KR20180099921A - 합성가스의 발효 방법 - Google Patents

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Abstract

주 반응기에 접종하는데 필요한 시간의 양을 감소시키는데 효과적인 합성가스의 발효 방법이 제공된다. 본 방법은, 초산생성균의 배양균을 증식시켜, 주 반응기를 위한 접종물을 제공하는 공정; 및 상기 주 반응기에서 합성가스를 발효시키는 공정을 포함한다.

Description

합성가스의 발효 방법{PROCESS FOR FERMENTATION OF SYNGAS}
본 출원은 2011 년 6 월 30 일에 출원된 미국 가출원 제 61/571,564 호 및 및 제 61/571,565 호 및 2011 년 9 월 13 일에 출원된 미국 가출원 제 61/573,845 호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이 출원들 모두의 전체 내용을 여기서 참조로써 인용한다.
합성가스의 발효 방법이 제공된다. 더 구체적으로, 본 방법은 주 반응기용 접종물 (inoculum) 로서 사용하기에 효과적인 배양균 (culture) 을 증식시키는 공정, 및 주 반응기에서 합성가스를 발효시키는 공정을 포함한다.
혐기성 미생물은 기체 기질의 발효를 통해 일산화탄소 (CO) 로부터 에탄올을 생성할 수 있다. 속 (genus) 클로스트리듐으로부터의 혐기성 미생물을 이용하는 발효는 에탄올 및 다른 유용한 생성물을 생성한다. 예컨대, 미국특허 제 5,173,429 호는 합성 가스로부터 에탄올 및 아세테이트를 생성하는 혐기성 미생물인 클로스트리듐 륭달리 (Clostridium ljungdahlii) ATCC No. 49587 을 설명한다. 미국특허 제 5,807,722 호는 클로스트리듐 륭달리 ATCC No.55380 을 이용하여 폐가스를 유기산 및 알코올로 전환시키는 방법 및 장치를 설명한다. 미국특허 제 6,136,577 호는 클로스트리듐 륭달리 ATCC No. 55988 및 55989 를 이용하여 폐가스를 에탄올로 전환시키는 방법 및 장치를 설명한다.
CO 는 합성가스의 형태로 기체 기질의 일부로서 발효에 종종 제공된다. 일산화탄소 및 수소를 포함하는 프로듀서 (producer) 가스 또는 합성 가스 또는 합성가스를 생성하기 위한 탄소질 재료의 가스화는 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 전형적으로, 그러한 가스화 프로세스는 WO 2009/154788 에 기재된 바와 같이 일산화탄소의 생성을 촉진하기 위해 반화학양론적 (sub-stoichiometric) 양의 산소가 가스화 프로세스에 공급되는 탄소질 재료의 부분 산화 또는 저공기 (starved-air) 산화를 수반한다.
초산생성균을 사용하는 발효 프로세스는 하나 이상의 시드 (seed) 반응기, 하나 이상의 성장 반응기, 및 적어도 하나의 주 반응기를 포함할 수도 있다. 초산생성균은 시드 반응기에서 특정 세포 밀도까지 보통 성장하게 된다. 그리고 나서, 시드 반응기는 성장 발효기에 접종하는데 사용된다. 성장 발효기는 통상적으로, 시드 반응기보다 더 큰 크기일 것이다. 그리고 나서, 성장 반응기 내의 초산생성균은 희망 세포 밀도까지 성장하게 된다. 그리고 나서, 성장 반응기는 다른 더 큰 성장 반응기에 접종하는데 사용되거나 또는 주 반응기에 접종하는데 사용될 수도 있다. 주 반응기는 성장 반응기보다 더 큰 크기일 것이다. 이러한 프로세스 때문에, 시드 반응기로부터 시작되는 주 반응기에의 접종은 시간이 요구된다. 더욱이, 성장 반응기가 고장나면, 프로세스는 재시작될 필요가 있고, 이는 훨씬 더 시간이 요구된다.
주 반응기에 접종하는데 필요한 시간의 양을 감소시키기에 효과적인 합성가스의 발효 방법이 제공된다. 이 양태에서, 시드 반응기의 접종으로부터 주 반응기의 접종까지의 총 시간이 감소된다. 본 방법은 반응기 고장의 경우에 더 빠른 재시작을 또한 제공한다.
일 양태에서, 주 반응기에 접종하기에 효과적인 초산생성균의 배양균을 증식시키는 것을 포함하는 합성가스의 발효 방법이 제공된다. 증식은, ⅰ) 초산생성균의 제 1 배양균을 예비반응기에 접종하여, 최소 생육가능한 (viable) 세포 밀도를 제공하는 단계; 및 ⅱ) 상기 예비반응기에서 상기 초산생성균의 상기 제 1 배양균을 성장시켜, 예비반응기 목표 세포 밀도를 제공하는 단계를 포함한다. 증식은 다음 식에 의해 더 묘사될 수도 있다: (a) 만약 (예비반응기 목표 세포 밀도 × 예비반응기 체적) ÷ (주 반응기의 체적 × (예비반응기의 체적 ÷ (이송되는 (transfered) 예비반응기의 체적))) 이 최소 생육가능한 세포 밀도 이상이라면, 주 반응기에서 최소 생육가능한 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 예비반응기의 체적 (volume) 을 주 반응기로 이송하거나, 또는 (b) 만약 (예비반응기 목표 세포 밀도 × 예비반응기 체적) ÷ (주 반응기의 체적 × (예비반응기의 체적 ÷ (이송되는 예비반응기의 체적))) 이 최소 생육가능한 세포 밀도 미만이라면, 후속 예비반응기에서 최소 생육가능한 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 예비반응기의 체적을 상기 후속 예비반응기로 이송한다. 예비반응기의 체적이 주 반응기로 이송될 때까지, 단계 ⅱ 를 반복한다. 그리고 나서, 주 반응기에서 합성가스의 발효가 행해진다.
일 양태에서, 주 반응기에 접종하기에 효과적인 초산생성균의 배양균을 증식시키는 것을 포함하는 합성가스의 발효 방법이 제공된다. 증식은, ⅰ) 초산생성균의 제 1 배양균을 예비반응기에 접종하여, 최소 생육가능한 세포 밀도를 제공하는 단계; 및 ⅱ) 상기 예비반응기에서 상기 초산생성균의 제 1 배양균을 성장시켜, 예비반응기 목표 세포 밀도를 제공하는 단계를 포함한다. 증식은 다음 식에 의해 더 묘사될 수도 있다: (a) 만약 (예비반응기 목표 세포 밀도 × 예비반응기 체적) ÷ (주 반응기의 체적 × (예비반응기의 체적 ÷ (이송되는 예비반응기의 체적))) 이 최소 생육가능한 세포 밀도 이상이라면, 주 반응기에서 최소 생육가능한 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 예비반응기의 체적을 주 반응기로 이송하거나, 또는 (b) 만약 (예비반응기 목표 세포 밀도 × 예비반응기 체적) ÷ (주 반응기의 체적 × (예비반응기의 체적 ÷ (이송되는 예비반응기의 체적))) 이 최소 생육가능한 세포 밀도 미만이라면, 주 반응기의 체적을 조절하고, 주 반응기에서 최소 생육가능한 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 예비반응기의 체적을 주 반응기로 이송하고, 최소 생육가능한 세포 밀도를 유지하면서 주 반응기의 체적을 증가시킨다. 그리고 나서, 주 반응기에서 합성가스의 발효가 행해진다.
