СПОСОБ ФЕРМЕНТАЦИИ СОДЕРЖАЩИХ СО ГАЗООБРАЗНЫХ СУБСТРАТОВ В СРЕДЕ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ФОСФАТА, ЭФФЕКТИВНЫЙ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ВОДЫ

1. Способ ферментации, включающий:
смешивание жидкой среды, которая содержит по меньшей мере один элемент - переходный металл, с жидкой средой, которая содержит по меньшей мере один другой элемент - переходный металл и необязательно элемент - неметалл для получения среды ферментации;
приведение в контакт содержащего СО субстрата со средой ферментации; и
ферментацию содержащего СО субстрата для обеспечения кислого значения pH,
причем способ является эффективным для предотвращения осаждения одного или нескольких элементов - переходных металлов одним или несколькими элементами - неметаллами, и
причем способ ферментации является эффективным для использования приблизительно 2 американских галлонов воды или меньше, доставленных в среду ферментации, на полученный американский галлон этанола.
2. Способ ферментации по п. 1, в котором среда ферментации содержит приблизительно 3 мМ фосфата или меньше.
3. Способ ферментации по п. 1, в котором элемент - переходный металл выбирают из группы, состоящей из одного или нескольких из W, Zn, Co и Ni.
4. Способ ферментации по п. 1, в котором элемент - неметалл представляет собой Se.
5. Способ ферментации по п. 1, в котором ферментация является эффективной для обеспечения значения pH, составляющего от приблизительно 4,2 до приблизительно 4,8.
6. Способ ферментации по п. 1, в котором смесь по меньшей мере одного элемента - переходного металла и по меньшей мере одного элемента - неметалла характеризуется оптической плотностью, составляющей приблизительно 0,7 или меньше при 580 нм.
2
7. Способ по п. 1, в котором содержащий СО субстрат, доставленный в биореактор, характеризуется молярным отношением СО/СО, составляющим приблизительно 0,75 или больше.
8. Способ по п. 1, в котором среда ферментации характеризуется электропроводностью, составляющей приблизительно 30 мСм/см или меньше.
9. Способ по п. 1, где способ является эффективным для обеспечения STY, составляющего 10 г общего спирта/(л⋅день) или больше.
10. Способ по п. 1, где способ включает ферментацию содержащего СО субстрата с помощью ацетогенных бактерий, выбранных 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 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 в DSMZ, Германия), 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 в DSMZ, Германия), 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 и их смесей.
11. Способ ферментации содержащего СО субстрата, причем способ включает:
доставку содержащего СО субстрата в биореактор и приведение в контакт содержащего СО субстрата со средой ферментации, причем среду ферментации обеспечивают с помощью способа, который включает смешивание первого раствора, который содержит один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из Zn, Co и Ni, со вторым раствором, который содержит один или несколько элементов из группы, состоящей из W и Se, в количествах, эффективных для получения среды ферментации, характеризующейся электропроводностью, составляющей приблизительно 30 мСм/см или меньше, причем среда ферментации содержит приблизительно 3 мМ фосфата или меньше; и
ферментацию содержащего СО субстрата,
причем способ является эффективным для обеспечения STY, составляющего 10 г общего спирта/(л⋅день) или больше,
причем способ ферментации является эффективным для использования приблизительно 2 американских галлонов воды или меньше, доставленных в среду ферментации, на полученный галлон этанола.
12. Способ ферментации по п. 11, в котором в среду ферментации подают по меньшей мере один или несколько из следующего:
приблизительно 0,04 мкг Zn или больше в минуту на г клеток,
приблизительно 0,018 мкг Со или больше в минуту на г клеток,
приблизительно 0,02 мкг Ni или больше в минуту на г клеток,
приблизительно 0,29 мкг W или больше в минуту на г клеток, и
приблизительно 0,01 мкг Se или больше в минуту на г клеток.
3
13. Способ ферментации по п. 11, в котором среда ферментации содержит меньше, чем приблизительно 0,02 масс. % NaHCO.
14. Способ ферментации по п. 11, в котором в среду ферментации подают по меньшей мере один или несколько из следующего:
приблизительно 0,044 мкг азота или больше на г клеток,
приблизительно 0,2 мкг фосфора или больше на г клеток, или
приблизительно 0,01 мкг калия или больше на г клеток.
2
15. Способ ферментации по п. 11, в котором содержащий СО субстрат, доставленный в биореактор, характеризуется молярным отношением СО/СО, составляющим приблизительно 0,75 или больше.
16. Способ ферментации по п. 11, в котором ферментация является эффективной для обеспечения значения pH, составляющего от приблизительно 4,2 до приблизительно 4,8.
17. Способ ферментации по п. 11, в котором смесь элементов характеризуется оптической плотностью, составляющей приблизительно 0,7 или меньше при 580 нм.
18. Способ по п. 11, в котором ферментация предусматривает ацетогенные бактерии.
19. Способ по п. 18, в котором ацетогенные бактерии выбирают 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 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 19630 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 10061 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 23693 в DSMZ, Германия), Clostridium autoethanogenum (DSM 24138 в DSMZ, Германия), 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 в DSMZ, Германия), 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 и их смесей.
20. Способ по п. 11, в котором общий спирт содержит приблизительно 75 масс. % этанола или больше.
21. Способ по п. 11, в котором общий спирт содержит приблизительно 25 масс. % бутанола или меньше.
22. Способ снижения потребления воды при получении среды ферментации причем способ включает:
смешивание раствора, который содержит элемент, выбранный из группы, состоящей из одного или нескольких из Zn, Co, Ni, с раствором, который содержит элемент из группы, состоящей из одного или нескольких из W, Se, в количествах, эффективных для получения среды ферментации, характеризующейся электропроводностью, составляющей приблизительно 30 мСм/см или меньше,
причем среда ферментации требует на от приблизительно на 10% до приблизительно на 40% меньше воды, чем среда ферментации, содержащая больше, чем приблизительно 3 мМ фосфата.
23. Способ по п. 22, в котором в среду ферментации подают по меньшей мере один или несколько из следующего:
приблизительно 0,04 мкг Zn или больше в минуту на г клеток,
приблизительно 0,018 мкг Со или больше в минуту на г клеток,
приблизительно 0,02 мкг Ni или больше в минуту на г клеток,
приблизительно 0,29 мкг W или больше в минуту на г клеток, и
приблизительно 0,01 мкг Se или больше в минуту на г клеток.
3
24. Способ по п. 22, в котором среда ферментации содержит меньше, чем приблизительно 0,02 масс. % NaHCO.
25. Способ по п. 22, в котором ферментация является эффективной для обеспечения значения pH, составляющего от приблизительно 4,2 до приблизительно 4,8.
26. Способ по п. 22, в котором смесь элементов характеризуется оптической плотностью, составляющей приблизительно 0,7 или меньше при 580 нм.
27. Способ по п. 22, в котором в среду ферментации подают по меньшей мере один или несколько из следующего:
приблизительно 0,044 мкг азота или больше на г клеток,
приблизительно 0,2 мкг фосфора или больше на г клеток, или
приблизительно 0,01 мкг калия или больше на г клеток.