RU2405829C2 - Способ получения органических растворителей - Google Patents
Способ получения органических растворителей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405829C2 RU2405829C2 RU2009105442/10A RU2009105442A RU2405829C2 RU 2405829 C2 RU2405829 C2 RU 2405829C2 RU 2009105442/10 A RU2009105442/10 A RU 2009105442/10A RU 2009105442 A RU2009105442 A RU 2009105442A RU 2405829 C2 RU2405829 C2 RU 2405829C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- organic solvents
- pressure
- butanol
- ratio
- culture
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 241000193401 Clostridium acetobutylicum Species 0.000 claims abstract description 13
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 31
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 9
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 7
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims 1
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 54
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 34
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 32
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 18
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 16
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 10
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 10
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 9
- UVMPXOYNLLXNTR-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;ethanol;propan-2-one Chemical compound CCO.CC(C)=O.CCCCO UVMPXOYNLLXNTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 8
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 7
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 6
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 5
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012269 metabolic engineering Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/065—Ethanol, i.e. non-beverage with microorganisms other than yeasts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/16—Butanols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
- C12P7/26—Ketones
- C12P7/28—Acetone-containing products
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к микробиологической промышленности. Способ получения органических растворителей предусматривает биосинтез углеводсодержащего сырья с помощью бактерий вида Clostridium acetobutylicum. При этом осуществляют изменение соотношения получаемых органических растворителей путем воздействия на продуцирующую культуру понижением давления. Способ обеспечивает возможность изменения соотношения органических растворителей непосредственно в процессе сбраживания. Выход органических растворителей составляет 6,5-7,5% бутанола, 0,7-1,2% ацетона, 0,25% этанола. 7 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения органических растворителей - бутанола, ацетона и этанола путем биосинтеза углеводсодержащих материалов.
Микробиологическим путем указанные растворители начали производить в 10-х годах XX века с использованием бактерии вида Clostridium acetobutylicum в основном из пищевого сырья (глюкозы сахарного тростника, свеклы, кукурузы, пшеницы, маниоки).
При сбраживании глюкозы бактерии этого рода синтезируют одновременно бутанол, ацетон и этанол, с процентным соотношением примерно 60:30:10 (соответственно). Это соотношение не является строго постоянным и может незначительно изменяться в сторону увеличения выхода того или иного продукта брожения.
Представляется интересным иметь возможность влиять на соотношение растворителей для целей преимущественного получения того или иного из них, в частности бутанола или ацетона. Доля этанола в процессе незначительна, тем более что существуют иные способы его получения.
При этом известно, что на соотношение целевых продуктов оказывают влияние различные факторы. В значительной степени на соотношение растворителей влияет состав исходного сырья, используемого для брожения. Так, при культивировании на мучных средах различные штаммы Clostridium acetobutylicum синтезируют бутанол, ацетон, этанол в соотношении 63:26:11 соответственно. (Корнеева О.С., Жеребцов Н.А. и др. Роль амилолитических ферментов Clostridium acetobutylicum в биосинтезе растворителей. Биотехнология, 1986 г., №3, стр.133-136).
Известно также, что снижение температуры брожения с 30°С до 24°С в течение 16 часов приводит к следующему соотношению растворителей: бутанол 77,6%, ацетон 19,1% и этанол 3,3% (US 2198104). Однако указанное снижение температуры значительно замедляет скорость реакции брожения, приводит к образованию побочных продуктов и уменьшает общий выход растворителей.
Описан (CN 101250496, 27.08.2008) штамм Clostridium acetobutylicum SB-1 CGMCC No. 2287, полученный методами генной инженерии, при использовании которого соотношение органических растворителей в процессе биосинтеза может смещаться в сторону увеличения содержание бутанола до 68-75%. Однако известно, что относительный недостаток генетических инструментов для манипуляций с метаболизмом Clostridium acetobutylicum и ее медленный рост не позволяют добиться ощутимых результатов при практическом использовании. (Eric J. Steen, et al. Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for the production of n-butanol. Microbial Cell Factories, 7:36, 03.12.2008).
Таким образом, авторами не были обнаружены технические решения, позволяющие в значительной степени регулировать соотношение растворителей в процессе биосинтеза углеводсодержащих материалов, тем более изменять его во время самого процесса.