다른 양태에서, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법이 제공된다. 본 방법은, 시드 반응기에 초산생성균의 제 1 배양균을 접종하여, 적어도 약 0.2 g/ℓ 의 시드 반응기에서의 최소 초기 생육가능한 세포 밀도를 제공하는 것을 포함한다. 합성가스로 초산생성균의 제 1 배양균을 성장시켜, 적어도 약 5 g/ℓ 의 시드 반응기에서의 세포 밀도를 제공한다. 적어도 약 0.2 g/ℓ 의 제 1 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 시드 반응기로부터의 접종물로 제 1 성장 반응기에 접종한다. 합성가스로 제 1 배양균을 성장시켜, 적어도 약 5 g/ℓ 의 제 1 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공한다. 적어도 약 0.2 g/ℓ 의 제 2 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 제 1 성장 반응기로부터의 접종물로 제 2 성장 반응기에 접종한다. 합성가스로 제 1 배양균을 성장시켜, 적어도 약 5 g/ℓ 의 상기 제 2 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공한다. 적어도 약 0.2 g/ℓ 의 주 반응기에서의 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 제 2 성장 반응기로부터의 접종물로 주 발효기에 접종한다.
본 방법의 여러 양태들의 상기한 그리고 다른 측면, 특징 및 이점이 이하의 도면으로부터 더 명확해질 것이다.
도 1 은 합성가스의 발효 방법을 보여준다.
대응하는 도면부호들은 여러 각도의 도면들에 걸쳐 대응하는 부품들을 가리킨다. 통상의 기술자는, 도면의 부재들이 간단 명료하게 도시되어 있고 축척대로 도시될 필요가 없다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 본 방법 및 장치의 다양한 양태를 더 잘 이해하는데 도움을 주기 위해, 도면의 일부 부재들의 치수가 다른 부재에 비해 과장될 수도 있다. 또한, 이러한 다양한 양태를 덜 방해하며 보여주기 위해, 상업적으로 실현가능한 양태에서 유용한 또는 필요한 흔하지만 잘 이해되어 있는 부재들은 종종 묘사되지 않는다.
이하의 설명은 제한적인 것으로 받아들여서는 안 되며, 대표적인 실시형태의 일반적인 원리를 단지 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 설명은 청구항들을 참조하여 결정되어야 한다.
주 반응기에 접종물을 빠르게 제공하기에 효과적인 일련의 하나 이상의 예비반응기가 제공된다. 배양균의 이송이 가능하도록, 하나 이상의 예비반응기 및 주 반응기는 작동 연결된다. 하나 이상의 예비반응기의 각각은 최소 생육가능한 세포 밀도로 접종되고, 그리고 나서 후속 접종을 위한 목표 세포 밀도를 제공하도록 성장하게 된다. 임의의 예비반응기의 약 25 % ~ 약 75 % 의 체적이 후속 반응기로 이송된다. 임의의 후속 반응기가 고장나더라도, 나머지 체적은 유지되고, 재접종을 위해 사용될 수 있다.
정의
달리 정의되지 않는 한, 본 개시를 위해 본 명세서에서 사용되는 이하의 용어는 다음과 같이 정의되고, 이하에서 정의되는 복수의 단수 또는 복수 형태를 포함할 수 있다:
임의의 양을 한정하는 용어 "약" 은 실제 세계 조건, 예컨대 실험실, 시험 공장, 또는 생산 설비에서 맞닥뜨리는 그 양의 변화를 가리킨다. 예컨대, 혼합물 또는 분량으로 채용되는 성분 또는 측정의 양이, "약" 으로 한정되면, 생산 공장 또는 실험실의 실험 조건에서의 측정에서 전형적으로 채용되는 주의 정도 및 변화를 포함한다. 예컨대, 생성물의 성분의 양이, "약" 으로 한정되면, 공장 또는 실험실에서의 다중 실험의 배치들 사이의 변화 및 분석 방법에 내재하는 변화를 포함한다. "약" 에 의해 한정되었건 또는 한정되지 않았건, 양은 그 양의 등가물들을 포함한다. 여기서 언급되고 "약" 에 의해 한정되는 임의의 양은 "약" 에 의해 한정되지 않은 양으로서 본 개시에서 또한 채용될 수 있다.
여기서 사용되는 "탄소질 재료" 는 석탄과 같은 탄소 풍부 재료 및 석유화학제품 (petrochemicals) 을 가리킨다. 그렇지만, 본 명세서에서, 탄소질 재료는 고체, 액체, 기체, 또는 플라스마 상태의 임의의 탄소 재료를 포함한다. 탄소질 재료로서 생각할 수 있는 많은 물품 중에서, 본 개시는, 탄소질 재료, 탄소질 액체 제품, 탄소질 산업적 액체 리사이클, 탄소질 도시 고형 폐기물 (MSW 또는 msw), 탄소질 도시 폐기물, 탄소질 농업 재료, 탄소질 임업 재료, 탄소질 목재 폐기물, 탄소질 건축 폐기물, 탄소질 식물 재료, 탄소질 산업 폐기물, 탄소질 발효 폐기물, 탄소질 석유화학 부산물, 탄소질 알코올 생산 부산물, 탄소질 석탄, 타이어, 플라스틱, 폐플라스틱, 코크스 오븐 타르, 파이버소프트 (fibersoft), 리그닌 (lignin), 흑액 (black liquor), 폴리머, 폐폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETA), 폴리스티렌 (PS), 오니 (sewage sludge), 가축 배설물 (animal waste), 작물 잔여물 (crop residues), 에너지 작물, 산림 처리 잔여물, 목재 처리 잔여물, 가축 폐기물, 가금 폐기물, 식품 처리 잔여물, 에탄올 부산물, 소비된 곡물 (spent grain), 소비된 미생물, 또는 이들의 조합을 고려한다.
용어 "파이버소프트" (fiibersoft 또는 Fibersoft 또는 fibrosoft 또는 fibrousoft) 는 다양한 물질의 연화 및 농축의 결과로서 생성되는 탄소질 재료의 타입을 의미하고; 일례에서 탄소질 재료는 다양한 물질의 스팀 고압살균을 통해 생성된다. 다른 예에서, 파이버소프트는 섬유질 머시 (mushy) 재료를 발생시키는 도시, 산업, 상업 및 의료 폐기물의 스팀 고압살균을 포함할 수 있다.
용어 "도시 고형 폐기물" 또는 "MSW" 또는 "msw" 는 가정, 상업, 산업 및/또는 잔류 폐기물을 포함할 수도 있는 폐기물을 의미한다.
