PL214785B1 - Sposób termofilnej beztlenowej fermentacji glicerolu - Google Patents
Sposób termofilnej beztlenowej fermentacji gliceroluInfo
- Publication number
- PL214785B1 PL214785B1 PL390702A PL39070210A PL214785B1 PL 214785 B1 PL214785 B1 PL 214785B1 PL 390702 A PL390702 A PL 390702A PL 39070210 A PL39070210 A PL 39070210A PL 214785 B1 PL214785 B1 PL 214785B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- glycerol
- fermentation
- butanol
- atcc
- ethanol
- Prior art date
Links
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 301
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 68
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 38
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 119
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 109
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 97
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 15
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 241000193446 Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum Species 0.000 claims description 9
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 9
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910021591 Copper(I) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M copper(I) chloride Chemical compound [Cu]Cl OXBLHERUFWYNTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 105
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 55
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 34
- 239000000047 product Substances 0.000 description 27
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 23
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 23
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 21
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 17
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 241000123734 Thermoanaerobacterium sp. Species 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 12
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 10
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 10
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 8
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 8
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 8
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 8
- -1 carbon sugars Chemical class 0.000 description 7
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 7
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 241000193401 Clostridium acetobutylicum Species 0.000 description 5
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 5
- 241001137870 Thermoanaerobacterium Species 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 5
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 5
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 5
- 238000009655 industrial fermentation Methods 0.000 description 5
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 5
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 4
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000172982 Caloramator viterbiensis Species 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000305071 Enterobacterales Species 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 3
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000178972 Caloramator Species 0.000 description 2
- 241001112696 Clostridia Species 0.000 description 2
- 241000193469 Clostridium pasteurianum Species 0.000 description 2
- 241000193468 Clostridium perfringens Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 2
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000013630 prepared media Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- PJVXUVWGSCCGHT-ZPYZYFCMSA-N (2r,3s,4r,5r)-2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;(3s,4r,5r)-1,3,4,5,6-pentahydroxyhexan-2-one Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)CO PJVXUVWGSCCGHT-ZPYZYFCMSA-N 0.000 description 1
- PKAUICCNAWQPAU-UHFFFAOYSA-N 2-(4-chloro-2-methylphenoxy)acetic acid;n-methylmethanamine Chemical compound CNC.CC1=CC(Cl)=CC=C1OCC(O)=O PKAUICCNAWQPAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-M 3-Methylbutanoic acid Natural products CC(C)CC([O-])=O GWYFCOCPABKNJV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 241000203069 Archaea Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 241000588923 Citrobacter Species 0.000 description 1
- 241001112695 Clostridiales Species 0.000 description 1
- 241000193454 Clostridium beijerinckii Species 0.000 description 1
- 241000193171 Clostridium butyricum Species 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N D-mannomethylose Natural products CC1OC(O)C(O)C(O)C1O SHZGCJCMOBCMKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 238000007399 DNA isolation Methods 0.000 description 1
- 241000588914 Enterobacter Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 241000588748 Klebsiella Species 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N L-rhamnopyranose Chemical compound C[C@@H]1OC(O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-JFNONXLTSA-N 0.000 description 1
- PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N L-rhamnose Natural products CC(O)C(O)C(O)C(O)C=O PNNNRSAQSRJVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N Propionic acid Chemical class CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 1
- PLXBWHJQWKZRKG-UHFFFAOYSA-N Resazurin Chemical compound C1=CC(=O)C=C2OC3=CC(O)=CC=C3[N+]([O-])=C21 PLXBWHJQWKZRKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 1
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 241000186338 Thermoanaerobacter sp. Species 0.000 description 1
- 240000000359 Triticum dicoccon Species 0.000 description 1
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 1
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- UVMPXOYNLLXNTR-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;ethanol;propan-2-one Chemical compound CCO.CC(C)=O.CCCCO UVMPXOYNLLXNTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNZWLJIKNWYXJP-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCCCO DNZWLJIKNWYXJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004648 butanoic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- ALSTYHKOOCGGFT-UHFFFAOYSA-N cis-oleyl alcohol Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 235000019534 high fructose corn syrup Nutrition 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N isobutyric acid Chemical compound CC(C)C(O)=O KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003893 lactate salts Chemical class 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- MYXIHZAQGSHUDE-UHFFFAOYSA-N lead;propane-1,2,3-triol Chemical compound [Pb].OCC(O)CO MYXIHZAQGSHUDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 1
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 1
- 235000021231 nutrient uptake Nutrition 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010986 on-line near-infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000011057 process analytical technology Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 108020004418 ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 239000010822 slaughterhouse waste Substances 0.000 description 1
- 210000001812 small ribosome subunit Anatomy 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
Wynalazek dotyczy biotechnologii w zakresie technologii fermentacji oraz produkcji biopaliw. Wynalazek dotyczy technologii fermentacji glicerolu z użyciem termofilnych mikroorganizmów zdolnych do produkcji butanolu, wodoru oraz etanolu. W niniejszym wynalazku zostaje ujawniona metoda zastosowania mikroorganizmów z rodzaju Thermoanaerobacterium oraz fermentacji i separacji produktów.
Alternatywą dla paliw kopalnych są paliwa oparte o technologie obniżające emisję CO2 i wykorzystujące rozwiązania ze świata biologii prowadzące do tworzenia tzw. biopaliw. Obecnie rozpoznano następujące typy biopaliw: bio-diesel, bio-etanol, bio-butanol i bio-metan. Ze względu na rosnące zainteresowanie biopaliwami i bioenergii światowa produkcja bio-paliw ciągle rośnie. Aktualnie największym zainteresowaniem cieszą się: bio-etanol, bio-diesel i bio-gaz oraz bio-metan, które produkowane są w skali przemysłowej.
Do produkcji tzw. bioalkoholi wykorzystuje się najczęściej procesy fermentacji, w których jako substratów używa się cukrów w postaci mono- lub polisacharydów uzyskiwanych z biomasy. Dziś istnieją przede wszystkim dwie generacje bio-paliw w zależności od użytej technologii, a mianowicie: technologii I generacji i technologii Il generacji.
Technologia I generacji bio-paliw oparta jest na produkcji bio-alkoholi głównie z cukrów prostych, takich jak: monocukry np. glukoza czy dwucukry, takie jak sacharoza (czyli dimer glukozy i fruktozy) oraz skrobi, łatwo hydrolizowanego polisacharydu złożonego z jednostek glukozy. Źródłami tych cukrów są uprawy roślin, takich jak buraki cukrowe, trzcina cukrowa, zboża (np. pszenica, jęczmień, żyta, itd.) oraz kukurydza. Technologie produkcji alkoholi I generacji są dobrze poznane i opierają się o wykorzystanie mikroorganizmów fermentacji alkoholowej. Jednakże, ze względu na wysokie ceny surowców oraz możliwości wykorzystania ich jako produktów spożywczych, zastosowanie ich do pr odukcji bio-paliw staje się obecnie dyskusyjne.
Technologia Il generacji bio-paliw opiera się na produkcji alkoholi z materiałów lignocelulozowych, takich jak słoma, drewno i pozostałości rolnych, które często są traktowane jako odpady. W związku z tym, tego rodzaju materiały są tanie i łatwo dostępne. Jednakże procesy technologiczne z ich wykorzystaniem są bardziej skomplikowane w stosunku do technologii używanych w produkcji bio-paliw I generacji. Dzieje się tak głównie ze względu na obecność ligniny, która wiąże ze sobą pe ktyny, białka i dwa polisacharydy, celulozę i hemicelulozę. Zastosowanie obróbki wstępnej pozwala na rozbicie struktury ligniny, co ułatwia dostęp dla czynników uwalniających cukry z hemicelulozy i celulozy, i co w efekcie pozwala na ich konwersję w procesie fermentacji do bio-alkoholi. Zwykle, cukry uwalniane są przez zastosowanie enzymów hydrolizujących celulozę i hemicelulozę z których uzyskuje się glukozę oraz frakcję pentoz (cukrów 5 węglowych), takich jak ksyloza, arabinoza, galaktoza, mannoza czy ramnoza. W wyniku hydrolizy największą frakcję stanowi jednak glukoza, która jest łatwo fermentowana do alkoholu, oraz ksyloza, której fermentacja nastręcza nadal wiele problemów.
