СПОСОБ ФЕРМЕНТАЦИИ СОДЕРЖАЩИХ СО ГАЗООБРАЗНЫХ СУБСТРАТОВ

1. Способ ферментации содержащего CO субстрата, включающий:
обеспечение содержащего CO субстрата для ферментатора с получением целевой скорости подачи CO и
поддержание скорости подачи CO в пределах приблизительно семи стандартных отклонений от целевой скорости подачи CO,
при этом эффективная скорость подачи CO для поддержания концентрации растворенного CO при ферментации составляет приблизительно 0,25 мМ или меньше и STY 10 г общего спирта/(л⋅день) или больше.
2. Способ по п. 1, при котором скорость подачи CO циклически изменяют от целевой скорости подачи CO до приблизительно семи стандартных отклонений от целевой скорости подачи CO.
3. Способ по п. 2, при котором скорость подачи CO находится в пределах от приблизительно четырех до приблизительно семи стандартных отклонений от целевой скорости подачи CO в течение по меньшей мере от приблизительно 1% до приблизительно 20% общего времени ферментации после достижения целевой скорости подачи CO.
4. Способ по п. 2, при котором скорость подачи CO находится в пределах от приблизительно трех до приблизительно пяти стандартных отклонений от целевой скорости подачи CO в течение по меньшей мере от приблизительно 1% до приблизительно 10% общего времени ферментации после достижения целевой скорости подачи CO.
5. Способ по п. 2, при котором скорость подачи CO находится в пределах от приблизительно одного до приблизительно трех стандартных отклонений от целевой скорости подачи CO в течение по меньшей мере от приблизительно 1% до приблизительно 10% общего времени ферментации после достижения целевой скорости подачи CO.
6. Способ по п. 1, при котором целевой скоростью подачи CO является скорость подачи CO, эффективная для обеспечения целевой плотности клеток.
7. Способ по п. 1, при котором целевая плотность клеток составляет от приблизительно 3 г/л до приблизительно 30 г/л.
2
8. Способ по п. 1, при котором содержащий CO субстрат, обеспеченный для ферментатора, характеризуется молярным отношением CO/СО приблизительно 0,75 или больше.
9. Способ по п. 2, при котором целевая скорость подачи CO составляет от приблизительно 4 до приблизительно 8 SCFM.
10. Способ ферментации содержащего CO субстрата, включающий:
обеспечение содержащего CO субстрата для ферментатора;
ферментацию содержащего CO субстрата с получением целевой плотности клеток и целевой скорости подачи CO;
снижение целевой скорости подачи CO на приблизительно 35% или меньше с обеспечением пониженной скорости подачи CO;
поддержание пониженной скорость подачи CO в течение приблизительно 20 минут или меньше и
возвращение пониженной скорости подачи CO до целевой скорости подачи CO,
при этом способ является эффективным для обеспечения STY 10 г общего спирта/(л⋅день) или больше.
11. Способ по п. 10, при котором снижение целевой скорости подачи CO на приблизительно 35% или меньше и поддержание пониженной скорости подачи CO в течение приблизительно 20 минут или меньше повторяют по меньшей мере приблизительно один раз в час.
12. Способ по п. 10, при котором целевая плотность клеток составляет от приблизительно 3 г/л до приблизительно 30 г/л.
13. Способ по п. 10, при котором целевой скоростью подачи CO является скорость подачи CO, эффективная для обеспечения целевой плотности клеток.
2
14. Способ по п. 10, при котором содержащий CO субстрат, обеспеченный для ферментатора, характеризуется молярным отношением CO/CO приблизительно 0,75 или больше.
15. Способ по п. 10, при котором ферментация включает ацетогенные бактерии.
16. Способ по п. 15, при котором ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium
autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Germany), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC РТА-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ERI2 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 из DSMZ, Germany), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui, а также их смесей.
17. Способ ферментации содержащего CO субстрата, включающий:
обеспечение содержащего CO субстрата для ферментатора;
ферментацию содержащего CO субстрата с получением целевой плотности клеток и целевой скорости подачи CO и
поддержание концентрации растворенного CO при ферментации приблизительно 0,25 мМ или меньше,
при этом способ является эффективным для обеспечения STY 10 г этанола/(л⋅день) или больше.
18. Способ по п. 17, дополнительно включающий снижение целевой скорости подачи CO на приблизительно 35% или меньше с обеспечением пониженной скорости подачи CO, поддержание пониженной скорости подачи CO в течение приблизительно 20 минут или меньше и возвращение пониженной скорость подачи CO до целевой скорости подачи CO.
