BR112015007638B1 - sistemas de fermentação alimentados por gás - Google Patents
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Abstract
sistemas de fermentação alimentados por gás um fermentador pode ter pelo menos um conduíte de fluido oco disposto pelo menos parcialmente dentro de um recipiente. uma circunferência exterior do conduíte de fluido oco e uma circunferência interior do recipiente pode definir uma via de fluxo descendente através de que uma mistura multifase incluindo um meio líquido e fluxos de bolhas de substrato de gás comprimido. uma circunferência interior do conduíte de fluido oco pode definir uma via de fluxo ascendente que está em comunicação fluida com a via de fluxo descendente. o líquido de multifase pode fluir através da via de fluxo ascendente e sair do fermentador. arrefecimento pode ser provido no conduíte de fluido oco ou no recipiente. um ou mais geradores pressóricos traseiros podem ser usados para manter uma pressão traseira no fermentador. um ou mais movimentadores de fluido podem ser usados para criar, de modo variado, um fluxo induzido ou forçado nas vias de fluxo descendentes e ascendentes
Description
SISTEMAS DE FERMENTAÇÃO ALIMENTADOS POR GÁS
FUNDAMENTOS
Campo Técnico [1] Esta invenção está geralmente relacionada a recipientes, sistemas e processos úteis em fermentação e, especificamente, sistemas de fermentação usando um substrato gasoso.
Descrição da Técnica Relacionada [2] Com o crescente esgotamento de depósitos de combustível fóssil, a crescente produção de gases de efeito estufa e as preocupações recentes sobre a mudança climática, substituir biocombustíveis (por exemplo, etanol, biodiesel) por combustíveis fósseis tornou-se um foco industrial. Mas, os biocombustíveis gerados até este momento têm suas próprias dificuldades e preocupações. Os biocombustíveis de primeira geração são derivados de plantas (por exemplo, amido; cana-de-açúcar; e milho, colza, soja, palma, e outros óleos vegetais), mas estas colheitas de combustível competem com colheitas crescidas para o consumo humano e animal. A quantidade de terras cultiváveis disponíveis mundialmente não é suficiente para satisfazer as crescentes necessidades de alimento e combustível. Para reduzir a demanda imposta aos produtores de alimentos para grãos compatíveis com biocombustíveis está em desenvolvimento a segunda geração de biocombustíveis utilizando material biológico alternativo como celulose ou algas. Mas, dificuldades técnicas de produção, juntamente com o alto custo de produção, não tornaram os biocombustíveis de segunda geração mais rentáveis ou acessíveis.
[3] A terceira ou a próxima geração de biocombustíveis é produzida usando matérias-primas de carbono alternativas, com base nãoalimentares. Como parte deste esforço, o uso de matérias-primas alternativas, com base não-biológico, para a produção de compostos de hidrocarbonetos superiores incluindo combustíveis, lubrificantes e plásticos está ganhando um impulso cada vez maior. Estas matérias-primas podem
2/85 incluir um ou mais compostos contendo carbono ou misturas de compostos contendo carbono e sem carbono que incluem, entre outros, o metano e o gás de síntese. Metano, por exemplo, é uma matéria-prima relativamente abundante, naturalmente ocorrente e encontrada em muitos locais no mundo todo. Metano também é produzido durante muitos processos de decomposição biológica e, portanto, pode ser capturado em instalações de tratamento e aterros de resíduos. Por sua abundância relativa, o metano é um gás causador do efeito estufa potente, tendo uma contribuição em 23x de gás causador do efeito estufa em relação ao CO2. Historicamente, metano tem sido visto como um subproduto um tanto que valioso, que é difícil de converter em produtos de maior valor ou transportar para o mercado a partir de locais remotos ou perdidos, como campos de gás remoto ou plataformas de produção off-shore. Metano a partir destas fontes, assim como o metano produzido por processos de decomposição biológica que ocorrem em instalações de tratamento de esgoto e aterros, é principalmente ventilado ou queimado. A capacidade converter de forma econômica e eficiente o metano e carbono semelhante contendo gases em C2 de maior valor ou hidrocarbonetos superiores permitiría que os produtores aproveitassem de uma forma relativamente abundante de matéria-prima, não biologicamente produzida, e, ao mesmo tempo, proporcionando um significativo benefício ambiental.
[4] O recente aumento da produção doméstica de metano (a partir do equivalente a 48 bilhões de pés cúbicos por dia em 2006 para 65 bilhões de pés cúbicos por dia em 2012) tem impulsionado o custo do gás natural para níveis recorde (de cerca de $14,00/MMBTU em 2006 para cerca de $2,50/MMBTU em 2012). O gás natural doméstico é produzido principalmente por fraturamento hidráulico (fracking), mas o metano também pode ser obtido de outras fontes, tais como aterros sanitários e esgoto. Mas, a volatilidade do metano torna problemático o transporte e/ou uso direto do metano como um combustível.
3/85 [5] Por estas razões, existe um forte incentivo para converter o metano em um ou mais produtos líquidos, por exemplo combustíveis para motores a combustão, para permitir o transporte mais fácil ao ponto de uso ou venda. Duas abordagens principais estão atualmente sendo buscadas: liquefação levando ao gás natural liquefeito (LNG) e conversão química para converter gás em líquido (GTL) (Patel, 2005, 7th World Congress of Chemical Engineering, Glasgow, Escócia, Reino Unido). O processo de Fischer-Tropsch (F-T) é atualmente a abordagem mais predominante para converter grandes quantidades de metano em hidrocarbonetos de ordem superior (Patel, 2005). Observe que o processo de F-T leva gás de síntese como um insumo que é produzido a partir de gás natural por reforma a vapor (o gás de síntese também pode ser originado da gaseificação de carvão, pela reação em alta temperatura com água e oxigênio). O processo de F-T produz produtos petrolíferos consistentes com o fornecimento de combustível atual, mas sofre de uma série de desvantagens, incluindo baixos rendimentos, fraca seletividade (tornando complexa a utilização a jusante), e requer despesa de capital significativa e escala para atingir uma produção econômica (Spath and Dayton, dezembro de 2003 NRELITP-51034929). A grande escala necessária para uma planta de F-T (geralmente superiores a dois bilhões de dólares no custo do capital [Patel, 2005]) também representa uma limitação significativa devido à grande quantidade de matéria-prima de metano necessária para compensar o custo de capital enorme do processo de F-T. Como o transporte de metano é proibitivamente caro na maioria dos casos, essa planta deve ser colocalizada com uma fonte estável, confiável e com boa relação custo/benefício de metano, geralmente sob a forma de um reservatório de metano significativo ou de uma tubulação de metano. Um custo adicional e o fator de escala é a economia de tecnologias de depuração de gás (Spath and Dayton, 2003), uma vez que catalisadores de F-T são bastante sensíveis aos contaminantes comuns encontrados no gás natural que
4/85 passam inalterados pelo processo de conversão de gás de síntese.
[6] Os requisitos para o pronto acesso aos grandes volumes de gás contendo metano relativamente limpo, combinados com um investimento massivo de capital, atualmente limitam as plantas de F-T à base de gás natural para uma operação bem sucedida em apenas alguns locais em todo o mundo (Spath and Dayton, 2003). A exigência de processamento mínimo elevado para um processo para converter gás em líquidos ou planta de gás natural liquefeito, combinado com o alto custo de transporte, resultam em menores fontes de metano, permanecendo como depósitos de gás perdidos. Este gás perdido podem incluir, mas não é limitado a, o gás natural produzido em poços de petróleo off-shore, ou efluente gasoso metano de aterros sanitários. Devido a atual ausência de tecnologias de conversão em pequena escala eficientes, estas fontes de gás perdido são normalmente ventiladas para a atmosfera ou queimadas, uma vez que a acumulação de metano apresenta um risco de segurança significativo. Instalações para converter gás em líquidos utilizando o processo de Fischer-Tropsh estão em funcionamento de forma semi-contínua desde 1938. Várias empresas estão atualmente investigando a introdução de novas plantas, dada a atual disponibilidade e preço de metano discutidos acima. No entanto, apesar da significativa pesquisa e desenvolvimento ao longo dos últimos 70+ anos, as limitações da tecnologia de Fischer-Tropsch impedem a ampla adoção de processos comerciais para converter gás em líquidos.
[7] Considerando as limitações acima mencionadas, a fermentação biológica usando substratos de Ct como fonte de carbono apresenta uma solução atraente para a atual concorrência entre fontes de alimento e de fermentação para produtos químicos/combustíveis, assim como a falta de boas opções para a utilização de gás natural. No entanto, a fermentação de substratos gasosos como metano, CO ou CO2 apresenta desafios significativos devido à exigência de que o substrato de carbono deve ser
5/85 transferido da fase de gás para uma fase aquosa para permitir a absorção e metabolismo pelos micro-organismos não-fotossintéticos metabolizadores de Ct na cultura. Simultaneamente, pode ser igualmente necessário que outros gases como O2 ou H2 sejam convertidos da fase gasosa para permitir a progressão do metabolismo celular (metabolismo aeróbio ou anaeróbio, respectivamente). Resíduos de produtos (tais como CO2 no caso do metabolismo aeróbio) devem ser retirados rapidamente do reator para permitir o crescimento microbiano eficiente. Além disso, a geração de calor do metabolismo de substratos de Ch é significativa e o sistema deve ser resfriado continuamente para manter as condições ideais para o crescimento microbiano.
[8] A transferência de massa convectiva da fase líquida para a fase vaporosa pode ser descrita com um coeficiente de transferência de massa. O fluxo é igual ao produto do coeficiente de transferência de massa, a área da superfície e a diferença de concentração (Fluxo = k A AC).
[9] O coeficiente de transferência de massa é influenciado por uma variedade de fatores, incluindo o tamanho da molécula a ser transferida, sua solubilidade na fase aquosa e o tamanho da camada de limite entre as fases (normalmente controlada em sistemas de fermentação através da mistura de velocidade e turbulência). A área de superfície entre o gás e fases líquidas na maioria dos sistemas de fermentação é limitada principalmente pelo tamanho da bolha do gás de insumo. O tamanho da bolha pode ser controlado introduzindo o gás através de pequenos poros, assim como aumentando as forças de cisalhamento para quebrar as bolhas e evitar coalescência. A diferença de concentração pode ser a diferença de concentração através da camada de limite da fase gasosa, a diferença de concentração entre a camada limite da fase líquida, a diferença de concentração entre o vapor em massa e o vapor que está em equilíbrio com o líquido em massa ou a diferença de concentração entre os líquidos em massa e o líquido que está em equilíbrio com o vapor em massa. Na
6/85 maioria dos sistemas de fermentação, a diferença de concentração é controlada pela pressão da fase gasosa.
[10] Os sistemas de fermentação convencional (biorreatores) obtêm a mistura de gás por um dos dois métodos: agitação mecânica ou agitação pneumática. Fermentadores agitados mecanicamente obtêm a mistura por meio de lâminas de agitação geralmente colocadas centralmente em um único grande fermentador. As lâminas do agitador geram turbulência e cisalhamento no líquido, enquanto as bolhas de gás são introduzidas no fundo do fermentador, impedindo o progresso das bolhas conforme elas sobem o fermentador e cisalhando as bolhas de gás para reduzir a tendência das bolhas em se coalescer dentro do fermentador. A vantagem deste tipo de fermentador é a mistura rápida, relativamente homogênea e dispersão de bolhas de gás que é possível devido à alta velocidade das lâminas de mistura. No entanto, este tipo de fermentador pode ser difícil de escalonar, uma vez que os requisitos de energia para obter a mesma taxa de mistura e transportes em massa podem ser proibitivos à medida que aumenta o volume. Além disso, a mistura vigorosa implica um significativo aquecimento do líquido de fermentação, e o uso de um único grande fermentador limita a área de superfície disponível para a refrigeração por troca de calor.
