(57)【要約】  ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法が提供され、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該ガス基質は、次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、（ｂ）その中に発酵ブロスを有するバイオリアクターを有し、該発酵ブロスは、少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｃ）少なくとも１つのイオノフォアをリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｄ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、かつ、それを行うためのシステムが提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：
ａ．  前記ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；
ｂ．  少なくとも１つのタイプのイオノフォアを前記バイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、前記発酵種が増殖することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、
ｃ．  前記基質が発酵して前記液体生産物を生産することを可能にすることを有し、前記ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である、
前記方法。
【請求項２】
ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：
ａ．  前記ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、前記ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、前記バイオリアクターは発酵種を有する発酵ブロスを有し；
ｂ．  少なくとも１つのタイプのイオノフォアを前記バイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、前記発酵種が増殖することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、
ｃ．  前記ガス基質が発酵して前記液体生産物を生産することを可能にすることを有し、前記ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である、
前記方法。
【請求項３】
ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：
ａ．  前記ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；
ｂ．  少なくとも１つのタイプのイオノフォアを前記バイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、前記の少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、
ｃ．  前記基質が前記の少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して前記液体生産物を生産することを可能にすることを有し、前記ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である、
前記方法。
【請求項４】
ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：
ａ．  前記ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、前記ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、
ｉ．  前記バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；
ｂ．  少なくとも１つのタイプのイオノフォアを前記リアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、前記の少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、
ｃ．  前記ガス基質が前記の少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して前記液体生産物を生産することを可能にすることを有する、
前記方法。 
【請求項５】
前記競合種が汚染物質であり、かつ、前記の１つの発酵種がＣｌ固定微生物である、請求項４に記載の方法。 
【請求項６】
培地を前記バイオリアクターの中へと導入することをさらに有する、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記培地が次の構成要素のうちの１つ以上を有し、該構成要素は：少なくとも１つのビタミン、少なくとも１つのミネラルおよび少なくとも１つの金属である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記培地が少なくとも１つのタイプのビタミンを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記の少なくとも１つのタイプのビタミンが、前記の少なくとも１つの発酵種の増殖を高めるように選択された栄養物を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記培地が少なくとも１つの金属を有する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：リチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ヒ素、セレン、アルミニウム、シリコン、亜リン酸、モリブデン、ジルコニウム、銀、パラジウム、亜鉛、タングステンおよびカドミニウムである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記培地が少なくとも１つのミネラルを有する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ミネラルが任意の形態の次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：窒素、カルシウム、塩化物、鉄、ヨウ素、カリウム、モリブデン、マグネシウム、硫黄、亜リン酸およびナトリウムである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記液体生産物が、少なくとも１つのアルコール、少なくとも１つの酸またはそれらの任意の組み合わせである、請求項５〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記液体生産物が、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸およびヘキサン酸のうちの１つ以上である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記液体生産物がエタノールである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記液体生産物がブタノールである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記発酵ブロスのｐＨが、約１〜約９である、請求項５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ｐＨが約２〜約９である、請求項１８に記載の方法。 
【請求項２０】
前記ｐＨが約３〜約７である、請求項１８に記載の方法。 
【請求項２１】
前記ｐＨが約２〜約６である、請求項１８に記載の方法。 
【請求項２２】
塩基を前記バイオリアクターの中へと導入することをさらに有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項２３】
前記塩基が水酸化イオンを有する、請求項２２に記載の方法。 
【請求項２４】
前記塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムのうちの１つ以上を有する、請求項２２に記載の方法。 
【請求項２５】
前記ガス基質がシンガスである、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ガス基質の少なくとも一部が、固体基質のガス化から調製される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項２７】
ガス化した固体基質が次の項目のうちの１つ以上であり、該項目は：バイオマス、石炭、木片または都市廃棄物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ガス基質の少なくとも一部が、ガス前駆体の改質から調製される、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
蒸気が前記改質に用いられる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
酸素が前記改質に用いられる、請求項２８に記載の方法。 
【請求項３１】
前記ガス前駆体がメタンである、請求項２８に記載の方法。 
【請求項３２】
前記ガス基質の少なくとも一部が、石炭から調製される、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記ガス基質が、前記バイオリアクターの中への導入前に洗浄される、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記ガス前駆体が洗浄される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ガス基質が部分的に酸化される、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項３６】
前記発酵種が、アセトゲン、ホモアセトゲンまたはそれらの組み合わせである、請求項１〜３５のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項３７】
前記発酵種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、請求項３６に記載の方法。 
【請求項３８】
前記競合種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記競合種が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）生産のためにナトリウム勾配を用い、かつ、前記イオノフォアが、前記ナトリウム勾配がＡＴＰを生産することを阻害する、請求項１〜３８のいずれかに記載の方法。
【請求項４０】
前記発酵種が、ＡＴＰ生産のために水素勾配を用いる、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記イオノフォアが抗生物質である、請求項１〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記イオノフォアが次の項目の１つ以上であり、該項目は：１２−クラウン−４、１５−クラウン−６、１８−クラウン−６、ジベンゾ−１８−クラウン−６およびジアザ−１８−クラウン−６、Ａ２３１８７、４−ブロモ−Ａ２３１８７、アラメチシン、ビューベリシン、バプタ（ＡＭ）、カルシマイシン、セゾマイシン、カルボニル  シアニド  ｍ−クロロフェニル  ヒドラゾン、ＣＡ  １００１、エンニアチン、グラミシジン  Ａ、ヘレブリン、イオノマイシン、ラサロシド、モネシン、ニゲリシン、ノナクチン、フェナミルメタンスルホン酸塩、サリノマイシン、テトナシン、ＥＴＨ２１２０、ＥＴＨ  ２２７、ＥＴＨ  １５７、２，３：１１，１２−ジデカリノ−１６−クラウン−５、ＤＤ−１６−Ｃ−５、ＥＴＨ  ４１２０、ドデシルメチルマロン酸  ビス［（１２−クラウン−４）メチル  エステル］、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］  ２，２−ジドデシルマロネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルカリックス［４］アレーン−四酢酸  テトラエチル  エステル、ＢＭＥ  ４４およびバリノマイシンである、請求項１〜４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記イオノフォアが液体飼料に導入される、請求項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記イオノフォアが、約１００ｍＭ未満の濃度で前記液体飼料中に存在する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
消泡剤を前記バイオリアクターの中へと導入することをさらに有する、請求項１〜４４のいずれか一項に記載の方法。 
【請求項４６】
前記発酵ブロスがさらに、水を含有する、請求項１〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記イオノフォアが前記発酵ブロス中で溶解する、請求項１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記イオノフォアが、前記発酵ブロス中で固定化され、かつ／または、不溶性である、請求項１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記液体生産物が、前記発酵ブロス内の微生物によって生産されて発酵混合物を形成する、請求項１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記発酵混合物の一部が前記バイオリアクターから取り出され、かつ、前記液体生産物が前記発酵ブロスから分離される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５１】
分離が蒸留によるものである、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記発酵混合物が処理される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
処理が、前記の固定化され、かつ／または、不溶性であるイオノフォアを回収するために遠心分離を有する、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記処理が、イオノフォアを回収するために固体除去を有する、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記イオノフォアの導入が連続的である、請求項１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
前記イオノフォアの導入がセグメント化される、請求項１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５７】
前記イオノフォアの導入が半連続的である、請求項１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
前記ガス基質の導入が連続的である、請求項１〜５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記ガス基質の導入がセグメント化される、請求項１〜５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記ガス基質の導入が半連続的である、請求項１〜５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６１】
