KR20170040247A - Ｃｏ-함유 기질의 발효 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
CO-함유 기질의 안정한 발효 및 개선된 에탄올 생산성을 위한 방법은, 발효 중 미생물에 의해 필요한 양의 배지 성분을 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 발효 배지 중 칼륨 농도를 측정하는 단계, 및 제 1 배지 및 제 2 배지를 발효에 제공하는 단계로서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지 발효 배지 중 칼륨 농도를 약 20 내지 약 200 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지를 제공하는 단계를 포함한다.
Description
본 출원은 2014 년 8 월 12 자 출원된 미국 가출원 제 62/036,239 호의 우선권주장 출원으로서, 상기 출원은 그 전문이 본원에 참조로서 인용된다.
CO-함유 기질을 발효시키는 방법이 제공된다. 더욱 특히, 상기 방법은 발효 배지 중 영양소 농도를 측정하고, 이들 농도를 농도 범위 내로 유지하는 것을 포함한다. 상기 방법은 10 g 총 알코올/(L·일) 이상의 STY 를 제공하는데 효과적인 특정 영양소 농도를 유지하는 것을 추가로 포함한다.
발효는 한정된 액체 배지 중에서 일어난다. 이러한 배지는 통상적으로 발효 성능 개선에 중요한 다양한 다량- 및 미량-영양소 공급원을 포함할 수 있다. 가스성 기질과 같이 보다 덜 일반적인 기질과 관련하여 사용되는 배지로는, 성능을 최적화하기 위하여 잘 확립된 배지가 요구된다. 혐기성 발효 또한 잘 확립된 배지가 요구된다.
혐기성 미생물은 가스성 기질의 발효를 통해 일산화탄소 (CO) 로부터 에탄올을 생성할 수 있다. 클로스트리디움 (Clostridium) 속의 혐기성 미생물을 사용한 발효는, 에탄올 및 기타 유용한 생성물을 생성한다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,173,429 호에는 합성 가스로부터 에탄올 및 아세테이트를 생성하는 혐기성 미생물인, 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) ATCC 번호 49587 이 기재되어 있다. 미국 특허 제 5,807,722 호에는 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) ATCC 번호 55380 을 사용하여 폐가스를 유기산 및 알코올로 전환하는 방법 및 설비가 기재되어 있다. 미국 특허 제 6,136,577 호에는 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) ATCC 번호 55988 및 55989 를 사용하여 폐가스를 에탄올로 전환하는 방법 및 설비가 기재되어 있다.
미국 특허 제 7,285,402 호에는 에탄올의 생성을 위해 가스성 기질의 혐기성 발효에 사용되는 공지된 배지가 기재되어 있다. 배지 중 다양한 성분 및 성분 농도는 고 수준의 에탄올 생산성을 제공하는데 효과적이다. 미생물에 의해 필요에 따라 발효 중 다양한 시간에서 특정 배지 성분을 제공하는 것은, 개선된 에탄올 생산성 및 보다 안정한 발효 방법을 제공할 수 있다.
요약
CO-함유 기질의 안정한 발효 및 개선된 에탄올 생산성을 위한 방법은, 발효 중 미생물에 의해 필요한 양의 배지 성분을 제공하는 것을 포함한다. 더욱 특히, CO-함유 기질의 발효 방법은, CO-함유 기질을 발효에 제공하는 것 및 CO-함유 기질을 발효시키는 것을 포함한다. 상기 방법은 이온 크로마토그래피, 유도 결합 플라즈마 분광분석법, 이온 선택성 전극, 화염 광도측정법, 화염 이온화 원자 흡수 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기법을 사용하여 발효 배지 중 영양소 농도를 모니터링하는 것을 추가로 포함한다.
또 다른 양태에서, CO-함유 기질의 발효 방법은 CO-함유 기질을 발효에 제공하고 CO-함유 기질을 발효시키는 것; 발효 배지 중 칼륨 농도를 측정하는 것; 및 제 1 배지 및 제 2 배지를 발효에 제공하는 것으로서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지 발효 배지 중 칼륨을 약 20 내지 약 200 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지를 제공하는 것을 포함한다.
하기 설명은 제한하는 의미로 해석되는 것이 아니라, 단지 예시적 구현예의 일반 원리를 기재하기 위한 것이다. 본 발명의 범위는 특허청구범위를 참조로 결정되어야 한다.
정의
달리 정의되지 않는 한, 본 개시를 위하여 명세서 전반에 걸쳐 사용된 하기 용어들은 다음과 같이 정의되며, 이는 하기 정의되는 정의의 단수형 또는 복수형을 포함할 수 있다:
임의의 양을 수식하는 용어 "약" 은 실제 조건, 예를 들어 실험실, 파일럿 플랜트 또는 생산 시설에서 이용되는 양에 있어서의 편차를 의미한다. 예를 들어, "약" 에 의해 수식되는 경우 혼합물 또는 수량에 이용된 성분 또는 측정치의 양은, 생산 플랜트 또는 실험실에서의 실험 조건 하에서 측정 시 통상적으로 이용되는 편차 및 고려의 정도를 포함한다. 예를 들어, "약" 에 의해 수식되는 경우 생성물 중 성분의 양은, 플랜트 또는 실험실에서 여러 실험들 중 배치들 간의 편차 및 분석 방법에 내재된 편차를 포함한다. "약" 에 의해 수식되는 여부에 따라, 양은 이들 양에 대한 등가량을 포함한다. 본원에서 언급되고 "약" 에 의해 수식된 임의의 수량은 또한 "약" 에 의해 수식되지 않은 양으로서 본 개시에서 이용될 수 있다.