[11] Fermentadores por agitação pneumática evitam a agitação mecânica incorporando um caminho de fluxo ao líquido. Fermentadores coam agitação pneumática tem uma seção de fluxo descendente e de fluxo ascendente que estão interligadas em ambas as extremidades; Essas seções podem ser unidades separadas (referidas como um fermentador em loop), ou concêntricas (fermentador com agitação pneumática). Em ambos os casos, os gases são fornecidos na parte inferior da seção de fluxo ascendente através de um aparelho de geração de bolhas. As bolhas se misturam com o líquido, reduzindo a densidade do líquido e fazendo com que a mistura gás-líquido suba através da seção de fluxo ascendente. A
7/85 mistura subindo desloca o líquido na parte superior do reator, que percorre a seção de fluxo descendente para substituir o líquido na parte inferior, estabelecendo um fluxo circular no fermentador. Para obter um tempo de residência longo para as bolhas de gás no líquido, fermentadores com agitação pneumática são geralmente altos e tem uma área transversa da seção transversal limitada. Isto implica que o gás deve ser fornecido a uma pressão relativamente alta para superar a pressão hidrostática formada pela coluna de líquido presente no fermentador. Além disso, o tamanho da bolha aumenta significativamente ao longo do fermentador conforme a pressão diminui com a altura. O diâmetro da bolha crescente reduz proporcionalmente a taxa de transferência de massa entre as bolhas de gás e a fase líquida, reduzindo a taxa do volume da bolha de gás (proporcional ao cubo do raio da bolha de gás) para área da bolhas de gás (proporcional ao quadrado da área da bolhas de gás) através da qual pode ocorrer a transferência de massa. Taxas de fluxo e forças de cisalhamento em fermentadores com agitação pneumática são significativamente inferiores aos fermentadores com agitação mecânica, que também tendem a aumentar a coalescência de bolhas e reduzir a eficiência da refrigeração do fermentador. Finalmente, a separação dos gases não utilizados e residuais da mistura que sai da parte do fluxo ascendente do fermentador antes do retorno do líquido para a seção de fluxo descendente pode ser desafiadora.
BREVE RESUMO [12] Em um aspecto, a presente divulgação fornece um método e aparelho para a transferência de massa eficiente dos substratos gasosos para fermentação microbiana. Além disso, esta divulgação fornece um método para fermentação de matérias-primas gasosas contendo carbono usando uma cultura essencialmente composta por um micro-organismo não-fotossintético metabolizador de C-|. Em outro aspecto, esta divulgação fornece um projeto de fermentador escalonável para permitir um alto fluxo de transferência de massa em fase gasosa para fase líquida, além de troca
8/85 de calor eficiente e remoção de gases residuais. Sistemas e métodos para a fermentação que superem as desvantagens conhecidas na técnica e fornecem ao público novos métodos de produção ideal de uma variedade de produtos são fornecidos.
[13] Estes sistemas de fermentação podem empregar uma ou mais espécies de micro-organismo preferencialmente capazes de metabolizar compostos contendo Estes micro-organismos incluem procariontes ou bactérias, como Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium, Methanomonas, Methylophilus, Methylobacillus, Methylobacterium, Hyphomicrobium, Xanthobacter, Bacillus, Paracoccus, Nocardia, Arthrobacter, Rhodopseudomonas, ou Pseudomonas. Em alguns casos, os microorganismos metabolizadores de Cb podem incluir metanotrofos, metilotrofos ou respectivas combinações. Os metanotrofos preferenciais incluem Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium, Methanomonas, ou respectivas combinações. Espécies metanotróficas exemplares incluem Methylomonas sp. 16a (ATCC PTA 2402), Methylosinus trichosporium (NRRL B-11,196), Methylosinus sporium (NRRL B-ll, 197), Methylocystis parvus (NRRL B-ll, 198), Methylomonas methanica (NRRL B-5 11,199), Methylomonas alb us (NRRL B-ll,200), Methylobacter capsulatus (NRRL B-11,201), Methylobacterium organophilum (ATCC 27,886), Methylomonas sp. AJ-3670 (FERM P-2400), Methylomicrobium alcaliphilum, Methylocella silvestris, Methylacidiphilum infernorum, Methylibium petroleiphilum, Methylosinus trichosporium OB3b, Methylococcus capsulatus Bath, Methylomonas sp. 16a, Methylomicrobium alcaliphilum 20Z, ou uma variante de alto crescimento respectiva. Metilotrofos preferenciais incluem Methylobacterium extorquens, Methylobacterium radiotolerans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylobacterium nodulans, ou respectivas combinações.
9/85 [14] Os microrganismos capazes de metabolizar compostos com encontrados em gás de síntese incluem, mas não estão limitados a Clostridium, Moorella, Pyrococcus, Eubacterium, Desulfobacterium, Carboxydothermus, Acetogenium, Acetobacterium, Acetoanaerobium, Butyribaceterium, Peptostreptococcus, ou respectivas combinações. Os metilotrofos exemplificativos incluem Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahli, Clostridium ragsdalei, Clostridium carboxydivorans, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium woodii, Clostridium neopropanologen, ou respectivas combinações. Em algumas ocasiões, os micro-organismos metabolizadores de C) são eucariontes, como levedura, incluindo Candida, Yarrowia, Hansenula, Pichia, Torulopsis ou Rhodotorula.
[15] Em outras ocasiões, o micro-organismo não-fotossintético metabolizador de C-ι é urn micro-organismo não-fotossintético metabolizador de Ci obrigatório, como um metanotrofo, um metilotrofo obrigatório ou respectivas combinações. Em algumas ocasiões, o microorganismo não-fotossintético metabolizador de C! é um micro-organismo recombinante compreendendo um polinucleotídio heterólogo que codifica uma enzima que produz ácido graxo, uma enzima de assimilação de formaldeído, ou respectivas combinações.
BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DAS FIGURAS [16] Nas figuras, os tamanhos e as posições relativas dos elementos não estão necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, os vários elementos e ângulos não estão desenhadas em escala e alguns destes elementos foram arbitrariamente ampliados e posicionados para melhorar a legibilidade da figura. Além disso, as formas específicas dos elementos conforme desenhado não pretendem transmitir qualquer informação a
Λ respeito da forma real dos elementos específicos e foram selecionadas exclusivamente para facilitar o reconhecimento nas figuras.
[17] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um recipiente do fermentador exemplar incluindo um número de conduítes de fluido ocos
10/85 dispostos dentro do recipiente para criar um número de caminhos de fluxo descendente entre cada um do número de conduítes de fluido ocos e o recipiente circundante e um número de caminhos de fluxo ascendente dentro de cada um do número de conduítes de fluidos ocos; as caminhos de fluxo ascendente e descendente são acoplados com fluidez de forma que pelo menos uma parte do fluxo no caminho de fluxo descendente entre no conduíte de fluidos oco para fornecer pelo menos uma parte do fluxo no caminho de fluxo ascendente, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[18] A Figura 2 mostra um diagrama de fluxo do bloco de um sistema de fermentação exemplar incluindo o subsistema de resfriamento opcional, subsistema de pressão traseira e subsistema de separação que, de forma independente ou combinados, são úteis na fermentação de um substrato gasoso para fornecer um ou mais hidrocarbonetos superiores de C2, gasosos ou líquidos, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[19] A Figura 3 mostra uma vista seccional de um fermentador exemplar incluindo um único conduíte de fluido oco disposto dentro de um recipiente circundante para formar o caminho do fluxo descendente e o caminho do fluxo ascendente e um motor de fluido externamente montado que força um fluxo através do caminho de fluxo descendente e o caminho de fluxo ascendente, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[20] A Figura 4 mostra uma vista secional de um fermentador de exemplar incluindo um número de conduítes de fluidos ocos, pelo menos parcialmente cercados por um recipiente para formar um número de caminhos de fluxo descendente e de caminhos de fluxo ascendente e um motor de fluido externamente montado que força um fluxo através do caminho de fluxo descendente e do caminho de fluxo ascendente, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[21] A Figura 5 mostra uma vista seccional de um fermentador exemplar incluindo um número de conduítes de fluido ocos cercados, pelos
11/85 menos parcialmente, por um recipiente para formar um número de caminhos do fluxo descendente e de caminhos do fluxo ascendente e um motor de fluido externamente montado que introduz um fluxo através do caminho de fluxo descendente e força um fluxo através do caminho de fluxo ascendente, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[22] A Figura 6 mostra uma vista secional de um fermentador de exemplar incluindo um número de conduítes de fluidos ocos, pelo menos parcialmente cercados por um recipiente para formar um número de caminhos de fluxo descendente e de caminhos de fluxo ascendente e um motor de fluido externamente montado que introduz um fluxo através do caminho de fluxo descendente e força um fluxo através do caminho de fluxo ascendente, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[23] A Figura 7 mostra um diagrama de fluxo de alto nível de um método de fermentação, incluindo refrigeração opcional em ambos os caminhos de fluxo ascendente e descendente, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[24] A Figura 8 mostra um diagrama de fluxo de alto nível de um método de fermentação que inclui, opcionalmente, manter o fermentador a uma pressão elevada usando um subsistema de pressão traseira, de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
[25] A Figura 9 mostra um diagrama de fluxo de alto nível de um método de fermentação que inclui, opcionalmente, manter o fermentador a uma pressão elevada usando um subsistema de pressão traseira, separando a mistura multifásica removida do fermentador em um subsistema de separação opcional e reciclando pelo menos uma parte da mistura multifásica separada de volta para o fermentador de acordo com uma ou mais modalidades ilustradas.
DESCRIÇÃO DETALHADA [26] Na seguinte descrição, certos detalhes específicos são definidos para fornecer uma compreensão completa das várias modalidades.
12/85
Entretanto, uma pessoa versada na técnica compreenderá que a invenção pode ser praticada sem estes detalhes. Em outros casos, estruturas, detalhes do projeto do recipiente padrão, parâmetros detalhados de projeto de componentes disponíveis, tais como distribuidores de líquido ou gás, bombas, turbinas e semelhantes, detalhes relativos ao projeto e a construção de recipientes de pressão da sociedade americana de engenheiros mecânicos (American Society of Mechanical Engineers ASME), teoria de sistema de controle, etapas específicas em um ou mais processos de fermentação e similares, não foram mostrados ou descritos em detalhes para evitar o descrições obscuras desnecessárias das modalidades. Salvo indicado o contrário pelo contexto, em toda a especificação e reivindicações a seguir, a palavra compreender e respectivas variações, tais como, compreende e compreendendo devem ser consideradas em um sentido aberto, inclusivo, ou seja, incluindo, mas não limitando a. Além disso, os títulos fornecidos neste documento são apenas para conveniência e não interpretam o escopo ou significado da invenção reivindicada.
[27] Referência ao longo desta especificação a uma modalidade ou a modalidades significa que um recurso, estrutura ou característica específica descrita em conexão com a modalidade é incluída em pelo menos uma modalidade. Assim, as aparições das frases em uma modalidade ou na modalidade em vários lugares ao longo desta especificação não estão se referindo necessariamente a mesma modalidade. Além disso, os recursos, estruturas ou características específicas podem ser combinados de forma apropriada em uma ou mais modalidades. Conforme usadas nesta especificação e nas reivindicações anexas, as formas singulares um, uma e ”o(a) incluem referentes plurais a menos que o contexto indique claramente o contrário. Também deve ser observado que o termo ou é geralmente utilizado em seu sentido incluindo e/ou a menos que o conteúdo especifique claramente o
13/85 contrário.
[28] Os fermentadores são geralmente definidos como qualquer recipiente em que é realizado um processo de fermentação. Devido ao grande número de processos de fermentação e à grande variedade de substratos fermentáveis, os fermentadores podem variar de reatores de tanque com agitação contínua simples, encontrados na indústria de bebidas alcoólicas, até recipientes altamente complexos e especializados, com distribuição de gás e estruturas internas sob medida para um determinado substrato e/ou uma determinada espécie biológica. Fermentadores úteis na conversão de gases que contém carbono, como o metano e o gás de síntese (uma mistura de CO e H2) em hidrocarbonetos gasosos e líquidos de cadeia mais longa geralmente dispersam um substrato de gás contendo o composto de carbono C) dentro de um meio líquido contendo um ou mais nutrientes para fornecer uma mistura multifásica. Esta mistura multifásica é alimentada em uma ou mais colônias microbiológicas que convertem uma parte do(s) composto(s) de carbono C1 no substrato gasoso em compostos de C2, de cadeia longa ou superior preferencial(is). A composição do substrato, nutrientes e organismos microbiológicos compreendendo a colônia (ou seja, a biomassa dentro do fermentador) podem ser ajustados ou adaptados de forma variada para fornecer uma matriz final desejada de C2 ou compostos superiores que podem estar presentes como um líquido, gás ou material intracelular.
