cerca de 5% mols de CO, e, em outro aspecto, cerca de 2% mols de CO a cerca de 5% mols de CO.

[0072] Em um aspecto, as bactérias acetogênicas terão uma razão molar de consumo de H2 para CO2 em uma razão de cerca de 4:1 a cerca de 1:2. Consequentemente, qualquer gás de substrato fornecido ao biorreator, que inclua H2 e CO2 pode ser utilizado. Entretanto, níveis ótimos de gás de substrato fornecido ao biorreator terão uma razão de

H2 para CO2 de cerca de 4:1 a cerca de 1:1, em outro aspecto, cerca de 2:1, e, em outro aspecto, cerca de 3,5:1 a cerca de 1,5:1.

[0073] Projeto e Operação de Biorreator: Descrições de projetos de fermentadora são descritos nos Nos de série US 13/471.827 e 13/471.858, ambos depositados em 15 de maio de 2012, e Nº de série US 13/473.167, depositado em 16 de maio de 2012, todos os quais são incorporados neste documento por referência.

[0074] A fermentação deve, desejavelmente, ser conduzida sob as condições apropriadas para que a fermentação desejada ocorra (por exemplo, CO2-em-ácido acético). As condições de reação a serem consideradas incluem pressão, temperatura, vazão de gás, vazão de líquido, pH do meio, taxa de agitação (se utilizando um reator de tanque agitado), nível do inóculo, e concentração de ácido acético máxima, para evitar inibição do produto. Neste aspecto, o processo inclui condições de reação nas seguintes faixas: Pressão: cerca de 0 a cerca de 500 psi, em outro aspecto, cerca de 0 a cerca de 200 psi; Temperatura: cerca de 30 °C a cerca de 42 °C; pH do meio: cerca de 4 a cerca de 6,9; Taxa de agitação: cerca de 100 a cerca de 2000 rpm; Fornecimento de nutriente conforme descrito neste documento.

[0075] Bactérias acetogênicas: Em um aspecto, os micro- organismos utilizados incluem bactérias acetogênicas anaeróbicas Mx, que incluem uma bomba de sódio, que pode também ser descrita como ATPases de translocação de sódio (para bioenergética da membrana). ATPase de translocação de sódio são descritas em Muller, “Energy Conservation in Acetogenic Bacteria,” Appl. Environ. Microbiol.

November 2003, vol. 69, no. 11, pp. 6345-6353, que é incorporado neste documento por referência. Acetógenos que incluem uma ATPase de translocação de sódio requerem cerca de 500 ppm de NaCl em seu meio de crescimento para crescimento. Para determinar se um acetógeno inclui uma ATPase de translocação de sódio, o acetógeno é inoculado em garrafas de soro contendo cerca de 30 a cerca de 50 ml de meio de crescimento, com cerca de 0 a cerca de 2000 ppm de NaCl. Crescimento normal nas concentrações de NaCl de cerca de 500 ppm ou mais significa que o acetógeno inclui uma ATPase de translocação de sódio.

[0076] Neste documento, bactérias acetogênicas Mx apropriadas incluem bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA- 1772), Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Ruminococcus productus, Acetogenium kivui, e combinações das mesmas. Em outro aspecto, o micro-organismo é Acetobacterium woodii.

[0077] Composições do Meio e Controle das Vazões de Alimentação do Meio: Em conformidade com um aspecto, o processo de fermentação é iniciado através da adição de um meio apropriado ao recipiente do reator. O líquido contido no recipiente do reator pode incluir qualquer tipo de meio de nutriente ou meio de fermentação apropriado. O meio de nutriente irá incluir vitaminas e minerais eficaz para permitir o crescimento do micro-organismo sendo utilizado. Esterilização pode nem sempre ser requerida.

[0078] Concentrações de vários componentes do meio para uso no biorreator Bx 110 com bactérias acetogênicas Mx são como se segue:

Vazão de Alimentação Concentração Elemento µg/grama de mg/L células/minuto NH4+ 82-3280 20,5-820 Fe 0,85-34 0,28-8,5 Ni 0,07-2,81 0,023-0,702 Co 0,037-1,49 0,012-0,373 Se 0,027-1,1 0,009-0,274 Zn 0,59-23,8 0,198-5,95 Mo 0,003-0,397 0,003-0,1 quelante 2,5-100 0,83-25 W 0,8-32,1 0,26-8,03 K 98-3933 32,77-983,35 Mg 0,71-28,69 0,23-7,18 Na 875-35000 290-8750 S 15-625 2,08-62,5 P 20-805 6,7-201,3 d-biotina 0,016-0,64 0,005-0,16 tiamina HCl 0,04-1,6 0,01-0,4 D-pantotenato de 0,02-0,81 0,006-0,202 cálcio

[0079] A operação do processo mantém um pH em uma faixa de cerca de 4 a cerca de 6,9, em outro aspecto, cerca de 5 a cerca de 6,5, em outro aspecto, cerca de 5,1 a cerca de 6, e, em outro aspecto, cerca de 5,2 a cerca de 6. O meio inclui menos do que cerca de 0,01 g/L de extrato de levedura e menos do que cerca de 0,01 g/L de carboidratos.

[0080] A composição também inclui uma concentração de íon de sódio de cerca de 40 a cerca de 500 mmol por litro, em outro aspecto, cerca de 40 a cerca de 250 mmol por litro e, em outro aspecto, uma concentração de íon de sódio de cerca de 50 a cerca de 200 mmol por litro. Em um aspecto, a concentração de íon de sódio é cerca de 500 ppm a cerca de 8000 ppm, em outro aspecto, cerca de 1000 ppm a cerca de 7000 ppm, em outro aspecto, cerca de 3000 ppm a cerca de 6000 ppm, em outro aspecto, cerca de 2000 a cerca de 5000 ppm de Na, e, em outro aspecto, cerca de 3000 a cerca de 4000 ppm de Na. A fonte de íon de sódio é fornecida através de um composto selecionado do grupo compreendendo cloreto de sódio, hidróxido de sódio, fosfato de sódio, sulfato de sódio, nitrato de sódio, bicarbonato de sódio, bisulfato de sódio e misturas dos mesmos.