前記イオノフォアが多孔質粒子中で固定化される、請求項１〜６０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
固定化が、前記イオノフォアと前記多孔質粒子との間の電子力を用いることによるものである、請求項１〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：
ａ．  発酵容器を有し；
ｂ．  前記発酵容器の中へと前記ガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；
ｃ．  前記発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；
ｄ．  前記発酵容器と連通した、前記容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、前記発酵種が増殖することを最小限に阻害するように選択され；かつ、
ｅ．  前記ガス基質が発酵することが可能とされた後で前記液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、
前記システム。
【請求項６４】
ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：
ａ．  発酵容器を有し；
ｂ．  前記発酵容器の中へと前記ガス基質を導入するためのガス供給導管を有し、前記ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり；
ｃ．  前記発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；
ｄ．  前記発酵容器と連通した、前記容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、前記発酵種が増殖することを最小限に阻害するように選択され；かつ、
ｅ．  前記ガス基質が発酵することが可能とされた後で前記液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、
前記システム。
【請求項６５】
ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：
ａ．  発酵容器を有し；
ｂ．  前記発酵容器の中へと前記ガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；
ｃ．  前記発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；
ｄ．  前記発酵容器と連通した、前記容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、前記の少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、
ｅ．  前記ガス基質が前記の少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵することが可能とされた後で前記液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、
前記システム。
【請求項６６】
ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：
ａ．  発酵容器を有し；
ｂ．  前記発酵容器の中へと前記ガス基質を導入するためのガス供給導管を有し、前記ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり；
ｃ．  前記発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；
ｄ．  前記発酵容器と連通した、前記容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、前記の少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、
ｅ．  前記ガス基質が前記の少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵することが可能とされた後で前記液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、
前記システム。
【請求項６７】
前記イオノフォア供給導管がさらに、培地を前記容器の中へと導入する、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
培地を前記容器の中へと導入するための培地供給導管をさらに有する、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記培地が次の構成要素のうちの１つ以上を有し、該構成要素は：少なくとも１つのビタミン、少なくとも１つのミネラルおよび少なくとも１つの金属である、請求項６７または６８に記載のシステム。
【請求項７０】
前記培地が少なくとも１つのタイプのビタミンを有する、請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記の少なくとも１つのタイプのビタミンが、前記の少なくとも１つの発酵種の増殖を高めるように選択された栄養物を有する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記培地が少なくとも１つの金属を有する、請求項６９〜７１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７３】
前記金属が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：リチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ヒ素、セレン、アルミニウム、シリコン、亜リン酸、モリブデン、ジルコニウム、銀、パラジウム、亜鉛、タングステンおよびカドミニウムである、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７４】
前記培地が少なくとも１つのミネラルを有する、請求項６９〜７３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７５】
前記ミネラルが任意の形態の次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：窒素、カルシウム、塩化物、鉄、ヨウ素、カリウム、モリブデン、マグネシウム、硫黄、亜リン酸およびナトリウムである、請求項７４に記載のシステム。
【請求項７６】
前記液体生産物が、少なくとも１つのアルコール、少なくとも１つの酸またはそれらの任意の組み合わせを有する、請求項６６〜７５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７７】
前記液体生産物が、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸およびヘキサン酸のうちの１つ以上である、請求項７６に記載のシステム。
【請求項７８】
前記液体生産物がエタノールである、請求項７７に記載のシステム。
【請求項７９】
前記液体生産物がブタノールである、請求項７７に記載のシステム。
【請求項８０】
前記発酵ブロスのｐＨが、約３〜約９である、請求項６６〜７９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８１】
前記ｐＨが約２〜約７である、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】
前記ｐＨが約３〜約７である、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８３】
前記ｐＨが約２〜約６である、請求項８０に記載のシステム。 
【請求項８４】
塩基および／またはブロスを前記容器の中へと導入するための塩基供給導管をさらに有する、請求項６６〜８３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８５】
前記塩基が水酸化イオンを有する、請求項８４に記載のシステム。
【請求項８６】
前記塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムのうちの１つ以上を有する、請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
前記ガス基質がシンガスである、請求項６６〜８６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８８】
前記ガス基質の少なくとも一部が、固体ガス基質のガス化から調製される、請求項６６〜８７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８９】
前記固体ガス基質が次の項目のうちの１つ以上であり、該項目は：バイオマス、木片または都市廃棄物である、請求項８８に記載のシステム。
【請求項９０】
前記ガス基質の少なくとも一部が、ガス前駆体の改質から調製される、請求項６６〜８９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９１】
蒸気が前記改質に用いられる、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
酸素が前記改質に用いられる、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９３】
前記ガス前駆体がメタンである、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９４】
前記ガス基質の少なくとも一部が、石炭から調製される、請求項６６〜９３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９５】
前記ガス基質が部分的に酸化される、請求項６６〜９６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９６】
前記ガス基質が、前記バイオリアクターの中への導入前に洗浄される、請求項６６〜９５のいずれか一項に記載のシステム。 
【請求項９７】
前記ガス前駆体が洗浄される、請求項９６に記載のシステム。
【請求項９８】
前記発酵種が、アセトゲン、ホモアセトゲンまたはそれらの組み合わせである、請求項６６〜９７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９９】
前記発酵種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、請求項９８に記載のシステム。
【請求項１００】
前記競合種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、請求項６６〜９９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記競合種が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）生産のためにナトリウム勾配を用い、かつ、前記イオノフォアが、前記ナトリウム勾配がＡＴＰを生産することを阻害する、請求項６６〜１００のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記発酵種が、ＡＴＰ生産のために水素勾配を用いる、請求項６６〜１０１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記イオノフォアが抗生物質である、請求項６６〜１０２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記イオノフォアが次の項目の１つ以上であり、該項目は：１２−クラウン−４、１５−クラウン−６、１８−クラウン−６、ジベンゾ−１８−クラウン−６およびジアザ−１８−クラウン−６、Ａ２３１８７、４−ブロモ−Ａ２３１８７、アラメチシン、ビューベリシン、バプタ（ＡＭ）、カルシマイシン、セゾマイシン、カルボニル  シアニド  ｍ−クロロフェニル  ヒドラゾン、ＣＡ  １００１、エンニアチン、グラミシジン  Ａ、ヘレブリン、イオノマイシン、ラサロシド、モネシン、ニゲリシン、ノナクチン、フェナミルメタンスルホン酸塩、サリノマイシン、テトナシン、ＥＴＨ２１２０、ＥＴＨ  ２２７、ＥＴＨ  １５７、２，３：１１，１２−ジデカリノ−１６−クラウン−５、ＤＤ−１６−Ｃ−５、ＥＴＨ  ４１２０、ドデシルメチルマロン酸  ビス［（１２−クラウン−４）メチル  エステル］、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］  ２，２−ジドデシルマロネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルカリックス［４］アレーン−四酢酸  テトラエチル  エステル、ＢＭＥ  ４４およびバリノマイシンである、請求項６６〜１０３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記イオノフォアが液体飼料に導入される、請求項６６〜１０４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０６】
前記イオノフォアが、約１００ｍＭ未満の濃度で前記液体飼料中に存在する、請求項１０５に記載のシステム。
【請求項１０７】
消泡剤を前記容器の中へと導入するための消泡剤供給導管をさらに有する、請求項６６〜１０６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記イオノフォアが前記発酵ブロス中で溶解する、請求項６６〜１０７のいずれか一項に記載のシステム。 
【請求項１０９】
前記イオノフォアが、前記発酵ブロス中で固定化され、かつ／または、不溶性である、請求項６６〜１０７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記液体生産物が、前記発酵ブロス内の微生物によって生産されて発酵混合物を形成する、請求項６６〜１０９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記発酵混合物の一部が前記バイオリアクターから取り出される、請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１２】
蒸留器をさらに有し、該蒸留器は、前記バイオリアクターから取り出された前記発酵混合物の前記一部を受け取るために前記容器と連通し、該蒸留器は、前記発酵混合物から前記液体生産物を分離するように適合する、請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記発酵混合物を処理するための処理手段をさらに有する、請求項１１２に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記処理手段が、前記の固定化され、かつ／または、不溶性であるイオノフォアを回収するために遠心分離機を有する、請求項１１３に記載のシステム。 
【請求項１１５】
前記イオノフォア供給手段に関連する弁手段をさらに有し、該弁手段は、前記イオノフォアの連続的、半連続的、または、交互の導入を調節するためのものである、請求項６６〜１１４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１６】
前記ガス供給手段に関連する弁手段をさらに有し、該弁手段は、前記ガス基質の連続的、半連続的、または、交互の導入を調節するためのものである、請求項６６〜１１５のいずれか一項に記載のシステム。 
【請求項１１７】
前記イオノフォアが多孔質粒子中で固定化される、請求項６６〜１１６のいずれか一項に記載のシステム。 