[29] A partir de uma perspectiva de transferência de massa, os fermentadores de substrato de gás apresentam um desafio único em que o substrato está preso dentro de uma bolha de gás e em ordem para captação microbiológica do substrato para ocorrer, o substrato de gás deve primeiro passar da bolha de gás para os organismos microbiológicos, diretamente ou indiretamente através da dissolução nos meios líquidos. Tais processos de fermentação assim são freqüentemente limitados pela capacidade do sistema para facilitar e/ou sustentar desejavelmente um
14/85 elevado nível de transferência de massa do substrato a partir das bolhas de gás para os organismos microbiológicos dentro do fermentador. Pelo menos, a taxa de transferência de massa da bolha de gás para qualquer meio líquido circundante ou para um organismos microbiológicos é uma função da pressão do gás dentro da bolha de gás, a proporção do volume para a área de superfície da bolha de gás e o tempo de contato da bolha de gás com os organismos microbiológicos ou líquidos circundantes. Aumentando a pressão dentro da bolha de gás ou aumentando o tempo de contato da bolha de gás com os organismos microbiológicos ou líquido circundante resulta em uma maior taxa de transferência de massa eficaz entre o substrato e os organismos microbiológicos. Diminuir a proporção do volume para a área da superfície da bolha de gás (ou seja, reduzindo o diâmetro das bolhas de gás) resulta em uma maior taxa de transferência de massa eficaz entre a bolha de gás e o líquido circundante. Um fermentador ideal teria, portanto, um grande número de bolhas de gás de diâmetro relativamente pequeno em uma pressão relativamente alta que são mantidos em contato direto ou próximo com os organismos microbiológicos ou líquidos circundantes, por um período prolongado de tempo.
[30] Um número de sistemas de fermentação, métodos e aparelhos que são capazes de fornecer bolhas de gás com diâmetro relativamente pequeno, sob pressão relativamente alta, é divulgado neste documento. Um número de sistemas de fermentação, métodos e aparelhos capazes de fornecer um tempo de contato prolongado com o organismo biológico e/ou líquido circundante é divulgado neste documento. Estes sistemas de fermentação, métodos e aparelhos podem fornecer vantajosamente um sistema de fermentação de substrato gasoso altamente eficiente que é particularmente útil na conversão de compostos de C! em compostos de C2 intra celular, líquidos e gasosos, e superiores.
[31] Como usado neste documento, os termos substrato de Cf ou composto de Cf se referem a qualquer molécula ou composição contendo
15/85 carbono que não possui uma ligação de carbono-carbono. As moléculas ou composições de amostra incluem metano, metanol, formaldeído, ácido fórmico ou um sal respectivo, monóxido de carbono, dióxido de carbono, gás de síntese, metilaminas (por exemplo, monometilamina, dimetilamina, trimetilamina), metiltiois ou metilhalogênio.
[32] Como usado neste documento, os termos micro-organismo metabolizador de C/' ou micro-organismo não-fotossintético metabolizador de C/' se referem a qualquer micro-organismo com capacidade de usar um substrato de carbono simples (CO como uma fonte de energia ou como sua fonte única de energia e biomassa, e pode ou não usar outros substratos de carbono (como açúcares e carboidratos complexos) para energia e biomassa. Por exemplo, um micro-organismo metabolizador de C-i pode oxidar um substrato de C1( tal como metano ou metanol. Micro-organismos metabolizadores de Cí incluem bactérias (como Metanotrofos e Metilotrofos) e levedura. Em pelo menos algumas ocasiões, um microorganismo metabolizador de C-ι não inclui um micro-organismo fotossintético, como algas. Em determinadas modalidades, o microorganismo metabolizador de C( será um micro-organismo metabolizador de Ci obrigatório, ou seja, sua única fonte de energia é composta pelos substratos de C) e nada mais.
[33] Conforme usados aqui, o termo ou bactéria metilotrófica referese a qualquer bactéria capaz de oxidar compostos orgânicos que não contenham ligações carbono-carbono. Em determinadas modalidades, bactérias metilotróficas podem ser metanotróficas. Por exemplo, bactéria metanotrófica refere-se a qualquer bactéria metilotrófica que tenha a habilidade de oxidar metano como sua primeira fonte de carbono e de energia. Bactérias metanotróficas exemplificativas incluem Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium ou Methanomonas. Em determinadas modalidades, a bactéria metilotrófica é uma bactéria metilotrófica obrigatória, o que se
16/85 refere a bactérias que são limitadas ao uso de substratos de Có para a geração de energia.
[34] Como usado neste documento, o termo bactéria que utiliza CO se refere a uma bactéria que naturalmente possui a capacidade de oxidar o monóxido de carbono (CO) como uma fonte de carbono e energia. O monóxido de carbono pode ser utilizado a partir de gás de síntese ou singás, uma mistura de monóxido de carbono e hidrogênio produzido pela gaseificação de qualquer matéria-prima orgânica, como carvão, óleo de alcatrão, gás natural, biomassa e matéria orgânica residual. Bactérias que utilizam monóxido de carbono não incluem bactérias que devem ser modificadas geneticamente para crescerem em monóxido de carbono como sua fonte de carbono.
[35] Como usado neste documento, o termo gás de síntese referese a uma mistura incluindo pelo menos monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H2). Em, pelo menos, algumas ocasiões, o gás de síntese também pode incluir CO2, metano, e outros gases em quantidades menores em relação ao CO e H2. O gás de síntese podem ser preparado utilizando qualquer processo disponível, incluindo mas não limitado a, um processo de mudança do vapor de água ou processo de gaseificação de carvão.
[36] Como usado neste documento, o termo crescimento é definido como qualquer aumento na massa celular. Isso pode ocorrer através da divisão celular (replicação) e a formação de novas células durante crescimento equilibrado, ou durante o crescimento desequilibrado quando a massa celular aumenta devido ao acúmulo de um ou mais polímeros intracelulares ou intercelulares, como determinados lipídios. Neste último caso, o crescimento pode se manifestar como um aumento do tamanho da célula devido ao acúmulo de um biopolímero dentro da célula. Durante o crescimento celular equilibrado, todas as matérias-primas (doadores de elétrons e aceptores de elétrons) e todos os nutrientes estão presentes nas razões necessárias para produzir todos os componentes
17/85 macromoleculares de uma célula. Isto é, nenhuma matéria-prima ou nutriente limita a síntese de proteínas, polímeros de carboidrato complexo, gorduras, ou ácidos nucleicos. Em contraste, durante o crescimento celular desequilibrado, uma matéria-prima ou nutriente necessário para produzir uma ou mais macromoléculas da célula não está presente em uma quantidade ou razão necessária para crescimento equilibrado. Nesse sentido, esta matéria-prima ou nutriente se torna limitante e é referido como um nutriente limitante.
[37] Algumas células ainda podem alcançar crescimento líquido sob condições desequilibradas, mas o crescimento é desequilibrado e os polímeros que podem ser sintetizados na ausência da matéria-prima ou nutriente limitante se acumularão. Estes polímeros incluem lipídios ou produtos de armazenamento intracelular, tais como os polihidroxialcanoatos (PHAs), incluindo polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), e polihidroxihexanoato (PHHx)-glicogênio, ou materiais secretados, tais como polissacarídeo extracelular. Tais composições de óleo são úteis na produção de bioplásticos.
[38] Condições de crescimento equilibradas e desequilibradas exemplares podem diferir no teor de nitrogênio nos meios. Por exemplo, o nitrogênio constitui cerca de 12% do peso celular seco, o que significa que 12 mg/L de nitrogênio devem ser fornecidos (juntamente com a matériaprima e outros nutrientes nas razões estequiométricas necessárias) para crescer 100 mg/L do peso celular seco. Se outras matérias-primas e nutrientes estiverem disponíveis nas quantidades necessárias para produzir 100 mg/L de peso ceuar seco, mas menos do que 12 mg/L de nitrogênio forem fornecidos, então poderá ocorrer o crescimento celular desequilibrado, com acúmulo de polímeros que não contêm nitrogênio. Se o nitrogênio for fornecido posteriormente, o polímero armazenado poderá servir como matéria-prima para a célula, permitindo um crescimento equilibrado, com replicação e produção de novas células.
18/85 [39] Como usado neste documento, o termo ciclo de crescimento como aplicado a uma célula ou micro-organismo se refere ao ciclo metabólico através do qual uma célula ou um micro-organismo se move em condições de cultura. Por exemplo, o ciclo pode incluir diversos estágios, como uma fase de latência, uma fase exponencial, o final da fase exponencial, e uma fase estacionária.
[40] Como usado neste documento, o termo crescimento exponencial, crescimento de fase exponencial, fase de registro ou crescimento de fase de registro se refere à taxa na qual os microorganismos estão crescendo e se dividindo. Por exemplo, durante a fase de registro, os micro-organismos estão crescendo em sua taxa máxima, dado o seu potencial genético, a natureza do meio, e as condições sob as quais são cultivados. A taxa de crescimento do micro-organismo é constante durante a fase exponencial e o micro-organismo se divide e dobra em número em intervalos regulares. As células que estão crescendo ativamente são aquelas que estão crescendo em fase de registro. Em contraste, a fase estacionária se refere ao ponto do ciclo de crescimento durante o qual o crescimento celular de uma cultura diminui ou mesmo cessa.
[41] Como usado neste documento, o termo ambiente de alteração de crescimento se refere à energia, produtos químicos, ou seres vivos que têm a capacidade de inibir o crescimento celular ou matar células. Agentes inibidores podem incluir agentes mutagênicos, drogas, antibióticos, luz UV, temperatura extrema, pH, subprodutos metabólicos, produtos químicos orgânicos, produtos químicos inorgânicos, bactérias, vírus, ou similares.
[42] Como usado neste documento, o termo variante de alto crescimento se refere a um organismo, micro-organismo, bactéria, levedura, ou célula capaz de crescer com um substrato de C1f como metano ou metanol, como a fonte de energia e carbono única e primária e que possui uma taxa de crescimento de fase exponencial que é mais rápida
19/85 do que o organismo, micro-organismo, bactéria, levedura, ou célula de origem, de referência ou do tipo selvagem - isto é, a variante de alto crescimento tem um tempo de duplicação mais rápido e consequentemente uma alta taxa de crescimento e rendimento de massa celular por grama de substrato de Cj metabolizado em comparação com a célula mãe (vide, por exemplo, Patente U.S. N° 6.689.601).
[43] Como usado neste documento, o termo biocombustível se refere a um combustível pelo menos parcialmente derivado de biomassa.
[44] Como usado neste documento, o termo biomassa refere-se a um recurso renovável tendo uma origem biológica.
[45] Como usado neste documento, o termo biorrefinaria se refere a uma instalação que integra os processos de conversão de biomassa e equipamentos para produzir combustíveis de biomassa.
[46] Como usado neste documento, o termo refinaria se refere a uma refinaria de petróleo, ou aspectos da mesma, em que composições de petróleo (por exemplo, biomassa, biocombustível, ou combustíveis fósseis como petróleo bruto, carvão ou gás natural) podem ser processadas. Processos exemplares realizados em tais refinarias incluem craqueamento, transesterificação, reforma, destilação, hidroprocessamento, isomerização, ou qualquer combinação dos mesmos.
[47] Como usado neste documento, os termos recombinante ou não-natural se refere a um organismo, micro-organismo, célula, molécula de ácido nucleico, ou vetor que tem pelo menos uma alternação genética ou foi modificado pela introdução de uma molécula de ácido nucleico heteróloga, ou se refere a uma célula que foi alterada de modo que a expressão de uma molécula de ácido nucleico endógena ou gene possa ser controlada. Recombinante também se refere a uma célula que é derivada de uma célula ou é a progênie de uma célula tendo uma ou mais dessas modificações. Por exemplo, células recombinantes podem expressar genes ou outras moléculas de ácido nucleico que não são encontradas na forma
20/85 idêntica dentro da célula nativa (isto é, célula não modificada ou do tipo selvagem), ou podem fornecer um padrão de expressão alterado de genes endógenos, tais genes que de outra forma podem ser superexpressos, subexpressos, minimamente expressos, ou não expressos de modo algum. Em outro exemplo, as modificações genéticas para moléculas de ácido nucleico que codificam enzimas, ou fragmentos funcionais das mesmas, podem conferir uma capacidade de reação bioquímica ou de via metabólica para o micro-organismo ou célula recombinante que seja nova e que tem o seu estado natural alterado.