Технической задачей настоящего изобретения является создание способа, который позволил бы изменять соотношение органических растворителей - бутанола, ацетона и этанола в процессе биосинтеза углеводсодержащих материалов для преимущественного получения того или иного органического растворителя.
Для решения этой задачи предложен способ получения органических растворителей, предусматривающий биосинтез углеводсодержащего сырья с помощью бактерий вида Clostridium acetobutylicum, в котором осуществляют изменение соотношения получаемых органических растворителей путем воздействия на продуцирующую культуру понижением давления.
При этом предпочтительно указанное воздействие осуществлять на всю культуру в ферментере в процессе биосинтеза углеводсодержащего сырья, но возможно воздействие осуществлять на часть культуры вне процесса биосинтеза углеводсодержащего сырья, отводя часть культуральной жидкости в отдельную емкость, с последующим возвращением ее в процесс.
Предпочтительно понижать давление в ферментере периодически.
Оптимальным является в процессе понижения давления осуществлять отгонку образующихся растворителей, при этом, что понижение давления и отгонку начинают при достижении уровня концентрации растворителей в культуральной среде, приближающейся к ингибирующей для продуцирующей культуры, оптимально - по достижению уровня концентрации растворителей в культуральной среде - 0,6-1,2%, и продолжают до достижения уровня концентрации растворителей в культуральной среде - 0,5-0,2%.
Во время экспериментальных исследований авторами неожиданно было обнаружено, что при создании отрицательного (относительно атмосферного) давления над поверхностью культуральной среды в ферментере классическое соотношение растворителей 60:30:10 (бутанол, ацетон, этанол) изменяется. Возможным объяснением этого является действие переменного давления на биологические системы, что влечет за собой изменение микроокружения клеточных мембран, приводящее к нарушению процессов переноса веществ через мембраны, изменению скоростей ферментативных процессов в клетке, возникновению и развитию репаративных реакций, сопровождаемых новыми синтезами (Акопян В.Б., Коржевенко Г.Н., Шангин-Березовский Г.Н. Скрытый резерв роста и развития живых систем. Вестник сельскохозяйственной науки, 1988, №4, (380), с.96-105).
С практической точки зрения предлагаемый способ позволяет вести процесс биосинтеза с преимущественным синтезом бутанола, как наиболее ценного из органических растворителей, а при необходимости решить задачу получения ацетона для нужд собственного производства. Важным является тот факт, что соотношение растворителей возможно изменять в процессе сбраживания.
Важно также отметить, что, как показали исследования авторов, соотношение образующихся растворителей, зафиксированное во время понижения давления, сохраняется таковым примерно и в течение последующих 20 часов после предыдущего понижения давления.
В данной связи возможным становится вариант осуществления изобретения, при котором воздействие понижением давления осуществляют на часть культуры вне процесса биосинтеза углеводсодержащего сырья с возвращением ее в процесс, что значительно упрощает процесс и его конструктивное оформление.
В этом случае часть культуральной жидкости из ферментера направляют в отдельную емкость, где осуществляют понижение давления, затем культуральную жидкость возвращают обратно в ферментер, при этом в ферментере вся культура будет продуцировать растворители с соотношением, зафиксированным в отдельной емкости во время понижения давления.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
В ферментер вносят подготовленную стандартным способом углеводо-минеральную смесь (раствор минеральных солей, необходимый набор витаминов и один из возможных источников углерода: глюкозу, маннозу, ксилозу, ферментолизат не пищевых полисахаридов растений в концентрации 2-4%; затем вносят инокулят бактерий Clostridium acetobutylicum, например, с плотностью клеток 1-2 млрд/мл. Через 30 мин после засева начинается интенсивное выделение газов брожения, через 5-6 часов - синтез органических кислот и на 10-12 часах - интенсивный синтез органических растворителей, скорость которого достигает максимума к 28-36 часу. На тот момент концентрация клеток бактерий в ферментере также максимальна - 3·109 клеток/мл суспензии.
При концентрации органических растворителей в среде 0,6-1,2% снижают давление в ферментере на 0,3-1,0 часа до 0,80-0,95 кг/см2, что приводит к изменению соотношения растворителей 60:30:10 на соотношение 70:21:9. Через 6-8 часов осуществляют повторное понижение давления на 0,3-1,0 часа до 0,80-0,95 кг/см2, что приводит к дальнейшему изменению соотношения растворителей до 90:9:1.