Bio-diesel należy do odnawialnych bio-paliw wytwarzanych z np. olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych. Proces produkcyjny bio-diesla na dużą skalę polega na reakcji transestryfikacji tłuszczów - rozgałęzionych trójglicerydów do estrów metylowych lub etylowych kwasów tłuszczowych. W proc esie tym trójglicerydy są przekształcone w obecności katalizatora silnie alkalicznego oraz najczęściej alkoholu metylowego do mieszanin estrów metylowych i do gliceryny. Głównym produktem reakcji są estry metylowe, które są łatwo oddzielone od frakcji glicerolu. Estry te po oczyszczeniu są stosowane jako bio-paliwa lub jako dodatek do paliw uzyskiwanych tradycyjnymi metodami.
Glicerol stanowi główny produkt uboczny w technologii produkcji bio-diesla.
Jest on uzyskiwany w postaci tzw. gliceryny surowej, która występuje w postaci gęstej alkalic znej emulsji wodnej zawierającej 50 do 60% glicerolu, mydła, metanolu oraz katalizatora. Ze względu na zawartość metanolu, produkt ten jest uznawany za niebezpieczny, trudny do zbycia i posiada bardzo niską wartość rynkową. Dlatego strumień frakcji gliceryny surowej poddaje się kolejnym procesom mającym na celu usunięcie reszty kwasów tłuszczowych i ich soli - mydeł i zawrócenie ich do procesu transestryfikacji oraz separacji próżniowej metanolu. Po tym procesie uzdatniania glicerolu uzyskuje się glicerynę techniczną zawierającą około 85% czystego glicerolu. Glicerol ten może być poddawany rektyfikacji w rafineriach, gdzie uzyskuje sie glicerynę o czystości 99,7% stosowaną w przemyśle kosmetycznym czy farmaceutycznym.
PL 214 785 B1
Obok tej tradycyjnej technologii produkcji bio-diesla, proces produkcji bio-diesla na drodze heterogenicznej katalizy jest obecnie prowadzony na dużą skalę produkcyjną. Uzyskiwana w tej skali gliceryna zawiera od 95 do 98% glicerolu, co zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia bio-diesla metanolem.
W produkcji bio-diesla, część glicerolowa może stanowić około 10% objętości mieszaniny reakcyjnej i zwykle jest dalej przetwarzana do pochodnych glicerolu wykorzystywanych w żywności, przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym, przy produkcji tekstyliów, wosków, kauczuku syntetycznego i itp. Glicerol jako produkt uboczny z produkcji bio-diesla był uznawany za atut tej technologii, ale ze względu na rosnącą ilość produkcji samego bio-diesla jego wartość ciągle maleje i powoli staje się kłopotliwym do zbycia produktem, co w efekcie spowodowało, że sama produkcja bio-diesla stała się mało konkurencyjna w stosunku do produkowanego z surowców kopalnych oleju napędowego. Obecnie rynek tradycyjnych technologii przetwarzania gliceryny wydaje się nasycony i producenci bio-diesla stoją w obliczu problemu unieszkodliwiania rosnącej ilości składowanych odpadów gliceryny. Zatem wraz z rosnącą globalną produkcją paliwa, problem z zagospodarowaniem odpadowej gliceryny będzie się nasilał.
Aktualnie gliceryna techniczna straciła tak wiele ze swojej wartości i w ciągu ostatnich lat jej cena doszła do punktu, w którym jest traktowana jako odpad przez wielu producentów bio-diesla. Jednocześnie brak jest efektywnych i rzetelnych metod zarządzania odpadami glicerolu. Rozwiązaniem stosowanym dotychczas jest usuwanie gliceryny przez spalanie. Jednakże, tworzenie akroleiny w wyniku termicznego rozkładu glicerolu oraz obecność soli w glicerolu prowadzi do powstania niezwykle agresywnych oraz kancerogennych substancji chemicznych. W efekcie problemy środowisk owe wynikające z tej metody zagospodarowania gliceryny pozwalają stwierdzić, że jest ona produktem odpadowym o niewielkiej wartości rynkowej.
Jedną z najkorzystniejszych metod zagospodarowania glicerolu jest metoda biologiczna, gdzie w wyniku beztlenowej fermentacji metanowej gliceryna jest przetwarzana do biogazu (bio-metanu). Produkcja bio-metanu jest znaną technologią wdrażaną na całym świecie do obróbki odpadów organicznych, takich jak osady ściekowe, odpady z gospodarstw domowych, obornika i odpadów przem ysłowych. Proces ten jest zwykle prowadzony w warunkach mezofilnych w 33-37°C, lub termofilnych w zakresie 50-55°C. Bio-metan może być produkowany z substancji organicznych w procesie fermentacji przeprowadzonej przez złożone kultury drobnoustrojów składający się z wielu niemetanowych i metanowych mikroorganizmów takich jak bakterie i archeony. W efekcie procesów metabolicznych tych kultur następuje konwersja materii organicznej w metan. Proces ten jest złożoną kaskadą reakcji, w których biorą udział kolejne rodzaje drobnoustrojów. Jest on inicjowany przez bakterie fermentacji hydrolitycznej, które przeprowadzają konwersję związków organicznych, takich jak węglowodany, białka i lipidy w octany, propioniany, maślany, iso-maślany, walerianiany izo-walerianiany, alkohole, mleczany, wodór i dwutlenek węgla. Związki te są głównymi półproduktami w procesie metanogenezy i stanowią substraty dla mikroorganizmów metanowych. Jeżeli działalność złożonej społeczności drobnoustrojów jest w równowadze, to nie występuje gromadzenie się lotnych kwasów tłuszczowych i w efekcie proces wykazuje maksymalną wydajność. Jednak w pewnych warunkach takich jak przeciążenia w ilości substratów lub częściowe zahamowanie dopływu biomasy może doprowadzić do poważnego obniżenia produkcji biogazu i nagromadzenia się lotnych kwasów tłuszczowych. Zatem ilość stosowanej w procesie produkcji biogazu gliceryny jest dość ograniczona ze względu na wysoką zawartość tzw. lotnych związków organicznych.
Zastosowanie gliceryny w procesach produkcji biogazu wiąże się z selekcją określonych drobnoustrojów wykorzystujących ten substrat. Ważna jest zatem adaptacja drobnoustrojów do procesu metanogenezy na bazie glicerolu. Tylko wtedy glicerol dodawany do fermentacji nie będzie zaburzał procesu produkcji biogazu. Aktualnie nie stosuje się glicerolu w termofilnych procesach fermentacji metanowej. Istnieje jedynie jedno ostatnio opublikowane doniesienie na ten temat [Holm-Nielsen JB, Lomborg CJ, Oleskowicz-Popiel P, Esbensen KH (2007) On-line near infrared monitoring of glycerol-boosted anaerobic digestion processes: Evaluation of process analytical technologies. Biotechnol Bioengineering 99(2):302-313)]. Z publikacji tej wynika, że stosowany udział frakcji glicerolu nie może przekroczyć poziomu 5-7 g/l biomasy. Przekroczenie tej bariery prowadzi do zaburzenia równowagi mikrobiologicznej i w efekcie do akumulacji glicerolu, lotnych kwasów tłuszczowych oraz spadku produkcji metanu. Publikacja ta ukazuje wyraźnie niewystarczający potencjał natury złożonych społeczności bakterii beztlenowych do konwersji glicerolu w metan.
Glicerol jest kłopotliwym produktem ubocznym produkcji bio-diesela. Dlatego istnieje pilna potrzeba wprowadzenia technologii i metod związanych z procesami przetwarzania gliceryny do produk4
PL 214 785 B1 tów szeroko stosowanych w przemyśle np. paliwowym. Takie technologie i metody mogą rozwiązać lub zniwelować problem usuwania odpadów gliceryny, a także wprowadzają one możliwość powstania nowych, atrakcyjnych, wysokiej jakości produktów na rynek, co może przyczynić się do poprawy stanu całej gospodarki, np. produkcji bio-diesla. Według stanu wiedzy autorów wynalazku nie istnieje aktualnie przemysłowa metoda utylizacji glicerolu.