【請求項１１８】
固定化が、前記イオノフォアと前記多孔質粒子との間の電子力を用いることによるものである、請求項６６〜１１７のいずれか一項に記載のシステム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、２０１６年１２月２２日付けで出願され、かつ、「Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｉｏｎｏｐｈｏｒｅｓ  Ｔｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｉｎ  Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｇａｓｅｏｕｓ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ（イオノフォアを用いてガス基質の発酵における汚染を制御する方法およびシステム）」と題する、米国仮特許出願第６２／４３８，２１１号（この参照によって、その全体が本明細書に組み込まれる）への優先権の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
エタノールは世界的に主要なバイオ燃料源であり、したがって、バイオエタノール生産の新たな方法が大いに求められる。従来、バイオ燃料（いっそう具体的には、バイオエタノール）は、例えばトウモロコシ、小麦およびサトウキビ由来の糖類の発酵から生産される。このプロセスは、バイオマスの使用または変換が、再生可能であり、かつ、場合によっては持続可能なエネルギー生産源であるので、非常に望ましい。しかしながら、直ちに発酵可能な炭水化物は、食料生産との競合、利用可能な土地および水使用ならびにその他の要因のために制限される。
【０００３】
グルコースおよびスクロースといった炭水化物の発酵によるエタノールの生産の非常に効率的な代替案が、合成ガス（シンガス）発酵である。シンガス発酵は微生物プロセスであり、主要な炭素およびエネルギー源はシンガスから提供される。通常アセトゲンと呼ばれるこれら微生物は、還元的アセチル−ＣｏＡ経路（ウッド−リュングダール経路）においてシンガス中に存在する小さい化学的構成要素を利用してエタノールおよび／または酢酸を生産する。
【０００４】
シンガスは、典型的には、炭質物のガス化、天然ガスおよび／もしくは嫌気性発酵槽からのバイオガスの改質、または、種々の産業的方法に由来する。ガス基質は、概して、一酸化炭素、水素および二酸化炭素を有し、かつ、通常は水蒸気、窒素、メタン、アンモニアおよび硫化水素といったその他の成分を含有する。シンガスの発酵は、主に、エタノールおよび酢酸の形成をもたらす。このプロセスは、有意な量の水素および一酸化炭素を必要とする。一酸化炭素、二酸化炭素および水素からエタノールおよび酢酸への総体的な変換についてのバランスのとれた化学反応式は、次の通りである：
エタノール生産
６ＣＯ＋３Ｈ２Ｏ→Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋４ＣＯ２
６Ｈ２＋２ＣＯ２→Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋３Ｈ２Ｏ
酢酸生産
４ＣＯ＋２Ｈ２Ｏ→ＣＨ３ＣＯＯＨ＋２ＣＯ２
４Ｈ２＋２ＣＯ２→ＣＨ３ＣＯＯＨ＋２Ｈ２Ｏ 
バランスのとれた化学反応式によって示されているように、一酸化炭素および二酸化炭素の両方が、一酸化炭素および水素によって生産される電子によって促進されて、主要な炭素源として用いられ得る。
【０００５】
シンガスからエタノールおよび／または酢酸への生物変換のための持続的で商業的な施設が直面する共通の問題のうちの１つが、望まれない微生物群集による発酵ブロスの汚染である。これら汚染微生物は、シンガスまたは酢酸を生産する生物変換の生産物および／もしくは副産物の成分を、望まれない酸化した有機化合物へと変換する。汚染生物はまた、場合によっては、所望の生物と競合して、増殖培地の栄養成分を利用し得る。商業的規模のバイオリアクターからの汚染微生物の減少または除去は、困難かつ高価であり得る。蒸気クリーニングといった予防措置は、しばしば、不完全なクリーニングに起因して成功しない。追加的に、汚染は、生物変換プロセスの最中にバイオリアクターの中へと導入される物質から起こり得る。さらに、商業的規模のバイオリアクターが汚染されれば、バイオリアクターはオフラインで取り出され、その内容物は適切に廃棄処理されて排出され、かつ、バイオリアクターは再充填されなければならない。このプロセスは、高価かつ非効率的である。
【０００６】
シンガス発酵に必要な条件に影響を受けない、もしくは、シンガス発酵に必要な条件で成長するメタン生成菌もしくは酪酸生成菌といった競合微生物を減少させ、または、除去する方法が、大いに望まれる。本発明は、競合微生物の影響を緩和するための新たな技術の開発に関する。
【発明の概要】
【０００７】
１つの態様では、本発明は、ガス基質（ｇａｓｅｏｕｓ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を発酵させて液体生産物を形成する方法を提供し、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）基質が発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である。方法ステップは任意の順番であり得、または、同時に起こり得ることが理解されるであろう。
【０００８】
別の態様では、本発明は、ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法を提供し、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、該バイオリアクターは発酵種を有する発酵ブロスを有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）ガス基質が発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である。方法ステップは任意の順番であり得、または、同時に起こり得ることが理解されるであろう。
【０００９】
別の態様では、本発明は、ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法を提供し、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である。方法ステップは任意の順番であり得、または、同時に起こり得ることが理解されるであろう。
【００１０】
別の態様では、本発明は、ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法を提供し、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有する。方法ステップは任意の順番であり得、または、同時に起こり得ることが理解されるであろう。
【００１１】
別の態様では、本発明は、ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムを提供し、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するように選択され；かつ、（ｅ）ガス基質が発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する。システムの部品は、任意の順番もしくは同時に供給され、かつ／または、組み立てられ得ることが理解されるであろう。
【００１２】
別の態様では、本発明は、ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムを提供し、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス供給導管を有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するように選択され；かつ、（ｅ）ガス基質が発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する。システムの部品は、任意の順番もしくは同時に供給され、かつ／または、組み立てられ得ることが理解されるであろう。
【００１３】
別の態様では、本発明は、ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムを提供し、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｅ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する。システムの部品は、任意の順番もしくは同時に提供され、かつ／または、組み立てられ得ることが理解されるであろう。
【００１４】
別の態様では、本発明は、ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムを提供し、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス供給導管を有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｅ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する。システムの部品は、任意の順番もしくは同時に提供され、かつ／または、組み立てられ得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、ガス基質の生物変換の最中にイオノフォアを供給して液体生産物を形成するための装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
発明の詳細な説明
本開示の実施形態は、ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法およびそれを行うためのシステムを提供する。いくつかの実施形態では、当該方法は、ガス基質（例えば、シンガス）の発酵のための発酵種を用いて、アルコールまたは酸といった液体生産物を生産することを有する。発酵プロセスは、しばしば、液体生産（例えば、エタノールおよび／または酢酸生産のプロセス）に有害であり得る１つ以上の競合種で汚染される。本発明は、イオノフォアを用いて競合種を具体的に標的とし、競合種によって利用されるイオン勾配を選択的に破壊するために、驚くべきであり、かつ、予期されないアプローチを用いる。
【００１７】
競合種によって利用されるアデノシン三リン酸（「ＡＴＰ」）生産のための細胞内機構は、発酵種によって用いられる機構とはわずかに異なることが見出された。例えば、いかなる理論によっても拘束されることを希望するわけではないが、発酵種はＡＴＰの生産のためにプロトン勾配を利用し、一方で、競合種はナトリウムまたはカリウム勾配といったその他のイオン勾配を利用する。イオノフォアは、競合種によって利用されるイオン勾配を選択的に破壊するように選択される。 
【００１８】
ある実施形態では、本発明は、ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法を提供し、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）基質が発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ガス基質を嫌気的に発酵させる当該方法は、連続法である。本明細書で用いられるとき、「連続法」とは、連続的な栄養物給送、基質給送、バイオリアクターにおける細胞生産、バイオリアクターからの細胞除去および生産物除去を含む発酵方法のことをいう。特定の実施形態では、連続的な給送、除去または細胞生産は、同一のストリームで起こってもよく、異なるストリームで起こってもよい。特定の実施形態では、連続的なプロセスは、バイオリアクター内での定常状態の達成をもたらす。本明細書で用いられるとき、「定常状態」とは、すべてのプロセス変数（例えば、バイオリアクターにおいて維持される給送量および基質濃度、バイオリアクターにおける細胞濃度およびバイオリアクターからの細胞除去、バイオリアクターからの生産物除去ならびに温度および圧力といった条件変数）が経時的に一定であることをいう。定常状態条件において、インジェクターを離れる分散ストリームの速度は、しばしば、０．５〜５メートル毎秒の範囲内であり、かつ、ガスと目的の液体との割合は、目的の液体の立方メートル当たり約１：１〜３：１の実際の立方メートルである。
【００２０】
特定の実施形態では、ガス基質を嫌気的に発酵させる当該方法は、ガス基質をバイオリアクターの中に導入することを有する。バイオリアクターは、任意の適切なサイズの任意の適切なバイオリアクターであり得る。いくつかの例では、バイオリアクターは発酵ブロスを有する。発酵ブロスは任意の適切な発酵ブロスであり得、かつ、任意の適切な量でバイオリアクターに追加され得る。
【００２１】
特定の実施形態では、発酵ブロスは、微生物と種々の培地補充物との水性懸濁液を有するであろう。適切な微生物は概して、嫌気条件下で生存および増殖し、このことは、発酵ブロスには溶解酸素が実質的に存在しないことを意味する。水性発酵ブロスへの種々のアジュバントは、緩衝剤、微量金属、ビタミン、塩などを有していてもよい。発酵ブロスにおける調整は、微生物の生産性に影響を与えるであろう増殖および非増殖条件といった異なる時間における異なる条件を誘導するであろう。米国特許第７，７０４，７２３号明細書は、嫌気性微生物を用いた生物変換ＣＯおよびＨ２／ＣＯ２のための適切な水性発酵ブロスの条件および内容物を開示している。
【００２２】
種々の実施形態では、培地は、任意選択的にはさらに、ビタミン、ミネラル、金属およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の構成要素を有する。
【００２３】
好ましい実施形態では、発酵ブロスは、適温（例えば２５℃〜６０℃であり、しばしば３０℃〜４０℃の範囲内である）を含む嫌気発酵条件下で維持される。微生物の密度および水性発酵ブロスの組成を含む発酵の条件は、好ましくは、水素および一酸化炭素の求められる変換効率を達成するのに十分である。
【００２４】
発酵ブロスは、任意の適切なｐＨを有し得る。例えば、発酵ブロスは、約１以上（例えば、約１．５以上、約２以上、約２．５以上、約３以上、約３．５以上、約４以上、約４．５以上、約５以上、約５．５以上または約６以上）のｐＨを有し得る。代替的または追加的には、発酵ブロスは、約９以下（例えば、約８．５以下、約８以下、約７．５以下、約７以下または約６．５以下）のｐＨを有し得る。したがって、発酵ブロスは、発酵ブロスについて列挙された上記のエンドポイントのうちの任意の２つによって拘束されるｐＨを有し得る。例えば、発酵ブロスは、約１〜約９（約１．５〜約９、約２〜約９、約２．５〜約９、約３〜約９、約３．５〜約９、約４〜約９、約４．５〜約９、約５〜約９、約５．５〜約８、約６〜約９、約６〜約８．５、約６〜約８、約６〜約７．５、約６〜約７、約４〜約７、約７〜約９、約２〜約７、約２．５〜約７、約３．５〜７、約４〜約７、約４．５〜約７、約５〜約７、約５．５〜約７、約６〜約７、約６．５〜約７、約２〜約６、約２．５〜約６、約３〜約６、約３．５〜約６、約４〜約６、約４．５〜約６、約５．５〜約６）のｐＨを有し得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、定常状態条件下での発酵バイオリアクターへの給送ガスの供給の量は、好ましくは、液体相への一酸化炭素および水素の移送の量が、一酸化炭素および水素が生物変換される量と一致するようなものである。一酸化炭素および水素が消費され得る量は、微生物の性質、発酵ブロスにおける微生物の濃度および発酵条件によって影響を受けるであろう。水性発酵ブロスへの一酸化炭素および水素の移送の量は作動のためのパラメーターであるので、ガス相と液体相との間の界面表面積および駆動力といった移送の量に影響する条件は重要である。好ましくは、給送ガスは、マイクロバブルの形態でバイオリアクターの中へと導入される。しばしば、マイクロバブルは、０．０１〜０．５、好ましくは０．０２〜０．３ミリメートルの範囲内の直径を有する。 