본원에 사용된 바 "탄소질 재료" 는, 석탄 및 석유와 같은 탄소 풍부 재료를 의미한다. 하지만, 본 명세서에서, 탄소질 재료에는, 고체, 액체, 가스, 또는 플라즈마 상태일 수 있는 임의의 탄소 재료가 포함된다. 탄소질 재료로서 간주될 수 있는 다수의 물품 중에서, 본 개시에서는 하기를 고려한다: 탄소질 재료, 탄소질 액체 산물, 탄소질 산업용 액체 재순환물, 탄소질 도시 고형 폐기물 (MSW 또는 msw), 탄소질 도시 폐기물, 탄소질 농업 재료, 탄소질 임업 재료, 탄소질 목재 폐기물, 탄소질 건축 재료, 탄소질 식물 재료, 탄소질 산업 폐기물, 탄소질 발효 폐기물, 탄소질 석유화학 부산물, 탄소질 알코올 생산 부산물, 탄소질 석탄, 타이어, 플라스틱, 폐기물 플라스틱, 코크스 오븐 타르, 섬유소프트 (fibersoft), 리그닌, 흑액, 중합체, 폐기물 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETA), 폴리스티렌 (PS), 하수 슬러지, 동물 폐기물, 작물 잔류물, 에너지 작물, 산림 가공 잔류물, 목재 가공 잔류물, 가축 폐기물, 가금류 폐기물, 식품 가공 잔류물, 발효 공정 폐기물, 에탄올 부산물, 소비된 곡물, 소비된 미생물, 또는 이들의 조합.
용어 "섬유소프트 (fibersoft 또는 Fibersoft 또는 fibrosoft 또는 fibrousoft)" 는, 다양한 물질의 연화 및 농축의 결과물로서 제조되는 탄소질 재료의 유형을 의미하며; 예를 들어, 탄소질 재료는 다양한 물질의 스팀 오토클레이빙을 통해 제조된다. 또 다른 예에서, 섬유소프트는 도시, 산업, 상업, 및 의료 폐기물의 스팀 오토클레이빙을 통해 수득되는 섬유성의 곤죽같은 (mushy) 재료를 포함할 수 있다.
용어 "도시 고형 폐기물" 또는 "MSW" 또는 "msw" 는, 가정, 상업, 산업 및/또는 잔류 폐기물을 포함할 수 있는 폐기물을 의미한다.
용어 "신가스 (syngas)" 또는 "합성 가스 (synthesis gas)" 는 가변량의 일산화탄소 및 수소를 함유하는 가스 혼합물에 부여되는 명칭인 합성 가스를 의미한다. 제조 방법의 예에는 수소의 제조를 위한 천연 가스 또는 탄화수소의 스팀 변성 (steam reforming), 석탄의 가스화 및 일부 유형의 폐기물 에너지화 (waste-to-energy) 가스화 시설이 포함된다. 상기 명칭은 합성 천연 가스 (SNG) 생성, 및 암모니아 또는 메탄올의 제조를 위한 중간체로서의 이의 용도에서 유래된 것이다. 신가스는 가연성이며, 종종 연료 공급원으로서 또는 기타 화학물질의 제조를 위한 중간체로서 사용된다.
"톤 (Ton 또는 ton)" 은 미국 쇼트 톤 (short ton), 즉 약 907.2 kg (2000 lbs) 을 의미한다.
본원에 사용된 바, 생산성은 STY 로서 표시된다. 이러한 양태에서, 알코올 생산성은 STY (g 에탄올/(L·일) 로서 표시되는 공간 시간 수율) 로서 표시될 수 있다.
CO-함유 기질
CO-함유 기질은 CO 를 포함하는 임의의 가스를 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, CO-함유 가스에는, 신가스, 산업 가스, 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있다.
신가스는 임의의 공지된 공급원으로부터 제공될 수 있다. 하나의 양태에서, 신가스는 탄소질 재료의 가스화로부터 공급될 수 있다. 가스화는 산소의 제한적 공급 하에서의 바이오매스의 부분 연소를 포함한다. 수득된 가스는 주로 CO 및 H2 를 포함한다. 이러한 양태에서, 신가스는 약 10 몰% 이상의 CO 를 함유할 수 있으며, 하나의 양태에서, 약 20 몰% 이상, 하나의 양태에서, 약 10 내지 약 100 몰%, 또 다른 양태에서, 약 20 내지 약 100 몰% 의 CO, 또 다른 양태에서, 약 30 내지 약 90 몰% 의 CO, 또 다른 양태에서, 약 40 내지 약 80 몰% 의 CO, 및 또 다른 양태에서, 약 50 내지 약 70 몰% 의 CO 를 함유할 수 있다. 적합한 가스화 방법 및 설비의 일부 예는 미국 일련번호 제 61/516,667, 61/516,704 및 61/516,646 호 (이들 모두 2011 년 4 월 6 일자 출원됨), 및 미국 일련번호 제 13/427,144, 13/427,193 및 13/427,247 호 (이들 모두 2012 년 3 월 22 일자 출원됨) 에 제공되어 있으며, 이들 문헌은 모두 본원에 참조로서 인용된다.
또 다른 양태에서, 상기 방법은 고 용량 CO-함유 산업 연도 가스 (flue gas) 와 같은 가스성 기질로부터 알코올의 제조를 보조하는데 적용할 수 있다. 일부 양태에서, CO 를 포함하는 가스는, 탄소 함유 폐기물, 예를 들어, 산업 폐기물 가스, 또는 기타 폐기물의 가스화로부터 유래된다. 이와 같이, 상기 방법은 그렇지 않은 경우 환경으로 배출될 수 있는 탄소를 포획하는 효과적인 방법을 나타낸다. 산업 연도 가스의 예에는, 철계 금속 제품 제조, 비(非)철계 금속 제품 제조, 석유 정제 공정, 석탄의 가스화, 바이오매스의 가스화, 전력 생산, 카본 블랙 생산, 암모니아 생산, 메탄올 생산 및 코크스 제조 중 생성되는 가스가 포함된다.