Z pośród bogactwa kultur bakteryjnych, zdolność do fermentacji w warunkach anaerobowych lub mikroanaerobowych jest szczególną cechą fizjologiczną jedynie kilku bakterii. Najintensywniej badanymi bakteriami fermentacji gliceryny są szczepy bakterii z grupy pałeczek jelitowych z rodzajów Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter oraz inne takie jak: Lactobacillus i Clostridium butyricum, Clostridium perfringens i Clostridium pasteurianum [Biebl H (2001) Fermentation of glycerol by Clostridium pasteurianum -batch and continuous culture studies. J Industrial Microbiol & Biotechnol 27:18-26], Zgodnie z aktualną wiedzą na temat szlaków metabolicznych enterobakterii i Clostridiów, glicerol jest przetwarzany dwoma szlakami metabolicznymi tj. utleniania glicerolu, a drugi odpowiedzialnym za zachowanie bilansu oksydacyjno-redukcyjnego (redox) w komórce mikroorganizmu. Typowe produkty pierwszego szlaku to biomasa i octan. Natomiast produkty drugiego szlaku - szlaku redox to etanol, butanol i mleczan. Uważa się, że ponieważ glicerol jest bardziej zredukowany od biomasy, to jego zredukowany potencjał jest przeniesiony tylko przez część tworzonych związków jak etanol, butanol lub mleczan. Dlatego podlega on dodatkowo przemianie do 1,3-propanodiolu, gdzie następuje zrównoważenie ilości NAD+ do NADH. Tworzenie 1,3-propanodiolu jest bardzo często obserwowaną cechą fizjologiczną fermentacji glicerolu przez bakterie. Istnieją jednak pewne wyjątki. Jednym z nich są dwa szczepy bakterii Clostridium wykorzystane do produkcji etanolu jako głównego i jedynego produktu mezofilnej fermentacji gliceryny [Jarvis GN, Strompl C, Moore ERB, Thiele JH (1999) Isolation and characterisation of two glycerol-fermenting clostridial strains from a pilot scale anaerobic digester treating high lipid-content slaughterhouse waste. J Appl Microbiol 86 (3):412-420].
Clostridium perfringens i acetobutylicum to dwie z nielicznych bakterii mezofilnej fermentacji anaerobowej zdolne do wytwarzania w warunkach mezofilnej, ale nie termofilnej fermentacji znacznych ilości butanolu z glicerolu oraz mieszaniny gliceryny i glukozy. Dodatkowymi produktami rozkładu glicerolu jest etanol oraz kwasy organiczne, takie jak octan, mleczan i maślan. C. partorianum produkuje dodatkowo 1,3-propanediol [Biebl H (2001) Fermentation of glycerol by Clostridium pasteurianum -batch and continuous culture studies. J Industrial Microbiol & Biotechnol 27:18-26; Andrade JC, Vasconcelos I (2003) Continuous cultures of Clostridium acetobutylicum: culture stability and low-grade glycerol utilization. Biotechnology Letters 25: 121-125].
Stosowanie szczepów z rodzaju Clostridium w procesach fermentacji, w tym fermentacji przemysłowej posiada ograniczenia. Niektóre z gatunków Clostridium to potencjalne czynniki chorobotwórcze sklasyfikowane do 2 grupy ryzyka. Prowadzenie fermentacji w skali przemysłowej, gdzie ilości powstającej biomasy komórek bakterii często sięgają ilości ton na dobę wiąże się z dużym zagrożeniem uwolnienia do środowiska. Zatem wskazane jest stosowanie w procesach fermentacji przem ysłowej mikroorganizmów do grupy niskiego ryzyka tj. grupy 1 do jakiej należą anaerobowe mikroorganizmy termofilne.
Liczba termofilnych drobnoustrojów posiadających zdolność fermentacji glicerolu jako jedynego źródła węgla jest ograniczona. Do takich organizmów należą dwa drobnoustroje termofilne, które posiadają zdolność produkcji 1,3-propandiolu oraz wodoru. Jest to szczep Caloramator AT1 [Wittlich P, Themann A, Vorlop K-D (2001) Conversion of glycerol into 1,3-propanodiol by a newly isolated thermophilic strain. Biotechnology Letters 23: 463-466] i nowy szczep Caloramator viterbensis [Seyfried M, Lyon D, Rainey FA, Wiegel J (2002) Caloramator viterbensis sp. nov., a novel thermophilic, glycerol-fermenting bacterium isolated from a hot spring in Italy. Int J Syst Evol Microbiol 52: 1177-1184], Szczepy te zostały wyizolowane z gorących źródeł we Włoszech. Bakterie te posiadają zdolność fermentacji glicerolu, gdzie oprócz 1,3-propanodiolu powstawały również takie związki jak: maślan, etanol (szczep Caloramator ATI) oraz octan i wodór (szczep Caloramator viterbensis). Przykład dwóch szczepów termofilnych zdolnych do produkcji butanolu na bazie glukozy i skrobii został opisany przez Freier-Schroder [Freier-Schroder D, Wiegel J, Gottschalk G (1989). Butanol production by Clostridium thermosaccharolyticum at neutral pH. Biotechnology Letters 11 (11): 831-836]. Opisane szczepy należą do gatunku Clostridium thermosaccharolyticum. Są one zdolne do produkcji do 40 mM butanolu w wyniku fermentacji glukozy lub skrobi. Jednak nie są one zdolne do fermentacji glicerolu i produkcji butanolu. Ponadto produkcji butanolu z cukrów zawsze towarzyszy znaczna produkcja
PL 214 785 B1 pozostałych metabolitów, w tym znaczne ilości maślanu w ilości 0,11-1,8 moli na mol butanolu w zależności od szczepu i warunków hodowli.
Aktualnie nie istnieje wielkoprzemysłowa skala produkcji bio-butanolu.
Chociaż w ubiegłym stuleciu istniały procesy mezofilnej fermentacji mieszanej, gdzie w procesie fermentacji cukrów powstawała mieszanina rozpuszczalników, których najmniejszym składnikiem był butanol. Proces fermentacji określanej mianem ABE (aceton, butanol, etanol) był procesem biologic znym wytwarzania butanolu do połowy ubiegłego stulecia [Jones DT, Woods DR (1986) Acetone-butanol fermentation revisited. Microbiol Reviews 50(4):484-524]. Jednak ze względu na koszty surowców, którymi były cukry oraz spadające ceny ropy naftowej w tamtym okresie, zaniechano rozwij ania tej technologii. W procesach tych wykorzystywano szczepy mezofilnych gatunków Clostridium perfrigens, C. acetobutylicum oraz C. beijerinckii. Drobnoustroje te wydajnie fermentowały hydrolizaty biomasy roślinnej zawierające cukry tj. melasę, kukurydzę, ryż, jednakże nie były w stanie prowadzić procesu fermentacyjnego na glicerolu jako jedynym źródle węgla [Zverlov VV, Berezina O, Velikodvorskaya GA, Schwarz WH (2006) Bacterial acetone and butanol production by industrial fermentation in the Soviet Union: use of hydrolyzed agricultural waste for biorefinery. Appl Microbiol Biotechnol 71: 587-597].
Tradycyjną metodą usuwania butanolu z wodnych roztworów fermentacyjnych jest destylacja. Jednak z powodu wyższej temperatury parowania butanolu względem wody większość zapotrzebowania na energię związana jest z odparowaniem wody i jest funkcją stężenia butanolu w mieszaninie poddawanej separacji. [Matsumura M, Kataoka H, lbaraki, Sueki M , Araki K, Yokohama,1988, Energy saving effect of pervaporation using oleyl alcohol liquid membrane in butanol purification, Bioprocess Engineering 3, 93-100]. Wydajność destylacji związana jest z zastosowaną integracją energetyczną całego procesu fermentacji i separacji jako że zapotrzebowanie na energię stanowi największy udział kosztów operacyjnych.
