RU2017104282A - Способ контроля ферментации со-содержащих субстратов - Google Patents

Способ контроля ферментации со-содержащих субстратов Download PDF

Info

Publication number
RU2017104282A
RU2017104282A RU2017104282A RU2017104282A RU2017104282A RU 2017104282 A RU2017104282 A RU 2017104282A RU 2017104282 A RU2017104282 A RU 2017104282A RU 2017104282 A RU2017104282 A RU 2017104282A RU 2017104282 A RU2017104282 A RU 2017104282A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
medium
fermentation
clostridium
concentration
equal
Prior art date
Application number
RU2017104282A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2689545C2 (ru
RU2017104282A3 (ru
Inventor
Питер Симпсон Белл
Сун ЛЮ
Original Assignee
Инеос Био Са
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Инеос Био Са filed Critical Инеос Био Са
Publication of RU2017104282A publication Critical patent/RU2017104282A/ru
Publication of RU2017104282A3 publication Critical patent/RU2017104282A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2689545C2 publication Critical patent/RU2689545C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/065Ethanol, i.e. non-beverage with microorganisms other than yeasts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q3/00Condition responsive control processes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/96Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation using ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/145Clostridium
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Claims (46)

1. Способ контроля ферментации СО-содержащего субстрата, включающий:
подачу СО-содержащего субстрата в ферментацию и ферментацию СО-содержащего субстрата; и
мониторинг концентрации нутриентов в ферментационной среде с использованием способа, выбранного из группы, состоящей из ионной хроматографии, спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, ионоселективных электродов, плазменной фотометрии, атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной ионизацией и их комбинации.
2. Способ по п. 1, где нутриенты, которые подвергаются мониторингу, выбраны из группы, состоящей из K, Mg, РО4 -3, Fe, Zn, Ni, Co и их смесей.
3. Способ по п. 2, где нутриентом, который подвергается мониторингу, является K, РО4 -3, Mg и их смесь.
4. Способ по п. 1, где способом, который используется для мониторинга концентрации нутриента, является ионная хроматография.
5. Способ по п. 1, где способ обеспечивает нужную плотность клеток, равную от примерно 2 до примерно 30 г/л.
6. Способ по п. 5, где ферментационная среда включает первую и вторую среду, содержащую нутриенты.
7. Способ по п. 6, где первая среда до достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации калия в среде, равной от примерно 20 до примерно 200 мг/л.
8. Способ по п. 7, где первая среда после достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации калия в среде, равной от примерно 20 до примерно 160 мг/л.
9. Способ по п. 6, где первая среда до достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации РО4 -3 в среде, равной от примерно 10 до примерно 120 мг/л.
10. Способ по п. 9, где первая среда после достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации РО4 -3 в среде, равной от примерно 10 до примерно 100 мг/л.
11. Способ по п. 6, где первая среда до достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации Mg в среде, равной от примерно 1 до примерно 6 мг/л.
12. Способ по п. 11, где первая среда после достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации Mg в среде, равной от примерно 1 до примерно 4 мг/л.
13. Способ по п. 6, где вторая среда подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания отношения объемной скорости подачи первой среды к объемной скорости подачи второй среды, равного от примерно 15:1 до примерно 2:1.
14. Способ по п. 6, где первая среда включает элементы, выбранные из группы, состоящей из K, Mg, Fe, РО4 -3, Zn, Со, Ni и их смесей.
15. Способ по п. 6, где вторая среда включает элементы, выбранные из группы, состоящей из W, Se и их смесей.
16. Способ по п. 1, где в СО-содержащем субстрате молярное отношение СО/СO2 составляет, по меньшей мере, примерно 0,75.
17. Способ по п. 1, где СО-содержащий субстрат содержит от примерно 20 до примерно 100 моль % СО.
18. Способ по п. 1, где рН ферментационной среды поддерживается на уровне, равном от примерно 3,5 до примерно 5,0.
19. Способ по п. 18, где рН поддерживается добавлением гидроксида аммония.
20. Способ по п. 1, дополнительно включающий поддержание концентрации H2S в отходящем газе ферментации в диапазоне от примерно 20 до примерно 500 ppm H2S.