용어 "합성가스" 또는 "합성 가스"는 변하는 양의 일산화탄소 및 수소를 함유하는 가스 혼합물에 주어진 이름이 합성 가스인 것을 의미한다. 생성 방법의 예가 수소를 생성하기 위한 천연 가스 또는 탄화수소의 증기 개질, 석탄의 가스화, 및 몇몇의 타입의 폐기물-에너지 (waste-to-energy) 가스화 설비의 가스화를 포함한다. 이름은 합성 천연 가스 (SNG) 의 생성에서 그리고 암모니아 또는 메탄올의 생성을 위한 중간물질로서의 그의 용도로부터 유래한다. 합성가스는 피셔 트롭쉬 (Fischer-Tropsch) 합성 및 이전의 모빌 메탄올으로부터 가솔린으로의 프로세스 (Mobil methanol to gasoline process) 를 통해 연료 또는 윤활유로서 사용되기 위한 합성 석유의 생성에서의 중간물질로서의 사용을 포함한다. 합성가스는 수소, 일산화탄소 및 약간의 이산화탄소로 주로 구성되고, 절반 미만의 에너지 밀도 (즉, BTU 함량) 의 천연 가스를 갖는다. 합성가스는 연소가능하고, 다른 화학물질의 생성을 위한 연료원으로서 또는 중간물질로서 종종 사용된다.
용어 "발효", "발효 프로세스" 또는 "발효 반응" 등은 본 방법의 성장 상 및 생성물 생합성 상 쌍방을 포함하려는 것이다. 일 양태에서, 발효는 CO 의 알코올로의 전환을 나타낸다.
예비반응기 디자인
본 방법에 따라, 최소 세포 밀도를 제공하기 위해 예비반응기에 초산생성균의 배양균이 접종된다. 이 양태에서, 예비반응기는 하나 이상의 시드 반응기 및 하나 이상의 성장 반응기일 수도 있다. 시드 반응기는 약 500 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 400 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 300 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 200 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 100 ℓ 이하, 그리고 다른 양태에서 약 50 ℓ 이하의 체적을 가질 수도 있다. 성장 반응기는 약 250,000 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 150,000 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 100,000 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 50,000 ℓ 이하, 다른 양태에서 약 10,000 ℓ 이하, 그리고 다른 양태에서 약 1,000 ℓ 이하의 체적을 가질 수도 있다. 여기서 사용되는 "체적" 은 가스처리되지 않은 액체 작용 체적 (non-gassed liquid working volume) 을 나타낸다.
시드 반응기에는, 예컨대 보틀드 (bottled) 합성가스를 포함하는 합성가스가 공급될 수도 있다. 이 양태에서, 500 ℓ 이하의 체적을 갖는 시드 반응기를 사용하면, 시드 반응기에 보틀드 합성가스가 공급될 수 있다. 가스화 프로세스로부터의 합성가스의 공급이 이용가능하지 않다면, 보틀드 합성가스의 사용이 중요할 수도 있다. 유용한 합성가스 조성물이 여기에 기재된다. 일 양태에서, 주 반응기로부터 재활용된 가스가 예비반응기에 공급될 수도 있다.
시드 반응기의 배양균은 예비반응기 목표 세포 밀도까지 성장하게 되고, 시드 반응기의 체적은 시드 반응기보다 더 큰 체적을 갖는 후속 예비반응기에 접종하는데 사용된다. 이 양태에서, 제 2 예비반응기는 하나 이상의 성장 반응기일 수도 있다. 중요한 양태에서, 본 방법은 적어도 2 개의 성장 반응기, 다른 양태에서 적어도 3 개의 성장 반응기, 그리고 다른 양태에서 적어도 4 개의 성장 반응기를 활용한다.
합성가스의 발효 방법의 일 양태가 도 1 에 개략적으로 도시되어 있다. 이 양태에서, 본 방법은 시드 반응기 (100), 제 1 성장 반응기 (200), 제 2 성장 반응기 (300), 및 주 반응기 (400) 를 포함한다. 각 반응기에는, 가스 공급부 (500) 를 통해 합성가스가 공급될 수 있다. 영양소 공급부 (600) 를 통해, 각 반응기에 영양소가 공급될 수도 있다. 각 반응기는 교반기 (150) 및 적어도 하나의 임펠러 (250) 를 포함할 수도 있다. 각 반응기로부터의 매체는 냉각기/열교환기 (550) 로 보내어질 수도 있고, 냉각된 매체는 다시 반응기 용기로 사이클링될 수도 있다. 하나의 반응기로부터의 매체는 이송 라인 (700) 을 통해 다음 반응기로 이송될 수도 있다.
각 반응기로부터의 매체는 리사이클 필터 (350) 로 보내어질 수도 있다. 농축된 세포 (425) 가 반응기 용기로 복귀될 수도 있고, 투과물 (450; permeate) 이 추가 처리를 위해 보내어질 수도 있다. 추가 처리는 예컨대 에탄올, 아세트산 및 부탄올과 같은 희망 생성물의 분리를 포함할 수도 있다.
예비반응기 작동
예비반응기 작동은 주 반응기 접종을 위한 빠른 기동을 가능하게 한다. 이 양태에서, 제 1 예비반응기의 접종으로부터 주 반응기의 접종까지의 시간은 약 20 일 이하, 다른 양태에서 약 15 일 이하, 그리고 다른 양태에서 약 10 일 이하이다. 본 방법은, 예비반응기들 중 임의의 예비반응기가 고장나더라도, 더 빠른 회복을 또한 가능하게 한다.
본 방법에 따르면, 최소 세포 밀도를 제공하기 위해, 예비반응기 또는 시드 반응기에 초산생성균의 배양균이 접종된다. 여기서 사용되는 "최소 세포 밀도" 는 적어도 약 0.1 g/ℓ, 다른 양태에서 적어도 약 0.2 g/ℓ, 다른 양태에서 적어도 약 0.3 g/ℓ, 다른 양태에서 적어도 약 0.4 g/ℓ, 그리고 다른 양태에서 적어도 약 0.5 g/ℓ 의 생육가능한 세포 밀도를 의미한다. 최소 세포 밀도는 약 1.2 g/ℓ 를 초과하지 않을 것이다. 다른 양태에서, 예비반응기 또는 시드 반응기에 접종하는데 사용된 제 1 배양균은 6.5 이하, 다른 양태에서 4.5 이하, 그리고 다른 양태에서 약 4.0 ~ 약 4.5 의 pH 를 갖는다. 예비반응기 또는 시드 반응기에 접종하는데 사용된 제 1 배양균은 약 10 g/ℓ 이하, 다른 양태에서 약 1 ~ 약 10 g/ℓ, 다른 양태에서 약 1 ~ 약 5 g/ℓ, 다른 양태에서 약 1 ~ 약 3 g/ℓ, 그리고 다른 양태에서 약 2 g/ℓ 의 아세트산 농도를 갖는다.
