RU2027760C1 - Способ получения жидких углеводородов - Google Patents
Способ получения жидких углеводородов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027760C1 RU2027760C1 SU4920574A RU2027760C1 RU 2027760 C1 RU2027760 C1 RU 2027760C1 SU 4920574 A SU4920574 A SU 4920574A RU 2027760 C1 RU2027760 C1 RU 2027760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bacteria
- hydrocarbons
- carbon dioxide
- hydrogen
- liquid hydrocarbon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Использование: получение жидких углеводородов. Сущность: штамм сульфат-редуцирующих бактерий выращивают в анаэробном режиме в присутствии H2 и CO2 на традиционной питательной среде, используя при этом в качестве органической добавки лактат кальция и дрожжевой экстракт. Соотношение двуокиси углерода и водорода поддерживают в соотношении 1 : 20. 1 з.п.ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к микробиологии, а именно к способам получения жидких углеводородов.
Наиболее распространенными являются способы получения жидких углеводородов из органических продуктов и с использованием СО2 и Н2химическими методами. Эти реакции протекают при высоких температурах, давлении, в присутствии дорогостоящих металлоксидных катализаторов (Патент N 4670472 и 1401814, кл. С 07 С 1/04).
Известны способы получения углеводородов с помощью микроорганизмов. Известен способа получения внеклеточных углеводородов микроорганизмами, например образование метаногенами газообразного углеводорода - метана из СО2 и Н2.
Известен способ получения биогаза из жидких удобрений анаэробной ферментацией органических веществ.
Известен способ получения метана анаэробной ферментацией органических материалов.
Кроме того, известен способ получения углеводородных смесей С2-С5аэробным культивированием грибов дрожжей, бактерий и актиномицетов с использованием различных биомасс.
Прототипом предлагаемого изобретения является способ получения метана из СО2 и Н2 метанобразующими бактериями в процессе анаэробной деструкции органических соединений.
Однако в заявке не указана среда, на которой выращиваются бактерии. По-видимому, используется среда, принятая для культивирования метанобразующих бактерий, содержащая, например, минеральные соли, г/л: КН2РО4 1,0; NH4Cl 0,75; К2НРО4 2,0; MgCl2˙6Н2O) 0,02; СОCl2˙6H2O 0,01; NaHCO3 2,0; СаСО3 2,0, а также соли меди. В качестве источника углерода используется ацетат. Микроорганизмы культивируют в анаэробных условиях в присутствии водорода.
Данный способ выбран в качестве прототипа на основании того, что метаногены культивируются в анаэробных условиях на среде, содержащей органическую добавку и с использованием тех же газов (СО2 и Н2).
Недостатком данного способа является образование только одного газообразного углеводорода.
Целью изобретения является получение внеклеточных жидких углеводородов с большей длиной цепи.
Цель достигается тем, что выращивают бактерии в анаэробных условиях в присутствии водорода и двуокиси углерода на питательной среде, содержащей минеральные соли и органическую добавку. В качестве микроорганизмов используют штамм бактерий Desulfovibrio desulfuricans ВКМ В-1799, а в качестве органической добавки питательная среда содержит лактат кальция и дрожжевой экстракт. Газовая среда выращивания микроорганизмов содержит двуокись углерода и водород в соотношении 1:20.
На фиг.1 показана зависимость роста бактерий и накопления внеклеточных жидких углеводородов, где I - рост и накопление биомассы бактериями Desulfovibrio desulfuricans штамм ВКМ В-1799; II - то же, штамм ВМК В-1388; III - внеклеточные углеводороды D. desulfuricans штамм ВКМ В-1799; IУ - то же, штамм ВКМ В-1388. На фиг.2 показан спектр получаемых внеклеточных углеводородов.
В табл.1 показаны данные накопления внеклеточных жидких углеводородов в культуральной жидкости в зависимости от времени культивирования бактерий.
В табл. 2 - биосинтез углеводородов сульфатредуцирующими бактериями в зависимости от соотношения молекулярного водорода и двуокиси углерода в газовой фазе.
Доказательством критерия существенности отличия может служить следующее: отсутствие сведений в научной и патентной литературе о получении жидких углеводородов анаэробными микроорганизмами, отсутствие в литературе и производственной практике сведений о данном направлении развития науки, в литературе и производственной практике высказывались мнения в потребности такого изобретения.
Способ осуществляется следующим образом.
