stringtranslate.com

Ферментация синтез-газа

Ферментация синтез-газа , также известная как ферментация синтез-газа , представляет собой микробный процесс. В этом процессе смесь водорода , монооксида углерода и диоксида углерода , известная как синтез-газ , используется в качестве источников углерода и энергии , а затем преобразуется микроорганизмами в топливо и химические вещества . [1]

Основными продуктами ферментации синтез-газа являются этанол , бутанол , уксусная кислота , масляная кислота и метан . [2] Некоторые промышленные процессы, такие как нефтепереработка, сталелитейное производство и методы производства технического углерода , кокса , аммиака и метанола , выделяют огромное количество отходящих газов, содержащих в основном CO и H.
2в атмосферу либо непосредственно, либо посредством сгорания. Биокатализаторы можно использовать для преобразования этих отходящих газов в химические вещества и топливо, например, в этанол. [3] Кроме того, было продемонстрировано, что включение наночастиц улучшает газожидкостный перенос жидкости во время ферментации синтез-газа. [4]

Существует несколько микроорганизмов, которые могут производить топливо и химические вещества путем использования синтез-газа. Эти микроорганизмы в основном известны как ацетогены , включая Clostridium ljungdahlii , [5] Clostridium autoethanogenum , [6] Eubacterium limosum , [7] Clostridiumcarbonivorans P7, [8] Peptostreptococcus Productus , [9] и Butyribacterium methylotropicum . [10] Большинство из них используют путь Вуда-Люнгдала .

Процесс ферментации синтез-газа имеет преимущества перед химическим процессом , поскольку он происходит при более низкой температуре и давлении , имеет более высокую специфичность реакции , допускает большее количество соединений серы и не требует определенного соотношения CO и H.
2. [2] С другой стороны, ферментация синтез-газа имеет такие ограничения, как:

Рекомендации

  1. ^ Аб Браун, Роберт С. (2003). Биовозобновляемые ресурсы: разработка новых продуктов сельского хозяйства . Эймс, Айова: Издательство штата Айова. ISBN 0-8138-2263-7.
  2. ^ abc Worden, RM, Bredwell, MD, и Grethlein, AJ (1997). Инженерные проблемы ферментации синтез-газа, топлива и химикатов из биомассы. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество, 321–335.
  3. ^ Абубакар, HN; Вейга, MC; Кеннес, К. (2011). «Биологическая конверсия окиси углерода: богатый синтез-газ или отходящие газы в биоэтанол» (PDF) . Биотопливо, биопродукты и биопереработка . 5 (1): 93–114. дои : 10.1002/bbb.256. HDL : 2183/13730 . S2CID  84912109.
  4. ^ Саджив, Эвелин; Шехер, Шешанк; Огбага, Чуквума К.; Десонгу, Квахтавер С.; Гюнеш, Бурку; Околи, Джуд А. (июнь 2023 г.). «Применение наночастиц в биореакторах для улучшения массообмена во время ферментации синтез-газа». Энциклопедия . 3 (2): 387–395. дои : 10.3390/энциклопедия3020025 .
  5. ^ Классон, КТ; Акерсон, доктор медицины; Клаузен, ЕС; Гэдди, Дж. Л. (1992). «Биоконверсия синтез-газа в жидкое или газообразное топливо». Ферментные и микробные технологии . 14 (8): 602–608. дои : 10.1016/0141-0229(92)90033-К.
  6. ^ Абрини, Дж.; Наво, Х.; Нинс, Э.Дж. (1994). « Clostridium autoethanogenum , sp. nov., анаэробная бактерия, производящая этанол из угарного газа». Архив микробиологии . 161 (4): 345–351. дои : 10.1007/BF00303591. S2CID  206774310.
  7. ^ Чанг, И.С.; Ким, Б.Х.; Ловитт, RW; Банг, Дж. С. (2001). «Влияние парциального давления CO на непрерывную ферментацию CO с помощью Eubacterium limosum KIST612, перерабатываемую клетками». Технологическая биохимия . 37 (4): 411–421. дои : 10.1016/S0032-9592(01)00227-8.
  8. ^ Ахмед, А; Льюис, Р.С. (2007). «Ферментация синтез-газа, полученного из биомассы: влияние оксида азота». Биотехнология и биоинженерия . 97 (5): 1080–1086. дои : 10.1002/бит.21305. PMID  17171719. S2CID  21650852.
  9. ^ Мизоф, М.; Дрейк, HL (1996). «Влияние CO2 на ферментационную способность ацетогена Peptostreptococcus Productus U-1». Журнал бактериологии . 178 (11): 3140–3145. дои : 10.1128/jb.178.11.3140-3145.1996. ПМК 178064 . ПМИД  8655492. 
  10. ^ аб Хенстра, AM; Сипма, Дж.; Рейнзма, А.; Стамс, AJM (2007). «Микробиология ферментации синтез-газа для производства биотоплива». Современное мнение в области биотехнологии . 18 (3): 200–206. doi : 10.1016/j.copbio.2007.03.008. ПМИД  17399976.