19. Способ по п. 17, при котором концентрацию растворенного CO поддерживают путем:
a) снижения целевой скорости подачи CO для ферментации на приблизительно 25% - приблизительно 35% целевой скорости подачи CO с обеспечением первой пониженной скорости подачи CO и поддержания первой пониженной скорости подачи CO в течение от приблизительно 1 до приблизительно 10 минут;
b) повышения первой пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением второй пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 15% - приблизительно 25% целевой скорости подачи CO, и
поддержания второй пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут;
c) повышения второй пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением третьей пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 5% - приблизительно 15% целевой скорости подачи CO, и поддержания третьей пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут и
d) повышения третьей пониженной скорости подачи CO до целевой скорости подачи или больше.
20. Способ по п. 19, при котором стадии а)-d) повторяют по меньшей мере приблизительно один раз в час.
21. Способ по п. 17, при котором целевая плотность клеток составляет от приблизительно 3 г/л до приблизительно 30 г/л.
22. Способ по п. 17, при котором целевой скоростью подачи CO является скорость подачи CO, эффективная для обеспечения целевой плотности клеток.
23. Способ по п. 22, при котором целевая скорость подачи CO составляет от приблизительно 0,90 до приблизительно 2,0 стандартного кубического фута в час на литр.
24. Способ по п. 17, при котором общий спирт включает в себя приблизительно 75 весовых процентов или больше этанола.
25. Способ по п. 17, при котором общий спирт включает в себя приблизительно 20 весовых процентов или меньше бутанола.
2
26. Способ по п. 17, при котором содержащий CO субстрат, обеспеченный для ферментатора, характеризуется молярным отношением CO/СО приблизительно 0,75 или больше.
27. Способ по п. 17, при котором ферментация включает ацетогенные бактерии.
28. Способ по п. 27, при котором ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi СР11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous paciflcus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Germany), Clostridium
carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC РТА-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ERI2 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 из DSMZ, Germany), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui, а также их смесей.
29. Способ устранения CO ингибирования в ходе ферментации содержащего CO субстрата, включающий:
обеспечение содержащего CO субстрата для ферментатора и приведение в контакт содержащего CO субстрата с ферментационной средой;
ферментацию содержащего CO субстрата;
определение концентрации растворенного CO в ферментационной среде и
поддержание концентрации растворенного CO при ферментации приблизительно 0,25 мМ или меньше,
при этом способ является эффективным для обеспечения STY 10 г общего этанола/(л⋅день) или больше.
30. Способ по п. 29, при котором концентрацию растворенного CO поддерживают путем:
a) снижения целевой скорости подачи CO для ферментации от приблизительно 25% до приблизительно 35% целевой скорости подачи CO с обеспечением первой пониженной скорости подачи CO и поддержания первой пониженной скорости подачи CO в течение от приблизительно 1 до приблизительно 10 минут;
b) повышения первой пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением второй пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 15% - приблизительно 25% целевой скорости подачи CO, и поддержания второй пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут;
c) повышения второй пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением третьей пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 5% - приблизительно 15% целевой скорости подачи CO, и поддержания третьей пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут и
d) повышения третьей пониженной скорости подачи CO до целевой скорости подачи или больше.
31. Способ по п. 30, при котором стадии а)-d) повторяют по меньшей мере приблизительно один раз в час.
32. Способ по п. 29, при котором первой скоростью подачи CO является скорость подачи CO, эффективная для обеспечения целевой плотности клеток.
33. Способ по п. 32, при котором первая скорость подачи CO составляет от приблизительно 0,90 до приблизительно 2,0 стандартного кубического фута в час на литр.
34. Способ по п. 30, при котором целевая плотность клеток составляет от приблизительно 3 г/л до приблизительно 30 г/л.
2
35. Способ по п. 29, при котором содержащий CO субстрат, обеспеченный для ферментатора, характеризуется молярным отношением CO/СО приблизительно 0,75 или больше.
2
36. Способ по п. 29, при этом способ является эффективным для поддержания превращения H по меньшей мере на приблизительно 25% или больше.
37. Способ по п. 29, при котором ферментация включает в себя ацетогенные бактерии.
38. Способ по п. 37 при котором ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi СР11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Germany), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC РТА-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii ΡETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ERI2 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 из DSMZ, Germany), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter
pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui, a также их смесей.
39. Способ ферментации содержащего CO субстрата, включающий:
обеспечение содержащего CO субстрата для ферментатора;
ферментацию содержащего CO субстрата с получением целевой плотности клеток и целевой скорости подачи CO и
2
поддержание превращения H по меньшей мере на приблизительно 25% или больше,
при этом способ является эффективным для обеспечения STY 10 г этанола/(л⋅день) или больше.