Do ważnych i szeroko badanych technik w kontekście separacji butanolu w procesach fermentacyjnych należy perwaporacja. Technika jest złożeniem selektywnej filtracji membranowej i odparowania rozpuszczalników z mieszaniny fermentacyjnej [Wijmans, JG, Baker RW, 1993, A simple predictive treatment of Permeation Process by Pervaporation, J. Membr. Sci.79,101.; Groot, WJ, van der Lans RGJM, Luyben KChAM, 1992, Technologies for butanol recovery integrated with fermentations, Process Biochem. 27,61]. Zasada działania polega na dyfuzji związków lotnych poprzez membrany i równoczesnym utrzymywaniu w mieszaninie związków odżywczych, makromolekuł oraz całych komórek. Przy czym selektywność odzyskiwania produktów i szybkość przenikania przez membranę zależą od właściwości stosowanych membran, ich grubości, powierzchni, składu fazy ciekłej i gazowej oraz temperatury i ciśnienia w trakcie procesu. Separacja butanolu w procesie perwaporacji była stosowana zarówno w fermentacji stacjonarnej [Qureshi N, Blaschek HP, 1999, Production of acetone butanol ethanol (ABE) by a hyper-producing strain of Clostridium beijgerinckii BA101 and recovery by pervaporation., Biotechnol. Prog., 15, 594; Groot WJ, an der Oever CE, Kossen NWF, 1984, Pervaporation for simultaneous product recovery in the butanol/isopropanol batch fermentation., Biotechnol. Lett., 6, 709], jak i fermentacji z dokarmianiem [Qureshi N, Blaschek HP, 2000, Butanol production using hyper-producing mutant strain of Clostridium beijgerinckii BA101 and recovery by pervaporation., Appl. Biochem. Biotechnol., 84, 225].
Do opracowania wydajnej i selektywnej perwaporacji stosowano szeroką gamę materiałów do produkcji membran, włączając silikon, PDMS (polidimetylosiloksan), PP (polipropylen), membrany ciekłe oparte na PP wypełnione alkoholem oleinowym, PTFE (politetrafluoroetylen), poliuretan, zeolit ZSM-5 oraz silikonowe membrany z silikalitem. [Qureshi N, 1997, recovery of alcohol fuels using selective membranes by prvaporation., PhD Dissertation, Univeristy of Nebraska, Lincoln]. Membrany silikonowe są jak dotąd uznawane za najlepsze z dostępnych w procesie usuwania butanolu z mieszanin fermentacyjnych za pośrednictwem perwaporacji. [Duerre P.,2005, Handbook of Clostridia, CRC Press].
Metoda odpędzania gazem (ang. Gas stripping) jest powszechnie uznana jako najważniejsza przemysłowo metoda separacji butanolu w zintegrowanych układach z procesem fermentacji [Maddox IS, 1988, The acetone-butnol-ethanol fermentation: recent progress in technology. Biotechnol. Genetic Eng. Reviews 7, 189; Groot, WJ, van der Lans RGJM, Luyben KChAM, 1992, Technologies for butanol recovery integrated with fermentations, Process Biochem. 27,61], Odpędzanie gazem pozwala na selektywne usuwanie lotnych produktów fermentacji bez pośrednictwa błon filtracyjnych wyk orzystując różnice stężeń produktu pomiędzy fazami ciekłą i gazową. Obieg fazy gazowej w układzie
PL 214 785 B1 jest wymuszany, zaś produkt jest odzyskiwany z fazy gazowej poprzez kondensację w chłodnicy. Po odebraniu produktu gaz jest zawracany do mieszania z roztworem fermentacyjnym w celu kontynuacji procesu odpędzania. W trakcie odpędzania gazem utrzymywanie warunków bezwzględnie beztlenowych jest łatwe przy użyciu gazów wolnych od tlenu (azot, dwutlenek węgla, wodór). Metoda odpędzania gazem została pierwszy raz opisana w izolacji butanolu w procesie fermentacji prowadzonego szczepem C. Acetobutylicum [Ennis BM, Marshall CT, Maddox IS, Patterson AHJ, 1986, Continuous product recovery by in situ gas stripping/condensation during solvent production from whey permeate using Clostridium acetobutylicum. Biotechnol. Lett. 8, 725]. Odpędzanie gazem posiada wiele wyraźnych zalet w porównaniu z innymi metodami separacji jest metodą prostą i niedrogą pod względem kosztów operacyjnych. Na proces odpędzania nie ma znaczącego wpływu przyrastająca biomasa w fermentorze i związane z tym problemy zanieczyszczania i blokowania membran filtracyjnych towarzyszące perwaporacji czy adsorbcji. [Ezeji TC, Qureshi N, Blaschek HP, 2003, Production of butanol by Clostridium beijgerinckii BA101 and in situ recovery by gas stripping., World J. Microbiol. Biotechnol., 19, 595]. Jednoczesne odpędzanie gazem w procesie fermentacyjnym we wszystkich opisywanych warunkach polepsza wydajność fermentacji zarówno pod względem przyswajania składników odżywczych przez producenta jak również pod względem poziomu produkcji butanolu [Outshoorn A, 2009, Assessment of options for selective 1-butanol recovery form aqueous solution., Ind. Eng. Chem. Res. 48, 15, 7325]. Zintegrowane odpędzanie butanolu jest dedykowanym sposobem na optymalizację nowych procesów fermentacyjnych dzięki obniżaniu toksyczności i ciągłym przywracaniu równowagi w kierunku syntezy produktu.
W warunkach fermentacji przemysłowej istnieje potrzeba stosowania drobnoustrojów niskiego ryzyka, których przypadkowe uwolnienie do środowiska nie spowoduje poważnych konsekwencji zdrowotnych dla ludzi i środowiska. Dotyczy to również fermentacji przemysłowej służącej do produkcji bio-paliw.
Istnieje również potrzeba zastosowania mikroorganizmów termofilnych w procesach produkcji bio-paliw takich jak butanol ze względu na ułatwione metody bezpośrednej (w trakcie fermentacji) separacji przez odparowywanie oraz odporności na zakażenia przez mezofilną mikroflorę środowiskową.
Istnieje również potrzeba opracowania i wdrożenia technologii fermentacji z użyciem mikroorganizmów zdolnych do produkcji różnych typów bio-paliw na bazie odpadowej gliceryny w zależności od potrzeb rynkowych, np. butanolu, etanolu, kwasu mlekowego czy wodoru z glicerolu, który stanowi produkt uboczny i odpadowy w produkcji bio-diesla.
Dlatego celem wynalazku jest dostarczenie technologii fermentacji glicerolu z użyciem termofilnych szczepów mikroorganizmów oraz bezpośredniej separacji produktów fermentacji, która będzie mogła służyć produkcji bio-paliw takich jak etanol, butanol i wodór lub związków organicznych jak kwas mlekowy, jak i polepszy ekonomię procesu wytwarzania samego paliwa typu bio-diesel.
Wynalazek obejmuje sposób wytwarzania butanolu, wodoru, kwasu mlekowego i etanolu z glicerolu w termofilnej fermentacji z użyciem wyizolowanego z próbek środowiskowych szczepu bakterii Thermoanaerobacterium sp. oznaczonego jako N53.Sposób pozwala na zagospodarowanie gliceryny technicznej uzyskiwanej w procesie produkcji bio-diesla i produkcję wartościowych bio-paliw.
Krótki opis rysunków
Fig. 1. Sekwencja górnej nici DNA fragmentu genu 16S rDNA kodującego rybosomalne RNA małej podjednostki rybosomu szczepu Thermoanaerobacterium sp. N53
Fig. 2. Schemat technologiczny aparatury do przeprowadzania procesu fermentacji glicerolu w warunkach termofilnych z udziałem szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp.
Fig. 3. Przebieg stacjonarnej fermentacji gliceryny technicznej o zawartości 95% glicerolu z użyciem szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. w temperaturze 60°C w warunkach stałego nadciśnienia 1 bar i pH stabilizowanego na poziomie 6,5.