초산생성균은, 목표 세포 밀도에 도달할 때까지, 예비반응기에서 성장하게 된다. 여기서 사용되는 "예비반응기 목표 세포 밀도" 는 적어도 약 5 g/ℓ, 다른 양태에서 적어도 약 10 g/ℓ, 다른 양태에서 적어도 약 15 g/ℓ, 그리고 다른 양태에서 적어도 약 20 g/ℓ 의 생육가능한 세포 밀도를 의미한다. 예비반응기 목표 세포 밀도는 일반적으로, 약 50 g/ℓ 를 초과하지 않을 것이다. 다른 양태에서, 예비반응기 목표 세포 밀도는 약 12 ~ 약 15 g/ℓ, 다른 양태에서 약 20 ~ 약 24 g/ℓ 이다.
일 양태에서, 각 후속 예비반응기는 그의 선행 예비반응기보다 더 큰 체적을 갖는다. 본 방법에 따르면, 후속 예비반응기 또는 주 반응기에 대한 이송되는 예비반응기 체적의 체적 비가 약 0.02 ~ 약 0.5 이고, 다른 양태에서 약 0.02 ~ 약 0.2 이다. 다른 양태에서, 예비반응기의 체적의 약 20 ~ 약 75 % 가 후속 예비반응기 또는 주 반응기에 접종하는데 사용된다. 이송될 수도 있는 다른 반응기 체적은 약 30 ~ 약 70 %, 약 40 ~ 약 60 %, 그리고 약 45 ~ 약 55 % 를 포함한다. 이 양태에서, 체적을 유지하면, 후속 반응기가 고장나더라도, 더 빠른 회복이 가능하다. 여기서 사용되는 "반응기 고장" 은, 가스 전환 (gas conversion) 이 일어나지 않고 세포가 현미경 평가 후에 시각적으로 죽은 것처럼 보이는 조건을 가리킨다. 이 양태에서, 일단 반응기 고장이 일어나면, 반응기는 24 시간 이내에 재접종될 수도 있다.
예비반응기에서 목표 세포 밀도에 도달하면, 본 방법의 후속 단계들은 다음과 같이 묘사될 수도 있다:
Figure pat00001
라면, 예비반응기의 체적이 주 반응기에서 최소 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 주 반응기로 이송되거나; 또는,
Figure pat00002
라면, 예비반응기의 체적이 주 반응기에서 최소 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 후속 예비반응기로 이송된다. 하나의 예비반응기로부터 다른 예비반응기로의 이러한 이송 단계는 주 반응기로의 이송까지 반복될 수도 있다.
다른 양태에서, 예비반응기에서 목표 세포 밀도에 도달하면, 본 방법의 후속 단계들은 다음과 같이 묘사될 수도 있다:
Figure pat00003
라면, 예비반응기의 체적이 주 반응기에서 최소 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 주 반응기로 이송되거나; 또는,
Figure pat00004
라면, 주 반응기의 체적이 조절될 수도 있고, 예비반응기의 체적이 주 반응기에서 최소 생육가능한 세포 밀도를 제공하기 위한 양으로 이송될 수도 있다. 그러면, 주 반응기의 체적은 최소 생육가능한 세포 밀도를 유지하면서, 시간이 경과함에 따라 희망 체적까지 증가하게 된다.
각 반응기는, 세포 성장을 최대화하고 배양균 건강 (culture health) 을 유지하는데 효과적인 방식으로 작동될 수도 있다. 일 양태에서, 각 반응기에서 사용된 매체는 동일하거나 또는 상이할 수도 있다. 적절한 매체의 예는 미국특허 제 7,285,402 호, PCT/US2009/001522, 및 미국 가출원 제 61/458,899 호, 제 61/458,903 호, 및 제 61/458,976 호 (이들 모두는 2010 년 12월 3일에 출원되었고, 그 내용 전부를 여기서 참조로써 인용한다) 에 기재된 것을 포함한다. 더 높은 농도 레벨의 하나 이상의 비타민이 성장 단계 동안 사용될 수도 있다.
일 양태에서, 리터당 약 0.3 ~ 약 0.7 g 의 세포가 시드 반응기에 접종될 수도 있다. 합성가스가 약 0.5 ~ 약 2.0 ℓ/분, 다른 양태에서 약 0.75 ~ 약 1.25 ℓ/분의 속도로 시드 반응기에 살포될 수도 있다. 초기 교반은 전체 교반 파워의 약 10 ~ 약 40 % 로 행해진다. 교반 속도는 한 시간에 걸쳐 전체 파워까지 증가될 수도 있다. 예컨대, 교반 속도는 더 작은 반응기의 경우 약 100 rpm 으로부터 약 1000 rpm 까지 증가될 수도 있고, 증가는 더 큰 반응기의 경우 상대적으로 덜할 수도 있다.
초산생성균
일 양태에서, 활용되는 미생물은 초산생성균을 포함한다. 유용한 초산생성균의 예는, WO 2000/68407, EP 117309, 미국특허 제 5,173,429 호, 제 5,593,886 호 및 제 6,368,819 호, WO 1998/00558 및 WO 2002/08438 에 기재된 것을 포함하는 클로스트리듐 륭달리 (Clostridium ljungdahlii) 의 균주 (strains), WO 2007/117157 및 WO 2009/151342 에 기재된 것을 포함하는 클로스트리듐 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (독일 DSMZ 의 DSM 10061 및 DSM 19630) 및 미국특허 제 7,704,723 호 및 "바이오매스-생성 합성 가스로부터의 바이오연료 및 바이오제품 (Biofuels and Bioproducts from Biomass-Generated Synthesis Gas)" (Hasan Atiyeh, Oklahoma EPSCoR Annual State Conference 에서 발표됨, 2010년 4월 29일) 에 각각 기재된 것을 포함하는 클로스트리듐 라그스달레이 (Clostridium ragsdalei) (P11, ATCC BAA-622) 및 알칼리바쿨룸 바크히 (Alkalibaculum bacchi) (CP11, ATCC BAA-1772), 및 미국특허출원 제 2007/0276447 호에 기재된 클로스트리듐 카르복시디보란스 (Clostridium carboxidivorans) (ATCC PTA-7827) 의 균주와 같은 속 클로스트리듐의 초산생성균을 포함한다. 다른 적절한 미생물은 무렐라 (Moorella) sp. HUC22-1 를 포함하는 속 무렐라의 미생물 및 속 카르복시도터르무스 (Carboxydothermus) 의 미생물을 포함한다. 이들 참고문헌 각각은 여기서 참조로써 인용된다. 2 이상의 미생물의 혼합 배양균이 사용될 수도 있다.