После удаления образующихся газов вводят в ферментер питательную среду, с содержанием 50 г глюкозы. Раз в три дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата.
Изобретение поясняется примерами, которые не носят ограничивающего характера.
Пример 1. В предварительно стерилизованный ферментер с рабочим объемом 3 л вводят 2,5 л 4%-ного раствора глюкозы, 120 г муки, 300 мл инокулята, состоящего из муки (40 г/л), воды и бактерий Clostridium acetobutylicum CK 425, регистрационный номер ВКПМ В-4786 с плотностью 1-2 млрд/мл. Осуществляют ацетон-бутанол-этаноловое брожение при температуре 37°С. Ферментацию продолжают в течение 72 часов. После 72 часов процесс ферментации прекращают и конденсацией отогнанных паров получают в среднем 250 мл раствора (органические растворители 17,5 мл), содержащего 5% бутанола, 1,5% ацетона и 0,5% этанола с соотношением растворителей 60:30:10.
После удаления бутанола и сопутствующих газов вводят в ферментер питательную среду, с содержанием 50 г глюкозы. Раз в три дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата.
Пример 2. 120 г предварительно измельченного зерна (обойная мука) смешивают с 2,4 л воды, стерилизуют и вносят в предварительно стерилизованный ферментер с рабочим объемом 3 л. Туда же вносят 300 мл инокулята, содержащего бактерии Clostridium acetobutylicum BKM B-2531D с плотностью 1-2 млрд/мл. Осуществляют ацетон-бутанол-этаноловое брожение при температуре 37°С.
При концентрации органических растворителей в среде 0,6% снижают давление в ферментере на 0,5 часа до -0,94 кг/см2, что приводит к изменению классического соотношения бутанол-ацетон-этанол 60:30:10 (соотношение растворителей 80:15:5). Как только концентрация бутанола в среде достигает 0,5%, давление в ферментере повышают до атмосферного. Через 8 часов осуществляют повторное понижение давления на 0,5 часа до -0,94 кг/см2, что приводит к изменению соотношения бутанол-ацетон-этанол 90:9:1.
Конденсацией отогнанных паров во время всей ферментации получают в среднем 250 мл раствора (органические растворители 19,9 мл), содержащего 6,5% бутанола, 1,2% ацетона и 0,25% этанола (соотношение растворителей 81:16:3).
После удаления бутанола и сопутствующих газов вводят в ферментер питательную среду, с содержанием 50 г глюкозы. Раз в три дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата.
Пример 3. В предварительно стерилизованный ферментер с рабочим объемом 3 л вводят 2,5 л 4%-ного раствора сахаров древесины и 300 мл инокулята, состоящего из муки (40 г/л), воды и бактерий Clostridium acetobutylicum BKM B-2531D с плотностью 1-2 млрд/мл. Осуществляют непрерывное ацетон-бутанол-этаноловое брожение при температуре 37°С.
При концентрации бутанола в среде 1,0% снижают давление в ферментере на 1,0 час до -0,90 кг/см2, что приводит к изменению соотношения ацетон-бутанол-этанол
30:60:10 на соотношение растворителей 70:21:9. Как только концентрация бутанола в среде достигает 0,4%, давление в ферментере повышают до атмосферного. Через 6 часов осуществляют повторное понижение давления на 1,0 часа до -0,92 кг/см2, что приводит к повторному изменению соотношения ацетон-бутанол-этанол. Конденсацией отогнанных паров во время всей ферментации получают в среднем 250 мл раствора (органические растворители 19,9 мл), содержащего 7,5% бутанола, 0,7% ацетона и 0,25% этанола (соотношение растворителей 89:8:3).
После удаления бутанола и сопутствующих газов вводят в ферментер питательную среду, с содержанием 50 г глюкозы. Раз в три дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата.