21. Способ по п. 20, где концентрация H2S в отходящем газе при ферментации, равная от примерно 20 до примерно 500 ppm, поддерживается путем добавлением NaHS в ферментационную среду.
22. Способ по п. 1, где ферментация включает ацетогенных бактерий.
23. Способ по п. 22, где ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из 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 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Германия), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (АТСС РТА-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 из DSMZ, Германия), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui и их смесей.
24. Способ ферментации СО-содержащего субстрата, включающий:
подачу СО-содержащего субстрата в ферментацию и ферментацию СО-содержащего субстрата;
определение концентрации калия в ферментационной среде; и
подачу первой среды и второй среды в ферментацию, где первая среда до достижения нужной плотности клеток подается со скоростью, эффективной для поддержания концентрации калия в ферментационной среде в диапазоне от примерно 20 до примерно 200 мг/л.
25. Способ по п. 24, где первая среда после достижения нужной плотности клеток подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания концентрации калия в среде, равной от примерно 20 до примерно 160 мг/л.
26. Способ по п. 24, где в СО-содержащем субстрате молярное отношение СО/СО2 составляет, по меньшей мере, примерно 0,75.
27. Способ по п. 24, где СО-содержащий субстрат содержит от примерно 20 до примерно 100 моль % СО.
28. Способ по п. 24, где концентрацию калия в среде определяют способом, выбранным из группы, состоящей из ионной хроматографии, спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, ионоселективных электродов, плазменной фотометрии, атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной ионизацией и их комбинации.
29. Способ по п. 24, где нужная плотность клеток составляет от примерно 2 до примерно 30 г/л.
30. Способ по п. 24, где вторая среда подается в ферментацию со скоростью, эффективной для поддержания отношения объемной скорости подачи первой среды к объемной скорости подачи второй среды, равного от примерно 15:1 до примерно 2:1.
31. Способ по п. 24, где первая среда включает элементы, выбранные из группы, состоящей из K, Mg, Fe, РО4 -3, Zn, Со, Ni и их смесей.
32. Способ по п. 24, где вторая среда включает элементы, выбранные из группы, состоящей из W, Se и их смесей.
33. Способ по п. 24, где рН ферментационной среды поддерживается на уровне от примерно 3,5 до примерно 5,0.
34. Способ по п. 24, где рН поддерживается путем добавления гидроксида аммония.
35. Способ по п. 24, дополнительно включающий поддержание концентрации H2S в отходящем газе при ферментации в диапазоне от примерно 20 до примерно 500 ppm H2S.
36. Способ по п. 35, где концентрация H2S в отходящем газе при ферментации, равная от примерно 20 до примерно 500 ppm, поддерживается путем добавления NaHS в ферментационную среду.
37. Способ по п. 24, где ферментация включает ацетогенных бактерий.
38. Способ по п. 37, где ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из 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 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Германия), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC РТА-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 из DSMZ, Германия), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui и их смесей.
39. Способ по п. 24, где способ является эффективным для обеспечения STY, равной 10 г суммарного спирта/(л⋅день) или более.
40. Способ по п. 24, дополнительно включающий подачу первой среды в ферментацию до достижения нужной плотности клеток со скоростью, эффективной для поддержания концентрации РО4 -3 в среде, равной от примерно 10 до примерно 120 мг/л.
41. Способ по п. 24, дополнительно включающий подачу первой среды в ферментацию до достижения нужной плотности клеток со скоростью, эффективной для поддержания концентрации Mg в среде, равной от примерно 1 до примерно 6 мг/л.
RU2017104282A 2014-08-12 2015-07-24 Способ контроля ферментации и способ ферментации со-содержащих субстратов RU2689545C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462036239P 2014-08-12 2014-08-12
US62/036,239 2014-08-12
US14/806,851 US9765408B2 (en) 2014-08-12 2015-07-23 Process for controlling fermentation of co-containing substrates
US14/806,851 2015-07-23
PCT/US2015/041893 WO2016025139A1 (en) 2014-08-12 2015-07-24 A process for controlling fermentation of co-containing substrates

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017104282A true RU2017104282A (ru) 2018-09-13
RU2017104282A3 RU2017104282A3 (ru) 2018-11-06
RU2689545C2 RU2689545C2 (ru) 2019-05-28