[0081] A composição inclui uma fonte de molibdênio. Neste aspecto, a concentração de molibdênio é cerca de 3,97 μg/L a cerca de 396,5 μg/L, e, em outro aspecto, cerca de 7,93 μg/L a cerca de 198,25 μg/L. Fontes de molibdênio inclui Na2MoO4, CaMoO4, FeMoO4 e misturas dos mesmos.

[0082] A composição pode também incluir um agente complexante. Neste aspecto, um agente complexante pode ser incluído na composição, quando a composição tem um pH de cerca de 5,2 ou mais. O agente complexante pode incluir ácido etilenodiaminotetra-acético (EDTA), ácido etilenodiaminadiacético (EDDA), ácido etilenodiamino dissuccínico (EDDS) e misturas dos mesmos.

[0083] A composição pode incluir uma ou mais de uma fonte de NH4+, P, K, Fe, Ni, CO, Se, Zn ou Mg. Fontes de cada um destes elementos podem ser como se segue:

[0084] NH4+: O nitrogênio pode ser fornecido a partir de uma fonte de nitrogênio selecionada do grupo que compreende hidróxido de amônio, cloreto de amônio, fosfato de amônio sulfato de amônio, nitrato de amônio, e misturas dos mesmos.

[0085] P: O fósforo pode ser fornecido a partir de uma fonte de fósforo selecionada do grupo que compreende ácido fosfórico, fosfato de amônio, fosfato de potássio, e misturas dos mesmos.

[0086] K: O potássio pode ser fornecido a partir de uma fonte de potássio selecionado do grupo consistindo de cloreto de potássio, fosfato de potássio, nitrato de potássio, sulfato de potássio e misturas dos mesmos.

[0087] Fe: O ferro pode ser fornecido a partir de uma fonte de ferro selecionada do grupo que compreende cloreto ferroso, sulfato ferroso, e misturas dos mesmos.

[0088] Ni: O níquel pode ser fornecido a partir de uma fonte de níquel selecionada do grupo compreendendo cloreto de níquel, sulfato de níquel, nitrato de níquel, e misturas dos mesmos.

[0089] Co: O cobalto pode ser fornecido a partir de uma fonte de cobalto selecionada do grupo compreendendo cloreto de cobalto, fluoreto de cobalto, brometo de cobalto, iodeto de cobalto, e misturas dos mesmos.

[0090] Se: O selênio pode ser fornecido a partir de Na2SeO3, C3H6NO2Se, e misturas dos mesmos.

[0091] Zn: O zinco pode ser fornecido a partir de ZnSO4.

[0092] W: O tungstênio pode ser fornecido a partir de uma fonte de tungstênio selecionada a partir do grupo que compreende tungstato de sódio, tungstato de cálcio, tungstato de potássio, e misturas dos mesmos.

[0093] Mg: O magnésio pode ser fornecido a partir de uma fonte de magnésio selecionada do grupo que compreende cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, fosfato de magnésio, e misturas dos mesmos.

[0094] S: A composição pode também incluir enxofre. O enxofre pode ser fornecido a partir de uma fonte de enxofre selecionada do grupo consistindo de cisteína, sulfeto de sódio, NaHS, NaH2S, e misturas dos mesmos.

[0095] Inicialização: Com a inoculação, uma vazão de suprimento de gás de alimentação inicial é estabelecida, eficaz para o suprimento da população inicial de micro-organismos. Gás efluente é analisado, para determinar o teor do gás efluente. Os resultados da análise do gás são utilizados para controlar as vazões de alimentação do gás. Neste aspecto, o processo fornece uma densidade celular mínima de cerca de

0,1 gramas por litro. Em outro aspecto, o processo fornece uma razão de quantidades de CO2 calculadas por unidade de tempo (mmol/min) para densidade celular inicial (gramas/litro) de cerca de 0,05 a cerca de 1, e, em outro aspecto, cerca de 0,01 a cerca de 4.

[0096] Em um aspecto, os nutrientes podem ser adicionados à cultura, para aumentar as taxas de crescimento celular. Nutrientes apropriados podem incluir frações não carboidratos de extrato de levedura.

[0097] Pós inicialização: Ao alcançar os níveis desejados, a fase líquida e o material celular são retirados do reator e reabastecido com o meio. O processo de fermentação é eficaz para aumentar a densidade celular, se comparado com uma densidade celular inicial. Neste aspecto, o processo fornece uma densidade celular média de cerca de 2 a cerca de 50 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 30 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 20 gramas/litro, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 10 gramas/litro em outro aspecto, cerca de 5 a cerca de 10 gramas/litro, e, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 6 gramas/litro.

[0098] Produção de Ácido Orgânico: Em outro aspecto, o processo fornece uma fonte de ácidos orgânicos C1 a C10. Neste aspecto, o processo pode incluir a obtenção de produto ou produtos ácido do caldo líquido da fermentação. Neste aspecto, fornece uma produtividade específica de ácido orgânica de cerca de 0,2 a cerca de 59 gramas de ácido orgânico/litro/dia/g de células, em outro aspecto, cerca de 0,2 a cerca de 20 gramas de ácido orgânico/litro/dia/g de células, em outro aspecto, cerca de 10 a cerca de 50 gramas de ácido orgânico/litro/dia/g de células, em outro aspecto, cerca de 14 a cerca de 30 gramas de ácido orgânico/litro/dia/g de células, em outro aspecto, cerca de 2 a cerca de 20 gramas de ácido orgânico/litro/dia/g de células e, em outro aspecto, cerca de 15 a cerca de 25 gramas de ácido orgânico/litro/dia/g de células. Em um aspecto, o ácido orgânico é ácido acético ou ácido butírico, ou uma mistura dos mesmos.

[0099] Conversões de CO2 e H2: O processo é eficaz para fornecer uma captação de CO2 de cerca de 0,05 a cerca de 1,5 mmol de CO2/minuto/grama de células secas, uma captação de H2 de cerca de 0,08 a cerca de 1,5 mmol de H2/minuto/grama de células secas. O processo é eficaz para fornecer cerca de 25 a cerca de 100% de conversão de CO2, em outro aspecto, cerca de 50 a cerca de 100% de conversão de CO2, e, em outro aspecto, cerca de 75 a cerca de 100% de conversão de CO2. Em outro aspecto, o processo é eficaz para fornecer cerca de 25 a cerca de 100% de conversão de H2, em outro aspecto, cerca de 50 a cerca de 100% de conversão de H2, e, em outro aspecto, cerca de 75 a cerca de 100% de conversão de H2.