유용한 박테리아의 몇몇의 예가 아세토게늄 키부이 (Acetogenium kivui), 아세토아마데로븀 노테레 (Acetoanaerobium noterae), 아세토박테리윰 우디이 (Acetobacterium woodii), 알칼리바쿨룸 바크히 (Alkalibaculum bacchi) CP11 (ATCC BAA-1772), 블라우티아 프로덕타 (Blautia producta), 부티리박테리엄 메틸오트로피쿰 (Butyribacterium methylotrophicum), 칼다마에로박터 서브테라니어스 (Caldanaerobacter subterraneous), 칼다나에로박터 서브테라니어스 파시피쿠스 (Caldanaerobacter subterraneous pacificus), 카르복시도터르무스 히드로게노포르만스 (Carboxydothermus hydrogenoformans), 클로스트리듐 아세티쿰 (Clostridium aceticum), 클로스트리듐 아세토부틸리쿰 (Clostridium acetobutylicum), 클로스트리듐 아세토부틸리쿰 P262 (독일 DSMZ 의 DSM 19630), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (독일 DSMZ 의 DSM 19630), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (독일 DSMZ 의 DSM 10061), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (독일 DSMZ 의 DSM 23693), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (독일 DSMZ 의 DSM 24138), 클로스트리듐 카르복시디보란스 P7 (Clostridium carboxidivorans P7) (ATCC PTA-7827), 클로스트리듐 코스카틀리 (Clostridium coskatii) (ATCC PTA-10522), 클로스트리듐 드라케이 (Clostridium drakei), 클로스트리듐 륭달리 PETC (Clostridium ljungdahlii PETC) (ATCC 49587), 클로스트리듐 륭달리 ERI2 (ATCC 55380), 클로스트리듐 륭달리 C-01 (ATCC 55988), 클로스트리듐 륭달리 O-52 (ATCC 55889), 클로스트리듐 매그넘 (Clostridium magnum), 클로스트리듐 패스터우리아눔 (Clostridium pasteurianum) (독일의 DSMZ 의 DSM 525), 클로스트리듐 라그스달레이 (Clostridium ragsdali) P11 (ATCC BAA-622), 클로스트리듐 스카토로게네스 (Clostridium scatologenes), 클로스트리듐 터모아세티쿰 (Clostridium thermoaceticum), 클로스트리듐 울투넨세 (Clostridium ultunense), 디설포토마쿨룸 쿠즈넷소비이 (Desulfotomaculum kuznetsovii), 유박테리움 리모숨 (Eubacterium limosum), 지오박터 설포게두센스 (Geobacter sulfurreducens), 메타노사르시나 아세티보란스 (Methanosarcina acetivorans), 메타노사르시나 바르커리 (Methanosarcina barkeri), 모렐라 터모아세티카 (Morrella thermoacetica), 모렐라 터모오토트로피카 (Morrella thermoautotrophica), 옥소박터 페니기이 (Oxobacter pfennigii), 페프토스트렙토코쿠스 프로둑투스 (Peptostreptococcus productus), 루미노코쿠스 프로둑투스 (Ruminococcus productus), 터모아나에로박터 키부이 (Thermoanaerobacter kivui), 및 이들의 혼합물을 포함한다.
합성가스
합성가스는 임의의 공지된 근원으로부터 제공될 수도 있다. 일 양태에서, 합성가스는 탄소질 재료의 가스화로부터 유래할 수도 있다. 가스화는 산소의 제한된 공급에서 바이오매스의 부분 연소를 수반한다. 결과로서 생기는 가스는 주로 CO 및 H2 를 포함한다. 이 양태에서, 합성가스는 적어도 약 10 몰% CO, 일 양태에서 적어도 약 20 몰%, 일 양태에서 약 10 ~ 약 100 몰%, 다른 양태에서 약 20 ~ 약 100 몰% CO, 그리고 다른 양태에서 약 30 ~ 약 90 몰% CO, 다른 양태에서 약 40 ~ 약 80 몰% CO, 그리고 다른 양태에서 약 50 ~ 약 70 몰% CO 를 함유할 것이다. 합성가스는 적어도 약 0.75 의 CO/CO2 몰 비를 가질 것이다. 적절한 가스화 방법 및 장치의 몇몇의 예가 미국 일련번호 61/516,667, 61/516,704 및 61/516,646 (이들 모두는 2011년 4월 6일에 출원되었음) 에 제공되고, 그 내용 전부는 여기서 참조로써 인용된다.
다른 양태에서, 초산생성균을 제조하기 위해 활용된 합성가스는 실질적으로 CO 일 수도 있다. 여기서 사용되는 "실질적으로 CO" 는 적어도 약 50 몰% CO, 다른 양태에서 적어도 약 60 몰% CO, 다른 양태에서 적어도 약 70 몰% CO, 다른 양태에서 적어도 약 80 몰% CO, 그리고 다른 양태에서 적어도 약 90 몰% CO 를 의미한다.
예 1: 2 개의 성장 반응기를 사용한 기동
시드 발효기 (90 ℓ) 에 클로스트리듐 륭달리 (Clostridium ljungdahlii) 를 접종한다. 약 12 g/ℓ 의 세포 밀도가 획득될 때까지, 합성가스를 발효시켰다. 시드 발효기의 절반 (약 45 ℓ) 이 제 1 성장 반응기에 접종하는데 사용되어, 약 1390 ℓ 의 제 1 성장 반응기의 총 체적 및 약 0.38 g/ℓ 의 시작 세포 밀도를 제공한다. 합성가스는 접종 시간으로부터 140 시간 동안 발효되어, 약 12 g/ℓ 의 세포 밀도를 제공한다. 제 1 성장 반응기 (약 703 ℓ) 로부터의 배양균이 제 2 성장 반응기에 접종하는데 사용되어, 약 22200 ℓ 의 제 2 성장 반응기의 총 체적 및 약 0.38 g/ℓ 의 세포 밀도를 제공한다. 합성가스는 접종 시간으로부터 140 시간 동안 발효되어, 약 12 g/ℓ 의 세포 밀도를 제공한다. 제 2 성장 반응기 (약 12,000 ℓ) 로부터의 배양균이 주 반응기에 접종하는데 사용되어, 약 350,000 ~ 400,000 ℓ 의 주 반응기의 총 체적 및 약 0.40 g/ℓ 의 세포 밀도를 제공한다. 제 1 성장 반응기의 접종으로부터 주 반응기의 접종까지의 총 경과 시간은 11.7 일이다.
예 2: 시드 반응기 및 하나의 성장 반응기를 사용한 기동
시드 발효기 (약 1600 ℓ) 에 클로스트리듐 륭달리를 접종한다. 약 12 g/ℓ 의 세포 밀도가 획득될 때까지, 합성가스를 발효시켰다. 시드 발효기의 절반 (약 700 ℓ) 이 제 1 성장 반응기에 접종하는데 사용되어, 약 2250 ℓ 의 제 1 성장 반응기의 총 체적 및 약 0.38 g/ℓ 의 시작 세포 밀도를 제공한다. 합성가스는 접종 시간으로부터 140 시간 동안 발효되어, 약 12 g/ℓ 의 세포 밀도를 제공한다. 제 1 성장 반응기 (약 11,000 ℓ) 로부터의 배양균이 주 반응기에 접종하는데 사용되어, 약 350,000 ~ 약 400,000 ℓ 의 주 반응기의 총 체적 및 약 0.38 g/ℓ 의 세포 밀도를 제공한다. 제 1 성장 반응기의 접종으로부터 주 반응기의 접종까지의 총 경과 시간은 9.2 일이다.