【００２６】
特定の実施形態では、シンガス生物変換のためのバイオリアクターアセンブリーは、１つ以上のバイオリアクターを有していてもよく、該１つ以上のバイオリアクターは、ガス流れに関して、平行の流れであってもよく、直列の流れであってもよい。各バイオリアクターは、任意の適切なデザインのものであってもよい；しかしながら、好ましくは、デザインおよび作動は、一酸化炭素および水素の酸化有機化合物への高変換を提供する。発酵リアクターとしては、気泡塔リアクター；ジェットループリアクター；撹拌タンクリアクター；トリクルベッドリアクター；膜バイオリアクターを含む生物膜リアクター；およびパイプリアクターを含むがそれに限定されない静的ミキサーリアクターが挙げられるが、それらに限定されない。資本コストおよび作動の経済のために、ディープタンクバイオリアクターが好ましい。ディープタンクバイオリアクターのタイプに関わらず、水性ブロスにおける気泡の安定的な分散を促進するマイクロバブルを用いる場合は特に、混合流が存在し、該混合流は、比較的均一である水性相の組成を保証するだけでなく、ガス気泡と水性ブロスとの間の接触時間を増大させる。
【００２７】
概して、水性発酵ブロスから流出する基質枯渇ガス相は、給送ガスとしてバイオリアクターアセンブリーの中へと導入されたほんのわずかの水素および一酸化炭素を含有するであろう。窒素および主としてメタンといった不活性ガスは、枯渇ガス相の一部を有するであろうし、そこでは、水蒸気改質または酸素給送、オートサーマル改質、特にメタン含有ガスの水蒸気またはオートサーマル改質からのシンガスが用いられる。枯渇ガス相はまた、水性発酵ブロスから揮発した硫黄含有組成物、水蒸気、アルコールなどを含有していているだろう。
【００２８】
いくつかの実施形態では、バイオリアクターは、随時または連続的に、１つ以上の水、栄養物またはアジュバントおよび微生物の流れを追加してもよい。生産物回収のために、水性発酵ブロスの一部が、随時または連続的に、バイオリアクターから取り出される。生産物回収は、残った細胞物質の除去、発酵液からの液体生産物の分離および回収、回収された発酵液の返還ならびに廃棄流および廃棄物のパージのための既知の機器配置で構成され得る。適切な機器配置としては、フィルター、遠心分離機、サイクロン、蒸留塔、膜系およびその他の分離機器が挙げられ得る。米国特許第８，２１１，６７９号明細書は、バイオリアクターからエタノール生産物を回収する生産物回収バイオリアクターのための配置を示している。
【００２９】
特定の実施形態では、培地はさらに、１つ以上のビタミンを有する。ビタミンは、任意の適切なビタミンであり得る。特定の実施形態では、ビタミンは、少なくとも１つの発酵種の増殖を助ける栄養物を有する。例示的ではあるが限定的でないビタミンのリストは、Ｋ−Ｃａ−パントテン酸塩、塩化コリン、葉酸、イノシトール、ナイアシンアミド、ニコチン酸、パントテン酸、ピリドキサール塩酸塩、ピリドキシン塩酸塩、ピリドキサミン、リボフラビン、チアミン塩酸塩、ビオチン、ビタミンＢ１２、パラアミノ安息香酸、ナイアシン、アスコルビン酸、カルシフェロール、メナジオンおよびビタミンＡを含む。 
【００３０】
１つ以上のビタミンはそれぞれ、任意の適切な濃度で培地に存在し得る。培地は、１つ以上のビタミンをそれぞれ約１μｇ／ｋｇ以上（例えば、約１０μｇ／ｋｇ以上、約５０μｇ／ｋｇ以上、約１００μｇ／ｋｇ以上、約２５０μｇ／ｋｇ以上、約５００μｇ／ｋｇ以上または約１０００μｇ／ｋｇ以上）有し得る。代替的または追加的には、培地は、１つ以上のビタミンを約２００００ｍｇ／ｋｇ以下（例えば、約１５０００ｍｇ／ｋｇ以下、約１２５００ｍｇ／ｋｇ以下、約１００００ｍｇ／ｋｇ以下、約８０００ｍｇ／ｋｇ以下、約６０００ｍｇ／ｋｇ以下、約４０００ｍｇ／ｋｇ以下、約３０００ｍｇ／ｋｇ以下または約２０００ｍｇ／ｋｇ以下）有し得る。したがって、培地は、上記のエンドポイントのうちの任意の２つによって拘束される量で１つ以上のビタミンをそれぞれ有し得る。例えば、培地は、１つ以上のビタミンをそれぞれ約１μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５０μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１００μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２５０μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５００μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約３０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約４０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約６０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約８０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約１００００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約１２５００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約１５０００ｍｇ／ｋｇまたは約１０００μｇ／ｋｇ〜約２００００ｍｇ／ｋｇ有し得る。
【００３１】
特定の実施形態では、培地はさらに、１つ以上のミネラルを有する。概して、ミネラルは、発酵種の代謝プロセスを維持するために必要である。ミネラルは、任意の適切なミネラルであり得る。例示的ではあるが限定的でないミネラルのリストは、任意の形態の窒素（例えば、アンモニウムまたはアンモニア）、カルシウム、塩化物、鉄、ヨウ素、カリウム、モリブデン、マグネシウム、硫黄（例えば、硫化物、硫酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、重硫酸塩）、亜リン酸（例えば、リン酸塩）およびナトリウムを含む。いくつかの実施形態では、ミネラルは、化合物または塩の形態で提供される。
【００３２】
１つ以上のミネラルはそれぞれ、任意の適切な濃度で培地に存在し得る。培地は、１つ以上のミネラルをそれぞれ化合物／塩として約０．１ｍｇ／ｋｇ以上（例えば、約１ｍｇ／ｋｇ以上、約５ｍｇ／ｋｇ以上、約１０ｍｇ／ｋｇ以上、約１５ｍｇ／ｋｇ以上、約２０ｍｇ／ｋｇ以上、約２５ｍｇ／ｋｇ以上、約５０ｍｇ／ｋｇ以上、約１００ｍｇ／ｋｇ以上、約２５０ｍｇ／ｋｇ以上、約５００ｍｇ／ｋｇ以上または約１０００ｍｇ／ｋｇ以上）有し得る。代替的または追加的には、培地は、１つ以上のミネラルを約２００００ｍｇ／ｋｇ以下（例えば、約１５０００ｍｇ／ｋｇ以下、約１２５００ｍｇ／ｋｇ以下、約１００００ｍｇ／ｋｇ以下、約８０００ｍｇ／ｋｇ以下、約６０００ｍｇ／ｋｇ以下、約４０００ｍｇ／ｋｇ以下、約３０００ｍｇ／ｋｇ以下または約２０００ｍｇ／ｋｇ以下）有し得る。したがって、培地は、上記のエンドポイントのうちの任意の２つによって拘束される量で１つ以上のミネラルをそれぞれ有し得る。例えば、培地は、１つ以上のミネラルをそれぞれ約０．１ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１５ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２５ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１００ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２５０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５００ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約３０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約４０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約６０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約８０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約１００００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約１２５００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約１５０００ｍｇ／ｋｇまたは約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約２００００ｍｇ／ｋｇ有し得る。
【００３３】
特定の実施形態では、培地はさらに、１つ以上の金属を有する。概して、金属は、発酵種の代謝プロセスを維持するために必要である。金属は、任意の常金属であり得る。概して、金属は生体関連である。例示的ではあるが限定的でない金属のリストは、リチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ヒ素、セレン、アルミニウム、シリコン、亜リン酸、モリブデン、ジルコニウム、銀、パラジウム、亜鉛、タングステンおよびカドミニウムを含む。いくつかの実施形態では、金属は、化合物または塩の形態で提供される。
【００３４】
１つ以上の金属はそれぞれ、任意の適切な濃度で培地に存在し得る。培地は、１つ以上の金属をそれぞれ化合物／塩として約０．１ｍｇ／ｋｇ以上（例えば、約１ｍｇ／ｋｇ以上、約５ｍｇ／ｋｇ以上、約１０ｍｇ／ｋｇ以上、約１５ｍｇ／ｋｇ以上、約２０ｍｇ／ｋｇ以上、約２５ｍｇ／ｋｇ以上、約５０ｍｇ／ｋｇ以上、約１００ｍｇ／ｋｇ以上、約２５０ｍｇ／ｋｇ以上、約５００ｍｇ／ｋｇ以上または約１０００ｍｇ／ｋｇ以上）有し得る。代替的または追加的には、培地は、１つ以上のミネラルを約２００００ｍｇ／ｋｇ以下（例えば、約１５０００ｍｇ／ｋｇ以下、約１２５００ｍｇ／ｋｇ以下、約１００００ｍｇ／ｋｇ以下、約８０００ｍｇ／ｋｇ以下、約６０００ｍｇ／ｋｇ以下、約４０００ｍｇ／ｋｇ以下、約３０００ｍｇ／ｋｇ以下または約２０００ｍｇ／ｋｇ以下）有し得る。したがって、培地は、上記のエンドポイントのうちの任意の２つによって拘束される量で１つ以上の金属をそれぞれ有し得る。例えば、培地は、１つ以上の金属をそれぞれ約０．１ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１５ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２５ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１００ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２５０ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５００ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約３０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約４０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約６０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約８０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約１００００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約１２５００ｍｇ／ｋｇ、約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約１５０００ｍｇ／ｋｇまたは約１０００ｍｇ／ｋｇ〜約２００００ｍｇ／ｋｇ有し得る。
【００３５】
ガス基質は、任意の適切なガス基質であり得る。いくつかの実施形態では、ガス基質は、一酸化炭素、二酸化炭素および水素からなる群より選択される１つ以上のガスを有する。好ましい実施形態では、ガス基質はシンガスである。本明細書で用いられるとき、「シンガス」とは、一酸化炭素、二酸化炭素および水素を有するガス基質のことをいう。ガス基質は、任意選択的には、水蒸気、窒素、メタン、アンモニアおよび硫化水素を含有していてもよい。特定の実施形態では、ガス基質は、１つ以上のアルコールまたは酸のための主要な炭素源である。
【００３６】
ガス基質は、任意の適切な方式で調製され得る。いくつかの実施形態では、ガス基質は、固体基質のガス化から調製される。固体基質は、ガス化され得る任意の適切な固体基質であり得る。典型的には、固体基質は、バイオマス、木片、都市廃棄物、石炭およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。いくつかの実施形態では、ガス基質は、ガス前駆体を改質することから調製される。ガス前駆体は、改質され得る任意の適切なガス前駆体であり得る。特定の実施形態では、ガス基質の改質に蒸気が用いられる。特定の実施形態では、ガス前駆体はメタンである。
【００３７】
ガス基質は、発酵プロセスの任意のステップの最中に追加され得る。特定の実施形態では、ガス基質の導入は、連続的であり得、セグメント化され得、半連続的であり得、または、それらの組み合わせであり得る。本明細書で用いられるとき、「連続的である」とは、安定的であり、かつ、中断されない作動、プロセスまたは行動のことをいう。本明細書で用いられるとき、「セグメント化される」とは、一時停止し、かつ、再開する作動、プロセスまたは行動のことをいう。本明細書で用いられるとき、「半連続的である」とは、一時速度を変え、かつ、意図される速度に戻る作動、プロセスまたは行動のことをいう。いくつかの例では、ガス基質は洗浄される。本明細書で用いられるとき、「洗浄される」とは、微粒子、汚染物質または望まれないガスの除去のことをいう。いくつかの実施形態では、ガス基質は部分的に酸化される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、発酵ブロスは、１つ以上の微生物を含有する。微生物は、任意の適切な微生物であり得る。いくつかの例では、微生物は、１つ以上の発酵種、競合種またはそれらの組み合わせである。
【００３９】
いくつかの例では、微生物は、少なくとも１つの発酵種である。発酵種は、任意の適切な発酵種であり得る。特定の実施形態では、発酵種はＣｌ固定生物である。いくつかの実施形態では、発酵種は、アセトゲン、ホモアセトゲンまたはそれらの組み合わせである。典型的には、発酵種は、アデノシン三リン酸（「ＡＴＰ」）生産のために水素勾配を用いる。
【００４０】
概して、発酵種は、アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウム、トレポネーマ  プリミティアおよびそれらの組み合わせから選択される。
【００４１】
いくつかの例では、微生物は、少なくとも１つの競合種である。競合種は、任意の競合種であり得る。概して、競合種は汚染物質であると考えられる。競合種は、ＡＴＰの生成のために任意の適切なイオン勾配を用い得る。特定の実施形態では、競合種は、ＡＴＰ生産のためにナトリウムおよび／またはカリウム勾配を用いる。
【００４２】
概して、競合種は、アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウム、トレポネーマ  プリミティアおよびそれらの組み合わせから選択される。
【００４３】