В качестве инокулята используют двухсуточную культуру бактерий, разведенную в 10-4 - 10-5. Ее засевают в пенициллиновые флаконы с 5 мл питательной среды традиционного состава, принятой для культивирования сульфатредуцирующих бактерий в отсутствии ионов SO4 -2 как акцептора электронов, например, г/л: КН2РО4 0,5; NH4Cl 1,0; СаСl2 ˙2H2O 0,1; MgCl2˙7H2O 1,6; лактат кальция 3,5; дрожжевой экстракт в виде 1-ного раствора HCl 0,5; вода водопроводная 1000 мл. Отсутствие в питательной среде значительных количеств сульфатов способствует увеличению (в 5 раз) образования внеклеточных жидких углеводородов сульфатредуцирующими бактериями. Использование органического субстрата в виде лактата кальция обеспечивает активное окисление данного соединения, способствуя росту бактерий. В нашем варианте данные получения экспериментальным путем и соответствуют оптимальным значениям компонентов питательной среды. Однако допустимые количественные изменения состава среды составляют, г/л: КН2РО4 0,4-0,6; NH4Cl 0,9-1,1; СаCl2˙2H2O 0,1-0,2; MgCl2 ˙7H2О 1,5-1,7; лактат кальция 3,4-3,6; дрожжевой экстракт в виде 1-ного водного раствора 0,9-1,1; FeSO4 ˙7H2O в виде 5%-ного раствора в 1%-ном растворе HCl 0,4-0,6; водопроводная вода 1000 мл. При этом эти пределы обеспечивают нормальные условия жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий.
Перед посевом бактерий проводят стерилизацию среды. Основную среду стерилизуют при 1 атм в течение 20 мин. После стерилизации к основной среде добавляют дрожжевой экстракт, простерилизованный при 0,5 атм 20 мин и FeSO4 ˙7Н2О, простерилизованный при 1 атм 20 мин. рН среды доводят стерильным 20% -ным раствором NaOH до оптимального значения для роста сульфатредуцирующих бактерий 7,2-7,4.
Анаэробные условия достигаются кипячением и быстрым охлаждением питательной среды, а также добавлением восстановителей до начальной Eh среды = - 230 мВ. В качестве восстановителя чаще используют сульфид натрия, который стерилизуют при 0,5 атм 20 мин и добавляют по каплям перед посевом бактерий до слабого посерения среды.
После посева бактерий воздух из флаконов откачивают с помощью вакуумного насоса типа МPW-5, многократно через бактериальный фильтр промывают газовой смесью, состоящей из двуокиси углерода и молекулярного водорода (отношение 1:20 лучшее по выходу жидких углеводородов, см. табл.2).
В работе используют углекислоту из баллонов. Молекулярный водород получают с помощью генератора водорода типа СТС-2. Контроль состава и чистоты газовых смесей осуществляют хроматографически на газохроме-3101.
Заполненные газовой смесью флаконы помещают в термостат при 30-32оС, оптимальной температуре для данного вида сульфатредуцирующих бактерий.
Об интенсивности динамики накопления биомассы судят по приросту белка, который определяют по модифицированному методу Лоури, и увеличению количества сероводорода (см. фиг.1).
Углеводороды из культуральной жидкости извлекают традиционным растворителем углеводородов - очищенным хлороформом, после отделения клеток бактерий при 7000 g и проверки супернатанта на отсутствие белка (для доказательства наличия влеклеточных углеводородов). Для этого к 5 мл культуральной жидкости добавляют 0,5 мл хлороформа, встряхивают в течение 10 мин и оставляют на 1 сут при комнатной температуре для более полного извлечения углеводородов. Состав и количество синтезированных бактериями углеводородов определяют методом газожидкостной хроматографии на Chrom = 5.
Следует отметить, что исходное количество углеводородов в питательной среде после внесения дрожжевого экстракта и культуры сульфатредуцирующих бактерий составляло 1,5-2,0 мг/л. Увеличение внеклеточных углеводородов при росте сульфатредуцирующих бактерий в атмосфере двуокиси углерода и молекулярного водорода происходит параллельно с нарастанием биомассы, т.е. в период максимальной физиологической активности сульфатредуцирующих бактерий, а не является следствием разрушения клеток. Количество внеклеточных углеводородов достигает максимума в начале стационарной фазы роста бактерий и с прекращением накопления биомассы не увеличивается (см. табл.1).
Полученные углеводороды представляют собой смесь алифатических углеводородов как нормального, так и изостроения с длиной цепи С14-С25(см. фиг. 2). Количество синтезируемых углеводородов достигает ≈30 мг/л.