Szczegółowy opis wynalazku
Istota wynalazku polega na zastosowaniu w procesie termofilnej fermentacji gliceryny technicznej o zawartości glicerolu 85 do 99% użyciem szczepu wyizolowanej z próbek środowiskowych anaerobowej bakterii termofilnej z rodzaju Thermoanaerobacterium nazwanej dalej szczepem N53. Drobnoustrój ten został wyizolowany z próbek środowiskowych tj. aktywnych biologicznie osadów ze zbio rnika do produkcji biogazu na drodze selekcji temperaturowej w 55-60°C i w obecności glicerolu o stęPL 214 785 B1 żeniu 20 g/l jako jedynego źródła węgla. Proces selekcyjny wielokrotnie powtarzano w celu eliminacji towarzyszących kultur bakteryjnych. W końcowym etapie selekcji, aktywną kulturę drobnoustrojów wysiano na podłoże stałe w celu selekcji pojedynczych kolonii. Każdą z kolonii bakteryjnych przesiewano indywidualnie na podłoże płynne zawierające glicerol w stężeniu 20 g/l, hodowano i następnie przeniesiono ponownie na podłoże stałe w celu potwierdzenia homogenności kultury bakteryjnej. W trakcie kolejnych posiewów monitorowano z użyciem techniki wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) rodzaj i stężenie powstających produktów oraz samego glicerolu. W wyniku przeprowadzonej selekcji wykryto w jednej z kultur komórkowych jako produkt fermentacji glicerolu butanol, kwas mlekowy oraz etanol. Dodatkowe analizy z użyciem techniki chromatografii gazowej (GC) pozwoliły na stwierdzenie obecności wodoru w przestrzeni nad mieszaniną hodowlaną w ilości od 10 do 60% w zależności od stopnia fermentacji glicerolu. W celu identyfikacji gatunkowej mikroorganizmu produkującego butanol, etanol oraz wodór przeprowadzono izolację genomowego DNA tego organizmu oznaczonego jako szczep N53 oraz przeprowadzono reakcję PCR w celu amplifikacji genu 16S rDNA. Uzyskany produkt PCR został zsekwencjonowany. Uzyskaną w ten sposób sekwencję genu 16S rDNA szczepu N53 przedstawia w postaci jednej górnej nici figura 1. Dzięki porównaniu uzysk anej sekwencji 16S rDNA szczepu N53, możliwe było porównanie sekwencji genu z użyciem programu internetowego BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov) z innymi znanym genami 16S rDNA. W wyniku przeprowadzonych porównań określono największy stopień homologii 16S rDNA szczepu N53 i wynoszący 99% identyczności do anaerobowych bakterii termofilnych z rodzaju Thermoanaerobacterium tj. T. thermosaccharolyticum szczep W16 oraz T. thermosaccharolyticum szczep GD17. W celu porównania wydajności fermentacji glicerolu przez inne bakterie termofilne z gatunku Therm oanaerobacterium thermosaccharolyticum przeprowadzono próby fermentacji na podłożu zawierających glicerol w ilości 10 g/l dla szczepów T. thermosaccharolyticum DSM 571-, DSM 572, DSM 573, DSM 869, DSM 7416, ATCC 25773, ATCC 27384, ATCC 31907, ATCC 31908, ATCC 31909, ATCC 31925, ATCC 31960, ATCC 7956 pochodzących z publicznych kolekcji szczepów takich jak DSMZ Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH oraz LGC Standards (dawniej American Type Culture Colection, USA). Wszystkie badane kultury bakterii pochodzących z publicznych kolekcji wykazywały ograniczony wzrost na podłożu zawierającym glicerol oraz ograniczoną produkcję butanolu, etanolu, kwasu mlekowego i wodoru nie przekraczającą odpowiednio ilości 2,1 g/l, 1,5 g/l, 0,6 g/l i 80 ml z 20 ml hodowli komórkowej.
Szczep N53 został wykorzystany następnie w sposobie fermentacji glicerolu do wodoru, butanolu, etanolu i mleczanu. W procesie tym glicerol jest mieszany z medium hodowlanym w stężeniu od 5 do 100 g/l, a następnie fermentowany w temperaturze od 50 do 65°C do butanolu, etanolu, mleczanu i wodoru. W procesie tym powstają również śladowe ilości kwasu octowego. Wyprodukowane alkohole są w sposób ciągły usuwane ze środowiska procesu fermentacji przez odpędzanie ich znad m e3 dium hodowlanego przeponową pompą cyrkulacyjną o wydajności 1 m /h ze zbiornika fermentacyjnego i schładzane poza układem fermentacyjnym do temperatury od -20 do +10°C. W zależności od warunków procesu fermentacji takich jak temperatura, poziom stabilizowanego pH, stężenia glicerolu oraz kontroli ciśnienia w bioreaktorze możliwe jest racjonalne kierowanie wydajnościami poszczególnych produktów fermentacji. Prowadzenie procesu fermentacji przy stabilizacji pH na poziomie 6,5 oraz niskim ciśnieniu od 0,02 do 0,2 Bar prowadzi do powstawania jako produktów fermentacji głównie etanolu oraz wodoru. Również obniżenie temperatury procesu do 50°C prowadzi do uzyskiwania większej ilości etanolu oraz wodoru. Natomiast podniesienie temperatury procesu do 62°C, podniesienie ciśnienia powyżej 0,5 Bar i stabilizacja pH na poziomie 5,8 prowadzi do powstawania w procesie fermentacji glicerolu większej ilości butanolu i obniżonej produkcji wodoru oraz etanolu i kwasu mlekowego. Aby proces fermentacji przebiegał stabilnie i powstające produkty fermentacji, głównie alkohole, nie powodowały inhibicji wzrostu drobnoustrojów wprowadzono obieg ciągłego odpędzania par alkoholi, które są skraplane w zewnętrznym kondensorze schłodzonym od -20 do 10°C. Prowadzenie fermentacji w temperaturze powyżej 50°C pozwala na wydajną separacją alkoholi i w efekcie ich wydajną produkcję. Opracowany sposób fermentacji pozwala na wykorzystanie różnych rodzajów gliceryny uzyskiwanej w procesie produkcji bio-diesla uzyskiwanego z różnych rodzajów olejów roślinnych takich jak olej rzepakowy, słonecznikowy, palmowy, sojowy i inne.
Istota wynalazku zostanie wyjaśniona bliżej na podstawie figury 2, gdzie przedstawiono schemat technologiczny przykładowego urządzenia do prowadzenia procesu fermentacji glicerolu z udziałem termofilnego szczepu bakterii N53 z rodzaju Thermoanaerobacterium. Urządzenie do procesu składa się ze zbiornika ciśnieniowego (1) z płaszczem (2), mieszadłem mechanicznym (3) oraz beł8
PL 214 785 B1 kotką (4). Do zbiornika (1) podawane są roztwory glicerolu z zasobnika (5) za pomocą pompy (6), oraz roztwór zasady z zasobnika (7) podawanej za pomocą pompy (8). Umieszczona w zbiorniku (1) bełkota (4) jest zasilana azotem lub mieszaniną azotu i dwutlenku węgla w proporcjach objętościowych 80:20 z butli (9) zawierającej zawór redukcyjny (10). Zbiornik (1) jest połączony obiegiem zamkniętym z chłodzonym kondensatorem oparów (11) zaopatrzonym w zawór wylotowy (12). Obieg oparów jest wymuszany działaniem pompy (13). Dodatkowo w zbiorniku (1) umieszczony jest zawór (14) w celu wprowadzenia inokulum.