[48] Conforme usados aqui, o termo molécula de ácido nucleico, construção ou sequência heteróloga refere-se a uma molécula de ácido nucleico ou parte de uma sequência de molécula de ácido nucleico que não seja nativa de uma célula na qual é expressa ou seja uma molécula de ácido nucleico com uma expressão alterada em comparação aos níveis de expressão nativos em condições semelhantes. Por exemplo, uma sequência de controle heteróloga (por exemplo, promotor, potencializador) pode ser usada para regular a expressão de um gene ou uma molécula de ácido nucleico em uma forma que é diferente do gene ou de uma molécula de ácido nucleico que é normalmente expressa na natureza ou cultura. Geralmente, moléculas de ácidos nucleicos heterólogas não são endógenas para a célula ou parte do genoma em que estão presentes, em foram adicionadas à célula por conjugação, transformação, transfecção, eletroporação ou coisa parecida.
[49] Os sistemas para a fermentação da divulgação instantânea podem incluir unidades separadas (por exemplo, processamento de unidades ou sistemas que são descartados nas proximidades ou adjacentes uns aos outros, ou não), unidades integradas, ou o próprio sistema pode ser interligados e integrados. Os sistemas de divulgação podem usar pelo menos uma matéria-prima em fase gasosa, incluindo um ou mais compostos de C-ι, oxigênio e hidrogênio. Em determinadas
21/85 modalidades, o sistema de fermentação usa um micro-organismo metabolizador de C3 (por exemplo, um metanotrofo como Methylosinus tríchosporium OB3b, Methylococcus capsulatus Bath, Methylomonas sp. 16a, Methylomicrobium alcaliphilum 20Z, ou variantes de alto crescimento ou combinações destas) como o principal micro-organismo na cultura de fermentação.
[50] Uma variedade de metodologias de cultura pode ser usada para os micro-organismos, bactérias e leveduras descritos neste documento. Por exemplo, micro-organismos metabolizadores de como bactérias metanotróficas ou metilotróficas, podem ser crescidos por metodologias de cultura em lote ou cultura contínua. Geralmente, células na fase de registro são frequentemente responsáveis pela produção em massa de um produto ou intermediário de interesse em alguns sistemas, enquanto que a produção na fase estacionária ou pós-exponencial pode ser obtida em outros sistemas.
[51] Um método clássico de cultura descontínua é um sistema fechado no qual a composição dos meios é definida quando a cultura é iniciada e não é alterada durante o processo de cultura. Isto é, os meios são inoculados no início do processo de cultura com um ou mais microorganismos de escolha e então são permitidos crescer sem adicionar nada ao sistema. Como usado neste documento, uma cultura em lote é em referência a não alteração da quantidade de uma fonte de carbono específica inicialmente adicionada, ao passo que o controle dos fatores como pH e concentração de oxigênio pode ser monitorado e alterado durante a cultura. Em sistemas descontínuos, composições de metabólito e biomassa da alteração do sistema de forma constante até o momento em que a cultura é terminada. Dentro de culturas descontínuas, as células (por exemplo, as bactérias tais como metilotrofos) se deslocarão geralmente de uma fase de latência estática para uma fase logarítmica para uma fase estacionária onde a taxa de crescimento é reduzida ou interrompida (e
22/85 eventualmente levará à morte celular se as condições mudarem).
[52] Um sistema descontínuo alimentado é uma variação no sistema descontínuo padrão no qual um substrato de carbono de interesse é adicionado em incrementos conforme a cultura progride. Sistemas descontínuos alimentados são úteis quando o metabolismo celular é suscetível de ser inibido pela repressão catabólica e quando é desejável ter quantidades limitadas de substrato nos meios. Uma vez que é difícil medir a concentração de substrato real em sistemas de alimentação descontínua, uma estimativa é feita com base nas alterações dos fatores mensuráveis tais como pH, oxigênio dissolvido, e a pressão parcial de gases residuais. Métodos de cultura descontínuos e de alimentação descontínua são comuns e conhecidos na técnica (ver, por exemplo, Thomas D. Brock, Biotechnology: A Textbook of Industrial Microbiology, 2nd Ed. (1989) Sinauer Associates, Inc., Sunderland, MA; Deshpande, 1992, Appl. Biochem. Biotechnol. 36:227).
[53] Culturas contínuas são sistemas abertos no sentido de que os meios de cultura definidos são adicionados de forma contínua a um biorreator embora uma quantidade igual dos meios usados (condicionados) seja removida simultaneamente para o processamento. Culturas contínuas geralmente mantêm as células em uma densidade de fase líquida, alta constante onde as células estão principalmente na fase de crescimento logarítmica. Alternativamente, a cultura contínua pode ser praticada com células imobilizadas (por exemplo, biopelícula) onde carbono e nutrientes são adicionados de forma contínua e produtos valiosos, subprodutos, e produtos residuais são removidos de forma contínua da massa celular. A imobilização celular pode ser alcançada com uma ampla gama de suportes sólidos compostos de materiais naturais, materiais sintéticos, ou uma combinação dos mesmos.
[54] A cultura contínua ou semicontínua permite a modulação de um ou mais fatores que afetam o crescimento celular ou concentração do
23/85 produto final. Por exemplo, um método pode manter um nutriente limitado em uma taxa fixa (por exemplo, fonte de carbono, nitrogênio) e permitir que todos os parâmetros mudem ao longo do tempo. Em outras modalidades, diversos fatores que afetam o crescimento podem ser alterados de forma contínua enquanto a concentração celular, como medido pela turbidez dos meios, é mantida constante. O objetivo de um sistema de cultura contínuo é manter as condições de crescimento do estado estacionário ao mesmo tempo equilibrando a perda de células devido aos meios sendo retirados contra a taxa de crescimento celular. Métodos de modulação de nutrientes e fatores de crescimento para processos e técnicas de cultura contínua para maximizar a taxa de formação de produto são bem conhecidos na técnica (ver Brock, 1992).
[55] Em determinadas modalidades, os meios de cultura incluem um substrato de carbono como uma fonte de energia para um micro-organismo que metaboliza Cv Substratos adequados incluem substratos de C-i, tais como metano, metanol, formaldeído, ácido fórmico (formato), monóxido de carbono, dióxido de carbono, aminas metiladas (metilamina, dimetilamina, trimetilamina, etc.), tióis metilados, ou halogênios de metil (bromometano, clorometano, iodometano, diclorometano, etc.). Em determinadas modalidades, os meios de cultura podem compreender um substrato de C-i único como uma fonte de carbono única para um micro-organismo que metaboliza C1( ou podem compreender uma mistura de dois ou mais substratos de C1 (composição de substrato de Cb mista) como múltiplas fontes de carbono para um micro-organismo que metaboliza Ο1φ [56] Além disso, alguns organismos que metabolizam Ch são conhecidos por utilizar substratos de não-Ch, tal como açúcar, glucosamina ou uma variedade de aminoácidos para a atividade metabólica. Por exemplo, algumas espécies de Cândida podem metabolizar alanina ou ácido oleico (Suiter et al., Arch. Microbiol. 153:485-489, 1990). Methylobacterium extorquens AM1 é capaz de crescimento em um número
24/85 limitado de substratos de C2, C3, e C4 (Van Dien et al., Microbiol. 149:601609, 2003). Alternativamente, um micro-organismo que metaboliza Ci pode ser uma variante recombinante tendo a capacidade de utilizar substratos de carbono alternativos. Portanto, é contemplado que uma fonte de carbono em meios de cultura podem compreender uma mistura de substratos de carbono, com compostos de único e múltiplos carbonos, dependendo do micro-organismo que metaboliza selecionado.
[57] Em determinadas modalidades, a presente divulgação fornece um método para produzir combustível, compreendendo converter a biomassa de uma cultura que compreende essencialmente um microorganismo não-fotossintético metabolizador de C-ι em uma composição de petróleo e refinar a composição de petróleo em um combustível. Em determinadas modalidades, o micro-organismo não-fotossintético que metaboliza Có é um micro-organismo não-fotossintético que metaboliza C) obrigatório, tal como um metanotrofo ou metilotrofo obrigatório. Em modalidades adicionais, o micro-organismo não-fotossintético que metaboliza é um micro-organismo recombinante compreendendo um polinucleotídeo heterólogo que codifica uma enzima que produz ácido graxo, uma enzima de assimilação de formaldeído, ou uma combinação dos mesmos. Em outras modalidades, a composição do petróleo é derivada ou extraída da membrana celular do micro-organismo não-fotossintético metabolizador de C1b como um metilotrofo ou metanotrofo.
[58] Em determinadas modalidades, a presente divulgação fornece um método para produzir combustível refinando uma composição de petróleo em uma unidade de refinação para produzir combustível, em que a composição de petróleo é derivada de um micro-organismo nãofotossintético metabolizador de Có, como um metilotrofo ou metanotrofo. Em modalidades adicionais, o método adicionalmente compreende o uso de uma unidade de processamento para a extração da composição de petróleo do micro-organismo não-fotossintético metabolizador de Cv Em
25/85 ainda modalidades adicionais, o método compreende (a) cultivar bactérias que metabolizam C-ι na presença de uma matéria-prima compreendendo um substrato de C-ι em uma unidade de cultura controlada, em que as bactérias cultivadas produzem uma composição de petróleo; (b) extrair a composição de petróleo das bactérias cultivadas ou extrair a composição de petróleo a partir de uma bactéria cultivada na unidade de processamento; e (c) refinar a composição de petróleo extraída em uma unidade de refinamento para produzir combustível. Em determinadas modalidades, o substrato de Ci da matéria-prima é metano, metanol, formaldeído, ácido fórmico, monóxido de carbono, dióxido de carbono, uma metilamina, um metiltiol, ou um metilhalogênio.
[59] Em determinadas modalidades, a divulgação presente fornece um método para fazer produtos naturais, como etanol, acetato, butanol, proteína unicelular, açúcares, ou outros metabolites ou produtos celulares em que o produto natural é derivado de um micro-organismo nãofotossintético metabolizador de como um metilotrofo ou metanotrofo [60] Em modalidades adicionais, o método adicionalmente compreende o uso de uma unidade de processamento para a extração do produto natural do micro-organismo não-fotossintético metabolizador de [61] Em ainda modalidades adicionais, o método compreende (a) cultivar bactérias que metabolizam C) na presença de uma matéria-prima compreendendo um substrato de em uma unidade de cultura controlada, em que as bactérias cultivadas produzem um produto natural; (b) extrair o produto natural a partir das bactérias cultivadas na unidade de processamento; e (c) refinar o produto natural para produzir um produto comercial. Em determinadas modalidades, o substrato de C-i da matériaprima é metano, metanol, formaldeído, ácido fórmico, monóxido de carbono, dióxido de carbono, uma metilamina, um metiltiol, ou um metilhalogênio.
[62] Em determinadas modalidades, a divulgação presente fornece
26/85 um método para fazer produtos naturais ou não-naturais, como etanol, acetato, butanol, isopreno, propileno, farneseno, enzimas, ou outros metabólitos ou produtos celulares em que o produto é derivado de um micro-organismo não-fotossintético metabolizador de geneticamente modificado, como um metilotrofo ou metanotrofo que foi transformado com uma sequência de nucleotídeos heterólogos. Em modalidades adicionais, o método adicionalmente compreende o uso de uma unidade de processamento para extrair o produto a partir do micro-organismo nãofotossintético metabolizador de Cb geneticamente modificado. Em ainda modalidades adicionais, o método compreende (a) cultivar bactérias que metabolizam Cb geneticamente modificadas na presença de uma matériaprima compreendendo um substrato de Cb em uma unidade de cultura controlada, em que as bactérias cultivadas produzem um produto natural; (b) extrair o produto natural a partir das bactérias cultivadas na unidade de processamento; e (c) refinar o produto natural para produzir um produto comercial. Em determinadas modalidades, o substrato de C-ι da matériaprima é metano, metanol, formaldeído, ácido fórmico, monóxido de carbono, dióxido de carbono, uma metilamina, um metiltiol, ou um metilhalogênio.
[63] Em determinadas modalidades, a divulgação presente fornece um método para fazer produtos naturais ou não-naturais, tais como etanol, acetato, butanol, isopreno, propileno, farneseno, enzimas, ou outros metabólitos ou produtos celulares em que o produto é derivado de um micro-organismo não metabolizador de como Escherichia coli, Saccaromyces cerevisiae ou outros micro-organismos de produção comuns. Em determinadas modalidades, o substrato de matéria-prima é glicose, sacarose, glicerol, celulose ou outras matérias-primas multicarbono.
