RU2811519C2 - Nutrient composition and improved methods of obtaining biomass and value added product - Google Patents

Nutrient composition and improved methods of obtaining biomass and value added product Download PDF

Info

Publication number
RU2811519C2
RU2811519C2 RU2021116505A RU2021116505A RU2811519C2 RU 2811519 C2 RU2811519 C2 RU 2811519C2 RU 2021116505 A RU2021116505 A RU 2021116505A RU 2021116505 A RU2021116505 A RU 2021116505A RU 2811519 C2 RU2811519 C2 RU 2811519C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
approximately
medium composition
biomass
present disclosure
hours
Prior art date
Application number
RU2021116505A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021116505A (en
Inventor
Басаварадж ПАЛАБХАНВИ
Сандип Кумар Ч
Хамсини СУБРАМАНИАН
Нага Сайрам С
Пурвеш ШИНГАЛА
Эзхил СУББИАН
Original Assignee
Стринг Байо Прайвит Лимитед
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 Стринг Байо Прайвит Лимитед filed Critical Стринг Байо Прайвит Лимитед
Publication of RU2021116505A publication Critical patent/RU2021116505A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2811519C2 publication Critical patent/RU2811519C2/en

Links

Abstract

FIELD: microorganisms cultivating.
SUBSTANCE: invention relates to a method of cultivating microorganisms. A method of producing biomass involves cultivating a microorganism selected from methanotrophs in a medium composition, adding a nutrient medium composition having a pH of less than 3 to the culture medium, and collecting the biomass. The composition of the nutrient medium with pH of less than 3 contains a microelement selected from the group consisting of MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O and their combinations; trace element selected from the group consisting of FeNa-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, Na2-EDTA dihydrate, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O and combinations thereof; HNO3 or ammonia as a nitrogen source; H2SO4/KHSO4 as a sulfate source and H3PO4/KH2PO4 as a phosphate source.
EFFECT: invention allows to increase the productivity of biomass.
9 cl, 10 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

Настоящее описание относится к композиции, в частности, к композиции питательной среды и к способу получения питательной среды. Описание также относится к способу получения биомассы в более высокой концентрации с использованием газообразного субстрата, такого как субстраты C1, в присутствии указанной композиции питательной среды. Описание также относится к способу получения продукта с добавленной стоимостью с использованием указанной композиции питательной среды, где указанные продукты с добавленной стоимостью получают с повышенным выходом. The present description relates to a composition, in particular to a nutrient medium composition and to a method for producing a nutrient medium. The description also relates to a method for producing biomass at a higher concentration using a gaseous substrate, such as C1 substrates, in the presence of said nutrient medium composition. The description also relates to a method for producing a value-added product using said culture medium composition, wherein said value-added products are obtained in increased yield.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

На сегодняшний день для ферментации субстратов C1 использовалась в основном негомогенная питательная среда. Однако негомогенные питательные среды очень сложно масштабировать и они ограничивают надежную работу. Кроме того, негомогенная питательная среда ограничивает получение биомассы в более высокой концентрации и тем самым влияет на выход продуктов ферментации. Кроме того, указанная питательная среда подвергается термической стерилизации перед использованием в биореакторе, что увеличивает дополнительные затраты на процесс ферментации.To date, mostly non-homogeneous culture media have been used for the fermentation of C1 substrates. However, inhomogeneous culture media are very difficult to scale up and limit reliable performance. In addition, an inhomogeneous nutrient medium limits the production of biomass at a higher concentration and thereby affects the yield of fermentation products. In addition, the specified nutrient medium is subjected to heat sterilization before use in the bioreactor, which increases additional costs for the fermentation process.

Следовательно, существует потребность в питательной среде, которая является гомогенной и не требует термической стерилизации, что может увеличивать концентрацию биомассы во время ферментации и тем самым вызывать увеличение количества продуктов ферментации.Therefore, there is a need for a growth medium that is homogeneous and does not require heat sterilization, which can increase the concentration of biomass during fermentation and thereby cause an increase in the amount of fermentation products.

Целью настоящего описания является создание композиции питательной среды, которая является гомогенной по природе и самостерилизуется, и которая увеличивает концентрацию биомассы во время ферментации. В настоящем описании дополнительно разработан способ получения продуктов с добавленной стоимостью с использованием определенной композиции питательной среды.The purpose of the present disclosure is to provide a culture medium composition that is homogeneous in nature and self-sterilizing, and that increases the concentration of biomass during fermentation. The present description further develops a method for producing value-added products using a specific nutrient medium composition.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Соответственно, настоящее описание относится к композиции питательной среды, содержащей MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, Fe, Na-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, дигидрат Na2-EDTA, MnCl2. 4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O, HNO3, H2SO4/KHSO4, H3PO4/KH2PO4, необязательно вместе с дополнительным азотсодержащим источником, фосфатсодержащим источником и сульфатсодержащим источником.Accordingly, the present description relates to a nutrient medium composition containing MgSO 4 .7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, Fe, Na-EDTA, NaMoO 4 .2H 2 O, FeSO 4 .7H 2 O, ZnSO 4 .7H 2 O, H 3 BO 3 , CoCl 2 .6H 2 O, Na 2 -EDTA dihydrate, MnCl2. 4H2O, NiCl2.6H2O , CuSO4.5H2O , HNO3 , H2SO4 / KHSO4 , H3PO4 / KH2PO4 , optionally together with additional nitrogen-containing source, phosphate -containing source and sulfate - containing source.

Указанная композиция питательной среды является гомогенной по природе, самостерилизуется, не требует термической стерилизации и может быть использована непосредственно в биореакторе без дополнительной стерилизации.The specified composition of the nutrient medium is homogeneous in nature, self-sterilizing, does not require thermal sterilization and can be used directly in the bioreactor without additional sterilization.

Настоящее описание дополнительно относится к способу приготовления указанной композиции питательной среды, включающему смешивание компонентов, выбранных из группы, содержащей MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, Fe, Na-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, дигидрат Na2-EDTA, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O, HNO3, H2SO4/KHSO4, H3PO4/KH2PO4, необязательно вместе с дополнительным азотсодержащим источником, фосфатсодержащим источником или сульфатсодержащим источником или их комбинацией заданным образом для получения гомогенной питательной среды.This description additionally relates to a method for preparing the specified nutrient medium composition, including mixing components selected from the group containing MgSO 4 .7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, Fe, Na-EDTA, NaMoO 4 .2H 2 O, FeSO 4 .7H 2 O, ZnSO 4 .7H 2 O, H 3 BO 3 , CoCl 2 .6H 2 O, Na 2 -EDTA dihydrate, MnCl 2 .4H 2 O, NiCl 2 .6H 2 O, CuSO 4 .5H 2 O , HNO 3 , H 2 SO 4 /KHSO 4 , H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 , optionally together with an additional nitrogen-containing source, a phosphate-containing source or a sulfate-containing source, or a combination thereof in a predetermined manner to obtain a homogeneous nutrient medium.

Настоящее описание дополнительно относится к способу получения биомассы, включающему культивирование микроорганизмов в указанной композиции питательной среды; и сбор биомассы.The present description further relates to a method for producing biomass, comprising cultivating microorganisms in the specified nutrient medium composition; and biomass collection.

Настоящее описание, кроме того, относится к способу получения продуктов с добавленной стоимостью, включающему культивирование микроорганизмов в указанной композиции питательной среды; сбор биомассы; и отделение оттуда продуктов с добавленной стоимостью, полученных из указанного микроорганизма.The present description further relates to a method for producing value-added products, comprising cultivating microorganisms in said nutrient medium composition; biomass collection; and separating therefrom value-added products obtained from said microorganism.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Настоящее описание относится к композиции, в частности, к композиции питательной среды.The present description relates to a composition, in particular to a nutrient medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды содержит микроэлемент и следовой элемент, необязательно вместе с дополнительным азотсодержащим источником, фосфатсодержащим источником, и сульфатсодержащим источником.In one embodiment of the present disclosure, the nutritional medium composition contains a trace element and a trace element, optionally together with an additional nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, and a sulfate-containing source.

В другом варианте осуществления настоящего описания композиция питательной среды содержит микроэлемент и следовой элемент.In another embodiment of the present disclosure, the culture medium composition contains a trace element and a trace element.

В другом варианте осуществления настоящего описания композиция питательной среды включает микроэлемент, следовой элемент, азотсодержащий источник, фосфатсодержащий источник и сульфатсодержащий источник.In another embodiment of the present disclosure, the nutritional medium composition includes a trace element, a trace element, a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, and a sulfate-containing source.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания микроэлемент выбран из группы, состоящей из MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O и их комбинации.In one embodiment of the present disclosure, the trace element is selected from the group consisting of MgSO 4 .7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, and combinations thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания следовой элемент выбран из группы, содержащей FeNa-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, дигидрат Na2-EDTA, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4⋅5H2O и их комбинацию.In one embodiment of the present disclosure , the trace element is selected from the group consisting of FeNa-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O , ZnSO4.7H2O , H3BO3 , CoCl2.6H2O , Na 2 -EDTA dihydrate, MnCl 2 .4H 2 O, NiCl 2 .6H 2 O, CuSO4⋅5H2O and a combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания питательная среда содержит MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, FeNa-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, дигидрат Na2-EDTA, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O, HNO3, H2SO4/KHSO4, H3PO4/KH2PO4, необязательно вместе с дополнительным азотсодержащим источником, фосфатсодержащим источником, сульфатсодержащим источником или их комбинацией.In one embodiment of the present description, the nutrient medium contains MgSO 4 .7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, FeNa-EDTA, NaMoO 4 .2H 2 O, FeSO 4 .7H 2 O, ZnSO 4 .7H 2 O, H 3 BO 3 , CoCl 2 .6H 2 O, Na 2 -EDTA dihydrate, MnCl 2 .4H 2 O, NiCl 2 .6H 2 O, CuSO 4 .5H 2 O, HNO 3 , H 2 SO 4 /KHSO 4 , H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 , optionally together with an additional nitrogen-containing source, phosphate-containing source, sulfate-containing source, or a combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания MgSO4.7H2O в композиции питательной среды содержится в количестве от примерно 0,1% до 1,2%.In one embodiment of the present disclosure, the MgSO 4 .7H 2 O in the nutrient medium composition is contained in an amount of from about 0.1% to 1.2%.

В другом варианте осуществления настоящего описания MgSO4.7H2O в композиции питательной среды содержится в количестве примерно 0,1%, примерно 0,2%, примерно 0,3%, примерно 0,4%. примерно 0,5%, примерно 0,6%, примерно 0,7%, примерно 0,8%, примерно 0,9%, примерно 1,0%, примерно 1,1% или примерно 1,2%.In another embodiment of the present disclosure, MgSO 4 .7H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount of about 0.1%, about 0.2%, about 0.3%, about 0.4%. about 0.5%, about 0.6%, about 0.7%, about 0.8%, about 0.9%, about 1.0%, about 1.1%, or about 1.2%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания CaCl2.2H2O в композиции питательной среды содержится в количестве от примерно 0,02% до 0,3%.In one embodiment of the present description, CaCl 2 .2H 2 O in the nutrient medium composition is contained in an amount of from about 0.02% to 0.3%.

В другом варианте осуществления настоящего описания CaCl2.2H2O в композиции питательной среды содержится в количестве примерно 0,02%, примерно 0,04%, примерно 0,06%, примерно 0,08%, примерно 0,1%, примерно 0,12%, примерно 0,14%, примерно 0,16%, примерно 0,18%, примерно 0,20%, примерно 0,22%, примерно 0,24%, примерно 0,26%, примерно 0,28% или примерно 0,3%.In another embodiment of the present disclosure, CaCl 2 .2H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount of about 0.02%, about 0.04%, about 0.06%, about 0.08%, about 0.1%, about 0.12%, approximately 0.14%, approximately 0.16%, approximately 0.18%, approximately 0.20%, approximately 0.22%, approximately 0.24%, approximately 0.26%, approximately 0. 28% or approximately 0.3%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания FeNa-EDTA в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0% до 0,013%.In one embodiment, the FeNa-EDTA in the culture medium composition is present in an amount ranging from about 0% to 0.013%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания NaMoO4.2H2O в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0,000026% до 0,0003%.In one embodiment of the present disclosure, the NaMoO 4 .2H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount ranging from about 0.000026% to 0.0003%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания FeSO4.7H2O в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0,00005% до 0,006%.In one embodiment of the present disclosure, FeSO 4 .7H 2 O in the nutrient medium composition is contained in an amount ranging from about 0.00005% to 0.006%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания ZnSO4.7H2O в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0,00004% до 0,0005%.In one embodiment of the present disclosure, the ZnSO 4 .7H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount ranging from about 0.00004% to 0.0005%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания H3BO3 в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0 до 0,3 м.д.In one embodiment of the present disclosure, the H 3 BO 3 in the culture medium composition is present in an amount ranging from about 0 to 0.3 ppm.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания CoCl2.6H2O в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0,05 м.д. до 0,45 м.д.In one embodiment of the present disclosure, the CoCl 2 .6H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount ranging from about 0.05 ppm. up to 0.45 ppm

В одном из вариантов осуществления настоящего описания дигидрат Na2-EDTA в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0 м.д. до 8 м.д.In one embodiment of the present disclosure, the Na 2 -EDTA dihydrate in the culture medium composition is contained in an amount ranging from about 0 ppm. up to 8 ppm

В одном из вариантов осуществления настоящего описания MnCl2.4H2O в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0,02 м.д. до 0,15 м.д.In one embodiment of the present disclosure, the MnCl 2 .4H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount ranging from about 0.02 ppm. up to 0.15 ppm

В одном из вариантов осуществления настоящего описания NiCl2.6H2O в композиции питательной среды содержится в количестве в диапазоне от примерно 0,01 м.д. до 0,075 м.д.In one embodiment of the present disclosure, NiCl 2 .6H 2 O in the culture medium composition is contained in an amount ranging from about 0.01 ppm. up to 0.075 ppm

В одном из вариантов осуществления настоящего описания CuSO4.5H2O в композиции питательной среды содержится в количестве от примерно 1 до 50 м.д.In one embodiment of the present disclosure, CuSO 4 .5H 2 O is present in the culture medium composition in an amount of from about 1 to 50 ppm.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания азотсодержащий источник выбран из группы, содержащей нитрат натрия, нитрит натрия, нитрат калия, нитрит калия, аммиак, гидроксид аммония, хлорид аммония, ацетат аммония, сульфат аммония, азотную кислоту, диаммонийфосфат (DAP) и любые их комбинации.In one embodiment of the present disclosure, the nitrogen-containing source is selected from the group consisting of sodium nitrate, sodium nitrite, potassium nitrate, potassium nitrite, ammonia, ammonium hydroxide, ammonium chloride, ammonium acetate, ammonium sulfate, nitric acid, diammonium phosphate (DAP), and any of them combinations.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания фосфатсодержащий источник выбран из группы, содержащей дигидрофосфат калия, гидрофосфат калия, дигидрофосфат натрия, гидрофосфат динатрия, фосфорную кислоту, диаммонийфосфат и любые их комбинации.In one embodiment of the present disclosure, the phosphate-containing source is selected from the group consisting of potassium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, phosphoric acid, diammonium phosphate, and any combinations thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания сульфатсодержащий источник выбран из группы, содержащей сульфат меди, сульфат цинка, сульфат железа, сульфат магния, сульфат марганца, серную кислоту и любые их комбинации.In one embodiment of the present disclosure, the sulfate-containing source is selected from the group consisting of copper sulfate, zinc sulfate, ferrous sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, sulfuric acid, and any combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в композиции питательной среды отношение элементарного азота к фосфату находится в диапазоне от примерно 1:2 до 10:1.In one embodiment of the present disclosure, the ratio of elemental nitrogen to phosphate in the culture medium composition ranges from about 1:2 to 10:1.