여기서 개시된 본 발명은 특정 실시형태, 예 및 적용에 의해 설명되었지만, 청구항들에 기재된 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 다양한 수정 및 변화가 가해질 수 있다.

Claims (9)

  1. 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법으로서,
    시드 반응기에 초산생성균의 제 1 배양균을 접종하여, 적어도 0.2 g/ℓ 의 상기 시드 반응기에서의 최소 초기 생육가능한 세포 밀도를 제공하는 공정;
    합성가스로 상기 초산생성균의 상기 제 1 배양균을 성장시켜, 적어도 5 g/ℓ 의 상기 시드 반응기에서의 세포 밀도를 제공하는 공정;
    적어도 0.2 g/ℓ 의 제 1 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 상기 시드 반응기로부터의 접종물 (inoculum) 로 상기 제 1 성장 반응기에 접종하는 공정;
    합성가스로 상기 제 1 배양균을 성장시켜, 적어도 5 g/ℓ 의 상기 제 1 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공하는 공정;
    적어도 0.2 g/ℓ 의 제 2 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 상기 제 1 성장 반응기로부터의 접종물로 상기 제 2 성장 반응기에 접종하는 공정;
    합성가스로 상기 제 1 배양균을 성장시켜, 적어도 5 g/ℓ 의 상기 제 2 성장 반응기에서의 세포 밀도를 제공하는 공정; 및
    적어도 0.2 g/ℓ 의 주 발효기에서의 세포 밀도를 제공하기에 효과적인 양으로 상기 제 2 성장 반응기로부터의 접종물로 주 발효기에 접종하는 공정
    을 포함하는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 배양균은 6.5 이하의 pH 및 10 g/ℓ 이하의 아세트산 농도를 갖는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시드 반응기의 체적의 25 % ~ 75 % 가 상기 제 1 성장 반응기에 접종되고,
    상기 제 1 성장 반응기의 체적의 25 % ~ 75 % 가 상기 제 2 성장 반응기에 접종되고,
    상기 제 2 성장 반응기의 25 % ~ 75 % 가 상기 주 발효기에 접종되는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접종물을 수용하는 반응기의 체적에 대한 상기 접종물을 제공하는 반응기 체적의 비가 0.02 ~ 0.5 인, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시드 반응기는 500 ℓ 이하의 체적을 갖는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성가스는 적어도 0.75 의 CO/CO2 몰 비를 갖는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성가스는 20 ~ 100 몰% CO 를 갖는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    초산생성균을 증식시키는데 사용되는 합성가스는 CO 인, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 초산생성균은 아세토게늄 키부이 (Acetogenium kivui), 아세토아마데로븀 노테레 (Acetoanaerobium noterae), 아세토박테리윰 우디이 (Acetobacterium woodii), 알칼리바쿨룸 바크히 (Alkalibaculum bacchi) CP11 (ATCC BAA-1772), 블라우티아 프로덕타 (Blautia producta), 부티리박테리엄 메틸오트로피쿰 (Butyribacterium methylotrophicum), 칼다마에로박터 서브테라니어스 (Caldanaerobacter subterraneous), 칼다나에로박터 서브테라니어스 파시피쿠스 (Caldanaerobacter subterraneous pacificus), 카르복시도터르무스 히드로게노포르만스 (Carboxydothermus hydrogenoformans), 클로스트리듐 아세티쿰 (Clostridium aceticum), 클로스트리듐 아세토부틸리쿰 (Clostridium acetobutylicum), 클로스트리듐 아세토부틸리쿰 P262 (독일 DSMZ 의 DSM 19630), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (Clostridium autoethanogenum) (독일 DSMZ 의 DSM 19630), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (독일 DSMZ 의 DSM 10061), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (독일 DSMZ 의 DSM 23693), 클로스트리듐 오토에타노게눔 (독일 DSMZ 의 DSM 24138), 클로스트리듐 카르복시디보란스 P7 (Clostridium carboxidivorans P7) (ATCC PTA-7827), 클로스트리듐 코스카틀리 (Clostridium coskatii) (ATCC PTA-10522), 클로스트리듐 드라케이 (Clostridium drakei), 클로스트리듐 륭달리 PETC (Clostridium ljungdahlii PETC) (ATCC 49587), 클로스트리듐 륭달리 ERI2 (ATCC 55380), 클로스트리듐 륭달리 C-01 (ATCC 55988), 클로스트리듐 륭달리 O-52 (ATCC 55889), 클로스트리듐 매그넘 (Clostridium magnum), 클로스트리듐 패스터우리아눔 (Clostridium pasteurianum) (독일의 DSMZ 의 DSM 525), 클로스트리듐 라그스달레이 (Clostridium ragsdali) P11 (ATCC BAA-622), 클로스트리듐 스카토로게네스 (Clostridium scatologenes), 클로스트리듐 터모아세티쿰 (Clostridium thermoaceticum), 클로스트리듐 울투넨세 (Clostridium ultunense), 디설포토마쿨룸 쿠즈넷소비이 (Desulfotomaculum kuznetsovii), 유박테리움 리모숨 (Eubacterium limosum), 지오박터 설포게두센스 (Geobacter sulfurreducens), 메타노사르시나 아세티보란스 (Methanosarcina acetivorans), 메타노사르시나 바르커리 (Methanosarcina barkeri), 모렐라 터모아세티카 (Morrella thermoacetica), 모렐라 터모오토트로피카 (Morrella thermoautotrophica), 옥소박터 페니기이 (Oxobacter pfennigii), 페프토스트렙토코쿠스 프로둑투스 (Peptostreptococcus productus), 루미노코쿠스 프로둑투스 (Ruminococcus productus), 터모아나에로박터 키부이 (Thermoanaerobacter kivui), 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 합성가스의 발효를 위한 주 발효기를 시작시키는 방법.
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Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9725688B2 (en) 2011-06-30 2017-08-08 Peter Simpson Bell Bioreactor for syngas fermentation
KR101416744B1 (ko) * 2011-10-27 2014-07-09 대우조선해양 주식회사 연속 발효 장치 및 이를 이용한 다단계 연속 발효 공정
US9193947B2 (en) * 2012-05-22 2015-11-24 Ineos Bio Sa Process for culturing microorganisms on a selected substrate
US9115214B2 (en) 2012-09-24 2015-08-25 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc Methods for controlling pretreatment of biomass
US9333468B2 (en) * 2012-09-24 2016-05-10 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc Soak vessels and methods for impregnating biomass with liquid
NL2010005C2 (en) * 2012-12-18 2014-06-23 Pwn Technologies B V Reactor vessel for suspending media particles in a fluid.
CH707486A1 (de) * 2013-01-25 2014-07-31 Axpo Kompogas Engineering Ag Fermenterbeschickungsverfahren, Biogasanlage und Umrüstungsverfahren.