[64] A Figura 1 mostra um fermentador exemplar 100, incluindo um número de conduítes de fluido ocos 102 (somente um é mostrado na Figura
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1, para maior clareza) disposto dentro de um espaço interno 106 formado por um recipiente 108. O recipiente 108 pode incluir uma ou mais paredes 110, um fundo 124 e um topo opcional 126 que parcialmente ou completamente inclui o conduíte de fluidos oco 102, o recipiente 108 ou ambos. Pelo menos uma porção do espaço existente entre o número de condutas fluidos ocos 102 e o navio 108 fornece um ou mais caminhos de fluxo descendente 114 através do qual um fluxo descendente 116 pode ocorrer. Pelo menos uma porção do espaço existente dentro de cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 fornece um ou mais caminhos de fluxo ascendente 118 através do qual pode ocorrer um fluxo ascendente 120. Um ou mais distribuidores de líquidos 130 podem ser dispostos no, sobre ou perto do recipiente 108 para introduzir um ou mais líquidos no caminho de fluxo descendente 114. Um ou mais distribuidores de gás 132, podem ser dispostos no, sobre ou perto do recipiente 108 para introduzir um ou mais gases ou substratos de gás no caminho de fluxo descendente 114. O posicionamento do conduíte de fluidos oco 102 dentro do recipiente 108 vantajosamente permite um dimensionamento mais exato e mais consistente do que em projetos de fermentador de loop ou agitação pneumática, desde que o volume do fermentador 100 seja dimensionado com base no raio ou perfil transversal ao invés de comprimento.
[65] A adição de um ou mais gases de substrato através de um ou mais distribuidores de gás 132 em alguns casos, promove a formação de bolhas de gás no substrato finamente divididas para o líquido dentro do caminho de fluxo descendente 114. A combinação do líquido e gás finamente dividido, disperso ou bolhas de gás do substrato cria uma mistura multifásica tendo geralmente um fluxo descendente 116 no caminho do fluxo descendente 114. O fluxo descendente 116 inclui um número significativo de gás arrastado ou bolhas de gás de substrato dispersadas dentro do líquido de mistura multifásica. A diferença de densidade entre as bolhas de gás e o líquido na mistura multifásica faz com que o gás ou
28/85 bolhas de gás do substrato tendam a subir para cima. No entanto, mantendo a velocidade superficial do fluxo descendente 116 no caminho do fluxo descendente 114 a uma taxa maior que a taxa de ascensão de bolhas de gás, as bolhas de substrato de gás presentes na mistura multifásica no caminho do fluxo descendente 114 vão viajar a uma velocidade reduzida geralmente para baixo. A velocidade líquida das bolhas de gás do substrato no caminho do fluxo descendente 114 é a velocidade superficial do fluido multifásico no caminho do fluxo descendente 114, menos a taxa de ascensão das bolhas de gás de substrato. Uma vez que as bolhas do substrato de gás viajam através do caminho de fluxo descendente 114 a uma velocidade menor que a taxa de ascensão comparável em um fermentador de agitação pneumática, o tempo de contato entre as bolhas do substrato de gás e os organismos microbiológicos existentes dentro do caminho de fluxo descendente 114 é aumentado vantajosamente em relação aos fermentadores do tipo por agitação pneumática. Embora apenas um distribuidor de líquido 130 e um distribuidor de gás 132 são mostrados na Figura 1, para maior clareza, qualquer número de distribuidores de líquido adicionais, distribuidores de gás, ou suas combinações podem ser adicionadas em intervalos regulares ou irregulares dentro do caminho de fluxo descendente 114.
[66] A mistura multifásica no caminho do fluxo descendente 114 entra 122 o caminho de fluxo ascendente 118 através de um ou mais conduítes de fluidos, aberturas, orifícios, entradas ou lacunas, conectando-se com fluidez ou acoplando com fluidez o número de conduítes de fluido ocos 102 (ou seja, o caminho de fluxo ascendente 118) para o espaço interior 106 do recipiente 108 existente entre a parede do recipiente 110 e o número de conduítes de fluido ocos 102 (ou seja, o caminho de fluxo descendente). Em um exemplo, a mistura multifásica no caminho do fluxo descendente 114 pode entrar no conduíte de fluidos oco 102 através de uma lacuna entre o conduíte de fluidos oco e o fundo 124 do recipiente 108. Em pelo
29/85 menos algumas ocasiões, o fundo 124 do recipiente 108 pode ser moldado, formado ou configurado para promover a acumulação de material biológico (ou seja, biossólido ou biomassa) em um local desejado dentro do recipiente 108. Por exemplo, o fundo 124 pode ser moldado conicamente, côncavo ou inclinado de forma que recolha a biomassa caindo no fundo do fermentador 100 preferencialmente em uma ou mais posições predeterminadas. Em tais casos, cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 pode ter comprimentos diferentes a fim de manter uma lacuna desejada ou preferida definida ou espaçamento entre a entrada de cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 e o fundo 124 do recipiente 108.
[67] Após entrar no caminho de fluxo ascendente 118, a mistura multifásica cria um fluxo ascendente 120 nele. Ambos o líquido e as bolhas de gás no caminho do fluxo ascendente 118 vão viajar em uma direção geralmente para cima. A taxa de ascensão das bolhas de gás dentro do caminho de fluxo ascendente 118 é igual a velocidade do fluido mais a taxa de ascensão, das bolhas de gás dentro do líquido. Em pelo menos alguns casos, qualquer número de distribuidores de líquido adicionais 130, distribuidores de gás 132 ou suas combinações podem ser adicionado em intervalos regulares ou irregulares dentro do caminho de fluxo ascendente 118.
[68] A mistura multifásica 136 flui pelo caminho de fluxo ascendente 118 e sai do fermentador 100 através de uma ou mais conexões de descarga de mistura multifásica 138. Em pelo menos alguns casos, uma ou mais conexões de descarga da mistura multifásica 138 pode acoplar de forma fluida a cada um dos caminhos de fluxo ascendente 118 fornecidos pelo número de conduítes de fluido ocos 102. Em alguns casos, as uma ou mais conexões de descarga da mistura multifásica 138 podem incluir uma ou mais conexões flangeadas ou rosqueadas. Em alguns casos, as uma ou mais conexões de descarga da mistura multifásica 138 podem incluir um ou mais acoplamentos ou conexões de fluido facilmente esterilizáveis com
30/85 desconexão rápida ou semelhante.
[69] Em alguns casos, a energia térmica (por exemplo, sob a forma de calor sensível) pode ser gerada ou liberada pelo processo de fermentação ou processos que ocorrem dentro do fermentador 100. Se deixada descontrolada, energia térmica suficiente pode se acumular dentro do fermentador 100 e afetar negativamente o crescimento ou metabolismo dos organismos microbiológicos dentro do fermentador 100. Em alguns casos, aumentos de energia térmica descontrolada podem resultar na morte de todos ou de parte dos organismos microbiológicos dentro do fermentador. Para remover pelo menos uma parte da energia térmica do fermentador 100, uma ou mais superfícies de transferência térmica 128 podem ser dispostas no interior ou exterior do conduíte de fluidos oco 102, uma ou mais superfícies de transferência térmica 140 podem ser dispostas no interior ou exterior do recipiente 106 ou estas superfícies de transferência térmica 128, 140, podem ser dispostas em qualquer combinação de superfícies em contato térmico e fluido com qualquer ou ambos os caminhos de fluxo descendente 114 e o caminho de fluxo ascendente 118.
[70] O fermentador 100 pode incluir qualquer número de conduítes de fluidas ocos 102 dispostos totalmente ou parcialmente no espaço interior 106 formado por um recipiente 108. Cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 pode incluir qualquer tamanho, forma ou configuração fechada de conduíte de fluido com um perfil transversal constante ou variável e uma espessura de parede constante ou variável. Cada um dos conduítes de fluido ocos 102 inclui pelo menos uma abertura ou entrada que permite a entrada da mistura multifásica no caminho de fluxo ascendente 118 no interior de cada um do número de conduítes de fluido ocos 102. Cada número de conduítes de fluido ocos 102 inclui pelo menos uma abertura ou entrada que permite a saída da mistura multifásica 136 do caminho de fluxo ascendente 118. O recipiente 108 pode ter qualquer
31/85 tamanho, forma ou configuração, tendo uma ou mais paredes 110 que formam ou de outra forma definem o espaço interior 106. O perímetro interno formado por uma ou mais paredes 110 fornece o perfil transverso de secção transversal e a área transversa da secção transversal do recipiente 108. As uma ou mais paredes 110 também formam o perímetro interior 150 do recipiente 108.
[71] Cada um dos conduítes de fluido ocos 102 inclui um perímetro interior 152, pelo menos uma parte deste está em contato fluido com o caminho de fluxo ascendente 118 e um perímetro exterior 154, pelo menos uma parte deste está em contato fluido com o caminho de fluxo descendente 114. O caminho de fluxo descendente 114 é delimitado pelo perímetro exterior 154 do conduíte de fluidos oco 102 e o perímetro interior 150 do recipiente 108. O caminho do fluxo ascendente 120 é delimitado pelo perímetro interior 154 de cada um dos respectivo número dos conduítes de fluido ocos 102. Cada um dos conduítes de fluido ocos 102 é acoplado de forma fluida ao espaço interior 106 dentro do recipiente 108, permitindo um fluxo livre da mistura multifásica do caminho de fluxo descendente 114 para o caminho de fluxo ascendente 118.
[72] Em pelo menos alguns casos, a área transversa da secção transversal agregada do número de conduítes de fluido ocos 102 é de cerca de 90% ou menos da área transversa da secção transversal do recipiente 108; de cerca de 75% ou menos da área transversa da secção transversal do recipiente 108; de cerca de 50% ou menos da área transversa da secção transversal do recipiente 108; de cerca de 25% ou menos da área transversa da secção transversal do recipiente 108; de cerca de 15% ou menos da área transversa da secção transversal do recipiente 108; ou de cerca de 10% ou menos da área transversa da secção transversal do recipiente 108.
[73] Um ou mais líquidos podem ser introduzidos no caminho de fluxo descendente 114 usando um ou mais distribuidores de líquidos 130 que
32/85 estão posicionados em ou acoplados com fluidez ao caminho de fluxo descendente 114. Tais líquidos podem incluir qualquer meio líquido capaz de suportar ou transportar sustento ou nutrientes dissolvidos ou suspensos para os organismos microbiológicos formando a biomassa dentro do fermentador 100. Um ou mais gases, gases de substrato ou suas combinações podem ser introduzidos no caminho de fluxo descendente 114 através de um ou mais distribuidores de gás 132 que são posicionados em ou acoplados com fluidez ao caminho de fluxo descendente 114. Esses gases podem incluir um único gás ou uma combinação de gases capazes de suportar ou fornecer alimento ou nutrientes para os organismos biológicos dentro do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, esses gases podem incluir um ou mais gases inertes, nitrogênio por exemplo. Em pelo menos alguns casos, uma pluralidade de gases, uma pluralidade de gases de substrato, ou alguma combinação destes pode ser introduzida separadamente para o caminho de fluxo descendente 114 vantajosamente reduzindo ou mesmo impedindo a formação de misturas explosivas de gás fora do fermentador 100. Por exemplo, quando um composto de C3 inflamável (por exemplo, metano) for usado para fornecer pelo menos uma porção de um substrato gasoso para os organismos biológicos dentro do fermentador 100 e quando o ar é usado para fornecer oxigênio para os organismos biológicos dentro do fermentador 100, o gás contendo o composto de (1 inflamável podem ser introduzido usando um primeiro distribuidor de gás 132a e o ar introduzido usando um segundo distribuidor de gás fisicamente distinto ou separado 132b, para evitar a mistura do composto de C3 e do ar fora do fermentador 100. A introdução de um ou mais líquidos e de um ou mais gases no caminho de fluxo descendente 114 cria um fluxo descendente 116 de fluido multifásico dentro do caminho de fluxo descendente 114. O crescimento biológico ocorrendo dentro do caminho de fluxo descendente 114 pode absorver oxigênio, nutrientes e compostos de C3 do fluxo descendente 116 do fluido multifásico no
33/85 caminho do fluxo descendente 114.