В другом варианте осуществления настоящего описания в композиции питательной среды отношение азота к фосфату составляет примерно 1:2, примерно 1:1, примерно 2:1, примерно 3:1, примерно 4:1, примерно 5:1, примерно 6:1, примерно 7:1, примерно 8:1, примерно 9:1 или примерно 10:1.In another embodiment of the present disclosure, the nutritional medium composition has a nitrogen to phosphate ratio of about 1:2, about 1:1, about 2:1, about 3:1, about 4:1, about 5:1, about 6:1, about 7:1, about 8:1, about 9:1, or about 10:1.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в композиции питательной среды отношение элементарного азота к сульфату находится в диапазоне от примерно 1:1 до 10:1.In one embodiment of the present disclosure, the ratio of elemental nitrogen to sulfate in the culture medium composition ranges from about 1:1 to 10:1.

В другом варианте осуществления настоящего описания в композиции питательной среды отношение элементарного азота к сульфату составляет примерно 1:1, примерно 2:1, примерно 3:1, примерно 4:1, примерно 5:1, примерно 6:1, примерно 7:1, примерно 8:1, примерно 9:1 или примерно 10:1.In another embodiment of the present disclosure, the nutritional medium composition has an elemental nitrogen to sulfate ratio of about 1:1, about 2:1, about 3:1, about 4:1, about 5:1, about 6:1, about 7:1 , about 8:1, about 9:1, or about 10:1.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в композиции питательной среды отношение элементарного азота к фосфату и отношение элементарного азота к сульфату варьируется в зависимости от микроорганизма, культивируемого в указанной композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, in the culture medium composition, the ratio of elemental nitrogen to phosphate and the ratio of elemental nitrogen to sulfate varies depending on the microorganism cultivated in the specified culture medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды самостерилизуется за счет используемых в ней компонентов. Указанная композиция питательной среды не требует термической стерилизации или какой-либо дополнительной стерилизации.In one embodiment of the present disclosure, the culture medium composition is self-sterilizing due to the components used therein. The specified composition of the nutrient medium does not require thermal sterilization or any additional sterilization.

В другом варианте осуществления настоящего описания композиция питательной среды самостерилизуется компонентами, присутствующими в композиции, которые являются кислотными или основными по природе. Азотсодержащий источник, выбранный из группы, содержащей HNO3, NH3 и их комбинацию, фосфатсодержащий источник, выбранный из группы, включающий H3PO4, KH2PO4 и их комбинацию) и сульфатсодержащий источник H2SO4 (KHSO4), и их комбинация в композиции питательной среды дает композиции возможность самостерилизации. Кроме того, присутствие HNO3, H2SO4/KHSO4 и H3PO4/KH2PO4 в композиции питательной среды делает среду гомогенной и приводит к рН менее чем 3, предпочтительно рН примерно 2,5, при котором контаминанты не могут выжить. Таким образом, требование дополнительной стерилизации перед использованием композиции преодолевается.In another embodiment of the present disclosure, the culture medium composition is self-sterilized by components present in the composition that are acidic or basic in nature. A nitrogen-containing source selected from the group consisting of HNO 3 , NH 3 and a combination thereof, a phosphate source selected from the group consisting of H 3 PO 4 , KH 2 PO 4 and a combination thereof), and a sulfate-containing source H 2 SO 4 (KHSO 4 ), and their combination in the nutrient medium composition gives the composition the ability to self-sterilize. In addition, the presence of HNO 3 , H 2 SO 4 /KHSO 4 and H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 in the culture medium composition makes the medium homogeneous and results in a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5, at which contaminants are not present. can survive. Thus, the requirement for additional sterilization before use of the composition is overcome.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды уникальным образом разработана путем синергического объединения HNO3, H2SO4/KHSO4 и H3PO4/KH2PO4 в качестве источника азота, источника сульфата и источника фосфата, соответственно. Эти компоненты играют решающую роль в обеспечении гомогенной смеси и в то же время обеспечивают клеточные питательные вещества в оптимальных соотношениях, чтобы обеспечить высокую плотность клеток и скорость роста биомассы. Кроме того, присутствие кислотных компонентов в композиции питательной среды исключает необходимость стерилизации композиции питательной среды и нейтрализует рост контаминантов. Таким образом, композиция питательной среды по настоящему изобретению устраняет ограничения в надежном масштабировании процесса с явными преимуществами.In one embodiment of the present disclosure, the culture medium composition is uniquely designed by synergistically combining HNO 3 , H 2 SO 4 /KHSO 4 and H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 as a nitrogen source, sulfate source and phosphate source, respectively. These components play a critical role in ensuring a homogeneous mixture and at the same time provide cellular nutrients in optimal ratios to ensure high cell density and biomass growth rate. In addition, the presence of acidic components in the nutrient medium composition eliminates the need to sterilize the nutrient medium composition and neutralizes the growth of contaminants. Thus, the culture medium composition of the present invention overcomes the limitations in reliable process scaling with clear advantages.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды представляет собой гомогенную смесь.In one embodiment of the present description, the composition of the nutrient medium is a homogeneous mixture.

В другом варианте осуществления настоящего описания композиция питательной среды является гомогенной, несмотря на то, что она имеет примерно в 10 раз более высокую концентрацию в растворе, и не образует никакого осадка, который играет роль в получении высоких плотностей клеток и скорости роста биомассы.In another embodiment of the present disclosure, the culture medium composition is homogeneous, despite having approximately 10 times the concentration in solution, and does not form any sediment, which plays a role in obtaining high cell densities and biomass growth rates.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды повышает продуктивность биомассы во время ферментации.In one embodiment of the present disclosure, the nutrient medium composition increases the productivity of the biomass during fermentation.

В другом варианте осуществления настоящего описания питательная среда повышает продуктивность биомассы во время ферментации газообразных субстратов.In another embodiment of the present disclosure, the nutrient medium increases biomass productivity during the fermentation of gaseous substrates.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды повышает продуктивность биомассы по меньшей мере примерно на 2-8 г/на л рабочего объема реактора в час во время ферментации газообразных субстратов по сравнению с процессом ферментации, известным в данной области техники с использованием проточного реактора с мешалкой (CSTR), чья продуктивность составляет примерно 1,8 г/на л рабочего объема реактора в час.In one embodiment of the present disclosure, the growth medium composition increases biomass productivity by at least about 2-8 g/L reactor volume per hour during fermentation of gaseous substrates compared to a fermentation process known in the art using a flow reactor with a stirrer (CSTR), whose productivity is approximately 1.8 g/l of reactor working volume per hour.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды повышает продуктивность биомассы по меньшей мере примерно на 2 г/л, примерно на 3 г/л, примерно на 4 г/л, примерно на 5 г/л, примерно на 6 г/л, примерно на 7 г/л или примерно на 8 г/на л рабочего объема реактора в час во время ферментации газообразных субстратов по сравнению с процессом ферментации, известным в данной области техники, с проточным реактором с мешалкой (CSTR), чья продуктивность составляет примерно 1,8 г/на л рабочего объема реактора в час.In one embodiment of the present disclosure, the growth medium composition increases biomass productivity by at least about 2 g/L, about 3 g/L, about 4 g/L, about 5 g/L, about 6 g/L , by about 7 g/L or about 8 g/L reactor volume per hour during fermentation of gaseous substrates compared to a fermentation process known in the art with a continuous stirred tank reactor (CSTR), whose productivity is approximately 1.8 g/l of reactor working volume per hour.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды повышает продуктивность биомассы по меньшей мере примерно на 2-8 г/л среды в час при периодическом режиме работы, полунепрерывном режиме работы и непрерывном режиме работы.In one embodiment of the present disclosure, the media composition increases biomass productivity by at least about 2-8 g/L of media per hour under batch operation, semi-continuous operation, and continuous operation.

Настоящее описание дополнительно относится к способу приготовления композиции питательной среды.The present description further relates to a method for preparing a nutrient medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ приготовления композиции питательной среды включает смешивание микроэлемента и следового элемента, необязательно вместе с азотсодержащим источником, фосфатсодержащим источником и сульфатсодержащим источником с помощью заданного метода при заданной температуре для заданного времени для получения композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, a method of preparing a nutritional medium composition includes mixing a trace element and a trace element, optionally together with a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, and a sulfate-containing source, using a predetermined method at a given temperature for a given time to obtain a nutritional media composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания способ приготовления композиции питательной среды включает смешивание микроэлемента и следового элемента заданным методом при заданной температуре в течение заданного времени для получения композиции питательной среды.In another embodiment of the present disclosure, a method of preparing a nutritional medium composition includes mixing a trace element and a trace element by a predetermined method at a given temperature for a given time to obtain a nutritional medium composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания способ приготовления композиции питательной среды включает смешивание микроэлемента, следового элемента, азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника и сульфатсодержащего источника заданным методом при заданной температуре в течение заданного времени для получения композиции питательной среды.In another embodiment of the present disclosure, a method of preparing a nutritional medium composition includes mixing a trace element, a trace element, a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, and a sulfate-containing source in a predetermined method at a given temperature for a predetermined time to obtain a culture media composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания способ приготовления композиции питательной среды включает смешивание MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, Fe, Na-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, дигидрата Na2-EDTA, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O, HNO3, H2SO4/KHSO4, H3PO4/KH2PO4 и дополнительного азотсодержащего источника, дополнительного фосфатсодержащего источника, и дополнительного сульфатсодержащего источника заданным методом при заданной температуре в течение заданного времени для получения композиции питательной средыIn another embodiment of the present description, a method for preparing a nutrient medium composition includes mixing MgSO 4 .7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, Fe, Na-EDTA, NaMoO 4 .2H 2 O, FeSO 4 .7H 2 O, ZnSO 4 . 7H 2 O, H 3 BO 3 , CoCl 2 .6H 2 O, Na 2 -EDTA dihydrate, MnCl 2 .4H 2 O, NiCl 2 .6H 2 O, CuSO 4 .5H 2 O, HNO 3 , H 2 SO 4 /KHSO 4 , H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 and an additional nitrogen-containing source, an additional phosphate-containing source, and an additional sulfate-containing source by a given method at a given temperature for a given time to obtain a nutrient medium composition

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе приготовления композиции питательной среды указанное/заданное количество MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O, Fe, Na-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, дигидрат Na2-EDTA, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O и CuSO4.5H2O смешивают, затем добавляют воду и снова перемешивают.Затем к смеси добавляют заданное количество HNO3, H2SO4/KHSO4 и/или H3PO4/KH2PO4 и тщательно перемешивают, чтобы вызвать растворение всех компонентов. После этого добавляют дополнительный азотсодержащий источник, дополнительный фосфатсодержащий источник, и/или дополнительный сульфатсодержащий источник, и перемешивают в течение примерно 10 минут для получения гомогенного раствора. Окончательный объем носителя доводят с помощью воды.In another embodiment of the present description, in the method of preparing a nutrient medium composition, a specified/specified amount of MgSO 4 .7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, Fe, Na-EDTA, NaMoO 4 .2H 2 O, FeSO 4 .7H 2 O, ZnSO 4 .7H 2 O, H 3 BO 3 , CoCl 2 .6H 2 O, Na 2 -EDTA dihydrate, MnCl 2 .4H 2 O, NiCl 2 .6H 2 O and CuSO 4 .5H 2 O are mixed, then water is added and stir again. Then a given amount of HNO 3 , H 2 SO 4 /KHSO 4 and/or H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 is added to the mixture and mixed thoroughly to cause the dissolution of all components. Thereafter, additional nitrogen-containing source, additional phosphate-containing source, and/or additional sulfate-containing source are added and mixed for about 10 minutes to obtain a homogeneous solution. The final volume of the carrier is adjusted with water.

Настоящее описание также относится к способу получения биомассы с использованием указанной выше композиции питательной среды.The present description also relates to a method for producing biomass using the above-mentioned nutrient medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ получения биомассы с использованием указанной композиции питательной среды вызывает увеличение концентрации биомассы во время ферментации.In one embodiment of the present disclosure, a method for producing biomass using said nutrient medium composition causes the concentration of biomass to increase during fermentation.

В другом варианте осуществления настоящего описания способ получения биомассы с использованием указанной композиции питательной среды относится к увеличению концентрации биомассы во время ферментации газообразных субстратов.In another embodiment of the present disclosure, a method for producing biomass using said growth medium composition relates to increasing the concentration of biomass during the fermentation of gaseous substrates.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ получения биомассы включает:In one embodiment of the present description, a method for producing biomass includes:

культивирование микроорганизма в композиции питательной среды;cultivating the microorganism in a nutrient medium composition;

добавление в культуру композиции питательной среды, имеющей кислое pH; иadding a nutrient composition having an acidic pH to the culture; And

сбор биомассы для получения биомассы.harvesting biomass to produce biomass.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизма включает:In one embodiment of the present description, in a method for producing biomass, cultivating a microorganism includes:

инокуляцию композиции питательной среды микроорганизмом с последующим обеспечением газообразного субстрата и кислорода; иinoculating the nutrient medium composition with a microorganism and subsequently providing a gaseous substrate and oxygen; And

добавление композиции питательной среды.adding a nutrient medium composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизма включает:In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, cultivating a microorganism includes:

инокуляцию композиции питательной среды микроорганизмом с последующим обеспечением газообразного субстрата и кислорода; иinoculating the nutrient medium composition with a microorganism and subsequently providing a gaseous substrate and oxygen; And

мониторинг плотности клеток микроорганизма и добавление композиции питательной среды.monitoring microorganism cell density and adding a nutrient medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы композиция питательной среды имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5, где указанное pH композиции питательной среды позволяет композиции среды контролировать нежелательные микроорганизмы.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, the growth media composition has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5, wherein said pH of the growth media composition allows the media composition to control undesirable microorganisms.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды, добавляемая во время способа получения биомассы, содержит различные компоненты в различных количествах, которые находятся в пределах объема компонентов и их количеств, описанных выше для композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, the growth medium composition added during the biomass production process contains various components in varying amounts, which are within the scope of the components and their amounts described above for the growth medium composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения биомассы композиции питательной среды для культивирования и добавления одинаковы или отличаются, и где композиция питательной среды для добавления в культуру имеет рН менее чем 3, предпочтительно рН примерно 2,5.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, the compositions of the nutrient medium for cultivation and addition are the same or different, and wherein the composition of the nutrient medium for addition to the culture has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизма проводят при температуре в диапазоне от примерно 5°C до 50°C и под давлением в диапазоне от примерно 0 бар до 5 бар.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, the cultivation of a microorganism is carried out at a temperature in the range of about 5°C to 50°C and under a pressure in the range of about 0 bar to 5 bar.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизма проводят при температуре примерно 5°C, примерно 10°C, примерно 15°C, примерно 20°C, примерно 25°C. C, примерно 30°C, примерно 35°C, примерно 40°C, примерно 45°C или примерно 50°C, и при давлении примерно 0 бар, примерно 1 бар, примерно 2 бар, примерно 3 бар, примерно 4 бар или примерно 5 бар.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, the microorganism is cultured at a temperature of about 5°C, about 10°C, about 15°C, about 20°C, about 25°C. C, about 30°C, about 35°C, about 40°C, about 45°C or about 50°C, and at a pressure of about 0 bar, about 1 bar, about 2 bar, about 3 bar, about 4 bar or approximately 5 bar.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания во время способа получения биомассы в композицию питательной среды добавляют, как только плотность клеток микроорганизма достигает диапазона от примерно 0,15% до 2%.In one embodiment of the present disclosure, during the biomass production process, the growth medium composition is added once the microorganism cell density reaches a range of about 0.15% to 2%.