Family

ID=55301714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104282A RU2689545C2 (ru) 2014-08-12 2015-07-24 Способ контроля ферментации и способ ферментации со-содержащих субстратов

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9765408B2 (ru)
EP (1) EP3180438A1 (ru)
JP (1) JP6907112B2 (ru)
KR (1) KR102524166B1 (ru)
CN (1) CN106604996A (ru)
AU (1) AU2015302221B2 (ru)
BR (1) BR112017001252B1 (ru)
CA (1) CA2954909C (ru)
RU (1) RU2689545C2 (ru)
TW (1) TWI713463B (ru)
WO (1) WO2016025139A1 (ru)
ZA (1) ZA201700412B (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107779477B (zh) * 2016-08-25 2021-10-12 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种食气厌氧菌利用合成气发酵产醇的培养体系和培养方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0698015B2 (ja) * 1989-03-31 1994-12-07 株式会社クボタ コリノイドの製法
US8354269B2 (en) * 2008-12-01 2013-01-15 Lanzatech New Zealand Limited Optimised media containing nickel for fermentation of carbonmonoxide
WO2010064933A1 (en) 2008-12-01 2010-06-10 Lanzatech New Zealand Limited Optimised fermentation media
JP5710311B2 (ja) * 2011-02-18 2015-04-30 株式会社日立製作所 添加培地の添加制御方法、及び当該方法を用いた細胞培養装置
US8735115B2 (en) * 2012-03-30 2014-05-27 Lanzatech New Zealand Limited Method for controlling the sulphur concentration in a fermentation method
US10100338B2 (en) 2012-05-22 2018-10-16 Ineos Bio S.A. Method of operation of a syngas fermentation process
US10100336B2 (en) * 2012-05-22 2018-10-16 Ineos Bio S.A. Syngas fermentation process and medium
US9758800B2 (en) 2012-07-11 2017-09-12 Synata Bio, Inc. Method for producing C4 oxygentates by fermentation using high oxidation state sulfur

Also Published As

Publication number Publication date
CA2954909C (en) 2022-08-09
RU2689545C2 (ru) 2019-05-28
AU2015302221B2 (en) 2019-03-07
US9765408B2 (en) 2017-09-19
TWI713463B (zh) 2020-12-21
BR112017001252A2 (pt) 2018-01-30
KR102524166B1 (ko) 2023-04-20
WO2016025139A1 (en) 2016-02-18
RU2017104282A3 (ru) 2018-11-06
CN106604996A (zh) 2017-04-26
BR112017001252B1 (pt) 2022-05-17
US20160047007A1 (en) 2016-02-18
JP2017527278A (ja) 2017-09-21
JP6907112B2 (ja) 2021-07-21
AU2015302221A1 (en) 2017-02-02
CA2954909A1 (en) 2016-02-18
TW201614074A (en) 2016-04-16
KR20170040247A (ko) 2017-04-12
ZA201700412B (en) 2019-06-26
EP3180438A1 (en) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2015111634A (ru) Способ снижения выделений co2 и повышения выхода спирта в процессе ферментации син-газа
RU2014151620A (ru) Способ управления процессом ферментации синтез-газа
RU2014151865A (ru) Способ и среда для ферментации синтез-газа
JP2015520612A5 (ru)
RU2016102677A (ru) Аэробный способ получения спиртов
RU2016102684A (ru) Способ получения высших спиртов
RU2018126388A (ru) Способ ферментации содержащих со газообразных субстратов
RU2015154539A (ru) Ацетогенные бактерии
RU2014151864A (ru) Способ культивирования микроорганизмов на выбранном носителе
RU2015154789A (ru) Способ и среда для снижения содержания селена в биомассе после ферментации содержащих со газообразных субстратов
JP2016506759A5 (ru)
RU2015151914A (ru) Способ ферментации содержащих со газообразных субстратов в среде с низким содержанием фосфата, эффективный для снижения потребления воды
JP2016521574A5 (ru)
RU2017104282A (ru) Способ контроля ферментации со-содержащих субстратов
RU2017141966A (ru) Регулирование проводимости в процессе анаэробной ферментации
JP2017527278A5 (ru)
RU2024111325A (ru) Ферментативная среда, содержащая серу

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200725