CO-함유 기질의 조성에 따라, CO-함유 기질은 발효 공정에 직접적으로 제공될 수 있거나, 또는 적절한 H2 대 CO 몰비를 갖도록 추가로 개질될 수 있다. 하나의 양태에서, 발효기에 제공되는 CO-함유 기질은, 약 0.2 이상, 또 다른 양태에서, 약 0.25 이상, 및 또 다른 양태에서, 약 0.5 이상의, H2 대 CO 몰비를 갖는다. 또 다른 양태에서, 발효기에 제공되는 CO-함유 기질은, 약 40 몰% 이상의 CO + H2 및 약 30 몰% 이하의 CO, 또 다른 양태에서, 약 50 몰% 이상의 CO + H2 및 약 35 몰% 이하의 CO, 및 또 다른 양태에서, 약 80 몰% 이상의 CO + H2 및 약 20 몰% 이하의 CO 를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, CO-함유 기질은 주로 CO 및 H2 를 포함한다. 이러한 양태에서, CO-함유 기질은 약 10 몰% 이상의 CO, 하나의 양태에서, 약 20 몰% 이상, 하나의 양태에서, 약 10 내지 약 100 몰%, 또 다른 양태에서, 약 20 내지 약 100 몰% 의 CO, 또 다른 양태에서, 약 30 내지 약 90 몰% 의 CO, 또 다른 양태에서, 약 40 내지 약 80 몰% 의 CO, 및 또 다른 양태에서, 약 50 내지 약 70 몰% 의 CO 를 함유할 수 있다. CO-함유 기질은 약 0.75 이상, 또 다른 양태에서, 약 1.0 이상, 및 또 다른 양태에서, 약 1.5 이상의, CO/CO2 비를 가질 수 있다.
하나의 양태에서, 가스 분리기는 가스 스트림의 적어도 일부를 실질적으로 분리하도록 구성되며, 여기서 일부는 하나 이상 성분을 포함한다. 예를 들어, 가스 분리기는 CO, CO2, H2 성분을 포함하는 가스 스트림으로부터 CO2 를 분리할 수 있으며, 여기서 CO2 는 CO2 제거기로 이동될 수 있고, 나머지 가스 스트림 (CO 및 H2 포함) 은 생물반응기로 이동될 수 있다. 당업계에 공지된 임의 가스 분리기가 이용될 수 있다. 이러한 양태에서, 발효기에 제공되는 신가스는 약 10 몰% 이하의 CO2, 또 다른 양태에서, 약 1 몰% 이하의 CO2 및 또 다른 양태에서, 약 0.1 몰% 이하의 CO2 를 가질 수 있다.
특정 가스 스트림은 고 농도의 CO 및 저 농도의 H2 를 포함할 수 있다. 하나의 양태에서, 알코올 생성 및/또는 전반적 탄소 포획의 보다 높은 효율을 달성하기 위하여, 기질 스트림의 조성을 최적화하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 기질 스트림 중 H2 의 농도는, 스트림이 생물반응기로 이동되기 전, 증가될 수 있다.
본 발명의 특정 양태에 있어서, 바람직한 및/또는 최적화된 기질 스트림을 생성하기 위하여, 둘 이상의 공급원으로부터의 스트림이 조합 및/또는 블렌드될 수 있다. 예를 들어, 제철소 전환로로부터의 배출물과 같은 고 농도의 CO 를 포함하는 스트림이, 제철소 코크스 오븐으로부터의 오프가스 (off-gas) 와 같은 고 농도의 H2 를 포함하는 스트림과 조합될 수 있다.
가스성 CO-함유 기질의 조성에 따라, 먼지 입자와 같은 임의의 바람직하지 않은 불순물을 제거하기 위하여, 발효에 도입하기 전, 이를 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 가스성 기질은 공지된 방법을 사용하여 여과 또는 스크러빙될 수 있다.
생물반응기 디자인 및 조작
발효기 디자인의 설명은 미국 일련번호 제 13/471,827 및 13/471,858 호 (둘 모두 2012 년 5 월 15 일자 출원됨) 및 미국 일련번호 제 13/473,167 호 (2012 년 5 월 16 일자 출원됨) 에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 모두 본원에 참조로서 인용된다.
하나의 양태에 있어서, 발효 공정은 반응기 용기에의 배지의 첨가에 의해 개시된다. 배지 조성물의 일부 예는, 미국 일련번호 제 61/650,098 및 61/650,093 호 (2012 년 5 월 22 일자 출원됨) 및 미국 특허 제 7,285,402 호 (2001 년 7 월 23 일자 출원됨) 에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 모두 본원에 참조로서 인용된다. 바람직하지 않은 미생물을 제거하기 위하여 배지를 멸균시킬 수 있고, 반응기에 목적하는 미생물을 접종할 수 있다. 멸균이 항상 요구되는 것은 아니다.