[00100] A Figura 4 mostra um gráfico de conversão de CO2 404 e conversão de H2 402 por Acetobacterium woodii. Uma ilustração gráfica da produção de ácido acético 504 e sua média móvel 502, e densidade celular 506 contra o tempo é mostrada na Figura 5.

EXEMPLOS Exemplo 1: Preparo de Acetobacterium wooddi

[00101] Um pellet liofilizado inicial de Acetobacterium woodii foi obtido a partir da coleção de cultura alemã DSMZ, cepa ID DSM-1030. A cultura foi inicialmente revivida a partir do pellet liofilizado utilizando meio rico (frutose e extrato de levedura). Um método de adaptação foi utilizado para remover frutose do meio da garrafa de soro, onde a concentração de frutose no meio de crescimento foi diminuída 75%, 50%, 10%. A taxa de crescimento e consumo de gás foram utilizados como um indicador da adaptação. (aproximadamente 5 semanas). O trabalho de adaptação do pH preliminar em garrafas de soro reduziu o pH requerido de 7,4 para 6,0 (3 semanas). Neste ponto, a cultura foi amplificada e inoculada em um reator. Em um reator, a cultura foi ainda adaptada para crescer em pH mais baixo de 5,2 a 5,7.

Exemplo 2: Método de Inicialização do Reator CSTR para Acetobacterium woodii

[00102] Um gás de síntese contendo CO2 e H2 foi continuamente introduzido em um biorreator de tanque agitado contendo Acetobacterium woodii, juntamente com um meio líquido contendo vitaminas, metais-traço, cisteína (como fonte de enxofre), e sais, conforme descrito neste documento.

[00103] Um reator New Brunswick Bioflow 310 contendo o meio de fermentação foi iniciado com Acetobacterium woodii crescendo ativamente. A taxa de agitação do reator foi configurada para 200 rpm. Esta taxa de agitação foi aumentada durante todo o experimento de 200 para 600 rpm. O fluxo de gás de alimentação para o reator foi aumentado de um inicial a 49 mL/min para 137 mL/min. A temperatura no biorreator foi mantida a 33,5 °C durante todo o experimento. As amostras de alimentação de gás para o biorreator e efluentes gasosos do biorreator e caldo de fermentação no biorreator foram tomadas em intervalos, por exemplo, gás de alimentação, efluentes gasosos e caldo de fermentação foram amostrados cerca de diariamente, uma vez a cada duas horas, e uma vez a cada quatro horas, respectivamente. As amostras acima foram analisadas para consumo ou produção de vários componentes de gás, concentração de ácido acético no caldo, e densidade ótica (densidade celular) da cultura. O volume não despertado do reator foi mantido entre 1600 e 1750 ml durante todo o experimento. Além disso, o fluxo de gás para o reator foi mantido nas vazões de gás requeridas, utilizando um controlador de fluxo de massa. A composição do gás de síntese de alimentação foi 70% H2, 25% CO2, e 5% N2. Este experimento foi concluído, quando a operação estável foi alcançada.

[00104] Um sistema de reciclagem celular (CRS) foi ligado ao reator antes do início do experimento. Durante o experimento, a vazão dos nutrientes (meio de crescimento) para o reator foi como indicado na

Tabela. A vazão de alimentação média foi mantida durante todo o experimento. A vazão de alimentação base (0,5M NaOH) para controle do pH foi de 0,14-0,44 ml/min, e, através do CRS, 5,1-5,4 ml/min de permeado foram retirados do reator.

[00105] H2 e CO2 no gás de alimentação foram fixados em material celular e ácido acético. A remoção de H2 e CO2 foi calculada através da comparação da composição do gás de entrada com a composição do gás efluente. A captação de gás componente é expressa em % de moléculas de gás convertido por bactérias. Neste experimento, as seguintes conversões foram alcançadas; H2: 40% - 54%, CO2: 28% - 70%. Neste experimento, a taxa de produção de ácido acético foi de 5-23 g/l/dia.

[00106] Os resultados podem ser resumidos como se segue: Captação de CO2 específica (mmol 0,17- CO2/min/gramas de células secas) 0,33 Captação de H2 específica (mmol 0,20 – H2/min/gramas de células secas) 0,9 Produtividade de ácido acético (g/L/dia) 5-23 Produtividade específica de ácido acético 4,6 - (g/L/dia/g de células) 11,6 Densidade Celular media (g/L) 1,5 Exemplo 3: Fermentação de CO2, CO e H2 por Acetobacterium woodii

[00107] Um gás contendo CO2 e H2 foi continuamente introduzido em um biorreator de tanque agitado contendo Acetobacterium woodii, juntamente com um meio líquido convencional contendo vitaminas, metais-traço, e sais. As fermentações foram iniciadas como descrito no Exemplo 2 e, então, continuada para operação estável. Neste Exemplo, o gás de alimentação incluiu 5% mols CO.

[00108] A Figura 6 e a Figura 7 descrevem o crescimento de Acetobacterium woodii na presença de 5% CO. A Figura 6 ilustra a densidade celular 602 e produtividade de ácido acético específica 604 contra tempo. A Figura 7 ilustra a conversão de H2 702, conversões de CO 704, conversões de CO2 706, e densidade celular 708.

Exemplo 4: Crescimento e Manutenção da Cultura de Acetobacterium woodii em pH 5,2 sem um Agente Quelante (EDTA) no Meio de Crescimento

[00109] Um fluxo de gás contendo CO2 e H2 foi continuamente introduzido em um biorreator de tanque agitado contendo Acetobacterium Woodii, juntamente com um meio de crescimento, conforme descrito neste documento.