В другом варианте осуществления настоящего описания во время способа получения биомассы композицию питательной среды добавляют, как только плотность клеток микроорганизма составляет примерно 0,15%, примерно 0,25%, примерно 0,5%, примерно 0,75%, примерно 1%, примерно 1,25%, примерно 1,5%, примерно 1,75% или примерно 2%.In another embodiment of the present disclosure, during the biomass production process, the growth medium composition is added once the microorganism cell density is about 0.15%, about 0.25%, about 0.5%, about 0.75%, about 1%, about 1.25%, about 1.5%, about 1.75%, or about 2%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизмов проводят в течение периода от примерно 120 часов до 900 часов.In one embodiment of the present disclosure, the biomass production method involves culturing the microorganisms for a period of from about 120 hours to about 900 hours.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизмов проводят в течение периода примерно 120 часов, примерно 140 часов, примерно 160 часов, примерно 180 часов, примерно 200 часов, примерно 220 часов, примерно 240 часов, примерно 260 часов, примерно 280 часов, примерно 300 часов, примерно 320 часов, примерно 340 часов, примерно 360 часов, примерно 380 часов, примерно 400 часов, примерно 420 часов, примерно 440 часов, примерно 460 часов, примерно 480 часов, примерно 500 часов, примерно 520 часов, примерно 540 часов, примерно 560 часов, примерно 580 часов, примерно 600 часов, примерно 620 часов, примерно 640 часов, примерно 660 часов, примерно 680 часов, примерно 700 часов, примерно 720 часов, примерно 740 часов, примерно 760 часов, примерно 780 часов, примерно 800 часов, примерно 820 часов, примерно 840 часов, примерно 860 часов, примерно 880 часов или примерно 900 часов.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, the cultivation of microorganisms is carried out for a period of about 120 hours, about 140 hours, about 160 hours, about 180 hours, about 200 hours, about 220 hours, about 240 hours, about 260 hours, about 280 hours, approximately 300 hours, approximately 320 hours, approximately 340 hours, approximately 360 hours, approximately 380 hours, approximately 400 hours, approximately 420 hours, approximately 440 hours, approximately 460 hours, approximately 480 hours, approximately 500 hours, approximately 520 hours, approximately 540 hours, approximately 560 hours, approximately 580 hours, approximately 600 hours, approximately 620 hours, approximately 640 hours, approximately 660 hours, approximately 680 hours, approximately 700 hours, approximately 720 hours, approximately 740 hours, approximately 760 hours, approximately 780 hours, approximately 800 hours, approximately 820 hours, approximately 840 hours, approximately 860 hours, approximately 880 hours or approximately 900 hours.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы культивирование микроорганизма включает ферментацию газообразного субстрата микроорганизмами в присутствии композиции питательной среды, определенной выше, и воздуха.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, cultivating a microorganism involves fermenting a gaseous substrate by microorganisms in the presence of a nutrient medium composition as defined above and air.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания газообразный субстрат выбран из группы, содержащей метан, природный газ, синтез-газ, свалочный газ, монооксид углерода, биогаз и любые их комбинации.In one embodiment of the present disclosure, the gaseous substrate is selected from the group consisting of methane, natural gas, synthesis gas, landfill gas, carbon monoxide, biogas, and any combination thereof.

В другом варианте осуществления настоящего описания газообразный субстрат представляет собой субстрат C1, выбранный из группы, содержащей метан, метанол, диоксид углерода, монооксид углерода и любые их комбинации.In another embodiment of the present disclosure, the gaseous substrate is a C1 substrate selected from the group consisting of methane, methanol, carbon dioxide, carbon monoxide, and any combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания газообразный субстрат содержится в концентрации в диапазоне от примерно 1 мг/л до 8 мг/л.In one embodiment of the present disclosure, the gaseous substrate is contained in a concentration ranging from about 1 mg/L to 8 mg/L.

В другом варианте осуществления настоящего описания газообразный субстрат содержится в концентрации примерно 1 мг/л, примерно 2 мг/л, примерно 3 мг/л, примерно 4 мг/л, примерно 5 мг/л, примерно 6 мг/л, примерно 7 мг/л или примерно 8 мг/л.In another embodiment of the present disclosure, the gaseous substrate is contained at a concentration of about 1 mg/L, about 2 mg/L, about 3 mg/L, about 4 mg/L, about 5 mg/L, about 6 mg/L, about 7 mg /l or approximately 8 mg/l.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания газообразный субстрат, такой как метан, имеющий чистоту в диапазоне от примерно 40% до 100%, используется при ферментации.In one embodiment of the present disclosure, a gaseous substrate, such as methane, having a purity ranging from about 40% to 100%, is used in the fermentation.

В другом варианте осуществления настоящего описания метан имеет чистоту примерно 40%, примерно 45%, примерно 50%, примерно 55%, примерно 60%, примерно 65%, примерно 70%, примерно 75%, примерно 80%, примерно 85%, примерно 90%, примерно 95% или примерно 100%.In another embodiment of the present disclosure, the methane has a purity of about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95% or about 100%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания кислород, используемый в способе получения биомассы, имеет концентрацию в диапазоне от примерно 1 мг/л до 10 мг/л и имеет чистоту в диапазоне от примерно 40% до 99,9%.In one embodiment, the oxygen used in the biomass production process has a concentration ranging from about 1 mg/L to 10 mg/L and a purity ranging from about 40% to 99.9%.

В другом варианте осуществления настоящего описания кислород, используемый в способе получения биомассы, содержится в концентрации примерно 1 мг/л, примерно 2 мг/л, примерно 3 мг/л, примерно 4 мг/л, примерно 5 мг/л, примерно 6 мг/л, примерно 7 мг/л, примерно 8 мг/л, примерно 9 мг/л или примерно 10 мг/л, и имеет чистоту примерно 40%, примерно 45%, примерно 50%, примерно 55%, примерно 60%, примерно 65%, примерно 70%, примерно 75%, примерно 80%, примерно 85%, примерно 90%, примерно 95% или примерно 99,9%.In another embodiment of the present disclosure, the oxygen used in the biomass production process is present at a concentration of about 1 mg/L, about 2 mg/L, about 3 mg/L, about 4 mg/L, about 5 mg/L, about 6 mg /l, about 7 mg/l, about 8 mg/l, about 9 mg/l or about 10 mg/l, and has a purity of about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95%, or about 99.9%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания микроорганизм, используемый в способе получения биомассы, выбран из группы, содержащей Methylococcus capsulatus, Methylobacterium extorquens, Methylomicrobium album, Methylocapsa acidiphila, Methylobacterium organophilum, Methylobacterium mesophilicum, Methylobacterium dichloromethanicum, Methylocella silvestris, Methylosinus trichosporium, Methylobacillus flagellatus KT, Methylibium petroleiphilum PM1, Methylobacterium nodulans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylacidiphilum infernorum V4, Methylophilus methylotrophus, Methylomonas methanica, Methylobacterium rhodesianum MB 126, Methylobacter tundripaludum, Methylobacterium sp.4-46, Methylovorus glucosetrophus SIP3-4, Mycobacterium smegmatis, Methylobacterium rhodesianum, Methylosinus sporium, Methylocella palustris, Methylobacterium fujisawaense, Methylocystis parvus, Methylovulum miyakonense, Methylobacterium rhodinum, Methylocystis echinoides, Methylomonas rubra, Methylococcus thermophilus, Methylobacterium aminovorans, Methylobacterium thiocyanatum, Methylobacterium zatmanii, Acidithiobacillus ferrivorans, Methylobacterium aquaticum, Methylobacterium suomiense, Methylobacterium adhaesivum, Methylobacterium podarium, Methylobacter whittenburyi, Crenothrix polyspora, Clonothrix fusca, Methylobacter bovis, Methylomonas aurantiaca, Methylomonas fodinarum, Methylobacterium variabile, Methylocystis minimus, Methylobacter vinelandii, Methylobacterium hispanicum, Methylomicrobium japanense, Methylococcaceae bacterium, Methylocystis methanolicus и любую их комбинацию.In one embodiment of the present description, the microorganism used in the method of producing biomass is selected from the group consisting of Methylococcus capsulatus, Methylobacterium extorquens, Methylomicrobium album, Methylocapsa acidiphila, Methylobacterium organophilum, Methylobacterium mesophilicum, Methylobacterium dichloromethanicum, Methylocella silvestris, Methylosinus trichosporium, Methylobacillus flag ellatus KT , Methylibium petroleiphilum PM1, Methylobacterium nodulans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylacidiphilum infernorum V4, Methylophilus methylotrophus, Methylomonas methanica, Methylobacterium rhodesianum MB 126, Methylobacter tundripaludum, Methylobacterium sp.4-46, Methylovorus glucose trophus SIP3-4, Mycobacterium smegmatis, Methylobacterium rhodesianum , Methylosinus sporium, Methylocella palustris, Methylobacterium fujisawaense, Methylocystis parvus, Methylovulum miyakonense, Methylobacterium rhodinum, Methylocystis echinoides, Methylomonas rubra, Methylococcus thermophilus, Methylobacterium aminovorans, Methylobacterium thiocyanatum, Methylobacterium zatmanii, Acidith iobacillus ferrivorans, Methylobacterium aquaticum, Methylobacterium suomiense, Methylobacterium adhaesivum, Methylobacterium podarium, Methylobacter whittenburyi, Crenothrix polyspora, Clonothrix fusca, Methylobacter bovis, Methylomonas aurantiaca, Methylomonas fodinarum, Methylobacterium variabile, Methylocystis minimus, Methylobacter vinelandii, Methylobacterium hispanicum, Methylomicrobium japanense, Methylococcaceae bacterium, Methylocystis methanolicus and any combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания, в способе получения биомассы, pH поддерживается основным или кислотным соединением азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника, сульфатсодержащего источника или любой их комбинацией композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, the pH is maintained by a basic or acidic compound of a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, a sulfate-containing source, or any combination thereof of a nutrient medium composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения биомассы pH поддерживается основным или кислотным соединением азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника, сульфатсодержащего источника или любой их комбинацией композиции питательной среды и вместе с соединениями, выбранными из группы, содержащей гидроксид натрия, хлористоводородную кислоту и их комбинацию.In another embodiment of the present disclosure, in a biomass production method, the pH is maintained by a basic or acidic compound of a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, a sulfate-containing source, or any combination thereof of a nutrient medium composition and together with compounds selected from the group consisting of sodium hydroxide, hydrochloric acid, and a combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ получения биомассы включает стратегию контроля, зависящую от субстрата, которая упрощает выполнения способа и снижает затраты, связанные с выполнением способа, что делает указанный способ в значительной степени эффективным и экономичным при получении биомасса с повышенным уровнем.In one embodiment of the present disclosure, a method for producing biomass includes a substrate-dependent control strategy that simplifies the process and reduces the costs associated with performing the method, making the method highly efficient and economical in producing biomass at elevated levels.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы стратегия контроля, зависящая от субстрата, включает регуляцию или поддержание pH с помощью основного или кислотного соединения азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника, сульфатсодержащего или любой их комбинации в композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, in a biomass production method, the substrate-dependent control strategy includes adjusting or maintaining the pH with a basic or acidic compound of a nitrogen source, a phosphate source, a sulfate source, or any combination thereof in the growth medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания указанный способ получения биомассы вызывает повышенное производство с плотностью биомассы в стационарном состоянии в диапазоне от примерно 2% до 5%, где повышенная продуктивность находится в диапазоне примерно от 0,5 г*л-1*час-1 до 8 г*л-1*час-1.In one embodiment of the present disclosure, said biomass production method causes increased production with a steady state biomass density in the range of about 2% to 5%, wherein the increased productivity is in the range of about 0.5 g*L -1 *h -1 up to 8 g*l -1 *hour -1 .

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в указанном способе получения биомассы повышенный уровень биомассы получают путем регуляции массового расхода содержания углерода до примерно 30 граммов на литр рабочего объема реактора в час, регуляции содержания кислорода примерно до 130 граммов на 1 литр рабочего объема реактора в час, контроля содержания азота примерно до 24 граммов на литр рабочего объема реактора в день, контроля содержания фосфата до примерно 14 граммов на литр рабочего объема реактора в день, контроля содержания сульфата до примерно 16 граммов на литр рабочего объема реактора в день, контроля содержания микроэлементов примерно до 50 граммов на литр рабочего объема реактора в день и контроля содержания следовых элементов примерно до 1 грамма на литр рабочего объема реактора в день.In one embodiment of the present disclosure, in the specified biomass production method, increased levels of biomass are obtained by adjusting the mass flow rate of carbon content to about 30 grams per liter of reactor volume per hour, adjusting the oxygen content to about 130 grams per 1 liter of reactor volume per hour, control nitrogen to approximately 24 grams per liter of reactor volume per day, control phosphate to approximately 14 grams per liter of reactor volume per day, control sulfate to approximately 16 grams per liter of reactor volume per day, control trace elements to approximately 50 grams per liter of reactor volume per day and control trace elements to approximately 1 gram per liter of reactor volume per day.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания указанный способ получения биомассы использует композицию питательной среды, определенную выше, которая является самостерилизующейся и не требует термической стерилизации или каких-либо дополнительных средств стерилизации. Таким образом, указанный способ получения биомассы в значительной степени является лучшим экономически и энергетически.In one embodiment of the present description, the specified method for producing biomass uses a nutrient medium composition as defined above, which is self-sterilizing and does not require thermal sterilization or any additional means of sterilization. Thus, this method of producing biomass is largely the best economically and energetically.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы важный аспект заключается в том факте, что культивирование микроорганизмов в присутствии газообразного субстрата для получения биомассы происходит в присутствии добавляемых/непрерывных сред, содержащих компоненты, позволяющие хранить среды при pH менее чем 3, предпочтительно при pH примерно 2,5, тем самым регулируя рост контаминантов. Хотя композиция среды по настоящему изобретению приготовлена для достижения этого результата, специалист в данной области поймет, что любая композиция среды, которая обеспечивает это требование кислого pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5, может быть альтернативно использована для достижения того же.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing biomass, an important aspect lies in the fact that the cultivation of microorganisms in the presence of a gaseous substrate to produce biomass occurs in the presence of additive/continuous media containing components that allow the media to be stored at a pH of less than 3, preferably at The pH is approximately 2.5, thereby regulating the growth of contaminants. Although the media composition of the present invention is formulated to achieve this result, one skilled in the art will appreciate that any media composition that achieves this requirement of an acidic pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5, can alternatively be used to achieve the same.

