[发明专利]发酵生产烃

说明书

本发明涉及发酵生产烃的方法，其中在发酵罐中在液体发酵培养基中培养生产烃的微生物，其中将包含氧气的入口气体补料到发酵罐中并且入口气体在引入发酵罐中之前的总压力为约1.5巴至约15巴(约150kPa至约1500kPa),其中在发酵废气中的气态中获得烃，并且其中将发酵废气中氧气的浓度控制为低于约10vol‑％。本方法是特别有成本效益的，消除或降低了发酵废气燃烧的风险，并且协助从发酵废气中分离烃。

本发明涉及使用在发酵罐中培养的微生物发酵生产烃(诸如异丁烯)的方法。

发酵生产方法在多种烃的供应中起重要作用并且通常构成化学方法的重要备选方法。因为发酵方法的运行成本可以是巨大的，对提供更加有成本效益的方法有不断的需求。降低运行成本的尝试包括，例如，开发使用显示降低的能量消耗的代谢途径用于生产想要的化合物的重组微生物，开发具有较高活性的酶，增加底物转化效率，使用较便宜的底物等。在过去十年中，在发酵方法的帮助下生产具有工业兴趣(例如作为生物燃料或作为聚合物的组分)的烃类化合物的尝试已经增加并且同时已经描述了用于在微生物中生产此类化合物的多种酶促反应。相应的发酵方法的开发涉及其本身的问题因为其通常使用涉及不寻常酶促转化的完全新的代谢途径。某些烃类的发酵生产描述于，例如，van Leeuwen BN等人,Appl Microbiol Biotechnol,2012,93(4):1377-1387和WO 2012/052427中。压力对细菌的影响和相应的生物技术应用在Follonier S等人,Appl Microbiol Biotechnol,2012,93(5):1805-1815中进一步描述。

本发明解决了提供改善的发酵生产烃的方法的需求。特别地，本发明的方法是有利的，在于其允许消除或降低发酵废气燃烧的风险，所述发酵废气含有想要的气态烃与氧气的组合并且因此是可能易燃的。本发明的方法还允许想要的烃的提高的生产效率改善的产率(关于补料入发酵罐中的氧气的量)，以及易化随后从发酵废气分离烃。

因此，本发明提供了发酵生产烃的方法，其中在发酵罐中的液体发酵培养基中培养生产烃的微生物，其中将包含氧气的入口气体补料入发酵罐中并且入口气体在引入发酵罐中之前的总压力为约1.5巴至约15巴(约150kPa至约1500kPa)，其中在发酵废气的气态中获得烃，并且其中将氧气在发酵废气中的浓度控制到低于约10vol-％

在本文提供的方法中，发酵在高压进行。特别地，入口气体在引入发酵罐中之前的总压力为约1.5巴至约15巴(约150kPa至约1500kPa)。优选地，其为约1.5巴至约10巴(约150kPa至约1000kPa)。其也可以是，例如，约2巴至约10巴(约200kPa至约1000kPa)。更优选地，入口气体在引入发酵罐中之前的总压力为约1.5巴至约8巴(约150kPa至约800kPa),甚至更优选地其为约1.5巴至约6巴(约150kPa至约600kPa)，甚至更优选地其为约2巴至约6巴(约200kPa至约600kPa)，甚至更优选地其为约3巴至约6巴(约300kPa至约600kPa)，并且还甚至更优选地其为约3.5巴至约6巴(约350kPa至约600kPa)。

通常将入口气体直接补料到液体发酵培养基中，优选地通过发酵罐底部的补料孔，并经过液体培养基进入发酵罐的顶部空间(即，发酵罐内液体发酵培养基上方的气相)，从这里回收发酵废气。尽管发酵罐中顶部空间气体的压力将与入口气体引入前的压力大致相同，液体发酵培养基(以及液体发酵培养基中分散的气相)的压力将进一步取决于液体的深度(即，发酵罐中液体培养基的高度)和液体培养基的密度。液体发酵培养基和液体发酵培养基中分散的气相将因此具有压力梯度，朝向发酵罐底部显示较高压力。

如果，例如，使用具有20m的液体发酵培养基高度的发酵罐，发酵罐的底部的总压力将为约2巴(约200kPa)加上液体发酵培养基上方的顶部空间气体的压力。在这种情况下，如果在发酵罐的底部将在引入发酵罐中之前具有约4巴(约400kPa)的压力的入口气体补料到液体发酵培养基中，在20m的液体深度处入口气体流的压力将为约6巴(约600kPa)而在10m的液体深度处其将为约5巴(约500kPa)并且在发酵罐的顶部空间中为约4巴(约400kPa)。