[发明专利]用于通过酶增强水合和生物培养物使CO2气体生成生物产物的双重生物催化转化的联合方法无效

专利信息
申请号: 201380013977.0 申请日: 2013-01-17
公开(公告)号: CN104169427A 公开(公告)日: 2014-11-26
发明(设计)人: 西尔维·弗拉代特;昌塔尔·奎蒙特;埃里克·马多雷;格伦·R·凯利;乔纳森·A·卡利;格特·F·费斯特格 申请(专利权)人: 二氧化碳处理公司
主分类号: C12P1/00 分类号: C12P1/00;B01D53/62;B01D53/86;C12M1/00;C12M1/04;C12N1/12;C12P3/00;C12P7/46
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 柳春琦
地址: 加拿大*** 国省代码: 加拿大;CA
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摘要:
搜索关键词: 用于 通过 增强 水合 生物 培养 co2 气体 生成 产物 双重 催化 转化 联合 方法
【说明书】:

发明领域

本发明一般地涉及利用生物培养物如藻类培养物的烟道气处理领域,且更具体地,涉及用于存在于任何气体中的CO2向含碳生物产物的酶和代谢转化的系统和方法。

背景

含有CO2的气体的处理已经在一些情况下使用了酶碳酸酐酶以增强使溶解的CO2在吸收溶液生成碳酸氢根离子和氢离子的水合反应。随后通过沉淀或解吸对该吸收溶液进行处理,以生成沉淀的矿物固体或比较纯的CO2流,用于地质上的封存或再利用。

一般已经公认生物培养物如藻类培养物作为用于各种用途的有机化合物如颜料、生物燃料和给料的合适来源。

然而,已知的CO2捕获方法和生物培养物生物制备方法具有多种不足和缺点,例如在效率、可靠性和费用效益方面。在工业上确实存在对于克服这些不足中的至少一些的技术的需要。

发明概述

因此,本发明通过提供用于CO2气体向含碳生物产物的双重生物催化转化的方法、工艺、设备、碳酸酐酶的应用和制剂,回应了上述需要,所述双重生物催化转化通过使CO2生成碳酸氢根离子的酶水合和在生物培养物中碳酸氢根离子向含碳生物产物的代谢转化进行。

或者作为矿物碳酸盐,或者作为纯的CO2捕获的CO2可以用于增强生物培养物的生长。碳酸酐酶的使用更有效地向生物培养物提供了用于代谢的CO2碳基质,导致总体更大的工艺效率。

更具体地,在一个方面,本发明提供一种用于使在含有CO2的气体中的CO2生成含碳生物产物的双重生物催化转化的方法,所述方法通过在碳酸酐酶的存在下对溶解的CO2生成碳酸氢根离子和氢离子的水合反应进行酶催化以及在生物培养物中使碳酸氢根离子代谢转化为含碳生物产物来进行。

在一个任选的方面,该方法可以包括:通过保持碳酸氢根离子的超产(over-production)并按照所述生物培养物的营养物需求将超产的一部分进料至所述生物培养物,来保持所述双重生物催化转化相对恒定并按照所述生物培养物的需求控制所述碳酸氢根离子向所述生物培养物的进料。

在另一个任选的方面,可以以碳酸盐沉淀物的形式保持所述碳酸氢根离子的超产。

在另一个方面,本发明提供了一种用于处理含有CO2的气体以制备含碳生物产物的方法。所述方法包括:

a)使包含水和吸收化合物的水性吸收溶液与所述含有CO2的气体在

碳酸酐酶的存在下接触;

b)在水性吸收溶液中对溶解的CO2生成碳酸氢根离子和氢离子的水合反应进行酶催化,以制备负载碳酸氢根的溶液;

c)通过生物培养物使在所述负载碳酸氢根的溶液中的所述碳酸氢根离子代谢转化为含碳化合物;以及

d)收获并处理所述生物培养物以提取所述含碳化合物,并且将所述含碳化合物转变为所述含碳生物产物。

在一个任选的方面,所述方法可以包括在使所述水性吸收溶液接触的步骤a)之前控制所述含有CO2的气体的温度。任选地,所述方法可以包括在使所述水性吸收溶液接触的步骤a)之前冷却所述含有CO2的气体。

在另一个任选的方面,所述方法可以包括调节所述水性吸收溶液的pH。

在另一个任选的方面,所述方法可以包括在使所述水性吸收溶液接触的步骤a)之前从所述含有CO2的气体中移除污染物。

在另一个任选的方面,所述方法可以包括在代谢转化所述碳酸氢根离子的步骤c)之前从所述负载碳酸氢根的溶液中移除碳酸酐酶。

在另一个任选的方面,所述方法可以包括将所述负载碳酸氢根的溶液的一部分再循环以在所述接触的步骤a)之前补充所述水性吸收溶液。

在另一个任选的方面,所述方法可以包括在代谢转化所述碳酸氢根离子的步骤c)之前预处理所述负载碳酸氢根的溶液,以改变所述负载碳酸氢根的溶液中的所述碳酸氢根离子的溶解度,以增强其生成碳酸盐沉淀物的沉淀。任选地,所述预处理可以包括改变所述负载碳酸氢根的溶液的pH和/或改变所述负载碳酸氢根的溶液的温度。任选地,所述预处理也可以包括添加阳离子共沉淀剂。

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