Выход углеводородов при изменении соотношения СО2 и Н2 в газовой фазе (см. табл. 2) соответствует тому, что максимальный выход углеводородов 31,5±0,1 мг/л достигается при соотношении Н2:СО2 = 20:1. Данный способ получения жидких углеводородов осуществлялся с использованием штаммов ВКМ В-1799, ВКМ В-1388 вида Desulfovibrio desulfuricans. Не вызывает сомнения, что все бактерии вида Desulfovibrio desulfuricans способны образовывать внеклеточные жидкие углеводороды на питательной среде, содержащей минеральные соли и лактат кальция, в атмосфере двуокиси углерода (СО2) и молекулярного водорода (Н2) в виду того, что они имеют общий генотип и обладают ярко выраженным фенотипическим сходством, лишь с разницей по времени культивирования бактерий.
Обнаруженная способность сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio desulfuricans продуцировать внеклеточные углеводороды при росте в гетеротрофных условиях в атмосфере двуокиси углерода и молекулярного водорода, свидетельствует о потенциальной возможности расширения практического использования биосинтетических особенностей этих бактерий. При этом особого внимания заслуживает образование внеклеточных углеводородов сульфатредуцирующими бактериями в связи с вопросом биогенного происхождения нефти.
Claims (2)
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, предусматривающий выращивание бактерий в анаэробных условиях в присутствии водорода и двуокиси углерода на питательной среде, содержащей минеральные соли и органическую добавку, отличающийся тем, что в качестве бактерий используют штамм микроорганизмов Desulfovibrio desulfuricans ВКМ В-1799, а в качестве органической добавки питательная среда содержит лактат кальция и дрожжевой экстракт.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газовая среда выращивания микроорганизмов содержит двуокись углерода и водород в соотношении 1 : 20.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4920574 RU2027760C1 (ru) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | Способ получения жидких углеводородов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4920574 RU2027760C1 (ru) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | Способ получения жидких углеводородов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027760C1 true RU2027760C1 (ru) | 1995-01-27 |
Family
ID=21565839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4920574 RU2027760C1 (ru) | 1991-02-01 | 1991-02-01 | Способ получения жидких углеводородов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027760C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002046446A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Viktor Mikhailovich Kurashova | Procede microbiologique de production d'hydrocarbures de petrole a partir de combustibles fossiles solides, de goudron et de produits de decomposition organique des substrats organiques et systeme de mise en oeuvre correspondant |
WO2002046445A2 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Sakhno Tamara Vladimirovna | Procede microbiologique d'enrichissement du petrole et de produits petroliers par des hydrocarbures isoparaffiniques et aromatiques et de purification simultanee des fractions indesirables et systeme de mise en oeuvre correspondant |
RU2505605C2 (ru) * | 2008-06-30 | 2014-01-27 | Дзе Гудйеар Тайр Энд Раббер Компани | Полимеры изопрена из возобновляемых источников |
RU2545699C2 (ru) * | 2007-12-13 | 2015-04-10 | ДАНИСКО ЮЭс ИНК. | Композиции и способы получения изопрена |
RU2563513C2 (ru) * | 2008-07-02 | 2015-09-20 | ДАНИСКО ЮЭс ИНК. | Композиции и способы получения изопрена, не содержащего с5-углеводородов в условиях нарушения взаимосвязи между продуцированием изопрена и ростом клеток и/или в условиях продуцирования изопрена на безопасных рабочих уровнях |
US9163263B2 (en) | 2012-05-02 | 2015-10-20 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Identification of isoprene synthase variants with improved properties for the production of isoprene |
US9273298B2 (en) | 2010-10-27 | 2016-03-01 | Danisco Us Inc. | Isoprene synthase variants for improved production of isoprene |
-
1991
- 1991-02-01 RU SU4920574 patent/RU2027760C1/ru active
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
1. Патент США N 4670472, кл C 07C 1/04, 1988. * |
2. Заявка ЕПВ N 0286115, кл. C 12P 5/02, 1986. * |
3. Заявка ЕПВ N 0178153, кл. C 12P 5/02, 1986. * |