Пример 4
В предварительно стерилизованный ферментер с рабочим объемом 3 л вводят 2,5 л 4%-ного раствора глюкозы, добавляют 120 г муки, 300 мл инокулята, состоящего из муки (40 г/л), воды и бактерий Clostridium acetobutylicum BKM B-2531D с плотностью 1-2 млрд/мл. Осуществляют ацетон-бутанол-этаноловое брожение при температуре 37°С. При концентрации бутанола в среде 0,9% осуществляют отвод 0,5 литра культуральной жидкости в отдельную емкость. Давление в отдельной емкости снижают до 0,94 кг/см2. Конденсацией отогнанных паров получают 50 мл раствора (органические растворители 4,2 мл), который содержит 3,75 мл бутанола, 0,35 мл ацетона и 0,125 мл этанола, соотношение растворителей бутанол:ацетон:этанол равно 89:8:3. Обедненную культуральную жидкость из отдельной емкости (концентрация бутанола 0,2%) возвращают обратно в ферментер. В ферментер вводят питательную среду, содержащую 50 г глюкозы, процесс брожения продолжается. При концентрации бутанола в среде 1,0% вновь осуществляют отвод 0,5 литра культуральной жидкости в отдельную емкость. Давление в отдельной емкости снижают до 0,92 кг/см2. Конденсацией отогнанных паров получают 60 мл раствора (органические растворители 5,1 мл), который содержит 4,62 мл бутанола, 0,42 мл ацетона и 0,15 мл этанола, соотношение растворителей бутанол:ацетон:этанол равно 91:6:3. Обедненную культуральную жидкость из отдельной емкости возвращают обратно в ферментер. Затем цикл повторяют вновь. Конденсацией отогнанных паров во время всей ферментации получают в среднем 250 мл раствора (органические растворители 19,9 мл), содержащего 6,5% бутанола, 1,2% ацетона и 0,25% этанола (соотношение растворителей 81:16:3).
Преимущества предложенного способа состоят в возможности целенаправленного изменения соотношения органических растворителей, получаемых биосинтезом углеводсодержащего сырья, непосредственно в процессе сбраживания. Способ позволяет увеличить долевой выход определенного растворителя в зависимости от текущих потребностей в том или ином растворителе в данный момент.
Claims (8)
1. Способ получения органических растворителей, предусматривающий биосинтез углеводсодержащего сырья с помощью бактерии вида Clostridium acetobutylicum, характеризующийся тем, что осуществляют изменение соотношения получаемых органических растворителей путем воздействия на продуцирующую культуру понижением давления.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие осуществляют на всю культуру в процессе биосинтеза углеводсодержащего сырья.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие осуществляют на часть культуры вне процесса биосинтеза углеводсодержащего сырья с возвращением ее в процесс.
4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что давление понижают периодически.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в процессе понижения давления осуществляют отгонку растворителей.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что понижение давления и отгонку начинают при достижении уровня концентрации растворителей в культуральной среде, приближающейся к токсической для продуцирующей культуры.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что понижение давления и отгонку начинают по достижению уровня концентрации растворителей в культуральной среде 0,6-1,2%.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что понижение давления и отгонку продолжают до достижения уровня концентрации растворителей в культуральной среде 0,5-0,2%.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009105442/10A RU2405829C2 (ru) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | Способ получения органических растворителей |
| PCT/RU2009/000640 WO2010095975A2 (en) | 2009-02-18 | 2009-11-24 | Method for regulation of ratio of organic solvents during biosynthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009105442/10A RU2405829C2 (ru) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | Способ получения органических растворителей |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009105442A RU2009105442A (ru) | 2010-08-27 |
| RU2405829C2 true RU2405829C2 (ru) | 2010-12-10 |
Family