하나의 양태에서, 이용되는 미생물에는 초산생성 (acetogenic) 박테리아가 포함된다. 유용한 초산생성 박테리아의 예에는, 클로스트리디움 (Clostridium) 속의 것들, 예컨대 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) 균주 (WO 2000/68407, EP 117309, 미국 특허 제 5,173,429, 5,593,886 및 6,368,819 호, WO 1998/00558 및 WO 2002/08438 에 기재된 것들 포함), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (DSMZ Germany 의 DSM 10061 및 DSM 19630) 균주 (WO 2007/117157 및 WO 2009/151342 에 기재된 것들 포함) 및 클로스트리디움 라그스달레이 (Clostridium ragsdalei) (P11, ATCC BAA-622) 및 알칼리바쿨룸 바치 (Alkalibaculum bacchi) (CP11, ATCC BAA-1772) (각각, 미국 특허 제 7,704,723 및 ["Biofuels and Bioproducts from Biomass-Generated Synthesis Gas", Hasan Atiyeh, Oklahoma EPSCoR Annual State Conference, April 29, 2010] 에 기재된 것들 포함) 및 클로스트리디움 카르복시디보란스 (Clostridium carboxidivorans) (ATCC PTA-7827) (미국 특허 출원 제 2007/0276447 호에 기재된 것) 가 포함된다. 기타 적합한 미생물에는 무렐라 (Moorella) 종 HUC22-1 을 포함하는 무렐라 (Moorella) 속의 것들 및 카르복시도테르무스 (Carboxydothermus) 속의 것들이 포함된다. 이들 각각의 참고문헌은 본원에 참조로서 인용된다. 둘 이상의 미생물의 혼합 배양물이 사용될 수 있다.
유용한 박테리아의 일부 예에는, 아세토게니움 키부이 (Acetogenium kivui), 아세토아나에로비움 노테라에 (Acetoanaerobium noterae), 아세토박테리움 우디이 (Acetobacterium woodii), 알칼리바쿨룸 바치 (Alkalibaculum bacchi) CP11 (ATCC BAA-1772), 블라우티아 프로둑타 (Blautia producta), 부티리박테리움 메틸로트로피쿰 (Butyribacterium methylotrophicum), 칼다나에로박테르 서브테라네우스 (Caldanaerobacter subterraneous), 칼다나에로박테르 서브테라네우스 파시피쿠스 (Caldanaerobacter subterraneous pacificus), 카르복시도테르무스 히드로게노포르만스 (Carboxydothermus hydrogenoformans), 클로스트리디움 아세티쿰 (Clostridium aceticum), 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 (Clostridium acetobutylicum), 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 P262 (DSMZ Germany 의 DSM 19630), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (DSMZ Germany 의 DSM 19630), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 10061), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 23693), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 24138), 클로스트리디움 카르복시디보란스 (Clostridium carboxidivorans) P7 (ATCC PTA-7827), 클로스트리디움 코스카티이 (Clostridium coskatii) (ATCC PTA-10522), 클로스트리디움 드라케이 (Clostridium drakei), 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) PETC (ATCC 49587), 클로스트리디움 륭달리이 ERI2 (ATCC 55380), 클로스트리디움 륭달리이 C-01 (ATCC 55988), 클로스트리디움 륭달리이 O-52 (ATCC 55889), 클로스트리디움 마그눔 (Clostridium magnum), 클로스트리디움 파스튜리아눔 (Clostridium pasteurianum) (DSMZ Germany 의 DSM 525), 클로스트리디움 라그스달리 (Clostridium ragsdali) P11 (ATCC BAA-622), 클로스트리디움 스카톨로게네스 (Clostridium scatologenes), 클로스트리디움 테르모아세티쿰 (Clostridium thermoaceticum), 클로스트리디움 울투넨세 (Clostridium ultunense), 데술포토마쿨룸 쿠즈네초비이 (Desulfotomaculum kuznetsovii), 유박테리움 리모숨 (Eubacterium limosum), 제오박테르 술푸레두센스 (Geobacter sulfurreducens), 메타노사르시나 아세티보란스 (Methanosarcina acetivorans), 메타노사르시나 바르케리 (Methanosarcina barkeri), 무렐라 테르모아세티카 (Moorella thermoacetica), 무렐라 테르모오토트로피카 (Moorella thermoautotrophica), 옥소박테르 프펜니지이 (Oxobacter pfennigii), 펩토스트렙토코쿠스 프로둑투스 (Peptostreptococcus productus), 루미노코쿠스 프로둑투스 (Ruminococcus productus), 테르모아나에로박테르 키부이 (Thermoanaerobacter kivui), 및 이들의 혼합물이 포함된다.
발효는 바람직하게는 목적하는 발효 (예를 들어 CO 의 에탄올화) 가 일어나도록 하기 위한 적절한 조건 하에서 수행되어야 한다. 고려되어야 하는 반응 조건에는 압력, 온도, 가스 유량, 액체 유량, 배지 pH, 배지 산화환원 전위, 교반속도 (교반식 탱크 반응기를 사용하는 경우), 접종 수준, 액체상 중 CO 가 제한되지 않는다는 것을 보장하는 최대 가스성 기질 농도, 및 생성 억제를 방지하기 위한 최대 생성물 농도가 포함된다.
본 발명의 방법은 미생물 배양물의 생존력을 유지하는데 사용될 수 있으며; 여기서 미생물 배양물은 용액으로의 CO 의 이동 속도가 배양물의 흡수 속도보다 느리도록 CO 가 제한되어 있다. 이와 같은 상황은 CO 를 포함하는 기질이 미생물 배양물에 연속적으로 공급되지 않는 경우; 물질 이동 속도가 느린 경우; 또는 기질 스트림 중 CO 가 최적 온도에서 배양물 생존력을 유지하는데 불충분한 경우에 일어날 수 있다. 이와 같은 구현예에서, 미생물 배양물은 액체 영양소 배지 중에 용해된 CO 를 신속하게 고갈시킬 수 있고, 추가의 기질이 충분히 빠르게 제공될 수 없기 때문에 기질이 제한적이 될 수 있다.