[74] A introdução contemporânea de um ou mais compostos de inflamáveis e um gás contendo oxigênio no fermentador 100 pode resultar na formação de misturas de gases inflamáveis ou explosivos dentro do fermentador 100. Para reduzir a possibilidade de tal ocorrência, o caminho de fluxo descendente 114 e o caminho de fluxo ascendente 118 podem ser de uma forma física ou configuração de forma que ambos permanecem cheios de fluido quando o líquido é introduzido no fermentador 100, através de um ou mais distribuidores de líquidos 130 (ou seja, pontos de acumulação de gás dentro do caminho de fluxo descendente 114 e do caminho de fluxo ascendente 118 são minimizados ou mais preferencialmente, eliminados). Em pelo menos alguns casos, um ou mais dispositivos de alívio de gás ou dispositivos de separação líquido/gás (não mostrados na Figura 1) podem estar acoplados fluidamente ao caminho de fluxo descendente 114, o caminho de fluxo ascendente 118 ou ambos para remover gases acumulados do fermentador 100. Esses gases removidos podem ser parcialmente ou completamente recuperados e parcialmente ou completamente reciclados para o fermentador 100 ou podem ser queimados ou de outra forma descartados com segurança.
[75] Cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 pode ter o perfil transverso da seção transversal igual ou diferente. Exemplos de conduíte de fluido oco 102 com perfis transversos de secção transversais incluem, mas não estão limitados a, um perfil transverso de secção transversal circular, um perfil transverso de secção transversal retangular ou quadrada ou um perfil transverso de secção transversal triangular (ou seja, um perfil tomado de forma transversal ao eixo longitudinal do conduíte de fluidos oco 102). Em alguns casos, mais de um tipo de conduíte de fluido oco 102 pode ser usado dentro de um único fermentador 100. Por exemplo, uma parte do número de conduítes de fluidos ocos 102 no fermentador 100 pode ter um perfil transverso de secção transversal circular, enquanto a
34/85 parte restante dos conduítes de fluido ocos 102 tem um perfil transverso de secção transversal quadrada.
[76] Todo ou uma parte dos conduítes de fluido ocos 102 pode incluir um ou mais características em relevo ou gravadas na superfície úteis para apoiar, promover ou de outra forma promover o crescimento de organismos biológicos. Todos ou uma parte dos conduítes de fluido ocos 102 pode incluir uma ou mais características em relevo ou gravadas úteis em promover ou de outra forma realçar a turbulência de superfície ou a transferência de calor para a respectiva superfície de transferência térmica 128, 140 no caminho de fluxo descendente 114, no caminho de fluxo ascendente 120 ou ambos. Todos ou uma parte dos conduítes de fluido ocos 102 pode incluir um ou mais deflectores para aumentar a turbulência dentro do caminho de fluxo ascendente 118, estes aumentos na turbulência podem vantajosamente melhorar a transferência de massa dentro do caminho de fluxo ascendente 118, bem como aumentar o tempo de residência das bolhas de gás do substrato presentes no caminho de fluxo ascendente 118.
[77] Em alguns casos, o eixo longitudinal de cada um do número de conduítes de fluidos ocos 102 é alinhado paralelamente ao eixo longitudinal de todos os outros conduítes de fluido ocos 102 dispostos no recipiente 108. Em alguns casos, o eixo longitudinal de cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 é paralelo ao eixo longitudinal do recipiente 108. Em alguns casos, o eixo longitudinal de cada um de todos ou uma parte do número de conduítes de fluido ocos 102 é paralelo e coaxialmente alinhado com o eixo longitudinal do recipiente 108.
[78] Cada um dos conduítes de fluido ocos 102 pode ter o mesmo comprimento ou um comprimento diferente. Em alguns casos, pelo menos uma parte do número de conduítes de fluido ocos 102 pode se estender até ou mesmo além do fundo 124 do recipiente 108. Em tais casos, o caminho de fluxo descendente 114 pode ser acoplado com fluidez ao caminho de
35/85 fluxo ascendente 118 através de um ou mais conduítes de fluidos externos, por exemplo, através de uma ou mais redes de tubulação posicionadas no exterior do recipiente 108. Cada um dos conduítes de fluido ocos 102 pode ter um comprimento de cerca de 6 polegadas a cerca de 240 polegadas; de cerca de 12 polegadas a cerca de 192 polegadas; ou de cerca de 24 polegadas a cerca de 144 polegadas.
[79] Cada um do número de conduítes de fluido ocos 102 pode ser uma estrutura metálica, não-metálica ou composta. Por exemplo, cada um dos conduítes de fluido ocos 102 pode incluir um ou mais materiais metálicos tais como aço inoxidável 304, 304L, 316 ou 316L. Em alguns casos, um ou mais revestimentos, camadas, sobreposições, inserções, ou outros materiais podem ser depositados na, aplicado a, acoplado a ou formar parte integral de todos ou uma parte de cada um, do número de conduítes de fluidos ocos 120 para afetar beneficamente ou prejudicialmente a capacidade dos organismos microbiológicos para afixar aos mesmos ou a crescer desta forma. Por exemplo, um revestimento que inibe o crescimento ou a fixação dos organismos microbiológicos pode ser depositado em ou formado integrante da parte dos conduítes de fluidos ocos 102 termicamente feito acoplados para as superfícies de transferência térmica 128. Em outro exemplo, um revestimento que promove o crescimento ou a fixação dos organismos biológicos pode ser depositado em ou formar parte integral dos conduítes de fluidos ocas 102 em áreas onde a remoção de biomassa acumulada é mais facilmente realizada.
[80] Pelo menos em alguns casos, cada um dos conduítes de fluido ocos 102 inclui um membro substancialmente retangular ou quadrado oco, tendo uma abertura que se estende ao longo do eixo longitudinal do conduíte. Em outros casos, cada um dos conduítes de fluido ocos 102 inclui um membro substancialmente cilíndrico oco tendo uma abertura que se estende ao longo do eixo longitudinal do conduíte. Os diâmetros internos e externos destes conduítes de fluidos quadrados ou cilíndricos ocos 102
36/85 podem ser contínuos ou constantes ao longo do comprimento axial do conduíte ou podem variar ao longo do comprimento axial do conduíte. Por exemplo, os diâmetros internos e externos de um conduíte de fluidos oco cilíndrico 102 podem aumentar concomitantemente ao longo do caminho de fluxo ascendente 118 de forma que a velocidade do fluido ao longo do caminho de fluxo ascendente diminui a partir da entrada até a saída do conduíte de fluidos oco 102. Os conduítes de fluido cilíndricos ocos 102 podem ter um diâmetro interno de cerca de 2 polegadas a cerca de 240 polegadas; de cerca de 4 incluindo cerca de 192 polegadas; de cerca de 6 polegadas a cerca de 144 polegadas; de cerca de 8 polegadas a cerca de 120 polegadas; ou de cerca de 12 polegadas a cerca de 96 polegadas. Os conduítes de fluidos retangulares ou quadrados ocos 102 podem ter uma diagonal de cerca de 2 polegadas a cerca de 240 polegadas; de cerca 4 incluindo cerca de 192 polegadas; de cerca de 6 polegadas a cerca de 144 polegadas; de cerca de 8 polegadas a cerca de 120 polegadas; ou de cerca de 12 polegadas a cerca de 96 polegadas.
[81] Em pelo menos alguns casos, a construção de conduítes de fluido ocos 102, do recipiente 108, ou de ambos pode incluir características que facilitam a esterilização de toda ou parte da superfície de contato do processo. Esta esterilização pode ser realizada, por exemplo, usando a esterilização a vapor, esterilização ultravioleta, esterilização química ou combinações respectivas. Em pelo menos alguns casos, um ou mais materiais não-metálicos ou um ou mais revestimentos não-metálicos podem ser usados dentro de todos ou uma parte do interior ou exterior de alguns ou todos do número de conduítes de fluido ocos 102. O uso de tais materiais não-metálicos pode fornecer vantajosamente, por exemplo, superfícies esterilizáveis capazes de apoiar ou promover o crescimento biológico.
[82] Todo ou uma parte do número de conduítes de fluidos ocos 102 opcionalmente pode incluir uma ou mais superfícies de transferência de
37/85 energia térmica 128 útil para limitar o acúmulo de calor dentro de qualquer um ou ambos o caminho de fluxo descendente 114 ou o caminho de fluxo ascendente 120. As superfícies de transferência de energia térmica 128 podem incluir um ou mais conduítes ou reservatórios eliminados ao longo do perímetro interior 152, o perímetro exterior 154 ou o perímetro interior e exterior do conduíte de fluidos oco 102. O um ou mais conduítes ou reservatórios podem incluir qualquer dispositivo ou sistema através do qual um ou mais meios de transferência térmica podem fluir. Em pelo menos alguns casos, as uma ou mais superfícies de transferência energia térmica 128 podem ser formadas integralmente com o conduíte de fluidos oco 102, formando pelo menos uma parte do conduíte. Em um exemplo, a superfície de transferência de energia térmica 128 pode incluir um ou mais reservatórios, pelos quais um fluido de transferência térmica pode fluir ou circular, e que é acoplado condutivamente a pelo menos uma parte do conduíte de fluidos oco 102. Em outro exemplo, a superfície de transferência de energia térmica 128 pode incluir um ou mais tubos ou serpentinas ou estruturas semelhantes, pela qual um fluido de transferência térmica pode fluir ou circular, e que é acoplado térmica e condutivamente a pelo menos uma parte do conduíte de fluidos oca 102. O meio de transferência térmica pode incluir qualquer material, incluindo gases ou líquidos, que são capazes de fornecer energia térmica para ou retirar energia térmica de ambos ou o caminho de fluxo descendente 114 ou o caminho de fluxo ascendente 118. Meios de transferência térmica exemplares incluem, mas não estão limitados a, vapor, água gelada e água de refrigeração.
[83] Cada um dos conduítes de fluido ocos 102 podem ser afixados permanentemente ou de forma móvel ao recipiente 108. Em pelo menos alguns casos, o conduíte de fluido oco de mistura multifásica líquida descarregando as conexões de fluido 138 podem ser anexadas ou de outra forma afixadas ao topo 126 do recipiente 108 para permitir que a mistura
38/85 multifásica 136 flua através do caminho de fluxo ascendente 118 para sair de cada um do número de conduíte de fluidos ocos 102.
[84] A altura do navio 108 pode ser o igual ou diferente do comprimento de todos ou uma parte dos número de conduítes de fluido ocos 102. Quando a altura do recipiente 108 é menor do que o comprimento de todos ou uma parte do número de conduítes de fluido ocos 102, todos ou uma parte dos conduítes de fluido ocos 102 podem se projetar a partir do fundo 124 do recipiente 108, topo 126 do recipiente 108, ou ambas as partes superior e inferior do recipiente 108. O recipiente 108 pode ter uma altura de cerca de 6 polegadas a cerca de 240 polegadas; de cerca de 12 polegadas a cerca de 192 polegadas; ou de cerca de 24 polegadas a cerca de 144 polegadas.
[85] O recipiente 108 pode ter um perfil transverso de secção transversal regular ou irregular (ou seja, um perfil transversal ao eixo longitudinal do recipiente 108). Exemplos de recipiente 108 com perfis transversos de secção transversais incluem, mas não estão limitados a, um perfil transverso de secção transversal circular, um perfil transverso de secção transversal quadrado, ou um perfil transverso de secção transversal triangular. Por exemplo, o perfil transverso de secção transversal do recipiente 108 pode diminuir a corrente concomitante com o caminho de fluxo descendente 114 de forma que a velocidade do fluido e a pressão da mistura multifásica aumente ao longo do caminho de fluxo descendente 114.
[86] Todo ou uma parte da(s) parede(s) 110, fundo 124, ou topo 126 do recipiente 108 opcionalmente pode incluir uma ou mais superfícies de transferência de energia térmica 140 úteis para limitar o acúmulo de calor dentro do caminho de fluxo descendente 114. As superfícies de transferência de energia térmica 140 podem incluir um ou mais conduítes ou reservatórios térmica e condutivamente acoplado a pelo menos uma parte dos caminhos de fluxo descendente 114 dentro do recipiente 108 e
39/85 através dos quais um ou mais meios de transferência térmica podem fluir. Por exemplo, as superfícies de transferência de energia térmica 140 podem incluir um ou mais reservatórios, através do qual um fluido de transferência térmica pode fluir ou circular. Em outro exemplo, a superfície de transferência de energia térmica 140 pode incluir um ou mais tubos ou serpentinas ou estruturas semelhantes, pelas quais um fluido de transferência térmica pode fluir ou circular. O meio de transferência térmica pode incluir qualquer material, incluindo gases ou líquidos, que são capazes de fornecer energia térmica para ou retirar energia térmica do caminho de fluxo descendente 114. Meios de transferência térmica exemplares incluem, mas não estão limitados a, vapor, água gelada e água de refrigeração.