ID=42634370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009105442/10A RU2405829C2 (ru) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | Способ получения органических растворителей |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405829C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010095975A2 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2405830C2 (ru) * | 2009-02-18 | 2010-12-10 | Дэвон Инвестмент Лимитед | Способ получения органических растворителей |
| CN102653777B (zh) * | 2012-05-08 | 2014-09-10 | 中国科学院上海高等研究院 | 利用小麦麸皮发酵生产丙酮-丁醇-乙醇的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101250496A (zh) * | 2008-03-25 | 2008-08-27 | 中国科学院微生物研究所 | 一株丙酮丁醇梭菌及其应用 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2198104A (en) | 1938-12-15 | 1940-04-23 | Commercial Solvents Corp | Butyl alcohol fermentation process |
| RU2375454C1 (ru) * | 2008-08-28 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация Биотехнологии" | Способ получения органических растворителей, преимущественно бутанола |
| RU2405826C2 (ru) * | 2008-12-29 | 2010-12-10 | Дэвон Инвестмент Лимитед | Способ получения органических растворителей, установка для его осуществления, продукт, полученный описанным способом |
| RU2405830C2 (ru) * | 2009-02-18 | 2010-12-10 | Дэвон Инвестмент Лимитед | Способ получения органических растворителей |
-
2009
- 2009-02-18 RU RU2009105442/10A patent/RU2405829C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-11-24 WO PCT/RU2009/000640 patent/WO2010095975A2/en active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101250496A (zh) * | 2008-03-25 | 2008-08-27 | 中国科学院微生物研究所 | 一株丙酮丁醇梭菌及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| STEEN ERIC J. Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for the production of n-butanol. Microbiol. Cell Factories, 2008, 7:36, pp.1-8. АКОПЯН В.Б. и др. Скрытый резерв роста и развития живых систем. Вести сельскохозяйственной науки, 1988, №46, с.96-104. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010095975A3 (en) | 2011-01-13 |
| WO2010095975A2 (en) | 2010-08-26 |
| RU2009105442A (ru) | 2010-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rymowicz et al. | Simultaneous production of citric acid and erythritol from crude glycerol by Yarrowia lipolytica Wratislavia K1 | |
| Wang et al. | Improvement of L-lactic acid productivity from sweet sorghum juice by repeated batch fermentation coupled with membrane separation | |
| JP5618995B2 (ja) | 嫌気的微生物発酵によるブタンジオールの製造 | |
| TWI537389B (zh) | 用於控制丁二醇生產之發酵方法 | |
| MX2010013307A (es) | Metodo de produccion de biomasa de levadura. | |
| Asli | A study on some efficient parameters in batch fermentation of ethanol using Saccharomyces cerevesiae SC1 extracted from fermented siahe sardasht pomace | |
| Groleau et al. | Production of polyols and ethanol by the osmophilic yeast Zygosaccharomyces rouxii | |
| RU2381270C1 (ru) | ШТАММ БАКТЕРИЙ Clostridium acetobutylicum - ПРОДУЦЕНТ БУТАНОЛА, АЦЕТОНА И ЭТАНОЛА | |
| JP7197086B2 (ja) | Ｄ－アルロースからアリトールおよびｄ－タリトールを製造する微生物およびそれを用いるアリトールおよびｄ－タリトールの製造方法 | |
| RU2375454C1 (ru) | Способ получения органических растворителей, преимущественно бутанола | |
| Purane et al. | Gluconic acid production from golden syrup by Aspergillus niger strain using semiautomatic stirred-tank fermenter | |
| RU2405829C2 (ru) | Способ получения органических растворителей | |
| US5686277A (en) | Fermentation process for preparing xylitol using mutant cells | |
| RU2405830C2 (ru) | Способ получения органических растворителей | |
| CN109456899B (zh) | 一种青霉菌及其发酵生产青霉酸的方法 | |
| Sahoo et al. | Effect of oxygen transfer on glycerol biosynthesis by an osmophilic yeast Candida magnoliae I2B | |
| CN112746026B (zh) | 一株维斯假丝酵母及其应用 | |
| RU2712546C1 (ru) | Штамм дрожжей Pichia kluyveri 3-ж 9-2018 ВКПМ Y-4343 - продуцент спирта и микробного белка | |
| JP2009148212A (ja) | マンニトールの発酵製造方法及びその実施に用いる微生物 | |
| CN103173398B (zh) | 一株短小杆菌以及由其发酵制备海藻糖的方法 | |
| RU2702195C1 (ru) | Штамм дрожжей Metschnikowia pulcherrima - продуцент микробного белка и спирта | |
| RU2404247C2 (ru) | Способ получения бутанола | |
| CN110951794A (zh) | 一种提高酿酒酵母工程菌生产葡萄糖二酸的发酵方法 | |
| TWI856592B (zh) | 芽孢桿菌及使用其生產聚羥基烷酸酯的方法 | |
| RU2109058C1 (ru) | Способ получения спирта из гемицеллюлозных гидролизатов растительного сырья |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110219 |