Настоящее описание дополнительно относится к способу получения продуктов с добавленной стоимостью с использованием композиции питательной среды.The present description further relates to a method for producing value-added products using a culture medium composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ получения продуктов с добавленной стоимостью включает:In one embodiment of the present disclosure, a method for producing value-added products includes:

культивирование микроорганизма в композиции питательной среды;cultivating the microorganism in a nutrient medium composition;

добавление в культуру композиции питательной среды, имеющей кислое pH;adding a nutrient composition having an acidic pH to the culture;

сбор биомассы; иbiomass collection; And

отделение там продукта с добавленной стоимостью, полученного из биомассы.separating there the value-added product derived from biomass.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продуктов с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма включает:In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing value-added products, cultivating a microorganism includes:

инокуляцию питательной среды микроорганизмом с последующим обеспечением газообразного субстрата и кислорода; иinoculation of the nutrient medium with a microorganism and subsequent provision of a gaseous substrate and oxygen; And

добавление питательной среды.adding nutrient medium.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма включает:In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, cultivating a microorganism includes:

инокуляцию питательной среды микроорганизмом с последующим обеспечением газообразного субстрата и кислорода; иinoculation of the nutrient medium with a microorganism and subsequent provision of a gaseous substrate and oxygen; And

мониторинг плотности клеток микроорганизма и добавление питательной среды.monitoring microorganism cell density and adding nutrient medium.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения биомассы композиция питательной среды имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5. Указанное pH композиции питательной среды позволяет композиции среды контролировать нежелательные микроорганизмы.In one embodiment of the present disclosure, in the biomass production method, the growth medium composition has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5. The specified pH of the culture medium composition allows the medium composition to control unwanted microorganisms.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания композиция питательной среды, добавляемая во время способа получения биомассы, содержит различные компоненты в различных количествах, которые находятся в пределах объема компонентов и их количеств, описанных выше для композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, the growth medium composition added during the biomass production process contains various components in varying amounts, which are within the scope of the components and their amounts described above for the growth medium composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью композиции питательной среды для культивирования и добавления являются одинаковыми или отличаются; и где композиция питательной среды для добавления в культуру имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the compositions of the culture medium and addition are the same or different; and wherein the nutrient composition to be added to the culture has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продуктов с добавленной стоимостью, культивирование микроорганизмов включает ферментацию газообразного субстрата микроорганизмами в присутствии композиции питательной среды, определенной выше, и воздуха.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing value-added products, the cultivation of microorganisms includes fermentation of a gaseous substrate by microorganisms in the presence of a culture medium composition as defined above and air.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ получения продуктов с добавленной стоимостью дополнительно включает разделение и очистку продуктов с добавленной стоимостью.In one embodiment of the present disclosure, a method for producing value-added products further includes separating and purifying the value-added products.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания способ позволяет эффективно получать продукты с добавленной стоимостью на биологической основе из газообразных субстратов, где указанный способ может осуществляться на централизованном предприятии с крупномасштабной ферментацией или на децентрализованном предприятии с меньшими масштабами ферментации.In one embodiment of the present disclosure, the method allows for the efficient production of bio-based value-added products from gaseous substrates, where the method can be carried out in a centralized large-scale fermentation facility or in a decentralized smaller-scale fermentation facility.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания микроорганизм, используемый в способе получения продукта с добавленной стоимостью, может быть микроорганизмом дикого типа, рекомбинантным микроорганизмом или их комбинацией.In one embodiment of the present disclosure, the microorganism used in the method for producing the value-added product may be a wild-type microorganism, a recombinant microorganism, or a combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью композицию питательной среды добавляют, как только плотность клеток микроорганизма достигает диапазона от примерно 0,15% до 2%.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the culture medium composition is added once the microorganism cell density reaches a range of about 0.15% to 2%.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью композицию питательной среды добавляют, как только плотность клеток микроорганизма достигает примерно 0,15%, примерно 0,25%, примерно 0,5%, примерно 0,75%, примерно 1%, примерно 1,25%, примерно 1,5%, примерно 1,75% или примерно 2%.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the culture medium composition is added once the microorganism cell density reaches about 0.15%, about 0.25%, about 0.5%, about 0.75%, about 1 %, about 1.25%, about 1.5%, about 1.75%, or about 2%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма проводят при давлении в диапазоне от примерно 0 бар до 5 бар.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the cultivation of the microorganism is carried out at a pressure ranging from about 0 bar to 5 bar.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма проводят под давлением примерно 0 бар, примерно 1 бар, примерно 2 бар, примерно 3 бар, примерно 4 бар или примерно 5 бар.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the microorganism is cultured under a pressure of about 0 bar, about 1 bar, about 2 bar, about 3 bar, about 4 bar, or about 5 bar.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма проводят при температуре в диапазоне от примерно 20 до 50°C.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the microorganism is cultured at a temperature in the range of about 20 to 50°C.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма проводят при температуре примерно 20°C, примерно 25°C, примерно 30°C, примерно 35°C, примерно 40°C, примерно 45°C или примерно 50°C.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the microorganism is cultured at a temperature of about 20°C, about 25°C, about 30°C, about 35°C, about 40°C, about 45°C, or about 50 °C.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма проводят в течение периода от примерно 120 часов до 900 часов.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the microorganism is cultured for a period of from about 120 hours to 900 hours.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизма проводят в течение периода примерно 120 часов, примерно 140 часов, примерно 160 часов, примерно 180 часов, примерно 200 часов, примерно 220 часов, примерно 240 часов, примерно 260 часов, примерно 280 часов, примерно 300 часов, примерно 320 часов, примерно 340 часов, примерно 360 часов, примерно 380 часов, примерно 400 часов, примерно 420 часов, примерно 440 часов, примерно 460 часов, примерно 480 часов, примерно 500 часов, примерно 520 часов, примерно 540 часов, примерно 560 часов, примерно 580 часов, примерно 600 часов, примерно 620 часов, примерно 640 часов, примерно 660 часов, примерно 680 часов, примерно 700 часов, примерно 720 часов, примерно 740 часов, примерно 760 часов, примерно 780 часов, примерно 800 часов, примерно 820 часов, примерно 840 часов, примерно 860 часов, примерно 880 часов или примерно 900 часов.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the microorganism is cultured for a period of about 120 hours, about 140 hours, about 160 hours, about 180 hours, about 200 hours, about 220 hours, about 240 hours, about 260 hours, approximately 280 hours, approximately 300 hours, approximately 320 hours, approximately 340 hours, approximately 360 hours, approximately 380 hours, approximately 400 hours, approximately 420 hours, approximately 440 hours, approximately 460 hours, approximately 480 hours, approximately 500 hours, approximately 520 hours, approximately 540 hours, approximately 560 hours, approximately 580 hours, approximately 600 hours, approximately 620 hours, approximately 640 hours, approximately 660 hours, approximately 680 hours, approximately 700 hours, approximately 720 hours, approximately 740 hours, approximately 760 hours, approximately 780 hours, approximately 800 hours, approximately 820 hours, approximately 840 hours, approximately 860 hours, approximately 880 hours or approximately 900 hours.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью культивирование микроорганизмов в композиции питательной среды вызывает ферментацию газообразного субстрата.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, culturing microorganisms in a nutrient medium composition causes fermentation of the gaseous substrate.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью газообразный субстрат выбирают из группы, содержащей метан, природный газ, синтез-газ, свалочный газ, монооксид углерода, биогаз и любые их комбинации.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the gaseous substrate is selected from the group consisting of methane, natural gas, synthesis gas, landfill gas, carbon monoxide, biogas, and any combination thereof.

В другом варианте осуществления настоящего описания газообразный субстрат представляет собой субстрат C1, выбранный из группы, содержащей метан, метанол, диоксид углерода, монооксид углерода и любую их комбинацию.In another embodiment of the present disclosure, the gaseous substrate is a C1 substrate selected from the group consisting of methane, methanol, carbon dioxide, carbon monoxide, and any combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью газообразный субстрат содержится в концентрации в диапазоне от примерно 1 мг/л до 8 мг/л.In one embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, the gaseous substrate is present at a concentration ranging from about 1 mg/L to 8 mg/L.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью газообразный субстрат содержится в концентрации, составляющей примерно 1 мг/л, 2 мг/л, 3 мг/л, 4 мг/л, 5 мг/л, 6 мг/л, 7 мг/л или 8 мг/л.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the gaseous substrate is contained at a concentration of about 1 mg/L, 2 mg/L, 3 mg/L, 4 mg/L, 5 mg/L, 6 mg/L , 7 mg/l or 8 mg/l.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью метан имеет чистоту примерно 40%, примерно 45%, примерно 50%, примерно 55%, примерно 60%, примерно 65%, примерно 70%, примерно 75%, примерно 80%, примерно 85%, примерно 90%, примерно 95% или примерно 100%.In another embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, the methane has a purity of about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60%, about 65%, about 70%, about 75%, about 80 %, about 85%, about 90%, about 95%, or about 100%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью кислород содержится в концентрации в диапазоне от примерно 1 мг/л до 10 мг/л и имеет чистоту в диапазоне от примерно 40% до 99,9%.In one embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, oxygen is present in a concentration ranging from about 1 mg/L to 10 mg/L and having a purity ranging from about 40% to 99.9%.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью кислород содержится в концентрации примерно 1 мг/л, примерно 2 мг/л, примерно 3 мг/л, примерно 4 мг/л, примерно 5 мг/л, примерно 6 мг/л, примерно 7 мг/л, примерно 8 мг/л, примерно 9 мг/л или примерно 10 мг/л, и кислород имеет чистоту примерно 40%, примерно 45%, примерно 50%, примерно 55%, примерно 60%, примерно 65%, примерно 70%, примерно 75%, примерно 80%, примерно 85%, примерно 90%, примерно 95% или примерно 99,9%.In another embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, oxygen is present at a concentration of about 1 mg/L, about 2 mg/L, about 3 mg/L, about 4 mg/L, about 5 mg/L, about 6 mg /L, about 7 mg/L, about 8 mg/L, about 9 mg/L, or about 10 mg/L, and the oxygen has a purity of about 40%, about 45%, about 50%, about 55%, about 60% , about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95%, or about 99.9%.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью ферментер и параметры оптимизированы с целью, чтобы уровень конверсии газа (углерода С1) составляла по меньшей мере 1 г/л/ч. Уровень конверсии газа относится к уровню использования газообразного субстрата, который подается в реактор.In one embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, the fermenter and parameters are optimized so that the gas conversion level (C1 carbon) is at least 1 g/l/h. The gas conversion rate refers to the utilization rate of the gaseous substrate that is fed into the reactor.

В другом варианте осуществления способа получения продукта с добавленной стоимостью уровень конверсии газа (углерода С1) находится в диапазоне от примерно 0,1 г/л/ч до 20 г/л/ч.In another embodiment of the process for producing a value-added product, the gas conversion level (C1 carbon) is in the range of about 0.1 g/L/hr to 20 g/L/hr.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью уровень конверсии газа (углерода C1) составляет примерно 0,1 г/л/ч, примерно 0,5 г/л/ч, примерно 1 г/л/ч, примерно 2 г/л/ч, примерно 3 г/л/ч, примерно 4 г/л/ч, примерно 5 г/л/ч, примерно 6 г/л/ч, примерно 7 г/л/ч, примерно 8 г/л/ч, примерно 9 г/л/ч примерно 10 г/л/ч, примерно 11 г/л/ч, примерно 12 г/л/ч, примерно 13 г/л/ч, примерно 14 г/л/ч, примерно 15 г/л/ч, примерно 16 г/л/ч, примерно 17 г/л/ч, примерно 18 г/л/ч, примерно 19 г/л/ч, примерно 20 г/л/ч.In another embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, the gas conversion level (C1 carbon) is about 0.1 g/L/hr, about 0.5 g/L/hr, about 1 g/L/hr, about 2 g/l/h, approximately 3 g/l/h, approximately 4 g/l/h, approximately 5 g/l/h, approximately 6 g/l/h, approximately 7 g/l/h, approximately 8 g /l/h, approximately 9 g/l/h approximately 10 g/l/h, approximately 11 g/l/h, approximately 12 g/l/h, approximately 13 g/l/h, approximately 14 g/l/ h, about 15 g/l/h, about 16 g/l/h, about 17 g/l/h, about 18 g/l/h, about 19 g/l/h, about 20 g/l/h.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью во время культивирования микроорганизмов параметры процесса оптимизированы для идеальной ферментации газообразных субстратов. Оптимизируемые параметры способа включают, но не ограничиваются ими, скорость потока газообразного субстрата, скорость потока воздуха (кислорода), отношение газообразного субстрата к воздуху, приведенную скорость газа, скорость рециркуляции газообразного субстрата, концентрацию растворенного диоксида углерода в среде, разделение газа и жидкости, удельную скорость роста, температуру ферментации, перемешивание, давление и pH или любую комбинацию параметров.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product during the cultivation of microorganisms, process parameters are optimized for ideal fermentation of gaseous substrates. Process parameters to be optimized include, but are not limited to, substrate gas flow rate, air (oxygen) flow rate, substrate gas to air ratio, superficial gas velocity, substrate gas recirculation rate, dissolved carbon dioxide concentration in the medium, gas-liquid separation, specific growth rate, fermentation temperature, agitation, pressure and pH or any combination of parameters.