いくつかの実施形態では、１つ以上の微生物が所望の発酵種として標的とされ、結果として、すべてのその他の微生物が競合種になることが理解されるであろう。別の実施形態では、異なる１つ以上の微生物が所望の発酵種として標的とされ、結果として、すべてのその他の微生物が競合種になるであろう。特定の環境では、特定の微生物が発酵種であり、かつ、その他の環境では、前記微生物は競合種であることが理解されるであろう。 
【００４４】
バイオリアクターはさらに、１つ以上のイオノフォアを有する。イオノフォアは、任意の適切なイオノフォアであり得る。いかなる理論によっても拘束されることを希望するわけではないが、イオノフォアは、ＡＴＰの生産を阻害することによって競合種を減少させることを助ける。いかなる理論によっても拘束されることを希望するわけではないが、ＡＴＰの生産は、イオン勾配の調節によって制限される。イオノフォアは、任意のイオン勾配を調節し得る。例えば、イオノフォアは、Ｈ＋勾配、Ｌｉ＋勾配、Ｎａ＋勾配、Ｋ＋勾配、Ｍｇ２＋勾配、Ｃａ２＋勾配、ＮＨ４＋勾配およびそれらの組み合わせを調節し得る。好ましい実施形態では、イオノフォアは、Ｎａ＋勾配、Ｋ＋勾配およびそれらの組み合わせを選択的に標的とする。
【００４５】
イオノフォアは、イオンを可逆的に結合させ得る任意の分子であり得る。いくつかの実施形態では、イオノフォアは、クラウンエーテル系イオノフォアである。いくつかの実施形態では、イオノフォアは、抗生物質である。典型的には、イオノフォアは、１２−クラウン−４、１５−クラウン−６、１８−クラウン−６、ジベンゾ−１８−クラウン−６およびジアザ−１８−クラウン−６、Ａ２３１８７、４−ブロモ−Ａ２３１８７、アラメチシン、ビューベリシン、バプタ（ＡＭ）、カルシマイシン、セゾマイシン、カルボニル  シアニド  ｍ−クロロフェニル  ヒドラゾン、ＣＡ  １００１、エンニアチン、グラミシジン  Ａ、ヘレブリン、イオノマイシン、ラサロシド、モネシン、ニゲリシン、ノナクチン、フェナミルメタンスルホン酸塩、サリノマイシン、テトナシン、ＥＴＨ２１２０、ＥＴＨ  ２２７、ＥＴＨ  １５７、２，３：１１，１２−ジデカリノ−１６−クラウン−５、ＤＤ−１６−Ｃ−５、ＥＴＨ  ４１２０、ドデシルメチルマロン酸  ビス［（１２−クラウン−４）メチル  エステル］、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］  ２，２−ジドデシルマロネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルカリックス［４］アレーン−四酢酸  テトラエチル  エステル、ＢＭＥ  ４４、バリノマイシンならびにそれらの組み合わせからなる群より選択される。
【００４６】
イオノフォアは、発酵プロセスの任意のステップの最中に追加され得る。例えば、イオノフォアは、発酵ブロスの前に、発酵ブロスと同時に、または、発酵ブロスの後に追加され得る。特定の実施形態では、イオノフォアの導入は、連続的であり得、セグメント化され得、半連続的であり得、または、それらの組み合わせであり得る。いくつかの例では、イオノフォアは、液体飼料を用いて導入される。いくつかの実施形態では、イオノフォアは、液体飼料中および／または発酵ブロス中で溶解する。液体飼料は、任意の適切な量でバイオリアクターに追加され得る。
【００４７】
液体飼料は、イオノフォアを約１００ｍＭ以下（例えば、約９０ｍＭ以下、約８０ｍＭ以下、約７０ｍＭ以下、約６０ｍＭ以下または約５０ｍＭ以下）有し得る。代替的または追加的には、液体飼料は、イオノフォアを約０．１μＭ以上（例えば、約０．２５μＭ以上、約０．５μＭ以上、約１μＭ以上、約５μＭ以上、約１０μＭ以上または約２０μＭ以上）有し得る。したがって、液体飼料は、イオノフォアを上記のエンドポイントのうちの任意の２つによって拘束される濃度で有し得る。液体飼料は、イオノフォアを約０．１μＭ〜約５０ｍＭ（例えば、イオノフォアを約０．２５μＭ〜約５０ｍＭ、約０．５μＭ〜約５０ｍＭ、約１μＭ〜約５０ｍＭ、約５μＭ〜約５０ｍＭ、約１０μＭ〜約５０ｍＭ、約２０μＭ〜約５０ｍＭ、約２０μＭ〜約１００ｍＭ、約２０μＭ〜約９０ｍＭ、約２０μＭ〜約８０ｍＭ、約２０μＭ〜約７０ｍＭ、約２０μＭ〜約６０ｍＭまたは０．１μＭ〜約１００ｍＭ）有し得る。
【００４８】
いくつかの例では、イオノフォアは固定化される。イオノフォアは、任意の適切な固定化技法によって固定化され得る。いくつかの例では、イオノフォアは、多孔質粒子中で固定化される。特定の実施形態では、固定化は、イオノフォアと多孔質粒子との間の電子力を用いて発生する。特定の実施形態では、固定化されたイオノフォアは、遠心分離によって除去され得る。
【００４９】
いくつかの例では、イオノフォアは、液体飼料中および／または発酵ブロス中で完全には溶解しない。特定の実施形態では、イオノフォアは、液体飼料中および／または発酵ブロス中にコロイド懸濁液を形成する。その他の実施形態では、イオノフォアは、１つ以上の金属イオンにキレートされる。キレート性イオノフォアは、液体飼料中および／または発酵ブロス中で溶解性であり得、または、不溶性であり得る。いくつかの実施形態では、キレート性イオノフォアは、液体飼料中および／または発酵ブロス中で完全には溶解しない。特定の実施形態では、完全には溶解しないイオノフォアは、遠心分離によって除去され得る。
【００５０】
１つ以上のイオノフォアはそれぞれ、任意の適切な濃度で発酵ブロス中に存在し得る。発酵ブロスは、１つ以上のイオノフォアをそれぞれ約１μｇ／ｋｇ以上（例えば、約１０μｇ／ｋｇ以上、約５０μｇ／ｋｇ以上、約１００μｇ／ｋｇ以上、約２５０μｇ／ｋｇ以上、約５００μｇ／ｋｇ以上または約１０００μｇ／ｋｇ以上）有し得る。代替的または追加的には、発酵ブロスは、１つ以上のイオノフォアを約２００００ｍｇ／ｋｇ以下（例えば、約１５０００ｍｇ／ｋｇ以下、約１２５００ｍｇ／ｋｇ以下、約１００００ｍｇ／ｋｇ以下、約８０００ｍｇ／ｋｇ以下、約６０００ｍｇ／ｋｇ以下、約４０００ｍｇ／ｋｇ以下、約３０００ｍｇ／ｋｇ以下または約２０００ｍｇ／ｋｇ以下）有し得る。したがって、発酵ブロスは、１つ以上のイオノフォアをそれぞれ、上記のエンドポイントのうちの任意の２つによって拘束される量で有し得る。例えば、発酵ブロスは、１つ以上のイオノフォアをそれぞれ、約１μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５０μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１００μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約２５０μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約５００μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約２０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約３０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約４０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約６０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約８０００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約１００００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約１２５００ｍｇ／ｋｇ、約１０００μｇ／ｋｇ〜約１５０００ｍｇ／ｋｇまたは約１０００μｇ／ｋｇ〜約２００００ｍｇ／ｋｇ有し得る。
【００５１】
いくつかの実施形態では、イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するための選択性を有する。本明細書で用いられるとき、「最小限に阻害する」とは、発酵種が、イオノフォアの存在しない等価系に対して、増殖および／または液体生産物の生産の少なくとも約７５％を維持することをいう。いくつかの実施形態では、発酵種は、イオノフォアの存在しない等価系に対して、増殖および／または液体生産物の生産の少なくとも約８５％を維持する。好ましい実施形態では、発酵種は、イオノフォアの存在しない等価系に対して、増殖および／または液体生産物の生産の少なくとも約９０％を維持する。特定の実施形態では、発酵種は、イオノフォアの存在しない等価系に対して、増殖および／または液体生産物の生産の１００％を維持する（すなわち、最小限に阻害することは、発酵種をまったく阻害しないことを包含する）。
【００５２】
いくつかの実施形態では、イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有する。本明細書で用いられるとき、「優先的に阻害する」とは、イオノフォアが、発酵種の増殖および生産に対して、少なくとも約２：１の割合で競合種による増殖および／または望まれない生産物の生産を阻害することをいう。例えば、発酵種は、増殖および／または液体生産物の生産の少なくとも約７５％を維持し、かつ、競合種は、イオノフォアの存在しない等価系に対して、増殖および望まれない生産物の生産が約５０％未満に制限される。いくつかの実施形態では、イオノフォアは、発酵種の増殖および生産に対して、少なくとも約４：１の割合で競合種による増殖および／または望まれない生産物の生産を阻害する。好ましい実施形態では、イオノフォアは、発酵種の増殖および生産に対して、少なくとも約１０：１の割合で競合種による増殖および／または望まれない生産物の生産を阻害する。
【００５３】
種々の実施形態では、イオノフォアは、競合種の増殖を妨げること、競合種を殺すこと、および／または、競合種の機能を不能にすることによって競合種のレベルを阻害する。いくつかの実施形態では、イオノフォアの存在は、イオノフォアの存在しない等価の発酵ブロスに対して、競合種を実質的に含まない発酵ブロスをもたらす。本明細書で用いられるとき、「実質的に含まない」とは、イオノフォアの存在しない発酵ブロスに対して競合種が１０％未満であることをいう。いくつかの実施形態では、「実質的に含まない」とは、イオノフォアの存在しない等価の発酵ブロスに対して競合種が１％未満であることをいう。好ましい実施形態では、「実質的に含まない」とは、イオノフォアの存在しない等価の発酵ブロスに対して競合種が微量であることをいう。
【００５４】
いくつかの実施形態では、バイオリアクターはさらに、１つ以上の塩基添加物を有する。塩基は、任意の適切な塩基であり得る。典型的には、塩基は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸リチウム、重炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよび重炭酸カリウムからなる群より選択される。好ましい実施形態では、塩基は水酸化イオンを有する。 
【００５５】
いくつかの実施形態では、ガス基質を発酵させる当該方法は、液体生産物を形成する。概して、液体生産物は、アルコール、酸およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の化合物を有する。いくつかの実施形態では、液体生産物は、１つ以上のアルコールである。アルコールは、任意の適切なアルコールであり得る。典型的には、アルコールは、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノールおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される。いくつかの実施形態では、液体生産物は、１つ以上の酸である。酸は、任意の適切な酸であり得る。典型的には、酸は、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン（ｐｅｎｔａｔｏｎｉｃ）酸、ヘキサン酸およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。
【００５６】
いくつかの例では、液体生産物は、発酵ブロス内の微生物によって生産され、発酵混合物をもたらす。特定の実施形態では、発酵混合物の一部がバイオリアクターから取り出され、かつ、液体生産物が発酵ブロスから分離される。分離は、任意の適切な方法によって達成され得る。いくつかの実施形態では、液体生産物は、蒸留によって分離される。任意選択的には、発酵混合物は処理され得る。いくつかの例では、処理はイオノフォアを回収するための遠心分離を有する。特定の実施形態では、処理はイオノフォアを回収するための固体除去を有する。
【００５７】
いくつかの実施形態では、発酵させる当該方法は、発酵ブロス、１つ以上の発酵種、ガス基質および１つ以上のイオノフォアを有する。
【００５８】
いくつかの実施形態では、発酵させる当該方法は、発酵ブロス、培地、１つ以上の発酵種、ガス基質および１つ以上のイオノフォアを有する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、発酵させる当該方法は、発酵ブロス、１つ以上の発酵種、１つ以上の競合種、ガス基質および１つ以上のイオノフォアを有する。
【００６０】
いくつかの実施形態では、発酵させる当該方法は、発酵ブロス、培地、１つ以上の発酵種、１つ以上の競合種、ガス基質および１つ以上のイオノフォアを有する。
【００６１】
いくかの実施形態では、発酵ブロスは、約１〜約６、約２〜約６．５、約３〜約５、５〜約７または約７〜約９のｐＨを有する。
【００６２】
ある実施形態では、イオノフォアはプロトン勾配を標的とする。
【００６３】
いくつかの実施形態では、イオノフォアはナトリウム勾配を標的とする。
【００６４】
いくつかの実施形態では、イオノフォアはカリウム勾配を標的とする。
【００６５】
いくつかの実施形態では、イオノフォアは、ナトリウム勾配およびカリウム勾配を標的とする。
【００６６】
いくつかの実施形態では、イオノフォアは、Ｌｉ＋勾配、Ｍｇ２＋勾配、Ｃａ２＋勾配またはＮＨ４＋勾配を標的とする。
【００６７】
いくつかの実施形態では、１つ以上の発酵属はクロストリジウムであり得る。
【００６８】
いくつかの実施形態では、競合属は、ムーレラまたはメタノコックスであり得る。
【００６９】
本発明はまた、ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムを提供し、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するように選択され；かつ、（ｅ）ガス基質が発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する。
【００７０】
いくつかの実施形態では、当該発酵システムは発酵容器を有する。発酵容器は、１つ以上の発酵種の増殖を可能にし得る、任意の適切な発酵容器であり得る。特定の実施形態では、発酵容器はバイオリアクターである。発酵容器はさらに、１つ以上の微生物を有する水性発酵ブロスを有する。
【００７１】
いくつかの実施形態では、当該発酵システムは、ガス基質供給導管を有する。典型的には、ガス基質供給導管は、ガス基質を発酵容器に導入するのに用いられる。いくつかの実施形態では、ガス基質は、発酵プロセスの任意のステップの最中に追加され得る。特定の実施形態では、ガス基質供給導管はさらに、発酵容器に関連する弁手段を有する。弁手段は、ガス基質の連続的、半連続的またはセグメント化された導入を調節し得る、任意の適切な弁手段であり得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、当該発酵システムはイオノフォア供給導管を有する。イオノフォア供給導管は、少なくとも１つのタイプのイオノフォアを発酵容器に導入するのに用いられる。イオノフォアは、発酵プロセスの任意のステップの最中に追加され得る。特定の実施形態では、イオノフォアの導入は、連続的であり得、セグメント化され得、半連続的であり得、または、それらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、イオノフォア供給導管はさらに、培地を発酵容器の中へと導入する。いくつかの実施形態では、イオノフォア供給導管はさらに、発酵容器に関連する弁手段を有する。弁手段は、イオノフォアの連続的、半連続的またはセグメント化された導入を調節し得る、任意の適切な弁手段であり得る。