4. Заявка ЕПВ N 0133597, кл. C 12P 5/02, 1986. * |
5. Заявка Японии N 6083587, кл. C 12P 5/02, 1988. * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002046446A1 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Viktor Mikhailovich Kurashova | Procede microbiologique de production d'hydrocarbures de petrole a partir de combustibles fossiles solides, de goudron et de produits de decomposition organique des substrats organiques et systeme de mise en oeuvre correspondant |
WO2002046445A2 (fr) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Sakhno Tamara Vladimirovna | Procede microbiologique d'enrichissement du petrole et de produits petroliers par des hydrocarbures isoparaffiniques et aromatiques et de purification simultanee des fractions indesirables et systeme de mise en oeuvre correspondant |
RU2545699C2 (ru) * | 2007-12-13 | 2015-04-10 | ДАНИСКО ЮЭс ИНК. | Композиции и способы получения изопрена |
RU2505605C2 (ru) * | 2008-06-30 | 2014-01-27 | Дзе Гудйеар Тайр Энд Раббер Компани | Полимеры изопрена из возобновляемых источников |
RU2563513C2 (ru) * | 2008-07-02 | 2015-09-20 | ДАНИСКО ЮЭс ИНК. | Композиции и способы получения изопрена, не содержащего с5-углеводородов в условиях нарушения взаимосвязи между продуцированием изопрена и ростом клеток и/или в условиях продуцирования изопрена на безопасных рабочих уровнях |
US9249070B2 (en) | 2008-07-02 | 2016-02-02 | Danisco Us Inc. | Compositions and methods for producing isoprene free of C5 hydrocarbons under decoupling conditions and/or safe operating ranges |
US9777294B2 (en) | 2008-07-02 | 2017-10-03 | Danisco Us Inc. | Compositions and methods for producing isoprene free of C5 hydrocarbons under decoupling conditions and/or safe operating ranges |
US10774345B2 (en) | 2008-07-02 | 2020-09-15 | Danisco Us Inc. | Compositions and methods for producing isoprene free of c5 hydrocarbons under decoupling conditions and/or safe operating ranges |
US9273298B2 (en) | 2010-10-27 | 2016-03-01 | Danisco Us Inc. | Isoprene synthase variants for improved production of isoprene |
US9163263B2 (en) | 2012-05-02 | 2015-10-20 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Identification of isoprene synthase variants with improved properties for the production of isoprene |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zobell | Microbial transformation of molecular hydrogen in marine sediments, with particular reference to petroleum | |
US4532210A (en) | Process for producing hydrogen by alga in alternating light/dark cycle and environmental aerobic/microaerobic conditions | |
US5464539A (en) | Process for the production of hydrogen by microorganisms | |
Lambert | Hydrogen metabolism by cyanobacteria | |
Ahring et al. | Introduction of a de novo bioremediation ability, aryl reductive dechlorination, into anaerobic granular sludge by inoculation of sludge with Desulfomonile tiedjei | |
EA200300158A1 (ru) | Способ увеличения выработки этанола методом микробной ферментации | |
RU2027760C1 (ru) | Способ получения жидких углеводородов | |
CN103667119A (zh) | 用于降解乙硫醇的菌株及其培养方法和应用 | |
Cheng et al. | Effects of volatile fatty acids on a thermophilic anaerobic hydrogen fermentation process degrading peptone | |
CN108977402B (zh) | 一种获得高含量甘油葡萄糖苷藻细胞的养殖方法 | |
CN104513847A (zh) | 利用甲烷氧化混合菌生物合成聚β-羟基丁酸酯的方法 | |
JP3224992B2 (ja) | 水素生産光合成微生物及びこれを用いた水素の生産方法 | |
Chadwick et al. | Hydrogen gas production by an Ectothiorhodospira vacuolata strain | |
US4060455A (en) | Process for the microbial production of L-serine using pseudomonas Sp. DSM 672 | |
Sembiring et al. | Anaerobic degradation of phenylacetic acid by mixed and pure cultures | |
Thiruchelvi et al. | Potential of bio hydrogen production from dark fermentation of sewage waste water–A review | |
JPS5860992A (ja) | 緑藻による明暗サイクル利用水素生産方法 | |
Reungsang et al. | Biohydrogen production from cassava starch manufacturing wastewater | |
JP2003024975A (ja) | 有害化学物質の処理法 | |
Oren | Microbial formation of methane from pretreated lignite at high salt concentrations | |
Liessens et al. | Selective inhibitors for continuous non‐axenic hydrogen production by Rhodobacter capsulatus | |
KR101480590B1 (ko) | 호압성 황산화 화학독립영양미생물을 이용하여 고압 이산화탄소를 바이오매스로 고정 또는 전환하는 방법 | |
JP3739584B2 (ja) | 植物からの水素および/またはメタンの製造方法 | |
JP2991395B2 (ja) | 5−アミノレブリン酸生産微生物および5−アミノレブリン酸の製造方法 | |
KR102704919B1 (ko) | 메탄 농축 가스 조성물의 생산을 위한 산업용 co2 함유 가스의 사용 방법 |