В другом варианте осуществления настоящего описания ключевыми параметрами, которые оптимизируются во время ферментации, являются время пребывания газа, коэффициент газообмена, скорость потока газообразного субстрата/скорость потока метана, скорость потока воздуха, соотношение газообразный субстрат:воздух или соотношение метан:воздух и давление или любая комбинация этих параметров.In another embodiment of the present disclosure, the key parameters that are optimized during fermentation are gas residence time, gas exchange ratio, substrate gas flow rate/methane flow rate, air flow rate, substrate gas:air ratio or methane:air ratio and pressure or any a combination of these parameters.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью скорость потока газообразного субстрата относится к скорости потока метана или комбинации метана и воздуха (кислорода), которая дополнительно относится к объему подачи газа в ферментационную среду на единицу время. Оптимальная скорость подачи газа зависит от размера ферментера. Скорость потока газа варьируется от 0,05 об/об/мин до 3 об/об/мин.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the flow rate of the substrate gas refers to the flow rate of methane or a combination of methane and air (oxygen), which further refers to the volume of gas supplied to the fermentation medium per unit time. The optimal gas flow rate depends on the size of the fermenter. The gas flow rate varies from 0.05 rpm to 3 rpm.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания, в способе получения продукта с добавленной стоимостью газообразный субстрат, такой как метан, подается в композицию питательной среды, определенную выше, где газообразный субстрат может использоваться не полностью, а процентное содержание метана может быть вытеснено из реактора неиспользованным. Следовательно, выходящий поток будет содержать различные количества газообразного субстрата, который выделяется вместе с диоксидом углерода. Соотношения метана и диоксида углерода в выходящем газовом потоке часто варьируются при наличии более высоких количеств диоксида углерода, чем метана. Этот выходящий поток повторно направляют в реактор для дальнейшего повышения общего выхода конверсии газообразного субстрата. Скорость газообразного субстрата в рециркулируемом потоке оптимизирована для максимальной конверсии продукта. Диоксид углерода в потоке, выходящем из ферментера, очищается, и чистый газообразный поток возвращается в ферментер. В некоторых случаях выходной поток рециркулирует как есть. Поскольку газообразный субстрат непрерывно вводится в среду, метан также постоянно отделяется от жидкости и вытесняется из ферментера.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, a gaseous substrate, such as methane, is fed to a feed composition as defined above, wherein the gaseous substrate may be underutilized and a percentage of the methane may be expelled from the reactor unused. Consequently, the effluent will contain varying amounts of substrate gas, which is released along with carbon dioxide. The ratios of methane and carbon dioxide in the effluent gas stream often vary with higher amounts of carbon dioxide than methane present. This effluent is recirculated to the reactor to further increase the overall substrate gas conversion yield. The rate of substrate gas in the recycle stream is optimized for maximum product conversion. The carbon dioxide in the fermenter effluent stream is purified and the clean gaseous stream is returned to the fermenter. In some cases, the output stream is recirculated as is. As the gaseous substrate is continuously introduced into the medium, methane is also continuously separated from the liquid and forced out of the fermenter.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью скорость воздушного потока относится к объему кислорода, подаваемого в композицию питательной среды в единицу времени. Оптимальная скорость потока воздуха зависит от размера реактора.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, air flow rate refers to the volume of oxygen supplied to the nutrient composition per unit time. The optimal air flow rate depends on the size of the reactor.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью скорость потока кислорода изменяется в зависимости от размера реактора. Рабочий диапазон скорости потока кислорода варьируется от 0,05 об/об/мин до 3 об/об/мин. В некоторых случаях она может варьироваться от примерно 0,1об/об/мин до 1 об/об/мин.In one embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, the oxygen flow rate varies depending on the size of the reactor. The operating range of oxygen flow rate varies from 0.05 rpm to 3 rpm. In some cases it can vary from about 0.1 rpm to 1 rpm.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью отношение газообразного субстрата к кислороду находится в диапазоне от примерно 1:0,1 до 1:5.In one embodiment of the present disclosure, in a process for producing a value-added product, the ratio of substrate gas to oxygen is in the range of about 1:0.1 to 1:5.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью отношение газообразного субстрата к кислороду составляет примерно 1:0,1, примерно 1:0,2, примерно 1:0,3, примерно 1:0,4, примерно 1:0,5, примерно 1:0,6, примерно 1:0,7, примерно 1:0,8, примерно 1:0,9, примерно 1:1, примерно 1:2, примерно 1:3, примерно 1:4 или примерно 1:5.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the ratio of substrate gas to oxygen is about 1:0.1, about 1:0.2, about 1:0.3, about 1:0.4, about 1: 0.5, approximately 1:0.6, approximately 1:0.7, approximately 1:0.8, approximately 1:0.9, approximately 1:1, approximately 1:2, approximately 1:3, approximately 1: 4 or approximately 1:5.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью применяемая приведенная скорость газа составляет от примерно 0,01 м/с до 0,5 м/с.In one embodiment of the present disclosure, in the process for producing a value-added product, the applied superficial gas velocity is from about 0.01 m/s to 0.5 m/s.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью используемая приведенная скорость газа составляет примерно 0,01 м/с, примерно 0,02 м/с, примерно 0,03 м/с, примерно 0,04 м/с или примерно 0,05 м/с.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the superficial gas velocity used is about 0.01 m/s, about 0.02 m/s, about 0.03 m/s, about 0.04 m/s, or approximately 0.05 m/s.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания, в способе получения продукта с добавленной стоимостью, микроорганизм выбран из группы, содержащей Methylococcus capsulatus, Methylobacterium extorquens, Methylomicrobium album, Methylocapsa acidiphila, Methylobacterium organophilum, Methylobacterium mesophilicum, Methylobacterium dichloromethanicum, Methylocella silvestris, Methylosinus trichosporium, Methylobacillus flagellatus KT, Methylibium petroleiphilum PM1, Methylobacterium nodulans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylacidiphilum infernorum V4, Methylophilus methylotrophus, Methylomonas methanica, Methylobacterium rhodesianum MB 126, Methylobacter tundripaludum, Methylobacterium sp.4-46, Methylovorus glucosetrophus SIP3-4, Mycobacterium smegmatis, Methylobacterium rhodesianum, Methylosinus sporium, Methylocella palustris, Methylobacterium fujisawaense, Methylocystis parvus, Methylovulum miyakonense, Methylobacterium rhodinum, Methylocystis echinoides, Methylomonas rubra, Methylococcus thermophilus, Methylobacterium aminovorans, Methylobacterium thiocyanatum, Methylobacterium zatmanii, Acidithiobacillus ferrivorans, Methylobacterium aquaticum, Methylobacterium suomiense, Methylobacterium adhaesivum, Methylobacterium podarium, Methylobacter whittenburyi, Crenothrix polyspora, Clonothrix fusca, Methylobacter bovis, Methylomonas aurantiaca, Methylomonas fodinarum, Methylobacterium variabile, Methylocystis minimus, Methylobacter vinelandii, Methylobacterium hispanicum, Methylomicrobium japanense, Methylococcaceae bacterium, Methylocystis methanolicus и их комбинацию.In one of the options for the implementation of this description, in the method of obtaining a product with added, microorganism is selected from a group containing Methylococcus Capsulatus, Methylobacterium Extorquens, Methylomicrobium album, Methylocapsa Acidiphila, Methyloba, Methylolob Acterium Organophilum, Methylobacterium Mesophilicum, Methylobacterium Dichloromethanicum, Methylocellia Silvestris, Methylosinus Trichosporium, Methylobacillus flagellatus KT, Methylibium petroleiphilum PM1, Methylobacterium nodulans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylacidiphilum infernorum V4, Methylophilus methylotrophus, Methylomonas methanica, Methylobacterium rhodesianum MB 126, Methylobacter tundripaludum, Methylobacterium sp.4-46, Methy lovorus glucosetrophus SIP3-4, Mycobacterium smegmatis, Methylobacterium rhodesianum, Methylosinus sporium, Methylocella palustris, Methylobacterium fujisawaense, Methylocystis parvus, Methylovulum miyakonense, Methylobacterium rhodinum, Methylocystis echinoides, Methylomonas rubra, Methylococcus thermophilus, Methylobacterium aminovorans, Methylobacterium thiocyanatum, Methylobacterium zatmanii, Acidithiobacillus ferrivorans, Methylobacterium aquaticum, Methylobacterium suomiense, Methylobacterium adhaesivum , Methylobacterium podarium, Methylobacter whittenburyi, Crenothrix polyspora, Clonothrix fusca, Methylobacter bovis, Methylomonas aurantiaca, Methylomonas fodinarum, Methylobacterium variabile, Methylocystis minimus, Methylobacter vinelandii, Methylobacterium hispanicum, Methylomicrobium japanense, Methylococcaceae bacterium , Methylocystis methanolicus and a combination thereof.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания, в способе получения продукта с добавленной стоимостью pH поддерживается основным или кислотным соединением азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника, сульфатсодержащего источника или любых их комбинаций композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the pH is maintained by a basic or acidic compound of a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, a sulfate-containing source, or any combinations thereof of the growth medium composition.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью pH поддерживается основным компонентом или кислотным компонентом азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника, сульфатсодержащего источника или любых их комбинаций питательной среды, наряду с соединениями, выбранными из группы, содержащей гидроксид натрия, хлористоводородную кислоту и их комбинацию.In another embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, the pH is maintained by a basic component or an acid component of a nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, a sulfate-containing source, or any combinations thereof of a nutrient medium, along with compounds selected from the group consisting of sodium hydroxide, hydrochloric acid, and their combination.

В другом варианте осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью существует стратегия контроля, зависящая от субстрата, которая упрощает сущность выполнения способа и снижает затраты, связанные с выполнением способа, таким образом, указанный способ является в значительной степени эффективным и экономичным в производстве продукта с добавленной стоимостью.In another embodiment of the present disclosure, a method for producing a value-added product has a substrate-dependent control strategy that simplifies the nature of the method and reduces the costs associated with performing the method, such that the method is substantially efficient and economical in producing the product with added value.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания стратегия контроля, зависящая от субстрата, включает регуляцию или поддержание pH с помощью основного компонента или кислотного компонента азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника, сульфатсодержащего источника или любых их комбинаций композиции питательной среды.In one embodiment of the present disclosure, the substrate-dependent control strategy includes adjusting or maintaining the pH with a base component or an acid component of a nitrogen source, a phosphate source, a sulfate source, or any combination thereof of the growth media composition.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания указанный способ получения продукта с добавленной стоимостью вызывает увеличенное получение продуктов с добавленной стоимостью, таких как молочная кислота, янтарная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, бета-каротин, лютеин, зеаксантин, ликопин, астаксантин, метанобактин аннато, пептиды, эктоин, индиго и миндальная кислота по сравнению со способами, известными в данной области. Повышенный уровень получения продуктов с добавленной стоимостью, в частности, приписывается композиции питательной среды по настоящему изобретению и тандемной работе композиции питательной среды и параметров способа, используемых в указанном способе получения продуктов с добавленной стоимостью.In one embodiment of the present disclosure, said process for producing a value-added product causes increased production of value-added products such as lactic acid, succinic acid, formic acid, acetic acid, malic acid, beta-carotene, lutein, zeaxanthin, lycopene, astaxanthin , methanobactin annatto, peptides, ectoine, indigo and mandelic acid compared to methods known in the art. The increased level of production of value-added products is particularly attributed to the culture medium composition of the present invention and the tandem operation of the culture medium composition and process parameters used in said process for producing value-added products.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания молочная кислота производится в концентрации в диапазоне от примерно 5 г/л до 120 г/л, янтарная кислота производится в концентрации в диапазоне примерно от 5 г/л до 50 г/л, муравьиная кислота производится в концентрации в диапазоне примерно от 5 г/л до 50 г/л, уксусная кислота производится в концентрации в диапазоне от примерно 5 г/л до 50 г/л, яблочная кислота производится в концентрации в диапазоне примерно от 5 г/л до 50 г/л, бета-каротин производится в концентрации в диапазоне от примерно 0,5 г/л до 50 г/л, лютеин, зеаксантин, ликопин, пептиды производятся в концентрации в диапазоне от 0,1 до 10 г/л, эктоин производится в концентрации в диапазоне от 0,1 до 10 г/л, индиго производится в концентрации в диапазоне от 0,1 до 10 г/л, миндальная кислота производится в концентрации в диапазоне от 0,1 до 20 г/л и аннато производится в концентрации в диапазоне примерно от 0,5 г/л до 5 г/л, соответственно, и метанобактин производится в концентрации в диапазоне от примерно 1 г/л до 5 г/л.In one embodiment of the present disclosure, lactic acid is produced at a concentration ranging from about 5 g/L to 120 g/L, succinic acid is produced at a concentration ranging from about 5 g/L to 50 g/L, formic acid is produced at a concentration in the range of about 5 g/L to 50 g/L, acetic acid is produced in concentrations in the range of about 5 g/L to 50 g/L, malic acid is produced in concentrations in the range of about 5 g/L to 50 g/L l, beta-carotene is produced in concentrations ranging from about 0.5 g/L to 50 g/L, lutein, zeaxanthin, lycopene, peptides are produced in concentrations ranging from 0.1 to 10 g/L, ectoine is produced in concentrations in the range of 0.1 to 10 g/L, indigo is produced in a concentration ranging from 0.1 to 10 g/L, mandelic acid is produced in a concentration ranging from 0.1 to 20 g/L and annatto is produced in a concentration of range from about 0.5 g/L to 5 g/L, respectively, and methanobactin is produced in a concentration range from about 1 g/L to 5 g/L.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания увеличенное производство продукта с добавленной стоимостью в указанном способе достигается за счет регуляции массового расхода содержания углерода до примерно 30 грамм на литр рабочего объема реактора в час, регуляции массового расхода содержания кислорода до примерно 130 граммов на литр рабочего объема реактора в час, регуляции массового расхода содержания азота до примерно 24 граммов на литр рабочего объема реактора в день, регуляции массового расхода содержания фосфата примерно до 14 граммов на литр рабочего объема реактора в день, регуляции массового расхода содержания сульфата примерно до 16 грамм на литр рабочего объема реактора в день, регуляции массового расхода содержания микроэлементов примерно до 50 грамм на литр рабочего объема реактора в день и регуляции массового расхода содержания следовых элементов до примерно 1 грамма на литр рабочего объема реактора в день, где указанная регуляция массового расхода содержания различных компонентов композиции питательной среды достигается за счет соответствующего добавления в реактор композиции питательной среды во время способа получения продукта с добавленной стоимостью.In one embodiment of the present disclosure, increased production of a value-added product in the specified method is achieved by adjusting the mass flow rate of carbon content to about 30 grams per liter of reactor operating volume per hour, adjusting the mass flow rate of oxygen content to approximately 130 grams per liter of operating volume of the reactor per hour, regulating the mass flow rate of nitrogen content to approximately 24 grams per liter of working volume of the reactor per day, regulating the mass flow rate of phosphate content to approximately 14 grams per liter of working volume of the reactor per day, regulating the mass flow rate of sulfate content to approximately 16 grams per liter of working volume reactor per day, regulating the mass flow rate of the content of trace elements to approximately 50 grams per liter of the working volume of the reactor per day and regulating the mass flow rate of the content of trace elements to approximately 1 gram per liter of the working volume of the reactor per day, wherein said regulation of the mass flow rate of the content of various components of the composition of the nutrient medium is achieved by appropriate addition of the nutrient composition to the reactor during the process of producing the value-added product.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в указанном способе получения продукта с добавленной стоимостью используется композиция питательной среды, определенная выше, которая является самостерилизующейся и не требует термической стерилизации или какой-либо другой методики дополнительной стерилизации. Как правило, среда будет приготовлена путем добавления микроэлементов, макроэлементов и основных питательных веществ, и, следовательно, она действует как хороший источник для роста микроорганизмов. Окружающая среда (вода, воздух и т.д.) содержит различные микроорганизмы, которые размножаются при контакте со средой. Поскольку это нежелательные микроорганизмы, среду необходимо стерилизовать, чтобы убить их (Stanbury et al., 2017). Стерилизация осуществляется в основном влажным теплом в виде насыщенного пара под давлением в автоклаве. Аналогичным образом, среда NMS, приготовленная для культивирования метанотрофов, также стерилизуется паром перед использованием (Nunes JJ et al., 2016). По мере расширения процесса стерилизация сред требует значительных затрат, так как требует пара и энергии. Однако композиция питательной среды по настоящему изобретению не требует стерилизации паром, поскольку pH композиции питательной среды составляет менее чем 3, предпочтительно pH составляет примерно 2,5, что сдерживает нежелательные микроорганизмы. Таким образом, указанный способ получения продукта с добавленной стоимостью в значительной степени экономичен и энергетически лучше, в дополнение к получению продуктов с добавленной стоимостью в увеличенной степени.In one embodiment of the present disclosure, said method of producing a value-added product uses a culture medium composition as defined above that is self-sterilizing and does not require heat sterilization or any other additional sterilization technique. Generally, the medium will be prepared by adding micronutrients, macronutrients and essential nutrients and hence it acts as a good source for the growth of microorganisms. The environment (water, air, etc.) contains various microorganisms that multiply upon contact with the environment. Because these are unwanted microorganisms, the medium must be sterilized to kill them (Stanbury et al., 2017). Sterilization is carried out primarily by moist heat in the form of saturated steam under pressure in an autoclave. Similarly, NMS medium prepared for methanotroph culture is also steam sterilized before use (Nunes JJ et al., 2016). As the process expands, media sterilization becomes costly because it requires steam and energy. However, the culture medium composition of the present invention does not require steam sterilization because the pH of the culture medium composition is less than 3, preferably the pH is about 2.5, which inhibits unwanted microorganisms. Thus, this method of producing a value-added product is largely economical and energetically better, in addition to producing value-added products to an increased extent.