[00110] Um reator New Brunswick Bioflow 115 contendo meio de fermentação foi iniciado com Acetobacterium woodii (AW) ativamente em crescimento. A taxa de agitação do reator foi estabelecida para 600 rpm. Essa taxa de agitação permaneceu constante durante todo o experimento. O fluxo de gás de alimentação para o reator foi mantido a 36,6 mL/min a 44,4 mL/min. A temperatura no biorreator foi mantida a 33 °C durante todo o experimento. Os níveis de Na+ foram mantidos a 300 a 4000 ppm. As amostras de alimentação de gás para dentro do biorreator e efluentes gasosos do biorreator e caldo de fermentação no biorreator foram tomadas em intervalos, por exemplo, gás de alimentação, efluente gasoso e caldo de fermentação foram amostrados cerca de diariamente, uma vez a cada duas horas e uma vez a cada quatro horas, respectivamente. As amostras acima foram analisadas para consumo ou produção de vários componentes do gás, concentração de ácido acético do caldo, e a densidade ótica (densidade celular) da cultura. O volume não despertado do reator foi mantido entre 1900 e 2275 ml durante todo o experimento. Além disso, o fluxo de gás para o reator foi mantido nas vazões de gás requeridas, utilizando um controlador de fluxo de massa. A composição do gás de síntese alimentada deste experimento foi 70% H2, 25% CO2 e 5% N2.

[00111] Um sistema de reciclagem celular (CRS) foi ligado ao reator antes do início do experimento. Durante o experimento, a vazão dos nutrientes (meio de crescimento) para o reator foi mantida a 2,8 ml/min. A vazão de alimentação média foi mantida durante todo o experimento. A taxa de base média (NaOH) requerida para manter o pH a 5,2 foi 0,075 ml/min, e, através do CRS, 2,9 ml/min de permeado foram retirados do reator.

[00112] H2 e CO2 no gás de alimentação foram fixados em material celular e ácido acético. A remoção de H2 e CO2 foi calculada através da comparação da composição do gás de entrada com a composição do gás efluente. A captação de gás componente pode ser expressa em % de moléculas de gás convertidas por bactérias.

[00113] As seguintes conversões foram alcançadas: H2: 28% a 54% CO2: 40% a 59% A taxa de produção de ácido acético foi de 0,7949 (g/L/dia).

A densidade celular média da cultura foi 1,9 g/L Conversões de CO2 802, conversões de H2 804 e densidade celular 806 são mostradas na Figura 8.

Exemplo 5: Uso de EDDA em Meio de Crescimento

[00114] As fermentações foram iniciadas conforme descrito no Exemplo 2 e incluíram o uso de ácido etilenodiamino diacético (EDDA) como um agente quelante (complexante). Agentes quelantes são empregados para manter metais em solução, uma vez que a solubilidade de alguns dos metais empregados em meio AW diminui com o pH crescente. Se o pH do caldo do reator estiver acima de pH 5,2, os agentes quelantes são empregados, para fornecerem quantidade suficiente de nutrientes à AW. A Figura 9 mostra um período de 96h representativo do experimento, que ilustra a capacidade de manter a densidade celular 902, enquanto produzindo crescentes concentrações de ácido acético 904.

Exemplo 6: Efeito da Remoção e Readição de Molibdênio sobre o Metabolismo Celular

[00115] As fermentações foram iniciadas conforme descrito no Exemplo 2, e, então, continuaram até operação estável. O molibdênio foi removido do meio de cultura e, então, readicionado ao meio de crescimento após a produtividade de ácido acético ter caído para 75% de sua concentração inicial.

[00116] A Figura 10 ilustra a produtividade de ácido acético 903 plotada contra sua vazão do meio 905, com as linhas vermelhas indicando a remoção e readição de molibdênio ao meio de crescimento. Iniciando em cerca de 810 horas cumulativas, uma tendência de queda de HAc foi observada, com a remoção do molibdênio ocorrendo em cerca de 795 horas cumulativas. Essa tendência de queda diminuiu, estagnou e, então, foi revertida para uma tendência de subida, em correspondência com a readição de molibdênio ao meio em cerca de 900 horas.

[00117] A Figura 11 ilustra a densidade celular de 906 e vazão do gás (GFR) 901 plotada contra tempo, com as linhas vermelhas indicando a remoção e readição do molibdênio ao meio de crescimento. Iniciando em cerca de 840 horas cumulativas, a GFR requerida foi menor, comparada com antes da remoção do molibdênio ocorrendo em cerca de 795 horas cumulativas. Essa tendência de queda foi revertida em uma tendência de subida, em correspondência com o retorno do molibdênio ao meio em cerca de 900 horas. A vazão de gás requerida foi determinada pelas conversões de CO2 e H2 da cultura.

Exemplo 7: Um Processo Contínuo para Conversão de CO com

Clostridium ljungdahlii

[00118] Gás de síntese ou residual contendo CO e/ou CO2/H2 foi introduzido continuamente em um biorreator de tanque agitado contendo uma cepa de Clostridium ljungdahlii, juntamente com um meio de fermentação contendo vitaminas, metais-traço e sais, como descrito neste documento.

[00119] Reator New Brunswick BioFlow 310 contendo um meio apropriado foi inoculado com 0,38 g/l de Clostridium ljungdahlii. Antes da inoculação, a taxa de agitação do reator foi estabelecida para 800 rpm, fluxo de gás para o reator foi ajustado para 20 ml/min e um sistema de reciclagem celular foi ligado ao reator. Amostras de gás e de líquido tomadas do reator em intervalos de a cada 1 a 4 horas foram analisadas para consumo ou produção de vários componentes do gás, concentração de ácido acético do caldo, concentração de etanol do caldo e a densidade ótica da cultura. Além disso, a composição do gás de alimentação foi medida diariamente e o fluxo para o reator foi mantido nas vazões de gás requeridas, utilizando o controlador de fluxo de massa. Uma vez que a conversão de H2 alcançou 32%, o fluxo do meio para o reator foi iniciado em 1 ml/min e retirado um permeado de 0,95 ml/min. Fluxo do gás de síntese para o reator foi aumentado com base na conversão de H2 da cultura: fluxo do gás foi aumentado em 10%, se a conversão do H2 foi 32% ou mais. Massa celular aumentada com o tempo e alcançou 3 g/l de massa celular dentro de 72 horas após a inoculação do reator. Neste ponto, a cultura estava produzindo mais do que 18 g/l de etanol. Um cromatógrafo líquido foi utilizado para medir as concentrações de etanol e de ácido acético do caldo. Um cromatógrafo gasoso foi utilizado para medir os componentes do gás de síntese. Agente neutralizante, tal como NH4OH, foi utilizado para manter o pH da cultura em torno de 4,5. A densidade celular do reator foi mantida em torno de 3 g/L ajustando-se a taxa de retirada do permeado. O reator foi configurado tal que a taxa de retirada de permeado controla inversamente a taxa de purga celular do reator. A pressão de operação foi atmosférica.