Przygotowaną pożywkę umieszcza się w zbiorniku (1) w ilości maksymalnej 75% całkowitej objętości zbiornika. Następnie uruchamia się mieszadło (3) oraz otwiera się zawór redukcyjny (10) w celu wtłoczenia inertnych gazów z butli (9) i usunięcia obecnego w pożywce i instalacji tlenu tak aby jego stężenie nie przekraczało 1%. W trakcie procesu przedmuchiwania instalacji uruchomiona zostaje również pompa (13) oraz otwarty zawór (12) kondensora (11). Po zakończeniu procesu usuwania tlenu zamyka się kolejno zawór (12) kondensora (11) i zawór (10) na butli (9) oraz wyłącza się pompę (13). Pożywkę w szczelnie zamkniętym zbiorniku (1) podgrzewa się w celu sterylizacji z użyciem przegrzanej pary wodnej dostarczanej do płaszcza (2). Po zakończeniu procesu sterylizacji, pożywkę ochładza się do temperatury 50-65°C przez wprowadzenie zimnej wody do płaszcza (2) zbiornika (1). W trakcie procesu chłodzenia otwiera się ponownie zawór (10) na butli (9) oraz zawór (12) na kondensorze oparów (11), jak również włącza się pompę obiegową (13) w celu zabezpieczenia instalacji fermentacyjnej przed dostaniem się tlenu na skutek wytworzonego w podczas schładzania podciśnienia. Po schłodzeniu pożywki w zbiorniku (1) i doprowadzeniu do odpowiedniego pH za pośrednictwem gazu z butli otwarty zostaje zawór inokulacyjny (14) w celu wprowadzenia aktywnej termofilnej kultury bakteryjnej. Po wprowadzeniu zawiesiny komórek, zawór (14) zostaje zamknięty. Następnie zamykany jest zawór (12) kondensora (11) oraz zawór na butli (9). Zawór (12) na kondensorze (11) jest sterowany przez elektroniczny nastawny manometr mierzący ciśnienie w zbiorniku (1). W wyniku procesu fermentacji dochodzi do produkcji mieszaniny dwutlenku węgla i wodoru, która jest upuszczana za pośrednictwem zaworu (12) kondensora (11) w zależności od nastawionego ciśnienia w zbiorniku fermentacyjnym (1). W trakcie procesu fermentacji obniża się również pH pożywki w zbiorniku (1) na skutek produkowanych kwasów octowego i mlekowego co prowadzi do automatycznego uruchomienia pompy (8) w celu równoważenia zadanego pH przez dodatek roztworu alkali ze zasobnika (7). W miarę wyczerpywania się glicerolu w wyniku fermentacji w zbiorniku (1) wprowadzony zostaje świeży roztwór glicerolu z zasobnika (5) za pośrednictwem pompy (6). W trakcie procesu fermentacji w zbiorniku (1) chłodzenie kondensora (11) oraz pompa obiegowa (13) jest ciągle włączona. Gromadzące się w zbiorniku (1) opary alkoholi są przenoszone za pośrednictwem pompy (13) i skraplane w schłodzonym kondens orze (11). Produkowana mieszanina gazów dwutlenku węgla i wodoru jest uwalniana zaworem (12) kondensora (11). Proces fermentacji glicerolu może być prowadzony jako okresowy (ang. batch), okresowy z dokarmianiem (ang. fed-batch) lub też ciągły przez podawanie świeżej pożywki i odbieranie przefermentowanego medium wraz z masą komórkową. Obecność kondensora (11) pozwala na wydajne usuwanie toksycznych alkoholi z medium fermentacyjnego oraz prowadzenie procesu w sposób ciągły.
Opis wynalazku został przedstawiony w następujących przykładach
P r z y k ł a d 1. Izolacja szczepu Thermoanaerobacterium sp. N53
Pobrane ze środowiska próbki z aktywnych biologicznie osadów ze zbiornika do produkcji biogazu podzielono na 50 małych porcji o masie około 1 g i umieszczono w ampułkach 20 ml, a następnie zamknięto szczelnie korkiem i zakapslowano. Każdą z tak przygotowanych fiolek przedmuchano 5 min mieszaniną gazową azotu i dwutlenku węgla w stosunku objętościowym 80:20 (gaz Biogon C20). Następnie do każdej z fiolek wstrzyknięto z użyciem strzykawki z igłą po 10 ml uprzednio przygotowaną w anaerobowych warunkach pożywkę AA1 uzyskaną z kolejno mieszanych roztworów i wody na 1 litr: 916 ml wody destylowanej; 10 ml roztwór A1 (NH 4CI (100 g/l), NaCI (10 g/l), MgCI2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5 g/l)); 2 ml roztwór B (K2HPO4 x 3H2O (200 g/l)); 1 ml roztwór C (Rezazuryna (0,5 g/l)); 1 ml roztwór D (ZnCI2 (50 mg/l), MnCI2 x H2O (38 mg/l), CoCI2 x 2H2O (50 mg/l), H3BO3 (50 mg/l), CuCI2 x 2H2O (50 mg/l), NiCI2 x 6H2O (92 mg/l), FeCI2 x 2H2O (2308 mg/l), (NH4^Mo7O24 x 4H2O (50 mg/l), EDTA (500 mg/l)); cysteina (0,5 g); ekstrakt drożdżowy (5 g); 50 ml NaHCO3 (56 g/l) oraz dodano 10 g gliceryny technicznej 95% pochodzącej z produkcji bio-diesla na bazie oleju rzepakowego. Tak przygotowaną pożywkę przedmuchano 15 min mieszaniną gazową Biogon C20, a następnie szczelnie zamknięto i autoklawowano. Próbki umieszczono w inkubatorze o temperaturze
PL 214 785 B1
55°C inkubowano przez 7 dni. Wzrost drobnoustrojów był obserwowany poprzez monitorowanie ciśnienia w próbkach z użyciem mikromanometru. Próbki wykazujące podwyższone ciśnienie przenoszono na świeżą pożywkę AA1 za pomocą strzykawki z igłą w ilości 1 ml na 10 ml pożywki umies zczonej w anaerobowej fiolce i dalej prowadzono hodowle. Proces ten powtarzano jeszcze 5-ciokrotnie. Wybrano 4 próbki wykazujące najlepszy wzrost na podłożu z glicerolem i przeprowadzono analizy HPLC. Analizę HPLC przeprowadzono z użyciem następujących parametrów: kolumna: Aminex HPX87H (Biorad), 300 mm x 7,8 mm: Temperatura kolumny: 60°C; Faza ruchoma: 0,005M H2SO4; Przepływ fazy ruchomej: 0,6 ml/min; Detekcja: RID, temp. 40°C oraz DAD 210 nm; użyte wzorce kwas mlekowy, glicerol, kwas octowy, kwas mlekowy, etanol, butanol; ilość próbki 20 μΙ. Hodowle, w których wykryto obecność butanolu, etanolu w ilościach przekraczających stężenie 1 g/l przeniesiono z użyciem posiewu redukcyjnego na płytki z podłożem AA1 zawierającym 10 g/l glicerolu zestalonym 2% agarem. Wszystkie czynności wykonywano w komorze do pracy anaerobowej wypełnionej mieszaniną gazową Biogon C20. Płytki inkubowano w warunkach anaerobowych w temperaturze 50°C przez okres 3 dni. Po tym czasie zaobserwowano wzrost kolonii. Każdą z kolonii pojedynczo przenoszono w warunkach anaerobowych do fiolek zawierających 10 ml podłoża AA1 z glicerolem od 5 do 10 g/l o pH podłoża od 4,5 do 8,0. Płynne hodowle (20 μΙ) analizowano ponownie z użyciem techniki HPLC na obecność butanolu oraz etanolu. Hodowla wykazująca największe wydajności produkcji butanolu tj. 0,5 g butanolu na 1 g skonsumowanego glicerolu została ponownie przesiana na płytkę z podłożem stałym w celu selekcji kolonii i zapewnienia homogenności kultury bakteryjnej. Pojedyncze kolonie przesiano ponownie na 10 ml podłoża płynnego AA1 z dodatkiem glicerolu o stężeniu 10 g/I. Uzyskano cztery hodowle, które analizowano ponownie techniką HPLC w celu potwierdzenia obecności butanolu i etanolu. 5 ml każdej z hodowli odwirowano 5000 obr/min przez 5 min i następnie wyizolowano genomowe DNA z użyciem zestawu do izolacji genomowego DNA Genomie Mini AX firmy A&A Biotechnology. Uzyskane DNA genomowe (100 ng) z każdej z 4 hodowli posłużyło do amplifikacji fragmentu genu 16S rDNA z użyciem 2xPCR MasterMix (A&A Biotechnology) oraz 10 pmoli każdego ze starterów BacFor o sekwencji 5'GAG TTT GAT CCT GGC TCA G 3' oraz BacRev o sekwencji 5' ACG GCT ACC TTG TTA CGA CTT 3'. Z każdej z próbek genomowego DNA uzyskano produkt reakcji PCR o długości około 1500 pz. Produkt analizowano z użyciem elektroforezy agarozowej w 1% żelu agarozowym i następnie oczyszczano z użyciem zestawu Gel-Out firmy A&A Biotechnology. Uzyskano 1 pg każdego z produktów i następnie sekwencjonowano zużyciem starterów BacFor i BacRev. Wszystkie analizowane sekwencje DNA były identyczne. Sekwencje fragmentu genu 16S rDNA przedstawiono na figurze 1. W celu identyfikacji drobnoustroju przeprowadzono porównanie uzyskanej sekwencji DNA z bazą danych sekwencji GenBank™ za pomocą programu BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov). Analizowana sekwencja DNA wykazywała 99% zgodności ze znalezioną w bazie danych sekwencją DNA genu 16S rDNA organizmów Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum szczep W16 oraz Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum szczep GD17. Na podstawie powyższych analiz nazwano wyizolowaną kulturę bakteryjną mającą zdolność fermentacji glicerolu szczep N53 Thermoanaerobacterium sp.
