[发明专利]在厌氧发酵中控制电导率

说明书

提供了在含有CO的气态底物的发酵期间有效控制培养基电导率同时提供约10 g乙醇/(L·天)或更多的STY的方法。所述方法包括平衡培养基电导率、比碳吸收或细胞密度水平。

本申请要求2013年6月10日提交的美国临时申请61/833,189的权益，其通过引用而全文结合到本文中。

提供了在合成气发酵期间控制电导率和保持约10 g乙醇/(L·天)或更多的STY的方法。更具体地，用于控制电导率的方法包括平衡培养基电导率、比碳吸收或细胞密度。

背景

厌氧微生物可通过气态底物的发酵由CO产生乙醇。利用来自梭状芽孢杆菌(Clostridium)属的厌氧微生物的发酵产生乙醇和其它有用的产物。例如，美国专利5,173,429描述杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii)ATCC No. 49587，一种由合成气体产生乙醇和乙酸盐的厌氧产乙酸微生物。美国专利5,807,722描述了利用杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii) ATCC No. 55380用于将废气转化为有机酸和醇的方法和设备。美国专利6,136,577描述了利用杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii) ATCC No. 55988和55989用于将废气转化为乙醇的方法和设备。

产乙酸菌需要恒定的营养物进料用于稳定的性能和乙醇生产率。较高的生产率水平可能需要使用更加浓缩的培养基以提供有效量的营养物。使用更加浓缩的培养基导致具有较高的离子强度的发酵培养液。较高的离子强度对培养物性能引起有害的影响。

概述

提供了在含有CO的气态底物的发酵期间有效控制培养基电导率同时提供约10 g乙醇/(L·天)或更多的STY的方法。所述方法包括平衡培养基电导率、比碳吸收或细胞密度水平。

用于发酵含有CO的气态底物的方法包括向发酵培养基提供含有CO的气态底物。在一方面，所述方法包括根据公式保持电导率对于比碳吸收(SCU，以mmol/分钟/g干细胞计)的关系，其中SCU=SCU_max – F*电导率，其中SCU_max=0-3，并且F=0-1。发酵培养基具有约30mS/cm或更少的电导率，并且所述方法有效保持约10 g乙醇/(L·天)或更多的STY。

用于发酵含有CO的气态底物的方法包括向发酵培养基提供含有CO的气态底物和发酵所述合成气。所述方法还包括根据公式保持对于比气体进料速率(x)的电导率(y)，其中y=-6.0327x+12.901，直至达到目标细胞密度，其中x为约0.2-约0.7 mmol/分钟/g细胞。在另一方面，所述方法包括保持细胞密度高于目标细胞密度，和保持约30 mS/cm或更少的电导率。所述方法有效保持约10 g乙醇/(L·天)或更多的STY。

一种用于含有CO的气态底物的发酵的方法包括在包括发酵培养基的反应器容器中引入含有CO的气态底物，和发酵所述含有CO的气态底物。在所述方法的一方面，发酵培养基中的至少一个或多个氯离子被选自氢氧根、乙酸根、碳酸根、碳酸氢根和它们的混合物的离子替代，其量有效提供约30 mS/cm或更少的电导率。所述方法有效保持约10 g乙醇/(L·天)或更多的STY。

附图简述

由下图，所述方法的若干方面的以上和其它方面、特征和优点将更加显而易见。

图1说明在1x生长培养基和25 ml/分钟合成气进料速率中杨氏梭菌的生长。

图2说明在1x生长培养基和35 ml/分钟合成气进料速率中杨氏梭菌的生长。

图3说明在1x生长培养基和40 ml/分钟合成气进料速率中杨氏梭菌的生长。