[发明专利]生物转化的过程控制

说明书

提供用于增强生物过程的控制方法，其中所述生物过程将气态底物转化成诸如乙醇的有用的最终产物。方法包括在底物添加速率下提供含有CO和CO₂中的一种或多种的气态底物至生物反应器。被提供至生物反应器的产乙酸细菌在发酵液中发酵该气态底物。该方法包括测定发酵液中羧酸和/或羧酸盐的浓度。控制算法使用这些浓度以调整气态底物添加速率。

本申请要求于2020年1月16日提交的美国临时申请号62/961,743的权益，其通过引用以其全文并入本文。

技术领域

提供一种用于包括一氧化碳的气态底物的生物转化的方法。更具体地，该方法包括控制气态底物的生物转化，其通过使用羧酸和/或羧酸盐的浓度来控制气态底物添加速率。

背景技术

一氧化碳的生成发生自自然过程以及工业过程，包括诸如煤、石油和天然气的化石燃料的燃烧。部分由于工业过程的原因，向大气的碳排放持续增加。

发酵控制通常基于手动测量，并且基于这些测量的结果进行调整。这些手动过程在测量和调整之间具有一定量的延迟时间，其可导致较低效率的发酵。此外，使用更自动化的控制策略可提供更精确的控制，提供更快的反应时间以及减少人工成本。

鉴于所产生的大量一氧化碳(CO)，需要可以有效利用一氧化碳的细菌发酵系统。

发明内容

一种方法包括在底物添加速率下将包含CO的气态底物提供到生物反应器。被提供到生物反应器的产乙酸细菌在发酵液中发酵该气态底物。该方法包括测定发酵液中的A_M浓度，其中A_M是羧酸和羧酸盐的浓度。控制算法使用A_M来调整该气态底物添加速率。

附图说明

为了可以详细理解本公开的以上描述特征的方式，可通过参考实施方案对上文简述的本公开进行更详细的描述，其中一些实施方案在附图中示意。然而，应注意所述附图仅示出本公开的典型实施方案，且因此不应视为其范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施方案。

图1示意了一个生物反应器系统。

图2以图形方式比较了在自动控制方法中与非自动控制方法中的乙醇STY值。

图3以图形方式比较了在自动控制方法中与非自动控制方法中的细胞密度值。

图4是提供过程控制方法的总体概述的流程图。

图5是描述用于酸控制器的过程控制方法的流程图。

图6是描述用于酸控制器的过程控制方法的另一方面的流程图。

图7是描述用于气流控制器的过程控制方法的流程图。

图8是描述用于气流控制器的过程控制方法的另一方面的流程图。

具体实施方式

以下描述不应被视为限制性意义，而是仅出于描述示例性实施方案的一般原理的目的而进行。本公开的范围应参考权利要求而确定。

定义

除非另有定义，本公开的整个此说明书所使用的以下术语定义如下，且可包括以下所限定的单数或复数形式的定义：

修饰任何量的术语“大约”指在真实世界条件中，例如，在实验室中、在试验工厂中或在生产设施中所遭遇的量的变化。例如，混合物或数量中采用的成分的量或测量值当用“大约”修饰时，包括在生产工厂或实验室中的实验条件中测量所典型采用的变化和谨慎程度。例如，产物的组分的量当用“大约”修饰时，包括在工厂或实验室中在多个实验中批次之间的变化以及在该分析方法中固有的变化。无论是否用“大约”修饰，量包括这些量的等同的量。本文所述且用“大约”修饰的任何数量也可以如同该量未被“大约”修饰地在本公开中采用。