스타트업 (Startup): 접종 시, 초기 공급 가스 공급률은 미생물의 초기 집단을 공급하기에 효과적으로 확립된다. 유출 가스를 분석하여 유출 가스의 함량을 측정한다. 가스 분석 결과를 사용하여 공급 가스 공급률을 제어한다. 이러한 양태에서, 상기 방법은 약 0.5 내지 약 0.9, 또 다른 양태에서, 약 0.6 내지 약 0.8, 또 다른 양태에서, 약 0.5 내지 약 0.7, 및 또 다른 양태에서, 약 0.5 내지 약 0.6 의, 계산된 CO 농도 대 초기 세포 밀도 비를 제공한다.
또 다른 양태에서, 발효 공정은 발효 배지에 신가스를 약 0.15 mM 내지 약 0.70 mM, 또 다른 양태에서, 약 0.15 mM 내지 약 0.50 mM, 또 다른 양태에서, 약 0.15 mM 내지 약 0.35 mM, 또 다른 양태에서, 약 0.20 mM 내지 약 0.30 mM, 및 또 다른 양태에서, 약 0.23 mM 내지 약 0.27 mM 의, 발효 배지 중 초기 계산된 CO 농도를 제공하는데 효과적인 양으로 제공하는 것을 포함한다. 상기 방법은 출발 세포 밀도와 비교 시 세포 밀도를 증가시키는데 효과적이다.
본원에 사용된 바, 표적 세포 밀도는, 약 2.0 그램/리터 이상, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 30 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 25 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 20 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 10 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 8 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 3 내지 약 30 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 3 내지 약 6 그램/리터, 및 또 다른 양태에서, 약 4 내지 약 5 그램/리터의 세포 밀도를 의미한다.
스타트업 후 (Post-startup): 목적하는 수준에 도달 시, 액체상 및 세포성 재료를 반응기로부터 회수하고, 배지를 보충한다. 상기 방법은 세포 밀도를, 약 2.0 그램/리터 이상, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 30 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 25 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 20 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 10 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 2 내지 약 8 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 3 내지 약 30 그램/리터, 또 다른 양태에서, 약 3 내지 약 6 그램/리터, 및 또 다른 양태에서, 약 4 내지 약 5 그램/리터로 증가시키는데 효과적이다.
영양소 농도의 측정
하나의 양태에서, 상기 방법은 발효 배지 중 영양소 농도를 측정하는 것을 포함한다. 농도 모니터링되는 영양소에는, K, Mg, P 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있다. 이러한 양태에서, 영양소 농도, 특히 칼륨 농도는, 이온 크로마토그래피 (IC), 유도 결합 플라즈마 분광분석법 (ICP), 이온 선택성 전극, 화염 광도측정법, 화염 이온화 원자 흡수 및 이들의 조합을 사용하여 측정될 수 있다. 이용될 수 있는 방법의 일부 예에는 하기가 포함된다: [Small, Hamish (1989). Ion Chromatography. New York: Plenum Press. ISBN 0-306-43290-0]; [Tatjana Weiss; Weiss, Joachim (2005). Handbook of Ion Chromatography. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 3-527-28701-9]; [Gjerde, Douglas T.; Fritz, James S. (2000). Ion Chromatography. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 3-527-29914-9]; [Joachim Weiss, Tatjana Weiss (번역자) (2005). Handbook of Ion Chromatography, Third, Completely Revised and Enlarged Edition. John Wiley and Sons, Inc. 931p. ISBN: 3-527-28701-9]; 및 [Jackson, Peter; Haddad, Paul R. (1990). Ion Chromatography: principles and applications. Amsterdam: Elsevier. ISBN 0-444-88232-4]; 이들 문헌은 모두 본원에 참조로서 인용된다. 사용될 수 있는 기기의 일부 예에는, Thermo Scientific Dionex (www.thermoscientific.com/dionex) 및 OFITE (Houston, TX - www.ofite.com) 사에서 입수가능한 IC 가 포함된다.
또 다른 양태에서, 상기 방법은 발효 배지 중 칼륨, 마그네슘 및/또는 PO4 -3 의 농도를 측정하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 양태에서, 상기 방법은 칼륨, 마그네슘 및 PO4 -3 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합물을 모니터링 및 제어하는 것을 포함할 수 있다. 하기 표에 이용된 요소 및 조성물의 일례를 제공한다.
요소
첨가된 형태
Zn+2
ZnSO4·7H2O
Co+2
CoCl2·6H2O
Ni+2
NiCl2·6H2O
Fe+2
FeCl2·4H2O
K+
KCl
Mg+2
MgCl2·6H2O
P+5/PO4 -3
H3PO4 (85%)
배지 조성물 및 배지 공급률의 제어
효과적인 배지 조성물은 미국 일련번호 제 13/889,700 호 (2013 년 5 월 8 일자 출원됨), 및 미국 일련번호 제 13/890,324 및 13/890,777 호 (둘 모두 2013 년 5 월 9 일자 출원됨) 에 기재되어 있으며, 이들 문헌은 모두 본원에 참조로서 인용된다.
발효 배지는 약 0.01 g/L 미만의 이스트 추출물 및 약 0.01 g/L 미만의 탄수화물을 포함한다.
