|
| |
(11) | 033036 (13) B1 |
    Разделы: A B C E F G H  |
(21) | 201790136 |
(22) | 2015.05.06 |
(51) | C12P 7/06 (2006.01)
C12P 1/04 (2006.01)
C12M 3/00 (2006.01)
G06F 19/00 (2011.01) |
(31) | 14/329,881 |
(32) | 2014.07.11 |
(33) | US |
(43) | 2017.05.31 |
(86) | PCT/US2015/029563 |
(87) | WO 2016/007216 2016.01.14 |
(71) | (73) ЛАНЦАТЕК НЬЮ ЗИЛЭНД ЛИМИТЕД (NZ) |
(72) | Колле Кристоф (NZ), Уотерс Гай Уильям, Бромли Джейсон Карл, Ян Джастин И, Уилсон Джерод Натан (US) |
(74) | Осипов К.В., Ильмер Е.Г., Пантелеев А.С., Хмара М.В., Дощечкина В.В., Новоселова С.В., Липатова И.И. (RU) |
(54) | РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В БИОРЕАКТОРЕ |
(57) 1. Способ ферментативного получения этанола из газового субстрата, содержащего СО, включающий этапы, на которых:
(a) подают указанный газообразный субстрат, содержащий СО, и основной нейтрализующий агент в биореактор, содержащий культуру карбоксидотрофных бактерий в жидкой питательной среде;
(b) ферментируют указанный субстрат, при этом по меньшей мере часть CO в потоке газообразного субстрата превращается в этанол и кислый метаболит;
(c) оптимизируют производство указанного этанола путем:
(1) измерения концентрации кислого метаболита, концентрации карбоксидотрофных бактерий и производительности карбоксидотрофных бактерий;
(2) определения заданного значения концентрации кислого метаболита в соответствии с формулой (1) или (2)
где BIOCONmv представляет собой измеряемую концентрацию карбоксидотрофных бактерий в культуральной среде, BIOPRODmv представляет собой измеряемую производительность карбоксидотрофных бактерий, а А1, А2, В1 и В2 являются константами, определяемыми эмпирическим путем;
(3) повышения скорости потока основного нейтрализующего агента, если концентрация кислого метаболита ниже заданного значения концентрации кислого метаболита; и
(4) понижения скорости потока основного нейтрализующего агента, если концентрация кислого метаболита больше заданного значения концентрации кислого метаболита.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряемую концентрацию кислого метаболита определяют периодически или непрерывно.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что константы A1, A2, В1 и В2 определяют эмпирическим путем по экспериментальным данным.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеряемую концентрацию карбоксидотрофных бактерий определяют периодически или непрерывно.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ осуществляют во время работы в периодическом режиме.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразный субстрат, содержащий СО, получают в ходе промышленного процесса, выбранного из группы, состоящей из процесса производства стали, процесса производства цветных металлов, процесса переработки нефти, процесса производства биотоплива, процесса газификации угля, процесса производства электроэнергии, процесса производства углеродной сажи, процесса производства аммиака, процесса производства метанола, газификации органических материалов, парового риформинга углеводородов и процесса производства кокса.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислый метаболит представляет собой уксусную кислоту или ацетат.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что основной нейтрализующий агент представляет собой раствор гидроксида аммония.
9. Способ по п.1, дополнительно включающий подачу в биореактор разбавителя со скоростью потока разбавителя, которую определяют по формулам (3) или (4)
где BIOCONmv представляет собой концентрацию карбоксидотрофных бактерий в культуральной среде, BIOPRODmv представляет собой производительность карбоксидотрофных бактерий, а C1 и С2 представляют собой константы, определяемые эмпирическим путем по экспериментальным данным.
10. Способ ферментативного получения этанола из газового субстрата, содержащего СО, включающий этапы, на которых:
(a) подают указанный газообразный субстрат, содержащий СО, и основной нейтрализующий агент в биореактор, содержащий культуру карбоксидотрофных бактерий в жидкой питательной среде;
(b) ферментируют указанный субстрат, при этом по меньшей мере часть CO в потоке газообразного субстрата превращается в этанол и кислый метаболит;
(c) оптимизируют производство указанного этанола путем регулирования скорости потока основного нейтрализующего агента в биореактор, при этом скорость потока основного нейтрализующего агента определяют по формуле
где COFLOmv представляет собой скорость потока субстрата, a Y и Z представляют собой константы, определяемые эмпирическим путем по экспериментальным данным.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что газообразный субстрат, содержащий СО, получают в ходе промышленного процесса, выбранного из группы, состоящей из процесса производства стали, процесса производства цветных металлов, процесса переработки нефти, процесса производства биотоплива, процесса газификации угля, процесса производства электроэнергии, процесса производства углеродной сажи, процесса производства аммиака, процесса производства метанола, газификации органических материалов, парового риформинга углеводородов и процесса производства кокса.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что кислый метаболит представляет собой уксусную кислоту или ацетат.
13. Способ по п.10, отличающийся тем, что основной нейтрализующий агент представляет собой раствор гидроксида аммония.
14. Система для осуществления способа по п.1, содержащая
биореактор,
устройство для отбора образцов, выполненное с возможностью выделения из биореактора образца культуральной среды,
анализатор, выполненный с возможностью проведения анализа образца, и
контроллер, выполненный с возможностью регулирования скорости потока основного нейтрализующего агента в биореактор на основании измеряемого свойства культуральной среды, получаемого от анализатора,
при этом измеряемое свойство выбрано из группы, состоящей из измеряемой концентрации кислого метаболита, измеряемого выхода кислого метаболита, измеряемой концентрации карбоксидотрофных бактерий, измеряемого выхода карбоксидотрофных бактерий или их комбинации.
15. Система для осуществления способа по п.10, содержащая
биореактор,
контроллер, выполненный с возможностью регулирования скорости потока основного нейтрализующего агента в биореактор на основании измеряемой скорости потока газообразного субстрата, содержащего СО, в биореактор или заданного значения скорости потока газообразного субстрата, содержащего СО.
16. Система по п.15, дополнительно содержащая второй контроллер, выполненный с возможностью регулирования скорости потока газообразного субстрата, содержащего СО, на основании измеряемого значения рН.
17. Система по п.16, дополнительно содержащая устройство для отбора образцов, выполненное с возможностью выделения из биореактора образца культуральной среды.
|