US20140271413A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Perfect Lithium Corp. Reactor Vessel for Complexecelle Formation
CA2916891C (en) 2013-06-28 2022-10-18 Matthias Brunner Methods for the biomethanation of h2 and co2
US10214718B2 (en) 2013-07-01 2019-02-26 University Of Massachusetts Distributed perfusion bioreactor system for continuous culture of biological cells
US9617509B2 (en) 2013-07-29 2017-04-11 Lanzatech New Zealand Limited Fermentation of gaseous substrates
CN105473701A (zh) 2013-08-27 2016-04-06 通用电气健康护理生物科学股份公司 具有添加管的生物反应器
JP6189202B2 (ja) * 2013-12-17 2017-08-30 佐竹化学機械工業株式会社 撹拌装置
WO2016077778A1 (en) * 2014-11-13 2016-05-19 The Board Of Regents For Oklahoma State University Fermentation control for optimization of syngas utilization
US10519409B2 (en) * 2014-12-31 2019-12-31 Ge Healthcare Bio-Sciences Corp. Shaft-mounted fluid transfer assembly for a disposable bioreactor
CN104531780B (zh) * 2015-01-07 2018-03-20 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种提高厌氧食气微生物发酵效率的方法
US20180072978A1 (en) * 2015-03-20 2018-03-15 Sekisui Chemical Co., Ltd. Microorganism culture method and culture apparatus
ITBO20150206A1 (it) * 2015-04-23 2016-10-23 Comecer Spa Incubatore modulare
US10941454B2 (en) 2015-05-30 2021-03-09 Genomatica, Inc. Vinylisomerase-dehydratases, alkenol dehydratases, linalool dehydratases and crotyl alcohol dehydratases and methods for making and using them
CN114591821A (zh) * 2015-08-20 2022-06-07 北京三态环境科技有限公司 一种生物质厌氧发酵罐气力搅拌系统
US10300439B2 (en) 2015-09-28 2019-05-28 Hamilton Sundstrand Corporation Systems and methods for gas disposal
US10589237B2 (en) * 2015-09-28 2020-03-17 Hamilton Sundstrand Corporation Systems and methods for gas disposal
CA3001761A1 (en) * 2015-10-26 2017-05-04 Lonza Limited A manufacturing facility for the production of biopharmaceuticals
CN105273994B (zh) * 2015-12-07 2018-05-01 河南农业大学 一种合成气厌氧发酵用塔式反应器
ES2648968A1 (es) * 2016-07-05 2018-01-09 Inbiolev, S.L. Biorreactor para la multiplicación de levaduras y bacterias lácticas
CN106190784A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 彭东林 一种自动粘剂搅拌器
CN106190812A (zh) * 2016-09-21 2016-12-07 许凌凌 一种新型发酵罐罐体结构
EP3333251A1 (en) * 2016-12-08 2018-06-13 Technische Universität München A convertible bioreactor, a kit, and a method for converting a bioreactor
BE1025130B1 (nl) * 2017-04-10 2018-11-14 Organic Waste Systems, Verkort O.W.S. Naamloze Vennootschap Werkwijze voor de productie van gasvormige, vloeibare of opgeloste organische koolstofverbindingen via gasfermentatie
KR101999106B1 (ko) * 2017-06-08 2019-07-11 한국에너지기술연구원 고압 교반 반응기를 사용한 생물학적 수성가스 전환반응에서의 수소 생산성 증진 방법
EP3470524A1 (en) 2017-10-12 2019-04-17 Technische Universität München Process for the production of alcohols
MY194611A (en) 2018-01-17 2022-12-06 Outotec Finland Oy Reactor for gas-liquid mass transfer
CN108034575B (zh) * 2018-01-25 2024-02-06 吉林冠界生物技术有限公司 微泡通气装置及系统
JP6745414B2 (ja) * 2018-03-27 2020-08-26 積水化学工業株式会社 エタノールの製造方法及びエタノール組成物
CN110734131A (zh) * 2018-07-18 2020-01-31 光大水务（深圳）有限公司 基于厌氧/缺氧池的生物填料搅拌工艺
JP2021004192A (ja) * 2019-06-25 2021-01-14 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7339749B2 (ja) * 2019-03-18 2023-09-06 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7323305B2 (ja) * 2019-03-18 2023-08-08 積水化学工業株式会社 エタノール
JP2021004191A (ja) * 2019-06-25 2021-01-14 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7339737B2 (ja) * 2019-01-28 2023-09-06 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7339751B2 (ja) * 2019-03-18 2023-09-06 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7339750B2 (ja) * 2019-03-18 2023-09-06 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7323307B2 (ja) * 2019-03-18 2023-08-08 積水化学工業株式会社 エタノール
JP7323306B2 (ja) * 2019-03-18 2023-08-08 積水化学工業株式会社 エタノール
JP2021004189A (ja) * 2019-06-25 2021-01-14 積水化学工業株式会社 エタノール
JP2021004190A (ja) * 2019-06-25 2021-01-14 積水化学工業株式会社 エタノール
WO2020158747A1 (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 積水化学工業株式会社 エタノール
CN110055162B (zh) * 2019-05-10 2020-02-21 重庆市鱼泉榨菜（集团）有限公司 一种多角度搅拌的智能发酵设备
DE102019124650A1 (de) * 2019-09-13 2021-03-18 Karlsruher Institut für Technologie Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Fermentation von Synthesegas
TWI744720B (zh) * 2019-11-15 2021-11-01 建國科技大學 微生物合成油溶性分子生產與萃取裝置
CN111518675A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 中粮营养健康研究院有限公司 搅拌装置和乳酸发酵罐
TWI802111B (zh) 2020-11-27 2023-05-11 財團法人工業技術研究院 細胞活化反應器及細胞活化方法
CN113736645B (zh) * 2021-11-08 2022-01-21 山东惠尔佳生物有限公司 一种微生物饲料添加剂的活化扩繁设备
WO2023129323A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Repligen Corporation Vessel, system, and associated method for product concentration
US20240124683A1 (en) 2022-09-28 2024-04-18 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber - forming additives from biomass through syngas production
US20240117149A1 (en) 2022-09-28 2024-04-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber - forming additives from end of life tires through syngas production

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533211A (en) 1983-01-31 1985-08-06 International Business Machines Corporation Frequency multiplexed optical spatial filter based upon photochemical hole burning
GB2177618B (en) 1985-07-13 1989-07-19 Adrian Philip Boyes Gas/liquid contacting
US5173429A (en) 1990-11-09 1992-12-22 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Clostridiumm ljungdahlii, an anaerobic ethanol and acetate producing microorganism
JPH05292942A (ja) * 1991-02-28 1993-11-09 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 焼結金属エレメントを用いる培養方法並びにその装置
US5286466A (en) 1991-04-08 1994-02-15 Ari Technologies, Inc. Multi-bed cocurrent downflow mass transfer column with spherical packing
KR940010108B1 (ko) 1991-08-29 1994-10-21 한국과학기술원 반경방향 분산기를 이용한 기포탑 반응기
US5821111A (en) * 1994-03-31 1998-10-13 Bioengineering Resources, Inc. Bioconversion of waste biomass to useful products