황은 NaHS 형태로 발효에 공급된다. 이러한 양태에서, 유효량의 NaHS 를 발효 배지에 첨가함으로써, 발효 오프가스 중에서 약 20 내지 약 500 ppm H2S 의 농도가 유지된다. 또 다른 양태에서, 발효 오프가스 중에서 약 200 내지 약 500 ppm H2S 가 유지되고, 또 다른 양태에서, 발효 오프가스 중에서 약 250 내지 약 450 ppm H2S 가 유지되고, 및 또 다른 양태에서, 발효 오프가스 중에서 약 300 내지 약 400 ppm H2S 가 유지된다.
공정 조작시 pH 를 약 3.5 내지 약 5.0, 및 또 다른 양태에서, 약 4 내지 약 5 범위로 유지시킨다. 질소 공급원 (N) 은 pH 제어 하에서 개별 공급 스트림으로서 첨가되는 수산화암모늄을 통해 제공되며 - 그 결과, NH4+ 는 수백 ppm 범위에서 약간의 초과로 존재할 수 있다.
상기 방법의 하나의 양태에 있어서, 제 1 및 제 2 배지가 발효에 제공된다. 이러한 양태에서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, 발효 배지 중 칼륨을 약 20 내지 약 200 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 제공된다. 또 다른 양태에서, 발효 배지 중 칼륨은 약 20 내지 약 160 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 20 내지 약 100 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 110 내지 약 190 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 120 내지 약 180 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 130 내지 약 170 mg/L, 및 또 다른 양태에서, 약 140 내지 약 160 mg/L 범위로 유지된다. 표적 세포 밀도에 도달하면, 발효 배지 중 칼륨 농도를 약 20 내지 약 160 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 20 내지 약 50 mg/L, 및 또 다른 양태에서, 약 30 내지 약 40 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 및 제 2 배지가 제공된다.
또 다른 양태에서, PO4 -3 농도를 약 10 내지 약 120 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 100 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 80 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 50 mg/L, 및 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 25 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 배지가 제공된다. 표적 세포 밀도에 도달하면, 발효 배지 중 PO4 -3 농도를 약 10 내지 약 120 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 80 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 40 mg/L, 및 또 다른 양태에서, 약 10 내지 약 25 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 및 제 2 배지가 제공된다.
또 다른 양태에서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, Mg 농도를 약 1 내지 약 6 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 1 내지 약 4 mg/L, 및 또 다른 양태에서, 약 1 내지 약 3 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 배지가 제공된다. 표적 세포 밀도에 도달하면, 발효 배지 중 마그네슘 농도를 약 1 내지 약 6 mg/L, 또 다른 양태에서, 약 1 내지 약 4 mg/L, 및 또 다른 양태에서, 약 1 내지 약 3 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 및 제 2 배지가 제공된다.
또 다른 양태에서, 제 1 배지 대 제 2 배지의 체적 유량비를 약 15:1 내지 약 2:1, 또 다른 양태에서, 약 10:1 내지 약 2:1, 및 또 다른 양태에서, 약 4:1 내지 약 2:1 로 유지하는데 효과적인 속도로 배지가 발효에 제공된다.
또 다른 양태에서, 상기 방법은 목적하는 영양소 농도를 달성하기 위한 영양소 공급률 제어를 포함한다. 이러한 양태에서, 칼륨 수준이 약 50 mg/L 초과로 확인되는 경우, 표적 칼륨 수준에 도달할 때까지, 제 1 배지의 양을 매 4 시간 마다 약 10% 감소시킨다. 또 다른 양태에서, 포스페이트 수준이 약 10 ppm 미만으로 확인되는 경우, 표적 포스페이트 수준에 도달할 때까지, 제 1 배지의 양을 매 시간마다 약 10% 증가시킨다. 또 다른 양태에서, 마그네슘 수준이 약 1 mg/L 미만으로 확인되는 경우, 표적 마그네슘 수준에 도달할 때까지, 제 1 배지의 양을 매 시간마다 약 10% 증가시킨다.
본원에 기재된 바와 같은, 배지 및 초산생성 박테리아를 이용하여 생물반응기 내에서 수행되는 신가스 발효는, 신가스 중 CO 를 알코올 및 기타 생성물로 전환하는데 효과적이다. 이러한 양태에서, 알코올 생산성은 STY (g 에탄올/(L·일) 로서 표시되는 공간 시간 수율) 로서 표시될 수 있다. 이러한 양태에서, 상기 방법은 약 10 g 에탄올/(L·일) 이상의 STY (공간 시간 수율) 를 제공하는데 효과적이다. 가능한 STY 값은 약 10 g 에탄올/(L·일) 내지 약 200 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 10 g 에탄올/(L·일) 내지 약 160 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 10 g 에탄올/(L·일) 내지 약 120 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 10 g 에탄올/(L·일) 내지 약 80 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 10 g 에탄올/(L·일) 내지 약 15 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 15 g 에탄올/(L·일) 내지 약 20 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 20 g 에탄올/(L·일) 내지 약 140 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 20 g 에탄올/(L·일) 내지 약 100 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 40 g 에탄올/(L·일) 내지 약 140 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 40 g 에탄올/(L·일) 내지 약 100 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 10 g 에탄올/(L·일), 또 다른 양태에서, 약 15 g 에탄올/(L·일), 및 또 다른 양태에서, 약 16 g 에탄올/(L·일) 을 포함한다.
본원에 개시된 발명이 이의 특정 구현예, 실시예 및 적용에 의해 기재되었지만, 특허청구범위에 설정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 다수의 변경 및 변형이 이루어질 수 있다.