В одном из вариантов осуществления настоящего описания в способе получения продукта с добавленной стоимостью важный аспект заключается в том, что культивирование микроорганизмов в присутствии газообразного субстрата для получения продукта с добавленной стоимостью происходит в присутствии добавляемой/проточной среды, содержащей компоненты с кислым pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5, тем самым регулируя рост контаминантов. Хотя композиция среды по настоящему изобретению приготовлена для достижения этого результата, специалист в данной области поймет, что любая композиция среды, которая обеспечивает это требование кислого pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5, может быть альтернативно использована для достижения того же.In one embodiment of the present disclosure, in a method for producing a value-added product, an important aspect is that the cultivation of microorganisms in the presence of a gaseous substrate to obtain a value-added product occurs in the presence of an addition/flow medium containing components with an acidic pH of less than 3, preferably the pH is about 2.5, thereby controlling the growth of contaminants. Although the media composition of the present invention is formulated to achieve this result, one skilled in the art will appreciate that any media composition that achieves this requirement of an acidic pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5, can alternatively be used to achieve the same.

В указанном способе получения биомассы и/или способе получения продукта с добавленной стоимостью, описанном в настоящем описании, используются реакторы с мешалкой для высокой эффективности ферментации газообразного субстрата. В известных реакторах с мешалкой не известно, что они вызывают высокоэффективную ферментацию газообразного субстрата для получения увеличенной биомассы и/или продуктов с добавленной стоимостью. Повышенная эффективность, достигаемая в реакторах с мешалкой с помощью способов настоящего раскрытия, в частности, приписывается композиции питательной среды по настоящему изобретению и тандемной работе композиции питательной среды и параметров способа, используемых в указанных способах получения биомассы и продуктов с добавленной стоимостью, соответственно.The specified biomass production method and/or value-added product production method described herein uses stirred tank reactors for high efficiency of fermentation of the gaseous substrate. Prior art stirred tank reactors are not known to cause highly efficient fermentation of the gaseous substrate to produce increased biomass and/or value-added products. The increased efficiency achieved in stirred tank reactors using the methods of the present disclosure is particularly attributable to the feed composition of the present invention and the tandem operation of the feed composition and process parameters used in said processes for producing biomass and value-added products, respectively.

Композиция питательной среды, описанная в настоящем описании, способна удовлетворить требования питательной среды для более высокой производительности биомассы и более высокой производительности продуктов с добавленной стоимостью в реакторах с мешалкой. Конструкция параметров способа и композиция питательной среды, исключающие термическую стерилизацию, предлагают экономически и энергетически более совершенный процесс/способ получения увеличенной биомассы и продуктов с добавленной стоимостью, соответственно.The media composition described herein is capable of meeting the media requirements for higher biomass productivity and higher productivity of value-added products in stirred tank reactors. The design of the process parameters and the composition of the nutrient medium, excluding thermal sterilization, offer an economically and energetically more advanced process/method for producing increased biomass and value-added products, respectively.

Способ получения биомассы и способ получения продуктов с добавленной стоимостью, описанные в настоящем описании, включают в себя стратегии контроля, зависящие от субстрата, которые помогают облегчить рабочий процесс и снизить его стоимость. Использование кислотных питательных веществ или основных питательных веществ в композиции питательной среды для поддержания pH на заданном уровне помогает снизить потребление кислоты/основания во время способа получения биомассы и способа получения продукта с добавленной стоимостью, соответственно. Компоненты композиции питательной среды по настоящему изобретению действуют как источники питательных веществ и как агенты регуляции pH. Композиция питательной среды с возможностью разработки параметров способа для эффективного выполнения описанных способов в дополнение к получению биомассы и продуктов с добавленной стоимостью, соответственно, на повышенном уровне, является преимуществом настоящего описания.The biomass production process and value-added product process described herein include substrate-dependent control strategies that help facilitate workflow and reduce cost. The use of acidic nutrients or basic nutrients in the culture medium composition to maintain the pH at a predetermined level helps reduce acid/base consumption during the biomass production process and the value-added product production process, respectively. The components of the culture medium composition of the present invention act as sources of nutrients and as pH adjusting agents. The composition of the nutrient medium with the possibility of developing process parameters to effectively carry out the described methods in addition to obtaining biomass and value-added products, respectively, at an increased level, is an advantage of the present description.

Дополнительные варианты осуществления и особенности настоящего описания будут очевидны специалисту в данной области техники на основании описания, представленного в настоящем документе. Приведенные здесь варианты осуществления относятся в описании к различным особенностям и их полезным деталям. Описания хорошо известных/традиционных способов и технологий опущены, чтобы излишне не затруднять понимание приведенных здесь вариантов осуществления. Примеры, представленные в настоящем документе, предназначены просто для облегчения понимания способов, которыми варианты осуществления в настоящем документе могут быть реализованы на практике, и для того, чтобы дополнительно дать возможность специалистам в данной области техники применять на практике варианты осуществления настоящего документа. Соответственно, следующие примеры не следует истолковывать как ограничивающие объем приведенных в настоящем описании вариантов осуществления.Additional embodiments and features of the present disclosure will be apparent to one skilled in the art based on the description provided herein. The embodiments described herein refer in the description to various features and useful details thereof. Descriptions of well known/conventional methods and techniques have been omitted so as not to unduly obscure the understanding of the embodiments presented herein. The examples presented herein are intended merely to facilitate an understanding of the manner in which the embodiments herein may be practiced and to further enable those skilled in the art to practice the embodiments herein. Accordingly, the following examples should not be construed as limiting the scope of the embodiments described herein.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

ПРИМЕР 1: Получение биомассы путем ферментации метанаEXAMPLE 1: Biomass production by methane fermentation

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O. примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2. 6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4 ⋅ 5H2O и 0,025% азота в форме нитрата. В указанную питательную среду вносили заквасочную культуру M. capsulalus. Реактор запускали барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и 0,05 л/мин кислорода с чистотой примерно 99,9% в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Как только плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,3% биомассы, композицию питательной среды, включающую примерно 0,8% MgSO4.7H2O, примерно 0,2% CaCl2.2H2O, примерно 0,008% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0002% NaMoO4. 2H2O, примерно 0,0025% FeSO4.7H2O, примерно 0,0003% ZnSO4.7H2O, примерно 150 частей на миллиард H3BO3, примерно 300 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 4 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 100 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 50 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 15 м.д. CuSO4.5H2O, примерно 0,5% HNO3 и примерно 0,5% H2SO4, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5. Общее содержание азота 0,5% было получено путем добавления NaNO3 в питательную среду.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O. about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl2. 6H2O, approximately 1 ppm CuSO4 ⋅ 5H2O and 0.025% nitrogen in the form of nitrate. A starter culture of M. capsulalus was added to the specified nutrient medium. The reactor was started by bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and 0.05 L/min of approximately 99.9% pure oxygen at the bottom of the paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. Once the cell density in the reactor reached about 0.3% biomass, a culture medium composition comprising about 0.8% MgSO 4 .7H 2 O, about 0.2% CaCl 2 .2H 2 O, about 0.008% Fe, Na- EDTA, approximately 0.0002% NaMoO4. 2H2O, about 0.0025% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.0003% ZnSO 4 .7H 2 O, about 150 ppb H 3 BO 3 , about 300 ppb CoCl 2 .6H 2 O, about 4 m.d. Na 2 -EDTA dihydrate, about 100 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 50 ppb NiCl 2 .6H2O, about 15 ppm. CuSO 4 .5H 2 O, about 0.5% HNO 3 and about 0.5% H 2 SO 4 were added to a reactor where the nutrient medium composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5. A total nitrogen content of 0.5% was obtained by adding NaNO 3 to the growth medium.

Бульон для ферментации, содержащий примерно 3,5% твердой биомассы, непрерывно выводили.The fermentation broth containing approximately 3.5% solid biomass was continuously withdrawn.

Во время реакции pH 6,8±0,3 контролировали кислотными и основными соединениями азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников вместе с NaOH/HCl.During the reaction, pH 6.8 ± 0.3 was controlled by acidic and basic compounds of nitrogen source, phosphate source and sulfate source together with NaOH/HCl.

В результате в реакторе было примерно 3,5% биомассы.As a result, the reactor contained approximately 3.5% biomass.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось загрязнения.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. No contamination was observed in the media reservoir during the entire process.

ПРИМЕР 2: Получение биомассы путем ферментации метана с использованием аммиака в качестве источника азота в композиции питательной средыEXAMPLE 2: Production of biomass by fermentation of methane using ammonia as a source of nitrogen in the composition of the nutrient medium

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O. примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота в виде жидкого аммиака. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M. capsulalus. Реактор запускали барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и примерно 0,06 л/мин кислорода с чистотой примерно 90% в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Когда плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,5% биомассы, питательную среду, содержащую примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O, примерно 0,3% H2SO4 и примерно 0,1% H3PO4, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5. Жидкий аммиак добавляли в реактор отдельно, чтобы довести содержание азота в среде примерно до 0,25%.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O. about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen in the form of liquid ammonia. A starter culture of M. capsulalus was inoculated into the specified nutrient medium composition. The reactor was started by bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and approximately 0.06 L/min of approximately 90% pure oxygen at the bottom of the paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. When the cell density in the reactor reached approximately 0.5% biomass, a nutrient medium containing approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na- EDTA, about 0.0001% NaMoO4.2H2O , about 0.0012% FeSO4.7H2O , about 0.00015 % ZnSO4.7H2O , about 85 ppb H3BO3 , about 150 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 2.5 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 7 ppm. CuSO 4 .5H 2 O, about 0.3% H 2 SO 4 and about 0.1% H 3 PO 4 were added to a reactor where the feed composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5 . Liquid ammonia was added to the reactor separately to bring the nitrogen content of the medium to approximately 0.25%.

Бульон для ферментации, содержащий примерно от 2 до 2,5% твердой биомассы, непрерывно выводили.Fermentation broth containing approximately 2 to 2.5% solid biomass was continuously withdrawn.

Во время реакции pH регулировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников вместе с NaOH/HCl.During the reaction, the pH was adjusted using acidic and basic compounds of nitrogen source, phosphate source and sulfate source together with NaOH/HCl.

В результате в реакторе было получено примерно 2,2±0,3% биомассы.As a result, approximately 2.2±0.3% of biomass was obtained in the reactor.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization.

ПРИМЕР 3: Получение биомассы путем ферментации метанаEXAMPLE 3: Biomass production by methane fermentation

Примерно 10 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 8 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O, примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота в форме нитрата калия и нитрата натрия. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M.trichosposrium. Реактор запускали барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и примерно 0,1 л/мин кислорода с чистотой примерно 70%. Как только общая твердая биомасса в ферментационном бульоне достигала примерно 0,25%, начинали непрерывную подачу питательной среды. Питательная среда содержала примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 частей на миллиард дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 частей на миллиард CuSO4.5H2O, примерно 0,2% H2SO4 и примерно 0,08% H3PO4 и общее содержание азота 0,25% получали путем добавления NaNO3 в питательную среду, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно примерно 2,5. Содержание меди в питательной среде изменялось от 3 до 10 м.д., где было обнаружено, что 7 м.д. лучше всего для достижения хорошего роста M.trichosposrium и хорошего продуцирования микобактина. Во время реакции pH среды поддерживали на уровне примерно 6,5±0,3 с использованием разбавленных NaOH и H2SO4.Approximately 10 liters of a stirred tank reactor was filled with approximately 8 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O, about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen in the form of potassium nitrate and sodium nitrate. A starter culture of M. trichosposrium was inoculated into the specified composition of the nutrient medium. The reactor was started by bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and approximately 0.1 L/min of approximately 70% pure oxygen. Once the total solid biomass in the fermentation broth reached approximately 0.25%, continuous feeding of the nutrient medium was started. The nutrient medium contained approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na-EDTA, approximately 0.0001% NaMoO 4 .2H 2 O, about 0.0012% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00015% ZnSO 4 .7H 2 O, about 85 ppb H 3 BO 3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O, about 2.5 ppb Na 2 -EDTA dihydrate, approximately 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, approximately 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, approximately 7 ppb CuSO 4 .5H 2 O, approximately 0.2% H 2 SO 4 and about 0.08% H 3 PO 4 and a total nitrogen content of 0.25% were prepared by adding NaNO 3 to a nutrient medium where the nutrient medium composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably about 2.5. The copper content in the nutrient medium varied from 3 to 10 ppm, where it was found that 7 ppm. best to achieve good growth of M. trichosposrium and good mycobactin production. During the reaction, the pH of the medium was maintained at approximately 6.5 ± 0.3 using dilute NaOH and H 2 SO 4 .

Рост M.trichosposrium контролировали путем оценки образцов из реактора от 6 до 8 часов. Метан и диоксид углерода в отходящем газе контролировали с помощью анализатора биогаза. Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось контаминации.Growth of M. trichosposrium was monitored by assessing reactor samples for 6 to 8 hours. Methane and carbon dioxide in the exhaust gas were monitored using a biogas analyzer. The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. There was no contamination observed in the media reservoir throughout the entire process.

ПРИМЕР 4: Получение продукта с добавленной стоимостью (молочная кислота)EXAMPLE 4: Preparation of a value-added product (lactic acid)

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O. примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота в форме нитрата. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M. capsulalus, которая была разработана для производства молочной кислоты. Реактор запускали барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и примерно 0,05 л/мин кислорода с чистотой примерно 99,9% в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Как только плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,15% - 1% биомассы, питательную среду, содержащую примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O и примерно 0,25% азота в форме нитрата, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно примерно 2,5.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O. about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen in the form of nitrate. A starter culture of M. capsulalus, which was developed for the production of lactic acid, was inoculated into the specified nutrient medium composition. The reactor was started by bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and approximately 0.05 L/min of approximately 99.9% pure oxygen at the bottom of the paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. Once the cell density in the reactor reached approximately 0.15% - 1% biomass, a growth medium containing approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na - EDTA , about 0.0001% NaMoO4.2H2O , about 0.0012% FeSO4.7H2O , about 0.00015% ZnSO4.7H2O , about 85 ppb H3BO 3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O, about 2.5 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 7 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and about 0.25% nitrogen in the form of nitrate were added to a reactor where the nutrient medium composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably about 2.5.

Во время реакции pH 6,3 контролировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников вместе с NaOH/HCl.During the reaction, the pH of 6.3 was controlled using acidic and basic nitrogen sources, phosphate sources, and sulfate sources along with NaOH/HCl.

Температуру в реакторе поддерживали на уровне примерно 45°C.The reactor temperature was maintained at approximately 45°C.

В результате в реакторе было получено примерно 1±0,2% биомассы.As a result, approximately 1±0.2% of biomass was obtained in the reactor.