[00120] À medida que a fermentação bacteriana prossegue durante um período de diversas horas pós-inoculação, CO2 é produzido a partir da conversão de CO, e H2 é consumido juntamente com o CO. O método de produção e sistema de reator de fermentação bacteriana são, então, mantidos em um estado estável, produzindo 15 a 35 g/L de etanol e 0 a 5 g/L de acetato como produtos, com apenas pequenos ajustes ocasionais, para manter a concentração de ácido acético na faixa acima e densidade celular em torno de 3 g/L.

[00121] Esse método de fermentação contínua permite a produção contínua e manutenção de altas concentrações de etanol, com baixas concentrações de subproduto acetato, sob condições de operação estáveis, para realçar o uso de bactéria em causa em uma escala industrial para produção de etanol.

Exemplo 8: Efeito de Adição de Ácido Acético ao Clostridium ljungdahlii

[00122] Fermentações com Clostridium ljungdahlii foram conduzidas como descrito no Exemplo 7.

[00123] Cada teste foi conduzido por 72 horas na presença de 5 g/L NaCl e as seguintes quantidades de ácido acético no caldo do reator.

Controle – sem adições Teste 1 – 2 g/L de ácido acético Teste 2 – 4 g/L de ácido acético Teste 3 – 6 g/L de ácido acético

[00124] A adição de ácido acético ao meio teve um efeito sobre a produtividade específica de etanol. À medida que as concentrações de ácido acético aumentaram, a produção de etanol também aumentou por consequência. Não houve mudança perceptível na produtividade de ácido acético, independente da concentração no meio. Todo ácido adicionado exogenamente pareceu ser convertido pela cultura em etanol. Houve um aumento significativo na captação de CO específica em culturas, que tiveram ácido adicionado exogenamente no meio, quando comparado com o controle, com a concentração mais alta alcançando o nível mais alto de captação em torno de 0,750 mmol/min/g de células. O controle teve média em torno de 0,500 mmol/min/g de células durante este tempo. A concentração de ácido acético também aumentou a captação de hidrogênio. A produtividade específica em estado estável (g/L/dia/g de células) foi como se segue: EtOH Ácido Acético Avg Std Dev Avg Std Dev Controle 6,24 1,33 1,20 0,39 2 g/L HAc 6,33 1,48 1,07 0,34 4 g/L HAc 7,42 1,82 1,16 0,20 6 g/L HAc 8,50 0,35 1,51 0,20

[00125] A Figura 12 ilustra a captação de gás específica por Clostridium ljungdahlii, com várias concentrações de ácido acético.

Exemplo 9: Reator de dois Estágios utilizando Clostridium ljungdahlii e Acetobacterium woodii

[00126] Um reator de dois estágios foi configurado como mostrado na Figura 1. O reator de dois estágios incluiu um biorreator de tanque agitado Bi 120 e biorreator de tanque agitado Bx 110. Cada reator continha um meio líquido contendo vitaminas, metais-traço, cisteína (como fonte de enxofre), e sais, como descrito neste documento. O Biorreator Bi 120 foi iniciado com Clostridium ljungdahlii ativamente em crescimento e o Biorreator Bx 110 foi iniciado com Acetobacterium woodii ativamente em crescimento.

[00127] No biorreator Bx 110, 0,5 M NaOH está sendo utilizado como um agente para manter o pH em torno de 6,0. O consumo aproximado de NaOH por grama de células por hora é 0,21.

[00128] Um substrato gasoso Gi 186 contendo 55% H2, 12% N2, 33% CO foi introduzido no biorreator Bi 120. Um fluxo de saída gasoso (Gp) do biorreator Bi 120 foi fornecido ao biorreator Bx 110, por meio da conexão de fluxo de gás 184.

[00129] Água no sistema estava em uma configuração “fechada” e passou do biorreator 120 para a destilação 188 por meio do conduíte permeado/etanol 192. Água (produto do fundo da coluna de destilação) foi retornada para o biorreator Bx 110 por meio da linha de reciclagem de água 202. O ácido acético do biorreator Bx 110 foi enviado para o biorreator Bi 120 por meio da linha permeado ácido acético 182.

[00130] A fermentação foi conduzida por aproximadamente 120 horas, iniciando a partir do fechamento do circuito de água. O sistema foi equilibrado durante as primeiras 58 horas e dados coleados durante as 62h finais. Os fluxos de gás influentes, 186 (Gi) e 187 (Gx), e fluxos de gás efluente 184 (Gp) e 207 (fluxo de efluentes gasosos do biorreator Bx 110) de ambos os reatores foram analisados aproximadamente a cada quatro horas. A análise foi realizada utilizando cromatografia gasosa. Os dados foram expressados como % da composição. A análise de produto de etanol, ácido acético e butanol foi realizada utilizando cromatografia líquida (LC) aproximadamente a cada quatro horas. A concentração celular de ambos reatores foi monitorada aproximadamente a cada 4 horas.

[00131] % médio da composição e vazões de gás foram como se segue:

GFR H2 N2 CO CO2 (ml/min) Substrato Gasoso Gi 54,8 11,3 32,29 N/A 569 (Fluxos de gás influente para o biorreator 120) Substrato Gasoso Gp 58,6 13,0 3,85 22,4 439 (fluxos do gás efluente para o biorreator 120) Substrato Gasoso Gp 58,6 13,0 3,85 22,4 224 (Fluxos de gás influente para o biorreator 110) Ventilação do Substrato Gasoso 41,7 48,1 0,7 3,8 132 (fluxos do gás efluente para o biorreator 110)

[00132] As vazões de alimentação do influente gasoso para dentro do biorreator Bi 120 e Bx 110 foram mantidas utilizando controladores de fluxo de massa (MFC). As vazões de gás efluente do biorreator Bx 110 e Bi 120 foram medidas utilizando uma bureta. A vazão de gás para o biorreator Bx 110 foi calculada utilizando a razão de composição de N2 de fluxos de gás influente e efluente do biorreator Bx 110.