【００７３】
いくつかの実施形態では、当該発酵システムはさらに、液体回収導管を有する。特定の実施形態では、液体回収導管は、発酵容器から液体生産物を収集するために用いられる。好ましい実施形態では、液体生産物は、ガス基質が発酵することが可能とされた後で収集される。
【００７４】
いくつかの例では、当該発酵システムはさらに、培地供給導管を有する。培地供給導管は、培地を発酵容器に追加するのに用いられる。いくつかの実施形態では、培地の導入は、連続的であり得、セグメント化され得、半連続的であり得、または、それらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、培地供給導管はさらに、発酵容器に関連する弁手段を有する。弁手段は、イオノフォアの連続的、半連続的またはセグメント化された導入を調節し得る、任意の適切な弁手段であり得る。
【００７５】
いくつかの例では、当該発酵システムはさらに、塩基供給導管を有する。塩基供給導管は、１つ以上の塩基を発酵容器に追加するのに用いられる。いくつかの実施形態では、塩基の導入は、連続的であり得、セグメント化され得、半連続的であり得、または、それらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、塩基供給導管はさらに、発酵容器に関連する弁手段を有する。弁手段は、塩基の連続的、半連続的またはセグメント化された導入を調節し得る、任意の適切な弁手段であり得る。
【００７６】
いくつかの例では、当該発酵システムはさらに、消泡剤供給導管を有する。消泡剤供給導管は、１つ以上の消泡剤を発酵容器に追加するのに用いられる。いくつかの実施形態では、消泡剤の導入は、連続的であり得、セグメント化され得、半連続的であり得、または、それらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、消泡剤供給導管はさらに、発酵容器に関連する弁手段を有する。弁手段は、消泡剤の連続的、半連続的またはセグメント化された導入を調節し得る、任意の適切な弁手段であり得る。
【００７７】
いくつかの例では、当該発酵システムはさらに、蒸留器を有する。特定の実施形態では、蒸留器は、バイオリアクターから取り出された発酵混合物の一部を受け取るために発酵容器と連通し得る。概して、蒸留器は、蒸留を介して発酵混合物から液体生産物を分離するように適合する。好ましい実施形態では、蒸留器は、発酵プロセスがその連続法を維持している間に液体生産物を除去する。
【００７８】
ある実施形態では、当該発酵システムは、発酵容器、ガス基質供給導管およびイオノフォア供給導管を有する。
【００７９】
ある実施形態では、当該発酵システムは、発酵容器、ガス基質供給導管、イオノフォア供給導管および液体回収導管を有する。
【００８０】
ある実施形態では、当該発酵システムは、発酵容器、ガス基質供給導管、イオノフォア供給導管、液体回収導管および蒸留器を有する。
【００８１】
ある実施形態では、当該発酵システムは、発酵容器、ガス基質供給導管、イオノフォア供給導管、液体回収導管、蒸留器および培地供給導管を有する。
【００８２】
ある実施形態では、当該発酵システムは、発酵容器、ガス基質供給導管、イオノフォア供給導管、液体回収導管、蒸留器、塩基供給導管、消泡剤供給導管および培地供給導管を有する。
【００８３】
発酵プロセスの個々の構成要素（例えば、発酵ブロス、培地、培地成分、ガス基質、塩基、イオノフォア、発酵種および競合種）は、本明細書に記載のパラメーターによって定められるようなものである。
【００８４】
発酵プロセスの個々の構成要素の量（例えば、培地成分の量、ガス基質の量および塩基の量）は、本明細書に記載の濃度によって定められるようなものである。 
【００８５】
本発明はさらに、次の例示的な実施形態によって示される。しかしながら、本発明は、次の実施形態によって限定されない。 
【００８６】
（１）ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）基質が発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である、前記方法。
【００８７】
（２）ガス基質を発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、該バイオリアクターは発酵種を有する発酵ブロスを有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを最小限に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）ガス基質が発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である、前記方法。
【００８８】
（３）ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをバイオリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有し、ガス基質は発酵生産物のための主要な炭素源である、前記方法。
【００８９】
（４）ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成する方法であって、当該方法は：（ａ）ガス基質をバイオリアクターの中へと導入することを有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり、該バイオリアクターはその中に発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｂ）少なくとも１つのタイプのイオノフォアをリアクターの中へと導入することを有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｃ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵して液体生産物を生産することを可能にすることを有する、前記方法。
【００９０】
（５）競合種が汚染物質であり、かつ、１つの発酵種がＣｌ固定微生物である、実施形態（４）の方法。
【００９１】
（６）培地をバイオリアクターの中へと導入することをさらに有する、実施形態（４）または（５）の方法。
【００９２】
（７）培地が次の構成要素のうちの１つ以上を有し、該構成要素は：少なくとも１つのビタミン、少なくとも１つのミネラルおよび少なくとも１つの金属である、実施形態（６）の方法。
【００９３】
（８）培地が少なくとも１つのタイプのビタミンを有する、実施形態（７）の方法。
【００９４】
（９）少なくとも１つのタイプのビタミンが、少なくとも１つの発酵種の増殖を高めるように選択された栄養物を有する、実施形態（８）の方法。
【００９５】
（１０）培地が少なくとも１つの金属を有する、実施形態（７）〜（９）のいずれか１つの方法。
【００９６】
（１１）金属が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：リチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ヒ素、セレン、アルミニウム、シリコン、亜リン酸、モリブデン、ジルコニウム、銀、パラジウム、亜鉛、タングステンおよびカドミニウムである、実施形態（１０）の方法。
【００９７】
（１２）培地が少なくとも１つのミネラルを有する、実施形態（７）〜（１１）のいずれか１つの方法。
【００９８】
（１３）ミネラルが任意の形態の次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：窒素、カルシウム、塩化物、鉄、ヨウ素、カリウム、モリブデン、マグネシウム、硫黄、亜リン酸およびナトリウムである、実施形態（１２）の方法。
【００９９】
（１４）液体生産物が、少なくとも１つのアルコール、少なくとも１つの酸またはそれらの任意の組み合わせである、実施形態（５）〜（１３）のいずれか１つの方法。
（１５）液体生産物が、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール  酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸およびヘキサン酸のうちの１つ以上である、実施形態（１４）の方法。
【０１００】
（１６）液体生産物がエタノールである、実施形態（１５）の方法。
【０１０１】
（１７）液体生産物がブタノールである、実施形態（１５）の方法。
【０１０２】
（１８）発酵ブロスのｐＨが、約１〜約９である、実施形態（５）〜（１７）のいずれか１つの方法。
【０１０３】
（１９）ｐＨが約２〜約７である、実施形態（１８）の方法。
【０１０４】
（２０）ｐＨが約３〜約７である、実施形態（１８）の方法。
【０１０５】
（２１）ｐＨが約２〜約６である、実施形態（１８）の方法。
【０１０６】
（２２）塩基をバイオリアクターの中へと導入することをさらに有する、実施形態（１）〜（２１）のいずれか１つの方法。
【０１０７】
（２３）塩基が水酸化イオンを有する、実施形態（２２）の方法。
【０１０８】
（２４）塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムのうちの１つ以上を有する、実施形態（２２）の方法。
【０１０９】
（２５）ガス基質がシンガスである、実施形態（１）〜（２４）のいずれか１つの方法。
【０１１０】
（２６）ガス基質の少なくとも一部が、固体基質のガス化から調製される、実施形態（１）〜（２５）のいずれか１つの方法。
【０１１１】
（２７）ガス化した固体基質が次の項目のうちの１つ以上であり、該項目は：バイオマス、石炭、木片または都市廃棄物である、実施形態（２６）の方法。
【０１１２】
（２８）ガス基質の少なくとも一部が、ガス前駆体の改質から調製される、実施形態（１）〜（２７）のいずれか１つの方法。
【０１１３】
（２９）蒸気が改質に用いられる、実施形態（２８）の方法。
【０１１４】
（３０）酸素が改質に用いられる、実施形態（２８）の方法。
【０１１５】
（３１）ガス前駆体がメタンである、実施形態（２８）の方法。
【０１１６】
（３２）ガス基質の少なくとも一部が、石炭から調製される、実施形態（１）〜（３１）のいずれか１つの方法。
【０１１７】
（３３）ガス基質が、バイオリアクターの中への導入前に洗浄される、実施形態（１）〜（３２）のいずれか１つの方法。
【０１１８】
（３４）ガス前駆体が洗浄される、実施形態（３３）の方法。
【０１１９】
（３５）ガス基質が部分的に酸化される、実施形態（１）〜（３４）のいずれか１つの方法。
【０１２０】
（３６）発酵種が、アセトゲン、ホモアセトゲンまたはそれらの組み合わせである、実施形態（１）〜（３５）のいずれか１つの方法。
【０１２１】
（３７）発酵種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、実施形態（３６）の方法。
【０１２２】
（３８）競合種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、実施形態（１）〜（３７）のいずれか１つの方法。
【０１２３】
（３９０）競合種が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）生産のためにナトリウム勾配を用い、かつ、イオノフォアが、ナトリウム勾配がＡＴＰを生産することを阻害する、実施形態（１）〜（３８）のいずれか１つの方法。
【０１２４】
（４０）発酵種が、ＡＴＰ生産のために水素勾配を用いる、実施形態（１）〜（３９）のいずれか１つの方法。
【０１２５】
（４１）イオノフォアが抗生物質である、実施形態（１）〜（４０）のいずれか１つの方法。
【０１２６】
（４２）イオノフォアが次の項目の１つ以上であり得、該項目は：１２−クラウン−４、１５−クラウン−６、１８−クラウン−６、ジベンゾ−１８−クラウン−６およびジアザ−１８−クラウン−６、Ａ２３１８７、４−ブロモ−Ａ２３１８７、アラメチシン、ビューベリシン、バプタ（ＡＭ）、カルシマイシン、セゾマイシン、カルボニル  シアニド  ｍ−クロロフェニル  ヒドラゾン、ＣＡ  １００１、エンニアチン、グラミシジン  Ａ、ヘレブリン、イオノマイシン、ラサロシド、モネシン、ニゲリシン、ノナクチン、フェナミルメタンスルホン酸塩、サリノマイシン、テトナシン、ＥＴＨ２１２０、ＥＴＨ  ２２７、ＥＴＨ  １５７、２，３：１１，１２−ジデカリノ−１６−クラウン−５、ＤＤ−１６−Ｃ−５、ＥＴＨ  ４１２０、ドデシルメチルマロン酸  ビス［（１２−クラウン−４）メチル  エステル］、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］  ２，２−ジドデシルマロネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルカリックス［４］アレーン−四酢酸  テトラエチル  エステル、ＢＭＥ  ４４およびバリノマイシンである、実施形態（１）〜（４１）のいずれか１つの方法。
【０１２７】
（４３）イオノフォアが液体飼料に導入される、実施形態（１）〜（４２）のいずれか１つの方法。
【０１２８】
（４４）イオノフォアが、約１００ｍＭ未満の濃度で液体飼料中に存在する、実施形態（４３）の方法。
【０１２９】
（４５）消泡剤をバイオリアクターの中へと導入することをさらに有する、実施形態（１）〜（４４）のいずれか１つの方法。
【０１３０】
（４６）発酵ブロスがさらに、水を含有する、実施形態（１）〜（４５）のいずれか１つの方法。
【０１３１】
（４７）イオノフォアが発酵ブロス中で溶解する、実施形態（１）〜（４６）のいずれか１つの方法。
【０１３２】
（４８）イオノフォアが、発酵ブロス中で固定化され、かつ／または、不溶性である、実施形態（１）〜（４６）のいずれか１つの方法。
【０１３３】
（４９）液体生産物が、発酵ブロス内の微生物によって生産されて発酵混合物を形成する、実施形態（１）〜（４８）のいずれか１つの方法。
【０１３４】
（５０）発酵混合物の一部がバイオリアクターから取り出され、かつ、液体生産物が発酵混合物から分離される、実施形態（５１）の方法。
【０１３５】
（５１）分離が蒸留によるものである、実施形態（５０）の方法。
【０１３６】
（５２）発酵混合物が処理される、実施形態（５１）の方法。
【０１３７】
（５３）処理が、固定化され、かつ／または、不溶性であるイオノフォアを回収するために遠心分離を有する、実施形態（５２）の方法。
【０１３８】
（５４）処理が、イオノフォアを回収するために固体除去を有する、実施形態（５３）の方法。
【０１３９】
（５５）イオノフォアの導入が連続的である、実施形態（１）〜（５４）のいずれか１つの方法。
【０１４０】
（５６）イオノフォアの導入がセグメント化される、実施形態（１）〜（５４）のいずれか１つの方法。
【０１４１】
（５７）イオノフォアの導入が半連続的である、実施形態（１）〜（５４）のいずれか１つの方法。
【０１４２】
（５８）ガス基質の導入が連続的である、実施形態（１）〜（５７）のいずれか１つの方法。
【０１４３】
（５９）ガス基質の導入がセグメント化される、実施形態（１）〜（５７）のいずれか１つの方法。
【０１４４】
（６０）ガス基質の導入が半連続的である、実施形態（１）〜（５７）のいずれか１つの方法。
【０１４５】
（６１）イオノフォアが多孔質粒子中で固定化される、実施形態（１）〜（６０）のいずれか１つの方法。
【０１４６】
（６２）固定化が、イオノフォアと多孔質粒子との間の電子力を用いることによるものである、実施形態（１）〜（６１）のいずれか１つの方法。
【０１４７】
（６３）ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するように選択され；かつ、（ｅ）ガス基質が発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、前記システム。
【０１４８】