P r z y k ł a d 2. Badanie wydajności fermentacji glicerolu przez szczep Thermoanaerobacterium sp. N53.
Badanie wydajności i stabilności produkcji mleczanu, octanu, etanolu, butanolu oraz wodoru w hodowli stacjonarnej wyizolowanego szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. przeprowadzono na niezależnych próbek hodowli oznaczonych AA3 oraz AA5. Hodowle prowadzono w warunkach anaerobowych w temperaturze 60°C z użyciem podłoża AA1 zawierającego 10 g/l glicerolu, w którym zmieniano w trakcie przygotowania roztwór A1 (NH4CI (100 g/l), NaCI (10 g/l), MgCI2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5g/l)) na roztwory kolejno: A2: NH4CI (10 g/I), NaCI (1 g/l), MgCI2 x H2O(10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5 g/l); A3: NH 4CI (100 g/l), NaCI (1 g/l), MgCI2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5 g/l); A4: NH4CI (100 g/l), MgCI2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5 g/l); A5: NH 4CI (10 g/I), MgCI2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5 g/l); A6: NaCI (10 g/l), MgCl2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5 g/l); A7: NaCI (1 g/l), MgCI2 x H2O (10 g/l), CaCI2 x 2H2O (5g/l). Po 48 h inkubacji, próbki hodowli analizowano z użyciem techniki HPLC jak opisano w przykładzie 1. Analizę wodoru w przestrzeni nad pożywką przeprowadzono w oparciu o chromatografię gazową na kolumnie: Molecular Sieve, średnica ziaren 100/120, 1,5m x 1,4”Cu (Mikrolab); temperatura kolumny: 50°C, gaz nośny: N2; przepływ gazu nośnego: 50 ml/min; detekcja: TCD. Określono zawartość procentową wodoru, która wynosiła od 10 do 60% oraz zmierzono i wyliczono jego objętość. Wyniki analiz zostały przedstawione w formie tabeli 1. W toku tych prac ustalono, że czynnikiem limitującym wzrost komórek jest wysokie stężenie NH4CI.
PL 214 785 B1
W toku doświadczeń przeprowadzono próby na hodowlach komórek szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. zawierających 0, 1,5, 10, 20 i 30 g/l NH4CI. Aktywność wzrostu komórek badano mikromanometrem. Jak wykazały przeprowadzone badania hodowle komórek bakteryjnych wykazały wzrost dla stężeń 0, 1,5, 10, 20 g/l NH4CI.
T a b e l a 1. Wyniki analizy HPLC oraz GC produktów fermentacji 10 g/l glicerolu w hodowlach stacjonarnych szczepu N53 Thermoanaerobacter sp.
| Nr próbki/ podłoże | mleczan (g/l) | octan (g/l) | etanol (g/l) | butanol (g/l) | wodór (ml) |
| AA3/A1 | 0,73 | 0,39 | 3,55 | 3,92 | 170 |
| AA3/A2 | 1,02 | 0,65 | 0,81 | 4,73 | 568 |
| AA3/A3 | 1,03 | 0,69 | 1,41 | 4,64 | 557 |
| AA3/A4 | 1,04 | 0,37 | 3,07 | 4,14 | 497 |
| AA3/A5 | 0,72 | 0,49 | 3,22 | 4,28 | 514 |
| AA3/A6 | 1,17 | 0,45 | 1,79 | 4,51 | 541 |
| AA3/A7 | 1,21 | 0,69 | 0,99 | 4,73 | 568 |
| AA5/A1 | 1,34 | 0,92 | 3,37 | 4,96 | 586 |
| AA5/A2 | 1,25 | 0,86 | 1,75 | 4,74 | 546 |
| AA5/A3 | 1,34 | 0,92 | 5,02 | 5,05 | 610 |
| AA5/A4 | 1,16 | 0,75 | 2,92 | 3,97 | 147 |
| AA5/A5 | 1,35 | 0,68 | 0,88 | 4,79 | 560 |
| AA5/A6 | 1,39 | 0,77 | 1,64 | 4,87 | 586 |
| AA5/A7 | 1,42 | 0,75 | 0,72 | 4,72 | 566 |
P r z y k ł a d 3. Proces fermentacji glicerolu w hodowli stacjonarnej z użyciem fermentora o pojemności 35 litrów przy stałym nadciśnieniu 0,02 do 3 bar.
W celu zbadania procesu fermentacji w warunkach kontrolowanego wzrostu przygotowano 1 litr hodowli szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. Hodowlę prowadzono w 500 ml butelkach wypełnionych 200 ml pożywki AA1 zawierającej 20 g/l gliceryny technicznej o zawartości glicerolu (95%). Hodowlę prowadzono 24 h w warunkach anaerobowych w temperaturze 60°C. Następnie napełniono zbiornik (1) o pojemności całkowitej 35 litrów 10 litrami podłoża AA1 zawierającego 30 g/l gliceryny technicznej o zawartości glicerolu 95%. Tak przygotowane podłoże przedmuchano mieszaniną gazową Biogon C20 w celu usunięcia tlenu. Stwierdzono, że zawartość rozpuszczonego w pożywce tlenu musi być niższa niż 1%. Wyższe stężenia tlenu poważnie inhibują rozwój szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. Pożywkę sterylizowano mieszając w temperaturze 120°C przez 20 min, a następnie schłodzono do 60°C. Tak przygotowane jałowe podłoże zaszczepiono 1 litrem uprzednio przygotowanej 24 godzinnej hodowli szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. przez zawór do wprowadzania inokulum (14). Hodowlę prowadzono utrzymując stałe nadciśnienie o wartości 1 bar, mieszanie 80 obr/min oraz stałą wartość pH 6,5 dzięki systemowi podawania 2 M NaOH z zasobnika (7) z użyciem pompy (8). Wynik przebiegu procesu fermentacji został przedstawiony w postaci figury 3. Skład mieszaniny fermentacyjnej analizowano z użyciem techniki HPLC, jak opisano w przykładzie 1. Na podstawie analizy GC, jak w przykładzie 2, określono zawartość wodoru na 45%, a objętość wodoru wyprodukowanego w czasie fermentacji wynosiła 115 litrów. Zaobserwowano znaczące obniżenie wydajności produkcji gazu i wzrostu komórek z chwilą osiągnięcia w fermentorze stężenia butanolu
7,6 g/l, etanolu 5,2 g/l, mleczanu 2,9 g/l po 100 godzinach fermentacji. Wyniki analiz powstających produktów w trakcie fermentacji przedstawiono na figurze 3.
P r z y k ł a d 4. Proces fermentacji glicerolu w hodowli stacjonarnej z dokarmianiem z użyciem fermentora o pojemności 35 litrów przy nadciśnieniu 0,2 bar.
Pożywkę w zbiorniku (1) przygotowano, zaszczepiono jak w przykładzie 3. Hodowlę prowadzono utrzymując stałe nadciśnienie o wartości 0,2 bar, mieszanie 80 obr/min, oraz stałą wartość pH 6,5
PL 214 785 B1 dzięki systemowi podawania 2 M NaOH z zasobnika (7) za pomocą pompy (8). Dodatkowo w czasie procesu fermentacji z zasobnika (5) podawano roztwór glicerolu o stężeniu 100 g/l w jałowej pożywce AA1 za pomocą pompy (6). W czasie 98 godzin fermentacji uzyskano 158 litrów wodoru, a stężenie poszczególnych produktów fermentacji glicerolu wynosiło odpowiednio: 8,2 g/l butanolu, 6,7 g/l etanolu, 3,2 g/l mleczanu.
P r z y k ł a d 5. Badanie inhibicji wzrostu hodowli komórkowej szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. w obecności wysokich stężeń butanolu i etanolu.
Tak jak w przykładzie 1, przygotowano pożywkę AA1 zawierającą 10 g/l glicerolu oraz odpowiednio 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14, 16, 20 g/l butanolu w każdej z fiolek oraz pożywkę AA1 zawierającą 10 g/l glicerolu i odpowiednio 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 25, 30 i 40 g/l etanolu. Pożywki zaszczepiono 5% objętością świeżej hodowli szczepu N53 Thermoanaerobacterium sp. Po 24, 48 i 96 godzinach dokonano pomiaru ciśnienia z użyciem mikromanometru we fiolkach w celu detekcji aktywności hodowli komórek. Produkcję gazu zaobserwowano we fiolkach zawierających 1,2, 3, 4 , 6, 8, 10, 14 g/l butanolu oraz 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 30 g/l etanolu.