[00133] Neste experimento, apenas uma fração de gás deixando o biorreator Bi 120 foi alimentada ao biorreator Bx 110. Em um exemplo, 51% de gás efluente do biorreator Bi 120 foram alimentados ao biorreator Bx 110. Em outro exemplo, 60% do gás efluente do biorreator Bi 120 foi alimentado ao biorreator Bx 110. A produtividade de etanol foi como se segue:

Etanol (g/L/g de Reator células de Clostridium/dia) Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) 7,4 Quando 51% de gás efluente do 120 alimentado ao 110 14,3 Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) + Biorreator 110 (Acetobacterium woodii) Quando 60% do gás efluente do 120 alimentado ao 110 16,2 Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) + Biorreator 110 (Acetobacterium woodii)

[00134] Os valores de produtividade de etanol específica para o sistema de dois reatores foram calculados utilizando a produtividade de biorreator Bi 120. Acetobacterium woodii produziram zero a quantidades insignificantes de etanol nestes experimentos. A produtividade de etanol específica de Clostridium ljungdahlii (quando não combinado com o biorreator 110) utilizada nesta tabela foi medida antes de os dois reatores serem conectados. Se 100% do efluente gasoso do biorreator Bi 120 forem supridos ao biorreator Bx 110, é projetado que a produtividade de etanol específica é 24,4 g/L/g de células de Clostridium/dia.

[00135] A captura média de carbono do sistema foi como se segue:

% de % de % de % de conversão Reator conversão conversão conversão de de CO de CO2 de H2 carbono Biorreator 120 (Clostridium 90 N/A 35 18 ljungdahlii) Biorreator 110 (Acetobacterium 95 96 96 81 woodii) Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) + 99,5 96 97,5 83,7 Biorreator 110 (Acetobacterium woodii)

[00136] CO2 é produzido no biorreator 120 através da reação de mudança do vapor de água.

[00137] A Figura 13 mostra consumo de CO 1207 e de CO2 1206 no biorreator 110, quando acoplado com o biorreator 120. As conversões são calculadas utilizando % molar de gás efluente/gás influente.

Exemplo 10: Reator de dois Estágios utilizando Clostridium ljungdahlii e Acetobacterium

[00138] Um reator de dois estágios foi configurado como mostrado na Figura 1. O reator de dois estágios incluiu um biorreator de tanque agitado 120 (Bi) e biorreator de tanque agitado 110 (Bx). Cada reator continha um meio líquido contendo vitaminas, metais-traço, cisteína (como fonte de enxofre), e sais, como descrito neste documento. O Biorreator 120 (Bi) foi iniciado com Clostridium ljungdahlii ativamente em crescimento e o Biorreator 110 (Bx) foi iniciado com Acetobacterium woodii ativamente em crescimento.

[00139] No biorreator Bx 110, 0,5 M NaOH está sendo utilizado como um agente para manter o pH em torno de 5,55. O consumo aproximado de NaOH por grama de células por horas foi 0,13 ml/min.

[00140] Um substrato gasoso 186 (Gi) contendo 56% H2, 11% CH4, 33% CO foi introduzido no biorreator Bi 120. Um fluxo de saída gasoso (Gp) do biorreator 120 foi fornecido ao biorreator Bx 110 por meio da conexão de fluxo de gás 184.

[00141] A água no sistema estava em uma configuração “fechada” e passou do biorreator Bi 120 para destilação 188 por meio do conduíte permeado/etanol 192. Água (produto do fundo da coluna de destilação) foi retornado para o biorreator Bx 110 por meio da linha de reciclagem de água 202. Ácido acético do biorreator Bx 110 foi enviado ao biorreator Bi 120 por meio da linha de permeado ácido acético 182.

[00142] A fermentação foi conduzida por aproximadamente 96 horas, iniciando a partir do fechamento do circuito de água. O sistema foi equilibrado durante as primeiras 48 horas e os dados coletados durante as 48h finais. Os fluxos de gás influente, 186 (Gi) e 187 (Gx), e fluxos de gás efluente 184 (Gp) e 207 (fluxo de ventilação) de ambos reatores foram analisados aproximadamente a cada quatro horas. A análise foi realizada utilizando cromatografia gasosa. Os dados foram expressados como % da composição. A análise de produto de etanol, ácido acético e butanol foi realizada utilizando GC aproximadamente a cada quatro horas. A concentração celular de ambos reatores foi monitorada aproximadamente a cada 4 horas.

[00143] % de composição média e vazões de gás foram como se seguem:

GFR H2 CH4 CO CO2 (ml/min) Substrato Gasoso Gi 56 11 33 N/A 415 (Fluxo de gás influente do biorreator 120) Substrato Gasoso Gp 61,4 13,4 4,2 21,9 342 (Fluxo de gás efluente do biorreator 120) Substrato Gasoso Gp 62 13,6 4,2 22,1 98 (Fluxo de gás influente do biorreator 110) Efluente gasoso do biorreator 110 42,2 45,6 0,2 13,9 23 (Fluxo de gás efluente do biorreator 110)

[00144] As vazões de alimentação do influente gasoso para dentro do biorreator Bi 120 e Bx 110 foram mantidas utilizando controladores de fluxo de massa (MFC). As vazões de efluente gasoso do biorreator Bx 110 e Bi 120 foram medidas utilizando uma bureta. A vazão de gás para o biorreator Bx 110 foi calculada utilizando a razão de composição de CH4 de fluxos de gás influente e efluente do biorreator Bx 110.

[00145] Neste experimento apenas uma fração de gás deixando o biorreator Bi 120 foi alimentada ao biorreator Bx 110. A alimentação de gás para o biorreator Bx 110 foi 22,5% do efluente gasoso total do biorreator Bi 120.