40. Способ по п. 39, при котором концентрацию растворенного CO поддерживают путем:
a) снижения целевой скорости подачи CO для ферментации на приблизительно 25% - приблизительно 35% целевой скорости подачи CO с обеспечением первой пониженной скорости подачи CO и поддержания первой пониженной скорости подачи CO в течение от приблизительно 1 до приблизительно 10 минут;
b) повышения первой пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением второй пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 15% - приблизительно 25% целевой скорости подачи CO, и поддержания второй пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут;
c) повышения второй пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением третьей пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 5% - приблизительно 15% целевой скорости подачи CO, и поддержания третьей пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут и
d) повышения третьей пониженной скорости подачи CO до целевой скорости подачи или больше.
41. Способ по п. 40, при котором стадии а)-d) повторяют по меньшей мере приблизительно один раз в час.
42. Способ по п. 39, при котором целевой скоростью подачи CO является скорость подачи CO, эффективная для обеспечения целевой плотности клеток.
43. Способ по п. 39, при котором целевая плотность клеток составляет от приблизительно 3 г/л до приблизительно 30 г/л.
44. Способ по п. 39 при котором целевая скорость подачи CO составляет от приблизительно 0,90 до приблизительно 2,0 стандартного кубического фута в час на литр.
2
45. Способ по п. 39, при котором содержащий CO субстрат, обеспеченный для ферментатора, характеризуется молярным отношением CO/СО приблизительно 0,75 или больше.
46. Способ по п. 39, при котором ферментация включает в себя ацетогенные бактерии.
47. Способ по п. 46, при котором ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi СР11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous paciflcus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Germany), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC РТА-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ERI2 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 из DSMZ, Germany), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui, а также их смесей.
48. Способ ферментации содержащего CO субстрата, включающий:
обеспечение содержащего CO субстрата для ферментатора;
2
ферментацию содержащего CO субстрата с получением целевого превращения Н и целевого поглощения CO;
2
контроль превращения Н и поглощения CO и
2
поддержание превращения Н в диапазоне от приблизительно 25% до приблизительно 95% и поддержания поглощения CO в диапазоне от приблизительно 0,001 до приблизительно 10 ммоль/минут/грамм сухих клеток.
49. Способ по п. 48, при котором концентрацию растворенного CO поддерживают путем:
а) снижения целевой скорости подачи CO для ферментации на приблизительно 25% - приблизительно 35% целевой скорости подачи CO с обеспечением первой пониженной
скорости подачи CO и поддержания первой пониженной скорости подачи CO в течение от приблизительно 1 до приблизительно 10 минут;
b) повышения первой пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением второй пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 15% - приблизительно 25% целевой скорости подачи CO, и поддержания второй пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут;
c) повышения второй пониженной скорости подачи CO для ферментации с обеспечением третьей пониженной скорости подачи CO, которая ниже на приблизительно 5% - приблизительно 15% целевой скорости подачи CO, и поддержания третьей пониженной скорости подачи в течение от приблизительно 1 до приблизительно 5 минут и
d) повышения третьей пониженной скорости подачи CO до целевой скорости подачи или больше.
50. Способ по п. 49, при котором стадии а)-d) повторяют по меньшей мере приблизительно один раз в час.
51. Способ по п. 48, при котором ферментация включает в себя ацетогенные бактерии.
52. Способ по п. 51, при котором ацетогенные бактерии выбраны из группы, состоящей из Acetogenium kivui, Acetoanaerobium noterae, Acetobacterium woodii, Alkalibaculum bacchi CP11 (ATCC BAA-1772), Blautia producta, Butyribacterium methylotrophicum, Caldanaerobacter subterraneous, Caldanaerobacter subterraneous pacificus, Carboxydothermus hydrogenoformans, Clostridium aceticum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium acetobutylicum P262 (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 из DSMZ, Germany), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 из DSMZ, Germany), Clostridium carboxidivorans P7 (ATCC PTA-7827), Clostridium coskatii (ATCC PTA-10522), Clostridium drakei, Clostridium ljungdahlii PETC (ATCC 49587), Clostridium ljungdahlii ERI2 (ATCC 55380), Clostridium ljungdahlii C-01 (ATCC 55988), Clostridium ljungdahlii O-52 (ATCC 55889), Clostridium magnum, Clostridium pasteurianum (DSM 525 из DSMZ, Germany), Clostridium ragsdali P11 (ATCC BAA-622), Clostridium scatologenes, Clostridium thermoaceticum, Clostridium ultunense, Desulfotomaculum kuznetsovii, Eubacterium limosum, Geobacter sulfurreducens, Methanosarcina acetivorans, Methanosarcina barkeri, Morrella thermoacetica, Morrella thermoautotrophica, Oxobacter pfennigii, Peptostreptococcus productus, Ruminococcus productus, Thermoanaerobacter kivui,
а также их смесей.