（６４）ガス基質を発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス供給導管を有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは発酵種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、発酵種が増殖すること、および／または、液体生産物を生産することを最小限に阻害するように選択され；かつ、（ｅ）ガス基質が発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、前記システム。
【０１４９】
（６５）ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス基質供給導管を有し；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｅ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、前記システム。
【０１５０】
（６６）ガス基質を嫌気的に発酵させて液体生産物を形成するための発酵システムであって、当該システムは：（ａ）発酵容器を有し；（ｂ）該発酵容器の中へとガス基質を導入するためのガス供給導管を有し、該ガス基質は次の構成要素のうちの少なくとも１つを有し、該構成要素は：一酸化炭素、二酸化炭素および水素であり；（ｃ）発酵容器に配置された水性発酵ブロスを有し、該発酵ブロスは少なくとも２つのタイプの微生物を含有し、一方のタイプは少なくとも１つの発酵種を有し、かつ、他方のタイプは少なくとも１つの競合種を有し；（ｄ）発酵容器と連通した、容器の中へと少なくとも１つのタイプのイオノフォアを導入するためのイオノフォア供給導管を有し、該イオノフォアは、少なくとも１つの競合種が増殖すること、および／または、望まれない生産物を生産することを優先的に阻害するための選択性を有し；かつ、（ｅ）ガス基質が少なくとも１つの発酵種への曝露によって発酵することが可能とされた後で液体生産物を収集するための液体回収導管を有する、前記システム。
【０１５１】
（６７）イオノフォア供給導管がさらに、培地を容器の中へと導入する、実施形態（６６）のシステム。
【０１５２】
（６８）培地を容器の中へと導入するための培地供給導管をさらに有する、実施形態（６７）のシステム。
【０１５３】
（６９）培地が次の構成要素のうちの１つ以上を有し、該構成要素は：少なくとも１つのビタミン、少なくとも１つのミネラルおよび少なくとも１つの金属である、実施形態（６７）または（６８）のシステム。
【０１５４】
（７０）培地が少なくとも１つのタイプのビタミンを有する、実施形態（６９）のシステム。
【０１５５】
（７１）少なくとも１つのタイプのビタミンが、少なくとも１つの発酵種の増殖を高めるように選択された栄養物を有する、実施形態（７０）のシステム。
【０１５６】
（７２）培地が少なくとも１つの金属を有する、実施形態（６９）〜（７１）のいずれか１つのシステム。
【０１５７】
（７３）金属が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：リチウム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、ガリウム、ヒ素、セレン、アルミニウム、シリコン、亜リン酸、モリブデン、ジルコニウム、銀、パラジウム、亜鉛、タングステンおよびカドミニウムである、実施形態（７２）のシステム。
【０１５８】
（７４）培地が少なくとも１つのミネラルを有する、実施形態（６９）〜（７３）のいずれか１つのシステム。
（７５）ミネラルが次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：窒素、カルシウム、塩化物、鉄、ヨウ素、カリウム、モリブデン、マグネシウム、硫黄、亜リン酸およびナトリウムである、実施形態（７４）のシステム。
【０１５９】
（７６）液体生産物が、少なくとも１つのアルコール、酸またはそれらの任意の組み合わせを有する、実施形態（６６）〜（７５）のいずれか１つのシステム。
【０１６０】
（７７）液体生産物が、エタノール、ｎ−プロパノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノール、イソ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸およびヘキサン酸のうちの１つ以上である、実施形態（７６）のシステム。
【０１６１】
（７８）液体生産物がエタノールである、実施形態（７７）のシステム。
【０１６２】
（７９）液体生産物がブタノールである、実施形態（７７）のシステム。
【０１６３】
（８０）発酵ブロスのｐＨが、約１〜約９である、実施形態（６６）〜（７９）のいずれか１つのシステム。
【０１６４】
（８１）ｐＨが約２〜約７である、実施形態（８０）のシステム。
【０１６５】
（８２）ｐＨが約３〜約７である、実施形態（８０）のシステム。
【０１６６】
（８３）ｐＨが約２〜約６である、実施形態（８０）のシステム。
【０１６７】
（８４）塩基および／またはブロスを容器の中へと導入するための塩基供給導管をさらに有する、実施形態（６６）〜（８３）のいずれか１つのシステム。
【０１６８】
（８５）塩基が水酸化イオンを有する、実施形態（８４）のシステム。
【０１６９】
（８６）塩基が、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウムおよび重炭酸カリウムのうちの１つ以上を有する、実施形態（８５）のシステム。
【０１７０】
（８７）ガス基質がシンガスである、実施形態（６６）〜（８６）のいずれか１つのシステム。
【０１７１】
（８８）ガス基質の少なくとも一部が、固体ガス基質のガス化から調製される、実施形態（６６）〜（８７）のいずれか１つのシステム。
【０１７２】
（８９）固体ガス基質が次の項目のうちの１つ以上であり、該項目は：バイオマス、石炭、木片または都市廃棄物である、実施形態（８８）のシステム。
【０１７３】
（９０）ガス基質の少なくとも一部が、ガス前駆体の改質から調製される、実施形態（６６）〜（８９）のいずれか１つのシステム。
【０１７４】
（９１）蒸気が改質に用いられる、実施形態（９０）のシステム。
【０１７５】
（９２）酸素が改質に用いられる、実施形態（９０）のシステム。
【０１７６】
（９３）ガス前駆体がメタンである、実施形態（９０）のシステム。
【０１７７】
（９４）ガス基質の少なくとも一部が、石炭から調製される、実施形態（６６）〜（９３）のいずれか１つのシステム。
【０１７８】
（９５）ガス基質が部分的に酸化される、実施形態（６６〜９４）のシステム。
【０１７９】
（９６）ガス基質が、バイオリアクターの中への導入前に洗浄される、実施形態（６６）〜（９５）のいずれか１つのシステム。
【０１８０】
（９７）ガス前駆体が洗浄される、実施形態（９６）のシステム。
【０１８１】
（９８）発酵種が、アセトゲン、ホモアセトゲンまたはそれらの組み合わせである、実施形態（６６）〜（９７）のいずれか１つのシステム。
【０１８２】
（９９）発酵種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、実施形態（９８）のシステム。
【０１８３】
（１００）競合種が次の項目のうちの１つ以上を有し、該項目は：アセチトマクラム  ルミニス、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトゲニウム  キブイ、アセトアナエロビウム  ノテラエ、アセトハロビウム  アラバチカム、アセトバクテリウム  ウッディイ、アセトバクテリウム  カルビノリカム、アセトバクテリウム  マリカム、アセトバクテリウム  ウィリンガエ、アセトバクテリウム  プサモリチカム、アセトバクテリウム  フィメタリウム、アセトバクテリウム  パルドサム、アセトバクテリウム  ツンドラエ、アセトバクテリウム  バキイ、アセトネマ  ロンガム、アルカリバクルム  バッキ、ブラウティア  コッコイデス、ブラウティア  ヒドロゲノトロフィカ、ブラウティア  プロダクタ、ブラウティア  シェンキィ、ブチリバクテリウム  メチロトロフィカム、カルダナエロバクター  サブテラネウス、カルダナエロバクター  サブテラネウス  パシフィカス、カルボキシドサーマス  ヒドロゲノホルマンス、クロストリジウム  アセチカム、クロストリジウム  アセトブチリウム、クロストリジウム  アセトブチリカム、クロストリジウム  オートエタノゲナム、クロストリジウム  カルボキシディボランス、クロストリジウム  コスカッティ、クロストリジウム  ディフィシル、クロストリジウム  ドラケイ、クロストリジウム  フォルミカセティカム、クロストリジウム  グリコリカム、クロストリジウム  リュングダリイ、クロストリジウム  マグナム、クロストリジウム  マヨムベイ、クロストリジウム  メソオキシベンゾボランス、クロストリジウム  パスツーリアナム、クロストリジウム  ラグスダレイ、クロストリジウム  スカトロゲネス、クロストリジウム  サーモアセティカム、クロストリジウム  ウルツネンス、デスルホトマクラム  クズネツォビイ、エシェリヒア  コリ、ユウバクテリウム  アグレガンス、ユウバクテリウム  リモサム、フクシエラ  アルカリアセチゲナ、ゲオバクター  スルフレデュセンス、ホロファーガ  フォエティーダ、メタノサルシナ  アセチボランス、メタノサルシナ  バーケリ、モーレラ  マルデリ、モーレラ  サーモアセティカ、モーレラ  サーモオートトロフィカ、オキソバクター  フェニギイ、ペプトストレプトコッカス  プロダクタス、ルミノコッカス  プロダクタス、スポロミュサ  パウシボランス、スポロミュサ  スフェロイデス、スポロミュサ  マロニカ、スポロミュサ  ターミティダ、スポロミュサ  オバータ、スポロミュサ  シルバセティカ、スポロミュサ  アシドボランス、スポロミュサ  リゼ、サーモアネロバクター  キブイ、サーマセトゲニウム  ファエウムおよびトレポネーマ  プリミティアである、実施形態（６６）〜（９９）のいずれか１つのシステム。
【０１８４】
（１０１）競合種が、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）生産のためにナトリウム勾配を用い、かつ、イオノフォアが、ナトリウム勾配がＡＴＰを生産することを阻害する、実施形態（６６）〜（１００）のいずれか１つのシステム。
【０１８５】
（１０２）発酵種が、ＡＴＰ生産のために水素勾配を用いる、実施形態（６６）〜（１０１）のいずれか１つのシステム。
【０１８６】
（１０３）イオノフォアが抗生物質である、実施形態（６６）〜（１０２）のいずれか１つのシステム。
【０１８７】
（１０４）イオノフォアが次の項目の１つ以上であり得、該項目は：１２−クラウン−４、１５−クラウン−６、１８−クラウン−６、ジベンゾ−１８−クラウン−６およびジアザ−１８−クラウン−６、Ａ２３１８７、４−ブロモ−Ａ２３１８７、アラメチシン、ビューベリシン、バプタ（ＡＭ）、カルシマイシン、セゾマイシン、カルボニル  シアニド  ｍ−クロロフェニル  ヒドラゾン、ＣＡ  １００１、エンニアチン、グラミシジン  Ａ、ヘレブリン、イオノマイシン、ラサロシド、モネシン、ニゲリシン、ノナクチン、フェナミルメタンスルホン酸塩、サリノマイシン、テトナシン、ＥＴＨ２１２０、ＥＴＨ  ２２７、ＥＴＨ  １５７、２，３：１１，１２−ジデカリノ−１６−クラウン−５、ＤＤ−１６−Ｃ−５、ＥＴＨ  ４１２０、ドデシルメチルマロン酸  ビス［（１２−クラウン−４）メチル  エステル］、ビス［（１２−クラウン−４）メチル］  ２，２−ジドデシルマロネート、４−ｔｅｒｔ−ブチルカリックス［４］アレーン−四酢酸  テトラエチル  エステル、ＢＭＥ  ４４およびバリノマイシンである、実施形態（６７）〜（１０３）のいずれか１つのシステム。
【０１８８】
（１０５）イオノフォアが液体飼料に導入される、実施形態（６６）〜（１０４）のいずれか１つのシステム。
【０１８９】
（１０６）イオノフォアが、約１００ｍＭ未満の濃度で液体飼料中に存在する、実施形態（１０５）のシステム。
【０１９０】
（１０７）消泡剤を容器の中へと導入するための消泡剤供給導管をさらに有する、実施形態（６６）〜（１０６）のいずれか１つのシステム
【０１９１】
（１０８）イオノフォアが発酵ブロス中で溶解する、実施形態（６６）〜（１０７）のいずれか１つのシステム。
【０１９２】
（１０９）イオノフォアが、発酵ブロス中で固定化され、かつ／または、不溶性である、実施形態（６６）〜（１０７）のいずれか１つのシステム。
【０１９３】
（１１０）液体生産物が、発酵ブロス内の微生物によって生産されて発酵混合物を形成する、実施形態（６６）〜（１０９）のいずれか１つのシステム。
【０１９４】
（１１１）発酵混合物の一部がバイオリアクターから取り出される、実施形態（１１０）のシステム。
【０１９５】
（１１２）蒸留器をさらに有し、該蒸留器は、バイオリアクターから取り出された発酵混合物の一部を受け取るために容器と連通し、該蒸留器は、発酵混合物から液体生産物を分離するように適合する、実施形態（１１０）のシステム。
【０１９６】
（１１３）発酵混合物を処理するための処理手段をさらに有する、実施形態（１１２）のシステム。
【０１９７】
（１１４）処理手段が、固定化され、かつ／または、不溶性であるイオノフォアを回収するために遠心分離機を有する、実施形態（１１３）のシステム。
【０１９８】
（１１５）イオノフォア供給手段に関連する弁手段をさらに有し、該弁手段は、イオノフォアの連続的、半連続的、または、交互の導入を調節するためのものである、実施形態（６６）〜（１１４）のいずれか１つのシステム。
【０１９９】
（１１６）ガス供給手段に関連する弁手段をさらに有し、該弁手段は、ガス基質の連続的、半連続的、または、交互の導入を調節するためのものである、実施形態（６６）〜（１１５）のいずれか１つのシステム。
【０２００】
（１１７）イオノフォアが多孔質粒子中または多孔質粒子上で固定化される、実施形態（６６）〜（１１６）のいずれか１つのシステム。
【０２０１】
（１１８）固定化が、イオノフォアと多孔質粒子との間の電子力を用いることによるものである、実施形態（６６）〜（１１７）のいずれか１つのシステム。
【０２０２】
上記は、実施形態の例に過ぎないことが注目されるであろう。本明細書の記載全体から、その他の例示的な実施形態が明らかである。これら実施形態はそれぞれ、本明細書において提供されるその他の実施形態との種々の組み合わせで用いられてもよいこともまた、当業者によって理解されるであろう。
【実施例】
【０２０３】
次の実施例は、本発明の特定の実施形態、および、その種々の使用を示している。それらは例示的な目的のみで記載されるが、もちろん、いかなる意味でもその範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【０２０４】
実施例１
定常状態作動時における２０μＭスラッグ投与量を用いた汚染制御
クロストリジウム  オートエタノゲナムといったホモアセトゲンを含有する２リットルのバイオリアクターに、ナトリウム特異的イオノフォア（例えば、モネンシン）といったイオノフォアが追加される。実験Ａは対照である。実験Ｂでは、バイオリアクターに、アセトバクテリウム  ウッディイといった酢酸塩のみ生産するものの競合種が追加される。実験Ｂは、イオノフォアが、バイオリアクターにおいて標的微生物群集を阻害するのに用いられ得ることを示している。実験Ｃは、未知の環境サンプルを介して供給されている競合種で汚染されたホモアセトゲンリアクターを利用する。実験Ｃは、イオノフォアが、多数の汚染物質に対するプロセスホモアセトゲンについての選択を有することを示している。
【０２０５】
実験Ａ
バイオリアクターの定常状態作動に到達するとすぐに、イオノフォアは、スラッグ投与量（計２０μＭ）として追加される。バイオリアクターは、クロストリジウム  オートエタノゲナムといった発酵種を含有する。結果は、ホモアセトゲンがイオノフォアの追加によって阻害されないことを示している。
【０２０６】
実験Ｂ