[87] Em pelo menos alguns casos, o recipiente 106 pode ser uma estrutura metálica, não-metálica ou composta. Estruturas metálicas exemplares incluem as paredes dos recipientes, superfícies superior e inferior fabricadas em materiais como aço inoxidável 304, 304L, 316 ou 316 L. Exemplo de estruturas não-metálicas incluem, mas não estão limitados a, fibra de vidro, plástico reforçado com fibra de vidro (FRP), polietileno e similares. Estruturas compostas exemplares incluem, mas não estão limitadas a, FRP reforçado com metal e similares. Em alguns casos, um ou mais revestimentos ou outros materiais podem ser formados como parte integral do ou aplicados ao recipiente 108 para afetar de forma variável a capacidade dos organismos microbiológicos de se afixar aos mesmos. Por exemplo, um revestimento que inibe o crescimento ou a fixação dos organismos microbiológicos pode ser depositado em ou formado como parte integral do recipiente 108 em áreas ocupadas pelas superfícies de transferência térmica 140. Em outro exemplo, um revestimento que promove o crescimento ou a fixação dos organismos biológicos pode ser depositado em ou formar parte integral do recipiente 108 em áreas onde a remoção de biomassa acumulada é mais facilmente realizada.
[88] Um ou mais distribuidores de líquidos 130 são dispostos dentro
40/85 do caminho de fluxo descendente 114, dentro do caminho de fluxo ascendente 118, fluidamente acoplado ao caminho de fluxo descendente 114, fluidamente acoplado ao caminho de fluxo ascendente 120, ou combinações destes. Um ou mais distribuidores de líquidos 130 podem incluir qualquer dispositivo, a estrutura ou o sistema capaz de distribuir o fluido em qualquer padrão desejado dentro do caminho de fluxo selecionado. Em alguns casos, todos ou uma parte de um ou mais distribuidores de líquidos 130 pode incluir um tubo ou uma placa de distribuição que contém um número de orifícios ou aberturas através das quais o fluido entra no respectivo caminho de fluxo. Em alguns casos, todos ou uma parte de um ou mais distribuidores de líquidos 130 pode incluir uma conexão de fluido, tal como um bico, ou acoplamento disposto em local apropriado no recipiente 108. Em pelo menos alguns casos, distribuidores de líquido 130 podem ser posicionados em vários locais dentro do caminho de fluxo descendente 114, do caminho de fluxo ascendente 120 ou de ambos. O uso de distribuidores de líquido 130 posicionados em vários locais dentro do caminho de fluxo descendente 114 e/ou do caminho de fluxo ascendente 120 vantajosamente permite a introdução de líquidos que contenham um ou mais componentes úteis na promoção de uma ou mais qualidades desejáveis na biomassa acumulada. Por exemplo, um líquido que contém um ou mais componentes promotores de crescimento pode ser introduzido usando um primeiro distribuidor de líquido 130a posicionado no caminho de fluxo descendente 114, e um líquido que contém um ou mais componentes que aumentam a produção de um ou mais compostos desejados pode ser introduzido usando um segundo distribuidor de líquido 130b posicionado em um ponto posterior no caminho de fluxo descendente 114 ou no caminho de fluxo ascendente 120.
[89] Um ou mais distribuidores de líquidos 130 são dimensionados ou selecionados com base em fluxo esperado, temperatura de funcionamento, pressão de funcionamento e queda de pressão admissível. Os
41/85 distribuidores de líquido 130 podem incluir um número de orifícios através dos quais sai o líquido do distribuidor, tais orifícios podem ser dimensionados e posicionados com base em um intervalo de fluxo definido e uma faixa de queda de pressão admissível. Em alguns casos, líquido saindo as um ou mais distribuidores de líquidos 130 pode fluir através de um ou mais dispositivos de dispersão ou mistura que promovem a dispersão de ou mistura entre o líquido saindo do distribuidor 130 e a mistura multifásica fluindo através do respectivo caminho de fluxo.
[90] Um ou mais distribuidores de gás 132 são dispostos dentro de ou em contato fluido com o caminho de fluxo descendente 114, o caminho de fluxo ascendente, 120 ou ambos. Um ou mais distribuidores de gás 132 podem incluir qualquer dispositivo, estrutura ou sistema capaz de distribuir em qualquer padrão definido um ou mais gases tendo um tamanho uma forma físicas de bolha de gás definida dentro do caminho de fluxo selecionado. Em alguns casos, todos ou uma parte de um ou mais distribuidores de gás 132 pode incluir um tubo ou uma placa de distribuição que contém um número de orifícios ou aberturas através das quais um gás, um substrato de gás ou combinações dos mesmos são introduzidas no caminho de fluxo. Em alguns casos, todos ou uma parte de um ou mais distribuidores de gás 132 pode incluir uma placa de distribuição de metal sinterizada ou de cerâmica porosa capaz de produzir um grande número de bolhas de gás finas dentro 'do caminho de fluxo selecionado. Em pelo menos alguns casos, distribuidores de gás 132 podem ser posicionados em vários locais dentro do caminho de fluxo descendente 114, do caminho de fluxo ascendente 118 ou de ambos.
[91] Bolhas de substrato de gás podem ser introduzidas em um local perto do distribuidor de líquido 130 (ou seja, no início do caminho de fluxo descendente 114). A introdução de bolhas de substrato de gás em um local perto do distribuidor de líquido 130 permite emburrar vantajosamente as bolhas de substrato de gás ao longo do caminho de fluxo descendente 114
42/85 pelo fluxo da mistura multifásica através do caminho de fluxo descendente 114. Passar as bolhas de substrato de gás para baixo ao longo do caminho de fluxo descendente 114 pode vantajosamente melhorar a transferência de massa, já que o tamanho da bolha do substrato de gás tende a diminuir com o aumento da pressão ao longo do caminho de fluxo descendente 114 atribuível à cabeça hidrostática crescente. As bolhas de substrato de gás presentes no fluxo descendente 116 da mistura multifásica tendem a se tornar menores conforme se deslocam ao longo do caminho de fluxo descendente 114 e através do fermentador 100. Vantajosamente, forças de cisalhamento e a geração de calor dentro do fermentador 100 são reduzidas, pois um agitador convencional não é necessário para dispersar as bolhas de substrato de gás ou para manter a dispersão das bolhas de substrato de gás presentes na mistura multifásica dentro do fermentador 100.
[92] O uso de distribuidores de gás 132 posicionados em vários locais dentro do caminho de fluxo descendente 114 e/ou do caminho de fluxo ascendente 120 vantajosamente permite a introdução de substratos gasosos que contenham um ou mais componentes úteis na promoção de uma ou mais qualidades desejáveis na biomassa acumulada. Por exemplo, um substrato de gás que contém um ou mais componentes promotores de crescimento pode ser introduzido usando um primeiro distribuidor de gás 132a posicionado no caminho de fluxo descendente 114, e um substrato de gás que contém um ou mais componentes que aumentam a produção de um ou mais compostos desejados pode ser introduzido usando um segundo distribuidor de gás 132b posicionado em um ponto posterior no caminho de fluxo descendente 114 ou no caminho de fluxo ascendente 120. Em pelo menos alguns casos, o distribuidor de gás 132 pode fornecer bolhas de substrato de gás com um diâmetro de cerca de 0,01 polegadas a cerca de 1 polegada; de cerca de 0,05 polegadas a cerca de 0,75 polegadas; de cerca de 0,075 polegadas a cerca de 0,75 polegadas; ou de cerca de 0,1
43/85 polegadas a cerca de 0,5 polegadas.
[93] A Figura 2 mostra um sistema de fermentação 200 de exemplo que inclui um fermentador 100, juntamente com um subsistema de pressão traseira opcional 230, um subsistema de separação 250 e um subsistema térmico opcional 270. Embora mostrado como um sistema integrado 200, os subsistemas opcionais podem ser instalados ou de outra forma combinados com o fermentador 100, individualmente ou em qualquer combinação. Um ou mais líquidos 202 e um ou mais substratos de gás 204 são introduzidos no fermentador 100 para formar nele uma mistura multifásica que percorre o fermentador 100 através de caminho(s) de fluxo descendente 114 e caminho(s) de fluxo ascendente 118. Após a passagem através do fermentador 100, o fluido multifásico pode conter um ou mais compostos produzidos pelos organismos biológicos dentro do fermentador 100, nutrientes não consumidos e outros compostos no líquido dentro da mistura multifásica, gases não consumidos nas bolhas de gás dentro da mistura multifásica e organismos microbiológicos em forma de biossólidos. Organismos microbiológicos em excesso podem ser retirados do fermentador 100 como biomassa, intermitente ou continuamente através de pelo menos uma conexão de fluido de remoção de biomassa 208. Acúmulo de biomassa dentro do fermentador 100 pode ser removido para manter a biomassa total dentro do fermentador 100 dentro de uma faixa definido ou acima ou abaixo de um limite definido. Em pelo menos alguns casos, a biomassa removida do fermentador 100 através de pelo menos uma conexão de fluido de remoção de biomassa 208 pode incluir um ou mais compostos úteis. Por exemplo, os organismos biológicos dentro da biomassa em excesso podem conter uma quantidade de lipídios intracelulares ou compostos similares úteis na produção de biocombustível, tal como biodiesel.
[94] Um ou mais líquidos 202 podem incluir qualquer líquido apropriado para sustentar ou distribuir um ou mais nutrientes para os
44/85 organismos microbiológicos dentro do fermentador 100. Tais líquidos 202 podem incluir, mas não estão limitados a, soluções contendo água, um ou mais álcoois, minerais, um ou mais compostos contendo nitrogênio, um ou mais compostos contendo fósforo e similares. Em pelo menos alguns casos, um ou mais movimentadores de fluido 216 são usados para entregar um ou mais líquidos 202 a um ou mais distribuidores de líquido 130 dentro ou fluidamente acoplado ao fermentador 100 de forma controlada e a uma pressão superior à pressão atmosférica. Um ou mais movimentadores de fluido 216 podem incluir qualquer tipo de bomba ou dispositivo semelhante capaz de transferir um líquido entre dois pontos. Movimentadores de fluidos 216 de exemplo incluem, mas não estão limitados a, bombas centrífugas, bombas de deslocamento positivo; bombas de cavidades progressivas, bombas de diafragma duplas e afins. Outros movimentadores de fluido 216 ilustrativos incluem, mas não estão limitados a, edutores, ejetores e dispositivos similares. A transferência de líquido 202 para o fermentador 100 pode ser fluxo controlado, pressão controlada ou controlada usando combinações de pressão, temperatura, fluxo, nível, taxa de fluxo, velocidade superficial, ou dados variáveis de processo de análise composicional obtidos de um ou mais pontos dentro do fermentador 100 ou de um ou mais pontos dentro do sistema de fermentação 200. Em pelo menos alguns casos, a transferência de líquido 202 pelo movimentador de fluido 216 pode ser controlada com base na concentração medida de um ou mais componentes ou compostos (por exemplo, um ou mais nutrientes contendo nitrogênio) dentro do fermentador 100, por exemplo, o fluxo de líquido 206 transferido pelo movimentador de fluido 216 pode ser aumentado em resposta a uma diminuição da concentração de nutrientes medida dentro do fermentador 100.
[95] Em pelo menos alguns casos, a taxa de fluxo do líquido transferido pelo movimentador de fluido 216 pode se basear, no todo ou em parte, em manter a velocidade do fluxo de fluido para baixo 116 no caminho
45/85 de fluxo descendente 114 dentro de um intervalo definido que é capaz de transportar as bolhas de gás presentes na mistura multifásica na descendente ao longo do caminho de fluxo descendente 114. A velocidade do fluxo descendente 116 no caminho de fluxo descendente 114 pode ser medida usando um mais ou sensores de fluxo de contato ou sem contato. Sensores de fluxo de exemplo podem incluir, mas não estão limitados a, medidores de vazão magnéticos, medidores de vazão Doppler, medidores de vazão de massa e afins. Em tais casos, o fluxo descendente 116 no caminho do fluxo descendente 114 pode ter uma velocidade de aproximadamente 0,1 pés/segundo (f/s) a aproximadamente 15 f/s; de aproximadamente 0,2 pés/segundo (f/s) a cerca de 10 f/s; ou de aproximadamente 0,5 pés/segundo (f/s) a aproximadamente 5 f/s.