[00146] A produtividade de etanol foi como se segue:

Etanol (g/L/g de células Reator de Clostridium/dia) Biorreator 120 (Clostridium 5,5 ljungdahlii) Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) + 8,2 Biorreator 110 (Acetobacterium woodii)

[00147] Os valores de produtividade de etanol específica para sistema de dois reatores foram calculados utilizando a produtividade de biorreator Bi 120. Acetobacterium woodii produziu zero a quantidades insignificantes de etanol nestes experimentos. A produtividade específica de Clostridium ljungdahlii (quando não combinada com o biorreator Bx 110) mostrada nesta tabela foi medida antes de os dois reatores serem conectados. Se 100% do efluente gasoso do biorreator Bi 120 forem fornecidos ao biorreator Bx 110, é projetado que a produtividade de etanol específica do sistema é 36,4 g/L/g de células de Clostridium/dia.

[00148] A produtividade de butanol foi como se segue.

Butanol (g/L/g de células Reator de Clostridium/dia) Biorreator 120 (Clostridium N/A ljungdahlii) Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) + 1,85 Biorreator 110 (Acetobacterium woodii) -22.5%

[00149] Ácido butírico é produzido por Acetobacterium woodii. Esse experimento mostra que Clostridium ljungdahlii tem a capacidade de converter ácido butírico em butanol. Se 100% do efluente gasoso do biorreator Bi 120 forem supridos ao biorreator Bx 110, é projetado que a produtividade de butanol específica é 8,2 g/L/g de células de Clostridium/dia.

[00150] Uma captura de carbono média do sistema foi como se segue: % de % de % de % de Reator conversão conversão conversão conversão de CO de CO2 de carbono de H2 Biorreator 120 (Clostridium 92 N/A 92 10 ljungdahlii) Biorreator 110 (Acetobacterium 98 80 83 78 woodii) Biorreator 120 (Clostridium ljungdahlii) + 99,8 80 91 80 Biorreator 110 (Acetobacterium woodii) -22,5%

[00151] CO2 é produzido no biorreator Bi 120 através da reação de mudança do vapor de água.

[00152] Enquanto a revelação revelada neste documento foi descrita por meio de realizações específicas, exemplos e aplicações das mesmas, numerosas modificações e variações poderiam ser feitas à mesma por aqueles versados na técnica, sem se distanciar do escopo da revelação estabelecido nas Reivindicações.

Claims (36)

REIVINDICAÇÕES

1. Processo, compreendendo: o fornecimento de um substrato gasoso Gx a um biorreator Bx, o substrato gasoso Gx compreendendo CO2 e contendo 5 a 90% mols de CO2; o fornecimento de bactérias acetogênicas Mx ao biorreator Bx, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx incluem uma ATPase de translocação de sódio, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bx; o fornecimento de íons de sódio ao biorreator Bx através de uma ou mais fontes de íon de sódio; a fermentação do substrato gasoso Gx com as bactérias acetogênicas Mx em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mx e a uma ou mais fontes de íon de sódio, para produzir um ou mais ácidos orgânicos, em que o caldo de fermentação inclui menos do que 0,01 gramas por litro de extrato de levedura, menos do que 0,01 gramas por litro de carboidrato, em que os íons de sódio são fornecidos com uma vazão de alimentação de sódio de 290 a 8750 μg/grama de células/minuto e em que o caldo de fermentação é mantido em um pH na faixa de 4 a 6,9; o fornecimento de pelo menos uma parte do um ou mais ácidos orgânicos a um biorreator Bi; o fornecimento de um substrato gasoso Gi ao biorreator Bi, o substrato gasoso Gi compreendendo CO e contendo 5 a 90% mols de CO; o fornecimento de bactérias acetogênicas Mi ao biorreator

Bi, em que as bactérias acetogênicas Mi incluem uma ATPase de translocação de próton, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bi; e a fermentação do substrato gasoso Gi no biorreator Bi com as bactérias acetogênicas Mi em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mi para produzir um fluxo de líquido compreendendo um ou mais álcoois e um fluxo gasoso Gp compreendendo CO2.

2. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o substrato gasoso Gx inclui pelo menos uma parte do fluxo gasoso Gp.

3. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que um fluxo adicional compreendendo um ou mais ácido orgânicos é fornecido ao biorreator Bi.

4. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o substrato gasoso Gx inclui H2.

5. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o substrato gasoso Gx e o substrato gasoso Gi são selecionados a partir do grupo que consiste em gases industriais, fluxos de gás da fermentadora e misturas dos mesmos.

6. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx são selecionadas a partir do grupo que consiste em bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Ruminococcus productus, Acetogenium kivui e combinações das mesmas.

7. Processo, de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx são Acetobacterium woodii.

8. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a fonte de íon de sódio é fornecida por um composto selecionado a partir do grupo que consiste em cloreto de sódio, hidróxido de sódio, fosfato de sódio, sulfato de sódio, nitrato de sódio, bicarbonato de sódio, bissulfato de sódio e misturas dos mesmos.

9. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o ácido orgânico é um ou mais ácido orgânico C1 a C10.

10. Processo, de acordo com a Reivindicação 9, caracterizado por que o ácido orgânico é ácido acético.

11. Processo, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mi são selecionadas a partir de um grupo que consiste em bactérias Clostridium, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 de DSMZ Alemanha), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC PTA-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ER12 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 de DSMZ Alemanha), Clostridium ragsdalei P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, bactérias acetogênicas, bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous,

Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui, Clostridium Stick- landii e combinações das mesmas.

12. Processo, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mi são Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988).

