[发明专利]控制含CO底物的发酵的方法

说明书

本申请要求2014年8月12日提交的美国临时申请62/036,239的权益，所述申请全文通过引用结合到本文中。

本发明提供一种使含CO底物发酵的方法。更具体地讲，该方法包括测定发酵培养基中的营养物浓度，并使那些浓度保持在浓度范围内。该方法还包括保持一定营养物浓度，有效用于提供10g总醇/(L·天)或更大的STY。

发明背景

发酵在限定的液体培养基中进行。这些培养基一般包括对提高发酵性能重要的各种大量营养物和微量营养物源。与不常见底物例如气态底物相关使用的培养基需要明确限定的培养基以优化性能。厌氧发酵也需要明确限定的培养基。

厌氧微生物可从一氧化碳(CO)通过气态底物发酵产生乙醇。用厌氧微生物从梭菌属(Clostridium)发酵产生乙醇和其它有用产物。例如，美国专利5,173,429描述杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii) ATCC No. 49587，一种从合成气产生乙醇和乙酸盐的厌氧微生物。美国专利5,807,722描述用杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii) ATCC No. 55380使废气转化成有机酸和醇的方法和装置。美国专利6,136,577描述用杨氏梭菌(Clostridium ljungdahlii) ATCC No. 55988和55989使废气转化成乙醇的方法和装置。

美国专利7,285,402描述已知用于气态底物厌氧发酵产生乙醇的培养基。培养基中的各种组分和组分浓度有效提供高水平乙醇生产率。在发酵期间在不同时间提供微生物所需的某些培养基组分可提供改进的乙醇生产率和更稳定的发酵过程。

发明概述

一种使含CO底物稳定发酵和提高乙醇生产率的方法包括以在发酵中微生物所需的量提供培养基组分。更具体地讲，使含CO底物发酵的方法包括向发酵提供含CO底物，并使含CO底物发酵。该方法还包括用选自以下的技术监测发酵培养基中的营养物浓度：离子色谱、电感耦合等离子谱、离子选择电极、火焰光度法、火焰离子化原子吸收及其组合。

在另一个方面，使含CO底物发酵的方法包括，向发酵提供含CO底物并使含CO底物发酵；测定发酵培养基中钾的浓度；并向发酵提供第一培养基和第二培养基，第一培养基以有效保持发酵培养基中约20至约200mg/L钾的速率提供，直至达到目标细胞密度。

发明详述

以下描述不应以限制意义理解，而是仅为了描述示例性实施方案的通用原理而进行。本发明的范围应参考权利要求限定。

定义

除非另作定义，否则在本公开的整个该说明书中使用的以下术语如下定义，且可包括以下限定定义的单数或复数形式：

修饰任何量的术语“约”指代在现实世界条件中遇到量的变动，例如在实验室、中试设备或生产设施中。例如，当被“约”修饰时，在混合物或数量中所用的成分或测量结果的量包括在生产设备或实验室中的试验条件下测试时通常关注的变动和程度。例如，当被“约”修饰时，产物组分的量包括在设备或实验室中多次试验的批料之间的变动和分析方法固有的变动。无论是否被“约”修饰，所述量包括那些量的等价量。本文陈述和被“约”修饰的任意数量还可以作为不被“约”修饰的量用于本公开。

本文所用的“含碳材料”指富含碳的材料，例如煤和石化产品。然而，在本说明书中，含碳材料包括无论是固态、液态、气态还是等离子态的任何碳材料。在可认为是含碳材料的许多项目中，本公开预期：含碳材料、含碳液体产物、含碳工业液体再循环物、含碳城市固体废物(MSW或msw)、含碳城市废物、含碳农业材料、含碳林业材料、含碳木材废料、含碳建筑材料、含碳植物材料、含碳工业废料、含碳发酵废料、含碳石化副产物、含碳醇生产副产物、含碳煤、轮胎、塑料、废物塑料、焦炉焦油、软纤维(fibersoft)、木质素、黑液、聚合物、废料聚合物、聚对苯二甲酸乙二酯(PETA)、聚苯乙烯(PS)、下水道淤泥、动物废料、作物残余、能源作物、林木加工残余、木材加工残余、牲畜废料、家禽废料、食品加工残余、发酵工艺废物、乙醇副产物、废颗粒、废微生物，和它们的组合。

术语“软纤维（fibersoft或Fibersoft或fibrosoft或fibrousoft）”表示一种由不同物质软化和浓缩而产生的含碳材料；在一个实例中，经由不同物质的蒸汽压热处理产生含碳材料。在另一个实例中，软纤维可包括城市、工业、商业和医药废物的蒸汽压热处理产生的纤维性糊状材料。