Содержание молочной кислоты в среде измеряли с помощью ВЭЖХ. Количество молочной кислоты, образующейся в реакции, составило примерно 3 г/л.The content of lactic acid in the medium was measured using HPLC. The amount of lactic acid formed in the reaction was approximately 3 g/l.

ПРИМЕР 5: Получение биомассы путем ферментации биогазаEXAMPLE 5: Biomass production by biogas fermentation

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O, примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M. capsulalus. Реактор запускали барботажем примерно 0,18 л/мин биогаза с чистотой примерно 60% и примерно 0,09 л/мин кислорода с чистотой примерно 90% в нижней части лопастной мешалке. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Когда плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,2% биомассы, питательную среду, содержащую примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O., примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O и примерно 0,25% азота, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O, about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen. A starter culture of M. capsulalus was inoculated into the specified nutrient medium composition. The reactor was started by bubbling approximately 0.18 L/min of approximately 60% purity biogas and approximately 0.09 L/min of approximately 90% purity oxygen into the bottom of a paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. When the cell density in the reactor reached approximately 0.2% biomass, a nutrient medium containing approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na- EDTA , about 0.0001% NaMoO4.2H2O . , about 0.0012% FeSO4.7H2O , about 0.00015% ZnSO4.7H2O , about 85 ppb H3BO3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O, approximately 2.5 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 7 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and about 0.25% nitrogen were added to a reactor where the nutrient medium composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5.

Бульон для ферментации, содержащий от примерно 2% до 2,5% твердой биомассы, непрерывно выводили.Fermentation broth containing from about 2% to 2.5% solid biomass was continuously withdrawn.

Во время реакции pH 6,8 контролировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников вместе с NaOH/HCl.During the reaction, the pH of 6.8 was controlled using acidic and basic nitrogen sources, phosphate sources, and sulfate sources along with NaOH/HCl.

В результате в реакторе было получено примерно 2,2±0,3% биомассы.As a result, approximately 2.2±0.3% of biomass was obtained in the reactor.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось загрязнения.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. No contamination was observed in the media reservoir during the entire process.

ПРИМЕР 6: Получение биомассы путем ферментации природного газаEXAMPLE 6: Biomass production by fermentation of natural gas

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O, примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M. capsulalus. Реактор запускали барботажем примерно 0,13 л/мин природного газа, содержащего примерно 90,5% метана, примерно 5,5% этана, примерно 1,75% пропана, примерно 0,5% бутана, примерно 0,25% пентана, примерно 0,25% диоксида углерода и примерно 1,25% азота и 0,07 л/мин кислорода примерно 90% чистоты в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Когда плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,15-2% биомассы, питательную среду, содержащую примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 частей на миллиард дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O, примерно 0,3% HNO3, примерно 0,3% H2SO4 и примерно 0,09% H3PO4, добавляли в реактор, в котором композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3 предпочтительно pH примерно 2,5. Общее содержание азота 0,5% было получено путем добавления NaNO3 в питательную среду.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O, about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen. A starter culture of M. capsulalus was inoculated into the specified nutrient medium composition. The reactor was started by bubbling about 0.13 L/min of natural gas containing about 90.5% methane, about 5.5% ethane, about 1.75% propane, about 0.5% butane, about 0.25% pentane, about 0.25% carbon dioxide and approximately 1.25% nitrogen and 0.07 l/min oxygen approximately 90% pure at the bottom of the paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. When the cell density in the reactor reached approximately 0.15-2% biomass, a growth medium containing approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na-EDTA, about 0.0001% NaMoO4.2H2O , about 0.0012% FeSO4.7H2O , about 0.00015 % ZnSO4.7H2O , about 85 ppb H3BO3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O, about 2.5 ppb Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 7 ppm CuSO 4 .5H 2 O, about 0.3% HNO 3 , about 0.3% H 2 SO 4 and about 0.09% H 3 PO 4 were added to a reactor in which the nutrient composition is homogeneous and has a pH less than than 3, preferably a pH of about 2.5. A total nitrogen content of 0.5% was obtained by adding NaNO 3 to the growth medium.

Бульон для ферментации, содержащий от примерно 2% до 2,5% твердой биомассы, непрерывно выводили.Fermentation broth containing from about 2% to 2.5% solid biomass was continuously withdrawn.

Во время реакции pH регулировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников вместе с NaOH/HCl.During the reaction, the pH was adjusted using acidic and basic compounds of nitrogen source, phosphate source and sulfate source together with NaOH/HCl.

В результате в реакторе было получено примерно 2,2±0,3% биомассы.As a result, approximately 2.2±0.3% of biomass was obtained in the reactor.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось загрязнения.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. No contamination was observed in the media reservoir during the entire process.

ПРИМЕР 7: Получение биомассы путем ферментации метана с использованием pH-статаEXAMPLE 7: Biomass production by methane fermentation using a pH stat

Примерно 5 литров автоматического реактора Sartorius B plus, заполненного примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота, инокулировали M. capsulalus. Реактор запускали непрерывным барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и примерно 0,06 л/мин примерно 99,9% кислорода в нижней части лопастной мешалки. Постепенно увеличивали ввод питательной среды, содержащей примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O., примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 частей на миллиард дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O примерно 0,5% HNO3, примерно 0,5% H2SO4, примерно 0,15% H3PO4, и общее содержание азота 0,25% было получено путем добавления NaNO3 в питательную среду, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5. HNO3, H2SO4 и H3PO4 действуют как кислоты для поддержания pH, кислоты для растворения всех питательных веществ и питательных веществ для роста организма. Эта стратегия поддержания постоянного pH на уровне 6,8 во время реакции с изменением 0,01 называется pH-стат. Возможные массовые расходы углерода, кислорода, азота, фосфатов, сульфатов, микроэлементов и следовых элементов постепенно увеличивались в пределах 0,2-9 г/л/час, 0,2-32 г/л/час, 0,2-9 г/л/день, 0,1-4 г/л/день, 0,1-5 г/л/день, 0,3-17 г/л/день и 0,002-0,39 г/л/день, соответственно, чтобы поддерживать высокую удельную скорость роста, а также их оптимальные концентрации в реакторе. Питательную среду непрерывно подавали в реактор через перистальтический насос Watson and Marlow, а ферментационный бульон удаляли перистальтическим насосом Masterflex.Approximately 5 liters of Sartorius B plus automatic reactor filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na -EDTA, about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O, about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen, inoculated with M. capsulalus. The reactor was started by continuously bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and approximately 0.06 L/min of approximately 99.9% pure oxygen at the bottom of the paddle mixer. The input of a nutrient medium containing approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na-EDTA, and approximately 0.0001% NaMoO 4 was gradually increased. 2H 2 O, about 0.0012% FeSO 4 .7H 2 O., about 0.00015% ZnSO 4 .7H 2 O, about 85 ppb H 3 BO 3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O , about 2.5 ppb Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 7 ppm. CuSO 4 .5H 2 O about 0.5% HNO 3 , about 0.5% H 2 SO 4 , about 0.15% H 3 PO 4 , and a total nitrogen content of 0.25% was obtained by adding NaNO 3 to the nutrient environment where the composition of the nutrient medium is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5. HNO 3 , H 2 SO 4 and H 3 PO 4 act as acids to maintain pH, acids to dissolve all nutrients and nutrients for the growth of the body. This strategy of maintaining a constant pH of 6.8 during a reaction with a change of 0.01 is called pH stat. Possible mass flow rates of carbon, oxygen, nitrogen, phosphates, sulfates, trace elements and trace elements gradually increased within the range of 0.2-9 g/l/h, 0.2-32 g/l/h, 0.2-9 g/h l/day, 0.1-4 g/l/day, 0.1-5 g/l/day, 0.3-17 g/l/day and 0.002-0.39 g/l/day, respectively, to maintain a high specific growth rate, as well as their optimal concentrations in the reactor. The culture medium was continuously fed into the reactor through a Watson and Marlow peristaltic pump, and the fermentation broth was removed using a Masterflex peristaltic pump.

Достигали примерно 2% общей твердой биомассы в бульоне, который удаляли со скоростью примерно 0,5 л/ч.Approximately 2% of the total solid biomass in the broth was reached, which was removed at a rate of approximately 0.5 l/h.

В этом методе pH поддерживали постоянным на уровне примерно 6,8±0,4 за счет использования кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, фосфатсодержащего источника и сульфатсодержащего источника вместе с разбавленными растворами NaOH и HCl.In this method, the pH was kept constant at approximately 6.8 ± 0.4 by using the acidic and basic compounds of a nitrogen source, a phosphate source, and a sulfate source along with dilute solutions of NaOH and HCl.

Температуру реактора поддерживали примерно 45±0,5°C с помощью терморегулятора реакторной установки.The reactor temperature was maintained at approximately 45±0.5°C using a reactor thermostat.

Реактор успешно проработал примерно 600 часов с поддерживаемой продуктивностью 2,5 г/л/час.The reactor operated successfully for approximately 600 hours with a maintained productivity of 2.5 g/l/hour.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось контаминации.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. There was no contamination observed in the media reservoir throughout the entire process.

ПРИМЕР 8: Повышенная продуктивность биомассы за счет ферментации метана и нитрата в качестве источника азотаEXAMPLE 8: Increased biomass productivity through fermentation of methane and nitrate as a nitrogen source

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O. примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и примерно 0,025% азота в форме нитрата. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M. capsulalus. Реактор запускали барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и 0,05 л/мин кислорода с чистотой примерно 99,9% в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Как только плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,15-2% биомассы, композицию питательной среды, содержащую примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 частей на миллиард дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O, примерно 0,3% HNO3, примерно 0,3% H2SO4 и примерно 0,09% H3PO4, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3 предпочтительно pH примерно 2,5. Общее содержание азота 0,25% было получено путем добавления NaNO3 в композицию питательной среды. Разбавление постепенно увеличивали до достижения продуктивности примерно 4,5±0,1 г/л/час при непрерывной работе в установившемся режиме.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O. about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and approximately 0.025% nitrogen in the form of nitrate. A starter culture of M. capsulalus was inoculated into the specified nutrient medium composition. The reactor was started by bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and 0.05 L/min of approximately 99.9% pure oxygen at the bottom of the paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. Once the cell density in the reactor reached about 0.15-2% biomass, a culture medium composition containing about 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, about 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, about 0.0045% Fe, Na - EDTA , about 0.0001% NaMoO4.2H2O , about 0.0012% FeSO4.7H2O , about 0.00015% ZnSO4.7H2O , about 85 ppb H3BO 3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O, about 2.5 ppb Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O , approximately 7 ppm CuSO 4 .5H 2 O, about 0.3% HNO 3 , about 0.3% H 2 SO 4 and about 0.09% H 3 PO 4 were added to a reactor where the culture medium composition is homogeneous and has a pH less than 3 preferably a pH of about 2.5. A total nitrogen content of 0.25% was obtained by adding NaNO 3 to the culture medium composition. The dilution was gradually increased until a productivity of approximately 4.5 ± 0.1 g/l/h was achieved during continuous operation at steady state.

Во время реакции pH примерно 6,8±0,3 контролировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников композиции питательной среды, необязательно вместе с NaOH/HCl. Реактор работал примерно 250 часов.During the reaction, the pH of approximately 6.8 ± 0.3 was controlled with acidic and basic compounds of the nitrogen source, phosphate sources and sulfate sources of the growth medium composition, optionally together with NaOH/HCl. The reactor operated for approximately 250 hours.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось контаминации.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. There was no contamination observed in the media reservoir throughout the entire process.

ПРИМЕР 9: Повышенная продуктивность биомассы за счет ферментации метана и аммиака в качестве источника азотаEXAMPLE 9: Increased biomass productivity through fermentation of methane and ammonia as a nitrogen source

Примерно 5 литров реактора с мешалкой было заполнено примерно 4 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O, примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и примерно 0,025% азота в форме жидкого аммиака. Указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочной культурой M. capsulalus. Реактор запускали барботажем примерно 0,1 л/мин метана с чистотой примерно 99,9% и примерно 0,06 л/мин кислорода с чистотой примерно 90% в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Как только плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,1% биомассы, композицию питательной среды, содержащую примерно 0,5% MgSO4.7H2O, примерно 0,14% CaCl2.2H2O, примерно 0,006% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00012% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0015% FeSO4.7H2O, примерно 0,00019% ZnSO4.7H2O, примерно 106 частей на миллиард H3BO3, примерно 188 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 3,1 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 63 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 31 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 8,6 м.д. CuSO4.5H2O, примерно 0,37% H2SO4 и примерно 0,12% H3PO4, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5. Жидкий аммиак добавляли в реактор отдельно, чтобы довести содержание азота в среде примерно до 0,3%.An approximately 5 liter stirred tank reactor was filled with approximately 4 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na-EDTA , about 0.00003% NaMoO 4 .2H 2 O, about 0.00005% FeSO 4 .7H 2 O, about 0.00004% ZnSO 4 .7H 2 O, about 15 ppb H 3 BO 3 , about 50 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and approximately 0.025% nitrogen in the form of liquid ammonia. The specified composition of the nutrient medium was inoculated with a starter culture of M. capsulalus. The reactor was started by bubbling approximately 0.1 L/min of approximately 99.9% pure methane and approximately 0.06 L/min of approximately 90% pure oxygen at the bottom of the paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. Once the cell density in the reactor reached approximately 0.1% biomass, a culture medium composition containing approximately 0.5% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.14% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.006% Fe, Na- EDTA, about 0.00012% NaMoO4.2H2O , about 0.0015% FeSO4.7H2O , about 0.00019 % ZnSO4.7H2O , about 106 ppb H3BO3 , about 188 parts per billion CoCl 2 .6H 2 O, approximately 3.1 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 63 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 31 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 8.6 ppm. CuSO 4 .5H 2 O, about 0.37% H 2 SO 4 and about 0.12% H 3 PO 4 were added to a reactor where the feed composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5 . Liquid ammonia was added to the reactor separately to bring the nitrogen content of the medium to approximately 0.3%.

Разбавление постепенно увеличивали до достижения продуктивности 6±0,1 г/л/час в непрерывном стационарном режиме. Во время реакции pH контролировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников композиции питательной среды, необязательно вместе с NaOH/HCl. Реактор работал примерно 120 часов.The dilution was gradually increased until a productivity of 6±0.1 g/l/hour was achieved in a continuous stationary mode. During the reaction, the pH was controlled using acidic and basic compounds of the nitrogen source, phosphate sources and sulfate sources of the nutrient composition, optionally together with NaOH/HCl. The reactor operated for approximately 120 hours.