US5807722A (en) 1992-10-30 1998-09-15 Bioengineering Resources, Inc. Biological production of acetic acid from waste gases with Clostridium ljungdahlii
US5593886A (en) 1992-10-30 1997-01-14 Gaddy; James L. Clostridium stain which produces acetic acid from waste gases
US6136577A (en) 1992-10-30 2000-10-24 Bioengineering Resources, Inc. Biological production of ethanol from waste gases with Clostridium ljungdahlii
JPH078264A (ja) * 1993-06-21 1995-01-13 Tokyo Gas Co Ltd バイオリアクター
US5810934A (en) * 1995-06-07 1998-09-22 Advanced Silicon Materials, Inc. Silicon deposition reactor apparatus
JP4101295B2 (ja) * 1996-07-01 2008-06-18 バイオエンジニアリング・リソーシズ・インコーポレーテツド 廃ガスからの酢酸の生物学的生産
US5733758A (en) * 1997-01-10 1998-03-31 Nguyen; Quang A. Tower reactors for bioconversion of lignocellulosic material
US6335191B1 (en) * 1998-02-27 2002-01-01 Nch Corporation Automated system and method for growing bacteria
CZ300153B6 (cs) 1998-03-20 2009-02-25 Teva Gyógyszergyár Zártkörüen Müködö Részvénytársaság Metabolicky kontrolovaný proces fermentace pri výrobe lovastatinové hydroxykyseliny
UA72220C2 (uk) 1998-09-08 2005-02-15 Байоенджініерінг Рісорсиз, Інк. Незмішувана з водою суміш розчинник/співрозчинник для екстрагування оцтової кислоти, спосіб одержання оцтової кислоти (варіанти), спосіб анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти (варіанти), модифікований розчинник та спосіб його одержання
US5972661A (en) * 1998-09-28 1999-10-26 Penn State Research Foundation Mixing systems
NZ515009A (en) 1999-05-07 2003-04-29 Emmaus Foundation Inc Clostridium strains which produce ethanol from substrate-containing gases
GB9929128D0 (en) 1999-12-10 2000-02-02 Cerestar Holding Bv Process for producing and recovering Erythritol from culture medium containing the same
CA2397268C (en) 2000-01-31 2009-12-29 The Dow Chemical Company Polyurethane dispersions having improved shear stability
US6455306B1 (en) * 2000-06-09 2002-09-24 Transcyte, Inc. Transfusable oxygenating composition
PT1303629E (pt) * 2000-07-25 2006-10-31 Emmaus Foundation Inc Metodos para aumentar a producao de etanol a partir da fermantacao microbiana
CN1238489C (zh) 2000-10-19 2006-01-25 Dsm公司 需氧发酵方法
US7201884B2 (en) 2001-12-26 2007-04-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process and apparatus for performing a gas-sparged reaction
GB0410118D0 (en) * 2004-05-06 2004-06-09 Glaxo Group Ltd Novel bioreactor
US7718405B2 (en) * 2005-09-19 2010-05-18 American Air Liquide, Inc. Use of pure oxygen in viscous fermentation processes
JP2007082438A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Ebara Corp 微生物による有価物生産方法および有価物生産装置
CN100348711C (zh) * 2005-11-28 2007-11-14 云南师范大学 生物质连续发酵产氢串并联多级复合装置及方法
NZ546496A (en) 2006-04-07 2008-09-26 Lanzatech New Zealand Ltd Gas treatment process
US20070275447A1 (en) 2006-05-25 2007-11-29 Lewis Randy S Indirect or direct fermentation of biomass to fuel alcohol
US7623909B2 (en) 2006-05-26 2009-11-24 Cameron Health, Inc. Implantable medical devices and programmers adapted for sensing vector selection
US7704723B2 (en) 2006-08-31 2010-04-27 The Board Of Regents For Oklahoma State University Isolation and characterization of novel clostridial species
US20090035848A1 (en) 2007-08-03 2009-02-05 Robert Hickey Moving bed biofilm reactor (mbbr) system for conversion of syngas components to liquid products
US8236071B2 (en) 2007-08-15 2012-08-07 General Electric Company Methods and apparatus for cooling syngas within a gasifier system
CN102016052B (zh) * 2007-08-15 2015-04-29 朗泽科技新西兰有限公司 生产醇的工艺
US20090087898A1 (en) * 2007-09-06 2009-04-02 Clearvalue, Inc. Methods, processes and apparatus of sequestering and environmentally coverting oxide(s) of carbon and nitrogen
US8222013B2 (en) 2007-11-13 2012-07-17 Lanzatech New Zealand Limited Bacteria and methods of use thereof
US9034618B2 (en) 2009-03-09 2015-05-19 Ineos Bio Sa Method for sustaining microorganism culture in syngas fermentation process in decreased concentration or absence of various substrates
US8697405B2 (en) 2008-03-11 2014-04-15 Ineos Usa Llc Process for the production of ethanol and butanol
AU2009224112B9 (en) * 2008-03-12 2013-01-31 Lanzatech Nz, Inc. Microbial alcohol production process
CN101302546B (zh) * 2008-06-06 2011-04-13 江南大学 连续发酵或半连续发酵生产丁二酸的方法
US20110144393A1 (en) 2008-06-09 2011-06-16 Lanza Tech New Zealand Limited Production of butanediol by anaerobic microbial fermentation
US8592190B2 (en) 2009-06-11 2013-11-26 Ineos Bio Limited Methods for sequestering carbon dioxide into alcohols via gasification fermentation
JP2011524933A (ja) 2008-06-20 2011-09-08 イネオス ユーエスエイ リミテッド ライアビリティ カンパニー ガス化発酵により二酸化炭素をアルコールに隔離する方法
WO2011028137A1 (en) 2009-09-06 2011-03-10 Lanzatech New Zealand Limited Improved fermentation of gaseous substrates
CN101768540B (zh) * 2010-02-12 2012-11-07 中国科学院广州能源研究所 一种合成气发酵生产有机酸和醇的反应装置
CN201762316U (zh) * 2010-09-04 2011-03-16 颜金钰 环喷射流型发酵罐及其应用的发酵搅拌系统
US9849434B2 (en) * 2010-09-22 2017-12-26 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Methods and apparatus for enhanced gas distribution
CN102094048A (zh) * 2010-12-01 2011-06-15 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种发酵合成气生产有机酸或醇的方法及装置
EP2646561B1 (en) * 2010-12-03 2019-07-24 Jupeng Bio (HK) Limited Method of operation of fermentation of carbon monoxide and hydrogen containing gaseous substrate
US9725688B2 (en) 2011-06-30 2017-08-08 Peter Simpson Bell Bioreactor for syngas fermentation

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bioresource Technology, Vol. 101, pp. 9673-9680 (2010.) *
Current Opinion in Biotechnology, Vol. 22. pp. 320-325 (2011.02.23.) *
Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol. 109, pp. 492-498 (2009.11.18.)* *

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WO2013002949A1 (en) 2013-01-03
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