P r z y k ł a d 6. Proces fermentacji glicerolu w hodowli ciągłej z użyciem fermentora o pojemności 35 litrów wraz odpędzaniem fazy alkoholowej.
Przygotowano 15 litrów pożywki w zbiorniku (1) i zaszczepiono tak jak w przykładzie 3. Hodowlę prowadzono utrzymując stałe nadciśnienie o wartości 0,5 bar, mieszanie 80 obr/min oraz stałą wartość pH 5,8 dzięki systemowi podawania 0,5 M NaOH ze zasobnika (7) za pomocą pompy (8). Dodatkowo w czasie procesu fermentacji z zasobnika (5) podawano roztwór glicerolu o stężeniu 100 g/l w jałowej pożywce AA1 za pomocą pompy (6). Do zbiornika podłączono chłodzony do temperatury 0-4°C kon3 denser (11) wraz z pompą (13) o wydajności 1 m /h wymuszającą obieg par znad pożywki przez kondenser (11). Ciśnienie w zbiorniku fermentora regulowano za pomocą zaworu redukcyjnego (12). W trakcie procesu uzupełniano hodowlę w zbiorniku (1) świeżą pożywką z zasobnika (5) jak i odbierano taką samą ilość pożywki przefermentowanej ze zbiornika (1). W wyniku procesu 98 godzinnej fermentacji stwierdzono ciągły wzrost drobnoustrojów i produkcję wodoru w całkowitej ilości 185 litrów oraz stały utrzymujący się poziom stężenia butanolu od do 4,5 g/l, etanolu od 2,5 do 3,2 g/l oraz wzrastający poziom stężenia mleczanu i osiągający stężenia 5,2 g/l w zbiorniku (1) w podłożu hodowlanym. W zbiorniku kondensora (11) zgromadziło się w tym czasie 500 ml kondensatu zawierającego
32,4 g/l butanolu oraz 12,5 g/l etanolu.
Claims (11)
1. Sposób termofilnej anaerobowej fermentacji glicerolu, znamienny tym, że: hodowla komórek bakterii termofilnych z gatunku Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum szczepów N53, DSM 571, DSM 572, DSM 573, DSM 869, DSM 7416, ATCC 25773, ATCC 27384, ATCC 31907, ATCC 31908, ATCC 31909, ATCC 31925, ATCC 31960, ATCC 7956 w warunkach anaerobowych w temperaturze od 50 do 65°C przekształca zredukowaną pożywkę zawierającą glicerol o stężeniu od 5 do 100 g/l w butanol, etanol i wodór.
2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że glicerol jest przekształcany w kwas mlekowy i kwas octowy.
3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że proces fermentacji jest prowadzony przy nadciśnieniu w komorze fermentacyjnej od 0,02 do 3 bar.
4. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że proces fermentacji jest prowadzony przy pH utrzymywanym w zakresie 4,5 do 8,0.
5. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że stężenie butanolu w hodowli komórek jest mniejsze niż 14 g/l.
6. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że stężenie etanolu w hodowli komórek jest mniejsze niż 30 g/l.
7. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że wytwarzany wodór stanowi od 10 do 60% objętości wytwarzanej mieszaniny gazów.
8. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że stężenie NH4CI nie przekracza stężenia 20 g/l w pożywce.
9. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że stężenie rozpuszczonego tlenu w pożywce jest mniejsze niż 1 %.
PL 214 785 B1
10. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że w skład pożywki do fermentacji glicerolu wchodzą związki o stężeniach: MgCI2 x H2O (0,1 g/l), CaCI2 x 2H2O (0,05 g/l); K2HPO4 x 3H2O (0,4 g/l); ZnCI2 (0,02 mg/l), MnCI2 x H2O (0,038 mg/l), CoCI2 x 2H2O (0,02 mg/l), H3BO3 (0,02 mg/l), CuCI2 x 2H2O (0,02 mg/l), NiCI2 x 6H2O (0,092 mg/l), FeCI2 x 2H2O (2,308 mg/l), (N^^MoyO^ x 4H2O (0,05mg/l), EDTA (0,5 mg/l)); NaHCO3 (2,6 g/l).
11. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że produkowane alkohole butanol i etanol są odpędzane z aktywnej hodowli komórek i skraplane w zewnętrznym zbiorniku, gdzie są schładzane do temperatury od -20 do 10°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL390702A PL214785B1 (pl) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | Sposób termofilnej beztlenowej fermentacji glicerolu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL390702A PL214785B1 (pl) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | Sposób termofilnej beztlenowej fermentacji glicerolu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL390702A1 PL390702A1 (pl) | 2011-09-26 |
| PL214785B1 true PL214785B1 (pl) | 2013-09-30 |
Family
ID=44675154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL390702A PL214785B1 (pl) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | Sposób termofilnej beztlenowej fermentacji glicerolu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL214785B1 (pl) |
-
2010
- 2010-03-12 PL PL390702A patent/PL214785B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL390702A1 (pl) | 2011-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Reddy et al. | Short chain and medium chain fatty acids production using food waste under non-augmented and bio-augmented conditions | |
| CN102317463B (zh) | 厌氧微生物发酵生产丁二醇 | |
| Rai et al. | Biohydrogen production from sugarcane bagasse by integrating dark-and photo-fermentation | |
| Fangkum et al. | Biohydrogen production from sugarcane bagasse hydrolysate by elephant dung: Effects of initial pH and substrate concentration | |
| Liu et al. | Butyric acid from anaerobic fermentation of lignocellulosic biomass hydrolysates by Clostridium tyrobutyricum strain RPT-4213 | |
| Maintinguer et al. | Hydrogen bioproduction with Enterobacter sp. isolated from brewery wastewater | |
| de Souza Moraes et al. | Enriched microbial consortia for dark fermentation of sugarcane vinasse towards value-added short-chain organic acids and alcohol production | |
| Harun et al. | Hydrogen production performance by Enterobacter cloacae KBH3 isolated from termite guts | |
| Saripan et al. | Biohydrogen production by Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticum KKU-ED1: Culture conditions optimization using mixed xylose/arabinose as substrate | |
| Guo et al. | 1, 3-Propanediol production by a newly isolated strain, Clostridium perfringens GYL | |
| Reddy et al. | Sustainable production of medium chain fatty acids (MCFA) with an enriched mixed bacterial culture: microbial characterization using molecular methods | |
| US20160032324A1 (en) | Process for producing fermentation products and fermentation medium compositions therefor | |
| CN111440838A (zh) | 通过富集窖泥中己酸功能菌发酵白酒酒糟产己酸的方法 | |
| Palaiogeorgou et al. | A newly isolated Enterobacter sp. strain produces 2, 3-butanediol during its cultivation on low-cost carbohydrate-based substrates | |
| Ai et al. | Butyric acid fermentation from rice straw with undefined mixed culture: enrichment and selection of cellulolytic butyrate-producing microbial community | |
| WO2010031793A2 (en) | Thermophilic fermentative bacterium producing butanol and/or hydrogen from glycerol | |
| US20160355847A1 (en) | Novel Clostridium Species That Converts Wheat Straw and Switchgrass Hydrolysates Into Butyric Acid | |
| US20180105836A1 (en) | Process for hydrogen production from glycerol | |
| WO2014133668A1 (en) | A butyrate producing clostridium species, clostridium pharus | |
| Li et al. | Strategy of controlling the volumetric loading rate to promote hydrogen-production performance in a mesophilic-kitchen-waste fermentor and the microbial ecology analyses | |
| Chen et al. | Enhanced fermentation for lactic acid production from food waste via hydrothermal pretreatment: performance evaluation and metagenomic analysis | |
| Han et al. | Utilization of wheat for biohydrogen production by a combination of solid-state fermentation and batch fermentation | |
| PL214785B1 (pl) | Sposób termofilnej beztlenowej fermentacji glicerolu | |
| CA3133087C (en) | Gas fermentation for the production of protein-based bioplastics | |
| Shaltot et al. | Green synthesis of biohydrogen using Bacillus subtilis BS27 from industrial wastes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20130312 |