Claims (41)
- CO-함유 기질의 발효 제어 방법으로서,
CO-함유 기질을 발효에 제공하고, CO-함유 기질을 발효시키는 단계; 및
이온 크로마토그래피, 유도 결합 플라즈마 분광분석법, 이온 선택성 전극, 화염 광도측정법, 화염 이온화 원자 흡수 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 기법을 사용하여 발효 배지 중 영양소 농도를 모니터링하는 단계
를 포함하는, 발효 제어 방법. - 제 1 항에 있어서, 모니터링되는 영양소가 K, Mg, PO4 -3, Fe, Zn, Ni, Co 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 발효 제어 방법.
- 제 2 항에 있어서, 모니터링되는 영양소가 K, PO4 -3, Mg 및 이들의 혼합물인 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 영양소 농도 모니터링에 사용되는 기법이 이온 크로마토그래피인 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 표적 세포 밀도가 약 2 내지 약 30 g/L 인 발효 제어 방법.
- 제 5 항에 있어서, 발효 배지가 제 1 및 제 2 영양소 함유 배지를 포함하는 발효 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, 배지 중 칼륨 농도를 약 20 내지 약 200 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 7 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달한 후, 배지 중 칼륨 농도를 약 20 내지 약 160 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, 배지 중 PO4 -3 농도를 약 10 내지 약 120 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 9 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달한 후, 배지 중 PO4 -3 농도를 약 10 내지 약 100 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, 배지 중 Mg 농도를 약 1 내지 약 6 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 11 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달한 후, 배지 중 Mg 농도를 약 1 내지 약 4 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서, 제 1 배지 대 제 2 배지의 체적 유량비를 약 15:1 내지 약 2:1 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 2 배지가 발효에 제공되는 발효 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서, 제 1 배지가 K, Mg, Fe, PO4 -3, Zn, Co, Ni 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소를 포함하는 발효 제어 방법.
- 제 6 항에 있어서, 제 2 배지가 W, Se 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소를 포함하는 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, CO-함유 기질이 약 0.75 이상의 CO/CO2 몰비를 갖는 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, CO-함유 기질이 약 20 내지 약 100 몰% 의 CO 를 갖는 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 발효 배지의 pH 가 약 3.5 내지 약 5.0 의 수준으로 유지되는 발효 제어 방법.
- 제 18 항에 있어서, pH 가 수산화암모늄의 첨가에 의해 유지되는 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 발효 오프가스 (off-gas) 중 H2S 의 농도를 약 20 내지 약 500 ppm H2S 범위로 유지하는 것을 추가로 포함하는 발효 제어 방법.
- 제 20 항에 있어서, NaHS 를 발효 배지에 첨가함으로써 발효 오프가스 중 약 20 내지 약 500 ppm H2S 의 농도가 유지되는 발효 제어 방법.
- 제 1 항에 있어서, 발효가 초산생성 (acetogenic) 박테리아를 포함하는 발효 제어 방법.
- 제 22 항에 있어서, 초산생성 박테리아가 아세토게니움 키부이 (Acetogenium kivui), 아세토아나에로비움 노테라에 (Acetoanaerobium noterae), 아세토박테리움 우디이 (Acetobacterium woodii), 알칼리바쿨룸 바치 (Alkalibaculum bacchi) CP11 (ATCC BAA-1772), 블라우티아 프로둑타 (Blautia producta), 부티리박테리움 메틸로트로피쿰 (Butyribacterium methylotrophicum), 칼다나에로박테르 서브테라네우스 (Caldanaerobacter subterraneous), 칼다나에로박테르 서브테라네우스 파시피쿠스 (Caldanaerobacter subterraneous pacificus), 카르복시도테르무스 히드로게노포르만스 (Carboxydothermus hydrogenoformans), 클로스트리디움 아세티쿰 (Clostridium aceticum), 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 (Clostridium acetobutylicum), 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 P262 (DSMZ Germany 의 DSM 19630), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (DSMZ Germany 의 DSM 19630), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 10061), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 23693), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 24138), 클로스트리디움 카르복시디보란스 (Clostridium carboxidivorans) P7 (ATCC PTA-7827), 클로스트리디움 코스카티이 (Clostridium coskatii) (ATCC PTA-10522), 클로스트리디움 드라케이 (Clostridium drakei), 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) PETC (ATCC 49587), 클로스트리디움 륭달리이 ERI2 (ATCC 55380), 클로스트리디움 륭달리이 C-01 (ATCC 55988), 클로스트리디움 륭달리이 O-52 (ATCC 55889), 클로스트리디움 마그눔 (Clostridium magnum), 클로스트리디움 파스튜리아눔 (Clostridium pasteurianum) (DSMZ Germany 의 DSM 525), 클로스트리디움 라그스달리 (Clostridium ragsdali) P11 (ATCC BAA-622), 클로스트리디움 스카톨로게네스 (Clostridium scatologenes), 클로스트리디움 테르모아세티쿰 (Clostridium thermoaceticum), 클로스트리디움 울투넨세 (Clostridium ultunense), 데술포토마쿨룸 쿠즈네초비이 (Desulfotomaculum kuznetsovii), 유박테리움 리모숨 (Eubacterium limosum), 제오박테르 술푸레두센스 (Geobacter sulfurreducens), 메타노사르시나 아세티보란스 (Methanosarcina acetivorans), 메타노사르시나 바르케리 (Methanosarcina barkeri), 무렐라 테르모아세티카 (Moorella thermoacetica), 무렐라 테르모오토트로피카 (Moorella thermoautotrophica), 옥소박테르 프펜니지이 (Oxobacter pfennigii), 펩토스트렙토코쿠스 프로둑투스 (Peptostreptococcus productus), 루미노코쿠스 프로둑투스 (Ruminococcus productus), 테르모아나에로박테르 키부이 (Thermoanaerobacter kivui), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 발효 제어 방법.