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は、０．２５％の酵母抽出物で補充される。両方のリアクターについて、発酵種（例えば、クロストリジウム株）の上にアセトバクテリウム  ウッディイのタイプのホモアセトゲンといった競合種が播種される。定常状態作動に到達するとすぐに、イオノフォアは、スラッグ投与量（計２０μＭ）としてタンクのうちの１つに補充される。投与量の有効性を判定するのに、生産物組成（アルコールについての選択）の遺伝子解析および評価が用いられる。結果は、イオノフォアが競合種（例えば、アセトバクテリウム株）を阻害し、かつ、発酵種（例えば、クロストリジウム株）を阻害しないことを示している。イオノフォアを有するバイオリアクターは、汚染の時間にわたって、イオノフォアの存在しないバイオリアクターより少なくとも１０％多いエタノールを作る。遺伝子解析は、イオノフォアの存在しないバイオリアクターには競合種が存在するが、イオノフォアが補充されたバイオリアクターからは洗い落とされることを示している。
【０２０７】
実験Ｃ
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は０．２５％の酵母抽出物で補充され、かつ、両方のバイオリアクターについて、生産物株の上には環境サンプルが播種される。定常状態作動に到達するとすぐに、イオノフォアの選択物が、スラッグ投与量（計２０μＭ）としてバイオリアクターのうちの１つに補充される。投与量の有効性を判定するのに、生産物組成（アルコールについての選択）の評価が用いられる。結果は、イオノフォアを受け取るバイオリアクターが１０％多くエタノールを生産し、かつ、意図しない生産物のために電子を失わないことを示している。
【０２０８】
実施例２
定常状態作動時における持続的投与量を用いた汚染制御
クロストリジウム  オートエタノゲナムといったホモアセトゲンを含有する２リットルのバイオリアクターに、ナトリウム特異的イオノフォア（例えば、モネンシン）といったイオノフォアが追加される。実験Ｄは対照である。実験Ｅでは、バイオリアクターに、アセトバクテリウム  ウッディイといった酢酸塩のみ生産するものの競合種が追加される。実験Ｅは、イオノフォアが、バイオリアクターにおいて標的微生物群集を阻害するのに用いられ得ることを示している。実験Ｆは、未知の環境サンプルを介して供給されている競合種で汚染されたホモアセトゲンリアクターを利用する。実験Ｆは、イオノフォアが、多数の汚染物質に対するプロセスホモアセトゲンについての選択を有することを示している。
【０２０９】
実験Ｄ
バイオリアクターの定常状態作動に到達するとすぐに、イオノフォアは、持続的投与量として追加され、バイオリアクターにおける最終濃度は２０μＭである。バイオリアクターは、クロストリジウム  オートエタノゲナムといった発酵種を含有する。結果は、ホモアセトゲンがイオノフォアの追加によって阻害されないことを示している。
【０２１０】
実験Ｅ
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は、０．２５％の酵母抽出物で補充される。両方のリアクターについて、発酵種（例えば、クロストリジウム株）の上にアセトバクテリウム  ウッディイのタイプのホモアセトゲンといった競合種が播種される。定常状態作動に到達するとすぐに、イオノフォアは、持続的投与量として追加され、バイオリアクターにおける最終濃度は２０μＭである。投与量の有効性を判定するのに、生産物組成（アルコールについての選択）の遺伝子解析および評価が用いられる。結果は、イオノフォアが競合種（例えば、アセトバクテリウム株）を阻害し、かつ、発酵種（例えば、クロストリジウム株）を阻害しないことを示している。イオノフォアを有するバイオリアクターは、汚染の時間にわたって、イオノフォアの存在しないバイオリアクターより少なくとも１０％多いエタノールを作る。遺伝子解析は、イオノフォアの存在しないバイオリアクターには競合種が存在するが、イオノフォアが補充されたバイオリアクターからは洗い落とされることを示している。
実験Ｆ
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は０．２５％の酵母抽出物で補充され、かつ、両方のバイオリアクターについて、生産物株の上には環境サンプルが播種される。定常状態作動に到達するとすぐに、イオノフォアの選択物が、持続的投与量として追加され、バイオリアクターにおける最終濃度は２０μＭである。投与量の有効性を判定するのに、生産物組成（アルコールについての選択）の評価が用いられる。結果は、イオノフォアを受け取るバイオリアクターが１０％多くエタノールを生産し、かつ、意図しない生産物のために電子を失わないことを示している。
【０２１１】
実施例３
バイオリアクターの始動時におけるスラッグ投与量を用いた汚染制御
クロストリジウム  オートエタノゲナムといったホモアセトゲンを含有する２リットルのバイオリアクターに、ナトリウム特異的イオノフォア（例えば、モネンシン）といったイオノフォアが追加される。実験Ｇは対照である。実験Ｈでは、バイオリアクターに、アセトバクテリウム  ウッディイといった酢酸塩のみ生産するものの競合種が追加される。実験Ｈは、イオノフォアが、バイオリアクターにおいて標的微生物群集を阻害するのに用いられ得ることを示している。実験Ｉは、未知の環境サンプルを介して供給されている競合種で汚染されたホモアセトゲンリアクターを利用する。実験Ｉは、イオノフォアが、多数の汚染物質に対するプロセスホモアセトゲンについての選択を有することを示している。
【０２１２】
実験Ｇ
イオノフォアは、５μＭのスラッグ投与量としてバイオリアクターの始動時にタンクのうちの１つに追加される。バイオリアクターは、クロストリジウム  オートエタノゲナムといった発酵種を含有する。結果は、ホモアセトゲンがイオノフォアの追加によって阻害されないことを示している。
【０２１３】
実験Ｈ
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は、０．２５％の酵母抽出物で補充される。両方のリアクターについて、発酵種（例えば、クロストリジウム株）の上にアセトバクテリウム  ウッディイのタイプのホモアセトゲンといった競合種が播種される。イオノフォアは、５μＭのスラッグ投与量としてバイオリアクターの始動時にタンクのうちの１つに追加される。投与量の有効性を判定するのに、生産物組成（アルコールについての選択）の遺伝子解析および評価が用いられる。結果は、イオノフォアが競合種（例えば、アセトバクテリウム株）を阻害し、かつ、発酵種（例えば、クロストリジウム株）を阻害しないことを示している。イオノフォアを有するバイオリアクターは、汚染の時間にわたって、イオノフォアの存在しないバイオリアクターより少なくとも１０％多いエタノールを作る。遺伝子解析は、イオノフォアの存在しないバイオリアクターには競合種が存在するが、イオノフォアが補充されたバイオリアクターからは洗い落とされることを示している。
【０２１４】
実験Ｉ
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は０．２５％の酵母抽出物で補充される。両方のリアクターについて、生産物株の上にはアセトバクテリウム  ウッディイのタイプのホモアセトゲンといった競合種が播種される。イオノフォアは、５μＭのスラッグ投与量としてバイオリアクターの始動時にタンクのうちの１つに追加される。この投与量の有効性を判定するのに、生産物組成（アルコールについての選択）の評価が用いられる。結果は、イオノフォアを受け取らない対照バイオリアクターが、定常状態作動に入っていくにつれてほぼ５％多く酢酸を生産することを示している。
【０２１５】
実施例４
バイオリアクターの始動時における持続的投与量を用いた汚染制御
２つのバイオリアクターが用いられる。培地は、０．２５％の酵母抽出物で補充される。両方のバイオリアクターについて、生産物株の上にはアセトバクテリウム  ウッディイのタイプのホモアセトゲンといった競合種が播種される。ナトリウム特異的イオノフォア（例えば、モネンシン）といったイオノフォアが、生産物組成（アルコールについての選択）の評価に基づいて調整される持続的投与量としてバイオリアクターの始動時にタンクのうちの１つに追加される。投与量ガイドラインは、ＯＤとの関係であり得、２０ｍＭのイオノフォア溶液の流量は、バイオリアクター中の濃度を６μＭ／ＯＤで維持するために変化する。結果は、イオノフォアが補充されたリアクターが、望まれない競合種（例えば、アセトバクテリウム微生物）が増殖することを可能にしないことを示している。イオノフォアを受け取らない対照バイオリアクターは、おそらく競合種（すなわち、アセトバクテリウム）汚染に起因して、ほぼ１０％多く酢酸を生産した。
【０２１６】
実施例５
図１を参照することによって、システムの説明的な実施形態およびその応用例が促進されるであろう。図１は、シンガスの嫌気性生物変換からの少なくとも１つの液体生産物の生産および回収のために本発明によるプロセスを実行するのに適した、概して１００で示される装置の概略図である。本発明は、連続モードまたはバッチモードのいずれかで作動され得る。図１は、ポンプ、圧縮機、弁、器具、交換器およびその配置および作動が化学工学に熟達した者には周知であるその他のデバイスといった主要でない機器を省略する。図１はまた、補助ユニット作動を省略する。
【０２１７】
ライン１０２を介して発酵リアクター１０４にシンガスが提供される。発酵リアクター１０４は、水性発酵ブロス、および、ガス基質を少なくとも１つの液体生産物へと発酵させるための微生物を保持するように適合する。ライン１０６を介して発酵リアクター１０４から、概して窒素、メタンならびに未反応の水素、二酸化炭素および一酸化炭素を有するオフガスが取り出される。ライン１０６におけるオフガスのすべてまたは一部が、さらなる処理のためにライン１０８を介して方向付けられる。必要に応じて、ライン１０５を介して発酵槽１０４へと少なくとも１つのイオノフォアが追加される。 
【０２１８】
ライン１１０を介して発酵リアクター１０４における水性発酵ブロスの一部が取り出され、熱ポンプアセンブリー１１２にて加熱され、その後、ライン１１４を介して蒸留アセンブリー１１６へと渡される。熱ポンプアセンブリーは、間接式熱交換器（それから熱ポンプが熱を除去し、または、その中に熱ポンプが熱を導入する）を有する。ライン１１８を介して発酵リアクター１０４から発酵ブロスが取り出され、かつ、熱ポンプアセンブリー１１２にて冷却され、かつ、ライン１２０を介して発酵リアクター１０４へと戻される。したがって、発熱発酵からの熱が除去され、かつ、蒸留アセンブリー１１６へと移動する水性発酵ブロスの温度を上昇させるのに用いられ、次に、蒸留アセンブリーのための蒸留アセンブリーにおけるその他のユニット作動（図示せず）によって供給される必要のある熱を減少させ、その間に、同時に発酵槽１０４におけるブロスの外部冷却要件を減少させる。
【０２１９】
蒸留アセンブリー１１６は、水性相から生産物を分離し、かつ、提供されたものはライン１２４を介して取り出される。非凝縮物は、ライン１２２を介して蒸留アセンブリー１１６から外に出る。蒸留アセンブリー１１６における熱は、ガス基質の発酵に用いられる微生物を殺す。微生物からの固体、少なくとも１つの固定され、かつ／または、不溶性のイオノフォアおよび水性相における溶液から沈殿したタンパク質を含有する底ストリーム（水性留分）が、ライン１２６を介して固体分離ユニット１２８作動（説明の目的では、遠心分離機）へと渡される。イオノフォアを含有する固体枯渇画分は、ライン１３０を介して遠心分離機から取り出され、かつ、ライン１３２を介して発酵リアクター１０４へと戻され得る。固体分離ユニット作動１２８からの固体画分は、ライン１３４を介して嫌気性消化装置１３６へと輸送される。
【０２２０】
嫌気性消化装置１３６は、メタンを有するバイオガスを生成し、かつ、発酵によって生成される固体を減少させる。嫌気性消化装置１３６において生成されるバイオガスは、ライン１３８を介してバイオガススクラバー１４０へと渡されて、硫化水素が除去される。
【０２２１】
この例は、システムの実施形態およびその応用例を説明するに過ぎないことが理解されるであろう。システムのその他の変形および修正ならびにその応用例が、本明細書の全記載から当業者に容易に明らかであろう。
【０２２２】
本明細書で引用された刊行物、特許出願および特許を含むすべての文献が、各文献が個別かつ具体的に参照によって組み込まれることが示され、かつ、本明細書にその全体が記載されたのと同程度に、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０２２３】
本発明を説明する文脈（特に以下の請求項の文脈）での「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」および「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」ならびに類似の指示語の使用は、本明細書に逆のことが示され、または、文脈に明らかに矛盾するのでなければ、単数および複数の両方をカバーすると解釈されるべきである。１つ以上の項目のリストが後に続く用語「少なくとも１つ」（例えば、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」）の使用は、本明細書に逆のことが示され、または、文脈に明らかに矛盾するのでなければ、リストされた項目から選択される１つの項目（ＡもしくはＢ）またはリストされた項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせ（ＡおよびＢ）を意味するものとして解釈されるべきである。用語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、注記がない限り、オープンエンドな用語（すなわち、「含むが、限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」を意味する）であると解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書に逆のことが示されない限り、範囲内に属するそれぞれの別個の値に個別に言及することの簡略化した方法として役立つことが意図されるに過ぎず、かつ、それぞれの別個の値は、本明細書に個別に列挙されたかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載のすべての方法は、本明細書に逆のことが示され、または、文脈に明らかに矛盾するのでなければ、任意の適切な順番で実行され得る。本明細書に提供される一切の例または例示的な言語（例えば、「といった（ｓｕｃｈ  ａｓ）」）の使用は、逆のことが請求されるのでなければ、本発明をいっそう良好に説明することのみを意図し、かつ、本発明の範囲に制限を課さない。本明細書におけるいかなる言語も、任意の請求されてない要素を本発明の実施に必要なものとしてを示すものとして解釈されるべきではない。本明細書で用いられる組織的にフォーマットする文字（例えば、ａ．、ｂ．、ｃ．、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、１、２および３）は、既に明示的に言及されたのでなければ、シーケンシャルなステップを暗示しない。
【０２２４】
本発明を実施するための発明者らに既知であるベストモードを含む本発明の好ましい実施形態が、本明細書に記載される。上記の説明を読んだ当業者には、それら好ましい実施形態の変形が明らかであろう。発明者らは、当業者が適宜かかる変形を採用することを予測し、かつ、発明者らは、本発明が本明細書に具体的に記載された以外の方法で実施されることを意図する。したがって、本発明は、準拠法によって許容される限り、添付の請求の範囲に列挙された主題のすべての変形および等価物を含む。さらに、本明細書に逆のことが示され、または、文脈に明らかに矛盾するのでなければ、そのすべての考え得る変形における上記要素の任意の組み合わせが、本発明に包含される。
【図１】
2020501597.tif 000002
【国際調査報告】
2020501597.tif 000003
2020501597.tif 000004
2020501597.tif 000005
2020501597.tif 000006
2020501597.tif 000007
2020501597.tif 000008