13. Processo, compreendendo: o fornecimento de um substrato gasoso Gx a um biorreator Bx, o substrato gasoso Gx compreendendo CO2 e H2 e contendo 5 a 90% mols de CO2; o fornecimento de bactérias acetogênicas Mx ao biorreator Bx, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx incluem uma ATPase de translocação de sódio, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bx; o fornecimento de íons de sódio ao biorreator Bx através de uma ou mais fontes de íon de sódio; a fermentação do substrato gasoso Gx com as bactérias acetogênicas Mx em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mx e a uma ou mais fontes de íon de sódio, para produzir um ou mais ácidos orgânicos, em que o caldo de fermentação inclui menos do que 0,01 gramas por litro de extrato de levedura, menos do que 0,01 gramas por litro de carboidrato, e em que os íons de sódio são fornecidos com uma vazão de alimentação de sódio de 290 a 8750 μg/grama de células/minuto, e em que o caldo de fermentação é mantido em um pH em uma faixa de 4 a 6,9; o fornecimento de pelo menos uma parte do um ou mais ácidos orgânicos a um biorreator Bi; o fornecimento de um substrato gasoso Gi ao biorreator Bi, o substrato gasoso Gi compreendendo CO e contendo 5 a 90% mols de CO; o fornecimento de bactérias acetogênicas Mi ao biorreator Bi, em que as bactérias acetogênicas Mi incluem uma ATPase de translocação de próton, que está ativo durante a fermentação no biorreator Bi; e a fermentação do substrato gasoso Gi no biorreator Bi com as bactérias acetogênicas Mi em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mi para produzir um fluxo líquido compreendendo um ou mais álcoois e um fluxo gasoso Gp compreendendo CO2.

14. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que o substrato gasoso Gx inclui pelo menos uma parte do fluxo gasoso Gp.

15. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que um fluxo adicional compreendendo um ou mais ácidos orgânicos é fornecido ao biorreator Bi.

16. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que o substrato gasoso Gx e o substrato gasoso Gi são selecionados a partir do grupo que consiste em gases industriais, fluxos de gás da fermentadora e misturas dos mesmos.

17. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx são selecionadas a partir do grupo que consiste em bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Ruminococcus productus, Acetogenium kivui e combinações das mesmas.

18. Processo, de acordo com a Reivindicação 17, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx são Acetobacterium woodii.

19. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que a fonte de íon de sódio é fornecida por um composto selecionado a partir do grupo que consiste em cloreto de sódio, hidróxido de sódio, fosfato de sódio, sulfato de sódio, nitrato de sódio, bicarbonato de sódio, bissulfato de sódio e misturas dos mesmos.

20. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que o ácido orgânico é um ou mais ácido orgânico C1 a C10.

21. Processo, de acordo com a Reivindicação 20, caracterizado por que o ácido orgânico é ácido acético.

22. Processo, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mi são selecionadas a partir de um grupo que consiste em bactérias Clostridium, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 de DSMZ Alemanha), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC PTA-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ER12 (ATCC

55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 de DSMZ Alemanha), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, bactérias acetogênicas, bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui e combinações das mesmas.

23. Processo, de acordo com a Reivindicação 22, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mi são Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988).

24. Processo, compreendendo: o fornecimento de um substrato gasoso Gx a um biorreator Bx, o substrato gasoso Gx compreendendo CO2 e contendo 5 a 90% mols de CO2; o fornecimento de bactérias acetogênicas Mx ao biorreator Bx, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx incluem uma ATPase de translocação de sódio, que está ativa durante a fermentação no biorreator Bx; o fornecimento de íons de sódio ao biorreator Bx através de uma ou mais fontes de íon de sódio;

a fermentação do substrato gasoso Gx com as bactérias acetogênicas Mx em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mx e a uma ou mais fontes de íon de sódio, para produzir um ou mais ácidos orgânicos, em que o caldo de fermentação inclui menos do que 0,01 gramas por litro de extrato de levedura, menos do que 0,01 gramas por litro de carboidrato e em que os íons de sódio são fornecidos com uma vazão alimentação de sódio de 290 a 8750 μg/grama de células/minuto e em que o caldo de fermentação é mantido em um pH na faixa de 4 a 6,9; o fornecimento de pelo menos uma parte do um ou mais ácidos orgânicos a um sistema de biorreator Bi-s; o fornecimento de um substrato gasoso Gi ao sistema de biorreator Bi-s, o substrato gasoso Gi compreendendo CO e contendo 5 a 90% mols de CO; o fornecimento de bactérias acetogênicas Mi ao sistema de biorreator Bi-s, em que as bactérias acetogênicas Mi incluem uma ATPase de translocação de próton, que está ativa durante a fermentação no sistema de biorreator Bi-s; e a fermentação do substrato gasoso Gi no sistema de biorreator Bi-s com as bactérias acetogênicas Mi em um caldo de fermentação compreendendo as bactérias acetogênicas Mi para produzir um fluxo de líquido compreendendo um ou mais álcoois e um fluxo gasoso Gp compreendendo CO2.

25. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que o sistema de biorreator Bi-s inclui dois ou mais biorreatores Bi-n.

26. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que o substrato gasoso Gi é fornecido a dois ou mais biorreatores Bi-n, para alcançar uma velocidade de gás superficial eficaz para a produção de 10% ou menos de um volume de cultura em espuma por hora.

27. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que o substrato gasoso Gx inclui pelo menos uma parte do fluxo gasoso Gp.

28. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que o substrato gasoso Gx inclui H2.

29. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que o substrato gasoso Gx e o substrato gasoso Gi são selecionados a partir do grupo que consiste em gases industriais, fluxos de gás de fermentadora e misturas dos mesmos.

30. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx são selecionadas a partir do grupo que consiste em bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Ruminococcus productus, Acetogenium kivui e combinações das mesmas.

31. Processo, de acordo com a Reivindicação 30, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mx são Acetobacterium woodii.

32. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que a fonte de íon de sódio é fornecida por um composto selecionado a partir do grupo que consiste em cloreto de sódio, hidróxido de sódio, fosfato de sódio, sulfato de sódio, nitrato de sódio, bicarbonato de sódio, bissulfato de sódio e misturas dos mesmos.

33. Processo, de acordo com a Reivindicação 22, caracterizado por que o ácido orgânico é um ou mais ácido orgânico C1 a C10.

34. Processo, de acordo com a Reivindicação 33, caracterizado por que o ácido orgânico é ácido acético.

35. Processo, de acordo com a Reivindicação 24, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mi são selecionadas a partir de um grupo que consiste em bactérias Clostridium, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 de DSMZ Alemanha), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 de DSMZ Alemanha), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC PTA-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ER12 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 de DSMZ Alemanha), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, bactérias acetogênicas, bactérias Acetobacterium, Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Moorella thermoacetica, Moorella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui e combinações das mesmas.

36. Processo, de acordo com a Reivindicação 35, caracterizado por que as bactérias acetogênicas Mi são Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC

55988).