- CO-함유 기질의 발효 방법으로서,
CO-함유 기질을 발효에 제공하고, CO-함유 기질을 발효시키는 단계;
발효 배지 중 칼륨 농도를 측정하는 단계; 및
제 1 배지 및 제 2 배지를 발효에 제공하는 단계로서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지 발효 배지 중 칼륨을 약 20 내지 약 200 mg/L 범위로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지를 제공하는 단계
를 포함하는, 발효 방법. - 제 24 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달한 후, 배지 중 칼륨 농도를 약 20 내지 약 160 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지가 발효에 제공되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, CO-함유 기질이 약 0.75 이상의 CO/CO2 몰비를 갖는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, CO-함유 기질이 약 20 내지 약 100 몰% 의 CO 를 갖는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 배지 중 칼륨 농도가 이온 크로마토그래피, 유도 결합 플라즈마 분광분석법, 이온 선택성 전극, 화염 광도측정법, 화염 이온화 원자 흡수 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법에 의해 측정되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 표적 세포 밀도가 약 2 내지 약 30 g/L 인 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 제 1 배지 대 제 2 배지의 체적 유량비를 약 15:1 내지 약 2:1 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 2 배지가 발효에 제공되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 제 1 배지가 K, Mg, Fe, PO4 -3, Zn, Co, Ni 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소를 포함하는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 제 2 배지가 W, Se 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소를 포함하는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 발효 배지의 pH 가 약 3.5 내지 약 5.0 의 수준으로 유지되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, pH 가 수산화암모늄의 첨가에 의해 유지되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 발효 오프가스 중 H2S 의 농도를 약 20 내지 약 500 ppm H2S 범위로 유지하는 것을 추가로 포함하는 발효 방법.
- 제 35 항에 있어서, NaHS 를 발효 배지에 첨가함으로써 발효 오프가스 중 약 20 내지 약 500 ppm H2S 의 농도가 유지되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 발효가 초산생성 박테리아를 포함하는 발효 방법.
- 제 37 항에 있어서, 초산생성 박테리아가 아세토게니움 키부이 (Acetogenium kivui), 아세토아나에로비움 노테라에 (Acetoanaerobium noterae), 아세토박테리움 우디이 (Acetobacterium woodii), 알칼리바쿨룸 바치 (Alkalibaculum bacchi) CP11 (ATCC BAA-1772), 블라우티아 프로둑타 (Blautia producta), 부티리박테리움 메틸로트로피쿰 (Butyribacterium methylotrophicum), 칼다나에로박테르 서브테라네우스 (Caldanaerobacter subterraneous), 칼다나에로박테르 서브테라네우스 파시피쿠스 (Caldanaerobacter subterraneous pacificus), 카르복시도테르무스 히드로게노포르만스 (Carboxydothermus hydrogenoformans), 클로스트리디움 아세티쿰 (Clostridium aceticum), 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 (Clostridium acetobutylicum), 클로스트리디움 아세토부틸리쿰 P262 (DSMZ Germany 의 DSM 19630), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (DSMZ Germany 의 DSM 19630), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 10061), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 23693), 클로스트리디움 오토에타노게눔 (DSMZ Germany 의 DSM 24138), 클로스트리디움 카르복시디보란스 (Clostridium carboxidivorans) P7 (ATCC PTA-7827), 클로스트리디움 코스카티이 (Clostridium coskatii) (ATCC PTA-10522), 클로스트리디움 드라케이 (Clostridium drakei), 클로스트리디움 륭달리이 (Clostridium ljungdahlii) PETC (ATCC 49587), 클로스트리디움 륭달리이 ERI2 (ATCC 55380), 클로스트리디움 륭달리이 C-01 (ATCC 55988), 클로스트리디움 륭달리이 O-52 (ATCC 55889), 클로스트리디움 마그눔 (Clostridium magnum), 클로스트리디움 파스튜리아눔 (Clostridium pasteurianum) (DSMZ Germany 의 DSM 525), 클로스트리디움 라그스달리 (Clostridium ragsdali) P11 (ATCC BAA-622), 클로스트리디움 스카톨로게네스 (Clostridium scatologenes), 클로스트리디움 테르모아세티쿰 (Clostridium thermoaceticum), 클로스트리디움 울투넨세 (Clostridium ultunense), 데술포토마쿨룸 쿠즈네초비이 (Desulfotomaculum kuznetsovii), 유박테리움 리모숨 (Eubacterium limosum), 제오박테르 술푸레두센스 (Geobacter sulfurreducens), 메타노사르시나 아세티보란스 (Methanosarcina acetivorans), 메타노사르시나 바르케리 (Methanosarcina barkeri), 무렐라 테르모아세티카 (Moorella thermoacetica), 무렐라 테르모오토트로피카 (Moorella thermoautotrophica), 옥소박테르 프펜니지이 (Oxobacter pfennigii), 펩토스트렙토코쿠스 프로둑투스 (Peptostreptococcus productus), 루미노코쿠스 프로둑투스 (Ruminococcus productus), 테르모아나에로박테르 키부이 (Thermoanaerobacter kivui), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 상기 방법은 10 g 총 알코올/(L·일) 이상의 STY 를 제공하는데 효과적인 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, 배지 중 PO4 -3 농도를 약 10 내지 약 120 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지를 발효에 제공하는 것을 추가로 포함하는 발효 방법.
- 제 24 항에 있어서, 표적 세포 밀도에 도달할 때까지, 배지 중 Mg 농도를 약 1 내지 약 6 mg/L 로 유지하는데 효과적인 속도로 제 1 배지를 발효에 제공하는 것을 추가로 포함하는 발효 방법.
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