ПРИМЕР 10: Увеличение (в 10 раз) производства биомассы путем ферментации метанаEXAMPLE 10: Increase (10x) biomass production by methane fermentation

Примерно 50 литров реактора с мешалкой (Biogenic Engineering Chennai) было заполнено примерно 45 литрами композиции питательной среды, содержащей примерно 0,1% MgSO4.7H2O, примерно 0,02% CaCl2.2H2O, примерно 0,0004% Fe, Na-EDTA, примерно 0,00003% NaMoO4.2H2O, примерно 0,00005% FeSO4.7H2O, примерно 0,00004% ZnSO4.7H2O, примерно 15 частей на миллиард H3BO3, примерно 50 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 0,25 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 20 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 10 частей на миллиард NiCl2.6H2O, примерно 1 м.д. CuSO4.5H2O и 0,025% азота в виде жидкого аммиака. В указанную композицию питательной среды инокулировали заквасочную культуру M. capsulalus. Реактор запускали барботажем биогаза, содержащего примерно 76% метана и 99% чистого кислорода, в нижней части лопастной мешалки. В реакторе поддерживали давление примерно одна атмосфера. Когда плотность клеток в реакторе достигала примерно 0,25% биомассы, композицию питательной среды, содержащую примерно 0,4% MgSO4.7H2O, примерно 0,1% CaCl2.2H2O, примерно 0,0045% Fe, Na-EDTA, примерно 0,0001% NaMoO4.2H2O, примерно 0,0012% FeSO4.7H2O, примерно 0,00015% ZnSO4.7H2O, примерно 85 частей на миллиард H3BO3, примерно 150 частей на миллиард CoCl2.6H2O, примерно 2,5 м.д. дигидрата Na2-EDTA, примерно 50 частей на миллиард MnCl2.4H2O, примерно 25 частей на миллиард, NiCl2.6H2O, примерно 7 м.д. CuSO4.5H2O, примерно 0,3% H2SO4 и примерно 0,1% H3PO4, добавляли в реактор, где композиция питательной среды является гомогенной и имеет pH менее чем 3, предпочтительно pH примерно 2,5. Жидкий аммиак добавляли в реактор отдельно, чтобы довести содержание азота в среде примерно до 0,25%. Бульон для ферментации, содержащий примерно от 2 до 2,5% твердой биомассы, непрерывно выводили.Approximately 50 liters of a stirred tank reactor (Biogenic Engineering Chennai) was filled with approximately 45 liters of a growth medium composition containing approximately 0.1% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.02% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0004% Fe, Na - EDTA , about 0.00003% NaMoO4.2H2O , about 0.00005% FeSO4.7H2O , about 0.00004% ZnSO4.7H2O , about 15 ppb H3BO 3 , about 50 ppb CoCl 2 .6H 2 O, about 0.25 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 20 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 10 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 1 ppm. CuSO 4 .5H 2 O and 0.025% nitrogen in the form of liquid ammonia. A starter culture of M. capsulalus was inoculated into the specified nutrient medium composition. The reactor was started by bubbling biogas containing approximately 76% methane and 99% pure oxygen into the bottom of a paddle mixer. The reactor was maintained at a pressure of approximately one atmosphere. When the cell density in the reactor reached approximately 0.25% biomass, a culture medium composition containing approximately 0.4% MgSO 4 .7H 2 O, approximately 0.1% CaCl 2 .2H 2 O, approximately 0.0045% Fe, Na -EDTA , about 0.0001% NaMoO4.2H2O , about 0.0012% FeSO4.7H2O , about 0.00015 % ZnSO4.7H2O , about 85 ppb H3BO3 , about 150 ppb CoCl 2 .6H 2 O, approximately 2.5 ppm. Na 2 -EDTA dihydrate, about 50 ppb MnCl 2 .4H 2 O, about 25 ppb NiCl 2 .6H 2 O, about 7 ppm CuSO 4 .5H 2 O, about 0.3% H 2 SO 4 and about 0.1% H 3 PO 4 were added to a reactor where the feed composition is homogeneous and has a pH of less than 3, preferably a pH of about 2.5 . Liquid ammonia was added to the reactor separately to bring the nitrogen content of the medium to approximately 0.25%. Fermentation broth containing approximately 2 to 2.5% solid biomass was continuously withdrawn.

Во время реакции pH регулировали с помощью кислотных и основных соединений азотсодержащего источника, источников фосфата и сульфатсодержащих источников композиции питательной среды, необязательно вместе с NaOH/HCl. Реактор работал примерно 120 часов.During the reaction, the pH was adjusted with acidic and basic compounds of the nitrogen source, phosphate sources and sulfate sources of the nutrient composition, optionally together with NaOH/HCl. The reactor operated for approximately 120 hours.

Композиция питательной среды, используемая для получения биомассы в этом Примере, была в том виде, в котором она была приготовлена, без дополнительной стерилизации. В течение всего процесса в резервуаре для среды не наблюдалось контаминации.The composition of the nutrient medium used to obtain the biomass in this Example was as prepared, without additional sterilization. There was no contamination observed in the media reservoir throughout the entire process.

Claims (16)

1. Способ получения биомассы, включающий:1. A method for producing biomass, including: культивирование микроорганизма, выбранного из метанотрофов, в композиции среды, cultivating a microorganism selected from methanotrophs in a medium composition, добавление в культуру композиции питательной среды содержащей микроэлемент, выбранный из группы, состоящей из MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O и их комбинаций; и следовой элемент, выбранный из группы, состоящей из FeNa-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, Na2-EDTA дигидрата, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O и их комбинаций, adding to the culture a nutrient medium composition containing a microelement selected from the group consisting of MgSO4.7H2O, CaCl2.2H2O and their combinations; and a trace element selected from the group consisting of FeNa-EDTA, NaMoO4.2H2O, FeSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, CoCl2.6H2O, Na2-EDTA dihydrate, MnCl2.4H2O, NiCl2.6H2O, CuSO4.5H2O and their combinations, и HNO3 или аммиак в качестве азотсодержащего источника, H2SO4/KHSO4 в качестве сульфатсодержащего источника и H3PO4/KH2PO4 в качестве фосфатсодержащего источника, and HNO 3 or ammonia as a nitrogen source, H 2 SO 4 /KHSO 4 as a sulfate source and H 3 PO 4 /KH 2 PO 4 as a phosphate source, где композиция питательной среды имеет pH менее чем 3; иwherein the nutrient medium composition has a pH of less than 3; And сбор биомассы. biomass collection. 2. Способ по п. 1, где культивирование микроорганизма включает:2. The method according to claim 1, where the cultivation of the microorganism includes: инокуляцию композиции среды микроорганизмом с последующим обеспечением газообразного субстрата и кислорода; иinoculating the medium composition with a microorganism and subsequently providing a gaseous substrate and oxygen; And мониторинг плотности клеток микроорганизма и добавление композиции питательной среды. monitoring microorganism cell density and adding a nutrient medium composition. 3. Способ по любому из пп. 1-2, где культивирование микроорганизма проводят при температуре в диапазоне от примерно 5°C до 50°C, при давлении в диапазоне примерно от 0 бар до 5 бар в течение периода времени от примерно 120 часов до 900 часов. 3. Method according to any one of paragraphs. 1-2, wherein the cultivation of the microorganism is carried out at a temperature ranging from about 5°C to 50°C, at a pressure ranging from about 0 bar to 5 bar for a period of time from about 120 hours to 900 hours. 4. Способ по п. 2, где композицию питательной среды добавляют, когда плотность клеток микроорганизма находится в диапазоне от примерно 0,15% до 2%. 4. The method of claim 2, wherein the culture medium composition is added when the microorganism cell density is in the range of about 0.15% to 2%. 5. Способ по п. 2, где газообразный субстрат представляет собой метан и указанный субстрат дополнительно содержит природный газ, синтез-газ, свалочный газ, монооксид углерода, биогаз и любые их комбинации; и газообразный субстрат присутствует в концентрации в диапазоне от примерно 1 мг/л до 8 мг/л; и кислород присутствует в концентрации в диапазоне от примерно 1 мг/л до 10 мг/л. 5. The method according to claim 2, where the gaseous substrate is methane and the specified substrate further contains natural gas, synthesis gas, landfill gas, carbon monoxide, biogas and any combinations thereof; and the gaseous substrate is present in a concentration ranging from about 1 mg/L to 8 mg/L; and oxygen is present in a concentration ranging from about 1 mg/L to 10 mg/L. 6. Способ по любому из пп. 1-4, где микроорганизм выбирают из группы, содержащей Methylococcus capsulatus, Methylomicrobium album, Methylocapsa acidiphila, Methylocella silvestris, Methylosinus trichosporium, Methylacidiphilum infernorum V4, Methylomonas methanica, Methylobacter tundripaludum, Methylosinus sporium, Methylocella palustris, Methylocystis parvus, Methylovulum miyakonense, Methylocystis echinoides, Methylomonas rubra, Methylobacter whittenburyi, Crenothrix polyspora, Clonothrix fusca, Methylobacter bovis, Methylomonas aurantiaca, Methylomonas fodinarum, Methylocystis minimus, Methylobacter vinelandii, Methylomicrobium japanense, Methylocystis methanolicus и их комбинацию.6. Method according to any one of paragraphs. 1-4, where the microorganism is selected from the group consisting of Methylococcus capsulatus, Methylomicrobium album, Methylocapsa acidiphila, Methylocella silvestris, Methylosinus trichosporium, Methylacidiphilum infernorum V4, Methylomonas methanica, Methylobacter tundripaludum, Methylosinus sporium, Methylocella palustris, Methylocystis parvus , Methylovulum miyakonense, Methylocystis echinoides , Methylomonas rubra, Methylobacter whittenburyi, Crenothrix polyspora, Clonothrix fusca, Methylobacter bovis, Methylomonas aurantiaca, Methylomonas fodinarum, Methylocystis minimus, Methylobacter vinelandii, Methylomicrobium japanense, Methylocystis methanolicus and a combination thereof. 7. Способ по любому из пп. 1-6, где биомассу получают с повышенным уровнем продуктивности в диапазоне от примерно 0,5 г*л-1*час-1 до 8 г*л-1*час-1. 7. Method according to any one of paragraphs. 1-6, where the biomass is obtained with an increased level of productivity in the range from about 0.5 g*l -1 *hour -1 to 8 g*l -1 *hour -1 . 8. Способ по п. 1, где композиция питательной среды содержит дополнительный азотсодержащий источник, фосфатсодержащий источник, сульфатсодержащий источник или их комбинацию.8. The method of claim 1, wherein the nutrient medium composition contains an additional nitrogen-containing source, a phosphate-containing source, a sulfate-containing source, or a combination thereof. 9. Способ по п. 8, где азотсодержащий источник выбран из группы, содержащей нитрат натрия, нитрит натрия, нитрат калия, нитрит калия, гидроксид аммония, хлорид аммония, ацетат аммония, сульфат аммония, диаммонийфосфат (DAP) и любые их комбинации; фосфатсодержащий источник выбран из группы, содержащей гидрофосфат калия, дигидрофосфат натрия, динатрийгидрофосфат, диаммонийфосфат и любые их комбинации; и сульфатсодержащий источник выбран из группы, содержащей сульфат меди, сульфат цинка, сульфат железа, сульфат магния, сульфат марганца, и любые их комбинации. 9. The method of claim 8, wherein the nitrogen-containing source is selected from the group consisting of sodium nitrate, sodium nitrite, potassium nitrate, potassium nitrite, ammonium hydroxide, ammonium chloride, ammonium acetate, ammonium sulfate, diammonium phosphate (DAP) and any combinations thereof; the phosphate-containing source is selected from the group consisting of potassium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, diammonium phosphate, and any combinations thereof; and the sulfate-containing source is selected from the group consisting of copper sulfate, zinc sulfate, ferrous sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, and any combinations thereof.
RU2021116505A 2018-11-09 2019-11-11 Nutrient composition and improved methods of obtaining biomass and value added product RU2811519C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201841042227 2018-11-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021116505A RU2021116505A (en) 2022-12-09
RU2811519C2 true RU2811519C2 (en) 2024-01-15

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053291C1 (en) * 1992-09-08 1996-01-27 Малое внедренческое предприятие "Экосан" Method of biomass preparing
WO2014012055A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Calysta Energy, Llc Biorefinery system, methods and compositions thereof
WO2015058212A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Lanzatech New Zealand Limited Microbial conversion of methane
WO2015155790A2 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 String Bio Private Limited Production of lactic acid from organic waste or biogas or methane using recombinant methanotrophic bacteria
WO2015160848A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-22 Industrial Microbes, Inc. Synthetic methanotrophic and methylotrophic microorganisms
RU2613365C1 (en) * 2016-04-07 2017-03-16 Ооо "Гипробиосинтез" Strain of methane-oxidizing bacteria methylococcus capsulatus gbs-15 for obtaining of microbial protein mass

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053291C1 (en) * 1992-09-08 1996-01-27 Малое внедренческое предприятие "Экосан" Method of biomass preparing
WO2014012055A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Calysta Energy, Llc Biorefinery system, methods and compositions thereof
WO2015058212A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Lanzatech New Zealand Limited Microbial conversion of methane
WO2015155790A2 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 String Bio Private Limited Production of lactic acid from organic waste or biogas or methane using recombinant methanotrophic bacteria
WO2015160848A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-22 Industrial Microbes, Inc. Synthetic methanotrophic and methylotrophic microorganisms
RU2613365C1 (en) * 2016-04-07 2017-03-16 Ооо "Гипробиосинтез" Strain of methane-oxidizing bacteria methylococcus capsulatus gbs-15 for obtaining of microbial protein mass

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GENERAL CULTURING TIPS. Найдено в интернет: https://www.methanotroph.org/wiki/culturing-tips/ (интернет ссылка в источнике - *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022081470A5 (en)
US20210403859A1 (en) A growth media composition and improved methods of producing biomass and value added product
CA2668519C (en) Methods of generating phosphorus fertilizers through the utilization of microbial fermentation technology
Lin et al. Hydrogen-oxidizing bacteria and their applications in resource recovery and pollutant removal
US20190301029A1 (en) Bioelectrosynthesis of organic compounds
RU2811519C2 (en) Nutrient composition and improved methods of obtaining biomass and value added product
Yu et al. Phosphorus Removal and Recovery During Microalgae-Based Wastewater Treatment: A Mini-review
JP3549444B2 (en) Method for producing hydrogen by microorganisms
Sabale et al. Methane based continuous culture of Methylosinus trichosporium for production of poly-3-hydroxybutyrate using membrane recycle system
CN116676233A (en) Method for producing single-cell protein by methane oxidizing bacteria through methane
KR102666669B1 (en) Highly productive methane fermentation process
CN112359072A (en) Method for producing PHA (polyhydroxyalkanoate) by utilizing excess sludge and liquor wastewater fermentation product and taking nitrous oxide as electron acceptor
JPS5860992A (en) Preparation of hydrogen from green alga utilizing light and darkness cycle
EP4138568B1 (en) Method for producing biomass using hydrogen-oxidizing bacteria
EP3392212A1 (en) Polymer metal particles for producing biogas
RU2768401C1 (en) Method for cultivating aerobic methane-assimilating microorganisms
RU2777669C1 (en) Method for obtaining biomass of methane-oxidizing bacteria with the addition of sodium formate
RU2742472C1 (en) Nutrient medium for the cultivation of yeast biomass and a method for its production
CA1322734C (en) Method for regenerating deactivated microorganisms
Fergala Development of Methane-Utilizing Mixed Cultures for Sustainable Biopolymers Production from Wastewater Treatment Streams
JP2004208537A (en) Method for producing amino acid from methane-containing gas
RU2021116505A (en) FOOD COMPOSITION AND IMPROVED PRODUCTION OF BIOMASS AND VALUE-ADDED PRODUCTS
WO2024158272A1 (en) Method for producing a protein feed concentrate from microbial protein
KR20120126237A (en) Method of Biohydrogen Production from Organic Waste
Ariff et al. Repeated fed-batch cultivation of nitrogen-fixing bacterium, Bacillus sphaericus UPMB10, using glycerol as the carbon source