[96] Embora representado no lado da entrada do fermentador 100, o movimentador de fluidos 216 pode ser disposto em qualquer local onde seja possível fornecer um fluxo descendente 116 no caminho do fluxo descendente 114 e um fluxo ascendente 120 no caminho de fluxo ascendente 118. Por exemplo, como mostrado na Figura 2, os movimentadores de fluido 216 podem ser acoplados com fluidez à entrada do fermentador 100 para fornecer um fluxo descendente 116 forçado através do caminho de fluxo descendente 114, e um fluxo ascendente 120 forçado através do caminho de fluxo ascendente 118. Em outro exemplo, todos ou uma parte dos movimentadores de fluido 216 podem ser acoplados com fluidez entre o caminho de fluxo descendente 114 e o caminho de fluxo ascendente 118 para fornecer um fluxo descendente 116 induzido ao longo do caminho de fluxo descendente 114, e um fluxo ascendente 120 forçado ao longo do caminho de fluxo ascendente 118. Em outro exemplo, odos ou uma parte dos movimentadores de fluido 216 podem ser acoplados com fluidez à conexão de fluido de descarga de mistura multifásica 138 para induzir um fluxo descendente 116 através do caminho de fluxo descendente 114 e para induzir um fluxo ascendente 120
46/85 através do caminho de fluxo ascendente 118.
[97] Os um ou mais substratos de gás 204 podem incluir qualquer gás, gases ou combinação de gases adequados para sustentar ou distribuir um ou mais nutrientes para os organismos biológicos dentro do fermentador 100. Esses gases podem incluir, mas não estão limitados a, um ou mais gases que contêm compostos de carbono. Esses gases podem incluir, mas não estão limitados a, um ou mais gases que contêm compostos de carbono C1( tais como o metano ou monóxido de carbono. Um ou mais substratos de gás 204 também podem incluir um ou mais gases utilizados nos processos metabólicos dos organismos biológicos dentro do fermentador 100. Esses gases podem incluir, mas não estão limitados a, oxigênio, compostos contendo oxigênio e hidrogênio. Um ou mais substratos de gás 204 podem ser transferidos para o fermentador 100 como um gás puro ou como uma mistura de gases (por exemplo, gás de síntese uma mistura de monóxido de carbono e hidrogênio). Um ou mais substratos de gás 204 podem ser transferido para o fermentador 100 individualmente (por exemplo, gás contendo metano e oxigênio, tal como o ar, pode ser transferido, individualmente, para minimizar a probabilidade de formação de uma mistura de gás explosivo externa ao fermentador 100).
[98] Um ou mais substratos de gás 204 podem ser opcionalmente transferidos para o fermentador 100 usando um movimentador de gás 218. Movimentadores de gás 218 de exemplo incluem, mas não estão limitados a, compressores de lóbulo giratórios, compressores centrífugos, compressores de parafuso e afins. A pressão de entrega de um ou mais substratos de gás 204 depende de uma variedade de fatores, incluindo a pressão de funcionamento do fermentador 100 e a queda de pressão associada com o distribuidor de gás 132 usado para distribuir um ou mais substratos de gás 204 dentro do caminho de fluxo descendente 114. Da mesma forma, a taxa de fluxo de entrega de um ou mais substratos de gás pode ser controlada manualmente ou automaticamente para manter a
47/85 concentração ou o nível de gás dissolvido dentro do fermentador 100 dentro de uma faixa definida (por exemplo, oxigênio dissolvido acima de pelo menos 4 ppm), pelo menos em parte com base nas necessidades dos organismos biológicos presentes no fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, um ou mais substratos gás 204 podem ser entregues para o fermentador 100 a uma pressão de cerca de 5 psig a cerca de 600 psig; de cerca de 5 psig a cerca de 600 psig; de cerca de 25 psig a cerca de 400 psig; ou de cerca de 50 psig a cerca de 300 psig.
[99] Qualquer número de gases pode ser introduzido através de um coletor de distribuição gás 132 comum ou qualquer número de coletores de distribuição de gás 132 individuais. Esses coletores de distribuição de gás podem introduzir todo o substrato de gás 204 em um único ponto dentro do fermentador 100 ou podem introduzir porções do substrato de gás 204 em vários locais em todo o fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, o substrato de gás 204 pode incluir, mas não está limitado a, metano, monóxido de carbono, hidrogênio ou oxigênio. Em pelo menos alguns casos, a taxa de alimentação do substrato de gás 204 pode ser referenciada para a taxa de alimentação do meio líquido 202. Por exemplo, metano pode ser introduzido como um substrato de gás 204 a uma taxa de cerca de 0,1 gramas de metano/litro de meio líquido (g/l) a cerca de 100 g/l; de cerca de 0,5 g/l a cerca de 50 g/l; ou de cerca de 1 g/l a cerca de 25 g/l. Monóxido de carbono (CO) pode ser introduzido como um substrato de gás 204 a uma taxa de cerca de 0,1 gramas de CO/litro de meio líquido (g/l) a cerca de 100 g/l; de cerca de 0,5 g/l a cerca de 50 g/l; ou de cerca de 1 g/l a cerca de 25 g/l. Oxigênio pode ser introduzido como um substrato de gás 204 a uma taxa de cerca de 1 grama de oxigênio/litro de meio líquido (g/l) a cerca de 100 g/l; de cerca de 2 g/l a cerca de 50 g/l; ou de cerca de 5 g/l a cerca de 25 g/l. Hidrogênio pode ser introduzido como um substrato de gás 204 a uma taxa de cerca de 0,01 gramas de hidrogênio/litro de meio líquido (g/l) a cerca de 50 g/l; de cerca de 0,1 g/l a cerca de 25 g/l; ou de cerca de
48/85 g/l a cerca de 10 g/l.
[100] Dentro do fermentador 100, os organismos microbiológicos irão metabolizar pelo menos uma parte dos compostos contendo carbono presentes na mistura multifásica. Pelo menos uma parte deste processo pode incluir a produção de organismos microbiológicos adicionais que aumentam a quantidade total de biomassa presente no fermentador 100. Se não houver controle, a biomassa dentro do fermentador 100 pode acumular a um ponto tal que um ou mais aspectos operacionais do fermentador 100 (por exemplo, taxa de fluxo, queda de pressão, produção de produtos desejados, etc.) são comprometidos ou afetados negativamente pela presença da biomassa em excesso. Em tais casos, a capacidade de remover pelo menos uma parte da biomassa presente no fermentador 100 é desejável. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma parte do piso 124 do fermentador 100 pode ser inclinada (por exemplo, um fundo de cone) ou ter uma forma (por exemplo, uma cabeça côncava ASME) tal que a biomassa se acumula preferencialmente em um local dentro do fermentador 100 facilitando a remoção de biossólidos do fermentador 100 através de pelo menos uma conexão de fluido de remoção de biomassa 208. Por exemplo, uma cabeça côncava ASME pode facilitar o acúmulo de biossólidos em um local central da cabeça próximo de uma conexão de fluido ou dispositivo similar que permite a remoção dos biossólidos 208 do fermentador 100 através de pelo menos uma conexão de fluido de remoção de biomassa 208.
[101] O subsistema de pressão traseira 230 pode incluir qualquer número de dispositivos, sistemas ou combinações dos mesmos para manter a pressão dentro do fermentador 100 dentro de uma faixa definida. Por exemplo, o subsistema de pressão traseira 230 pode manter a pressão no fermentador 100 em uma faixa que é igual ou superior à pressão atmosférica. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de pressão traseira 230 pode manter uma pressão a montante (ou seja, pressão no
49/85 fermentador 100) de cerca de 1 psig a cerca de 150 psig; cerca de 1 psig a cerca de 100 psig; cerca de 1 psig a cerca de 75 psig; cerca de 1 psig a cerca de 50 psig; ou cerca de 1 psig a cerca de 25 psig. Manter o fermentador 100 a uma pressão superior à pressão atmosférica pode melhorar de forma vantajosa a taxa de transferência de massa entre as bolhas de substrato de gás, o meio líquido e, consequentemente, os organismos microbiológicos dentro do fermentador 100, mantendo a pressão parcial de gases utilizados nos processos metabólicos dos organismos microbiológicos em um nível elevado no fermentador 100 (ou seja, pressões parciais de substrato de gás maiores do que aquelas alcançáveis em pressão atmosférica).
[102] Pelo menos uma porção da mistura multifásica 136 que sai do fermentador 100 é recebida pelo subsistema de pressão traseira 230. A taxa de fluxo da mistura multifásica 136 saindo do fermentador 100 pode ser controlada manualmente ou automaticamente. Por exemplo, a taxa de fluxo da mistura multifásica 136 saindo do fermentador 100 pode ser medida usando um elemento do processo (não mostrado na Figura 2), tal como um medidor de vazão de massa, um medidor de vazão magnético, um medidor de vazão ultrassônico, ou similar. Esta medição de fluxo pode fornecer um ou mais sinais contendo dados representativos do fluxo, velocidade, pressão, composição de descarga de mistura multifásica 136, ou combinações destes, para um subsistema de controle 290. O subsistema de controle 290 pode incluir um controlador local, um sistema de controle central ou sistema de controle distribuído capaz de fornecer uma saída de controle para um elemento de controle final, tal como uma válvula de controle (não mostrado na Figura 2). A descarga de mistura multifásica 136 atravessa o subsistema de pressão traseira 230 e sai como uma mistura multifásica de baixa pressão 232. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de pressão traseira 230 pode manter uma pressão a jusante (ou seja, pressão ao subsistema de separação 250), e a mistura
50/85 multifásica de baixa pressão 232 pode ter uma pressão de cerca de 1 psig a cerca de 150 psig; de cerca de 1 psig a cerca de 100 psig; a cerca de 1 psig a cerca de 75 psig; de cerca de 1 psig a cerca de 50 psig; ou de cerca de 1 psig a cerca de 25 psig.
[103] O subsistema de pressão traseira 230 pode incluir qualquer número de dispositivos de redução de pressão, inclusive, mas não se limitando a, orifícios, válvulas redutoras de pressão, turbinas, ou qualquer outro dispositivo ou sistema capaz de fornecer uma queda de pressão conhecida e controlável. Em alguns casos, a pressão dentro do fermentador 100 pode ser manualmente ou automaticamente variada, controlada ou ajustada com base em uma ou mais entradas de controle fornecidas ao subsistema de pressão traseira 230. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de pressão traseira 230 pode incluir uma ou mais turbinas ou dispositivos semelhantes que são capazes de fornecer uma saída de eixo 234. Tal saída de eixo 234 pode ser usada como uma entrada para um dispositivo de recuperação de energia 236, por exemplo, um gerador capaz de fornecer energia elétrica para consumo local ou fornecimento a uma rede de distribuição elétrica local comercial, industrial ou residencial.
[104] O subsistema de separação 250 pode incluir qualquer número de dispositivos, sistemas ou combinações destes para separar a mistura multifásica de baixa pressão 232 em pelo menos um efluente de gás 252 e um efluente de líquido 254. Em pelo menos alguns casos, biossólidos presentes na mistura multifásica de baixa pressão 232 podem ser separados em um efluente contendo sólidos 256. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma parte dos efluentes contendo sólidos 256 do subsistema de separação 250 pode ser combinada com um ou mais líquidos 202 para fornecer uma mistura 258 para retornar ao fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de separação 250 pode incluir um ou mais separadores que tenham um volume total de pelo menos cerca de 10% do volume do recipiente 108; pelo menos cerca de 20% do
51/85 volume do recipiente 108; pelo menos cerca de 20% do volume do recipiente 108; ou pelo menos cerca de 40% do volume do recipiente 108.
[105] O subsistema de separação 250 pode incluir um ou mais separadores passivos (por exemplo, um ou mais ciclones lavadores ou afins) capazes de separar o efluente de gás 252 e efluente de líquido 254 da mistura multifásica de baixa pressão 232. Em pelo menos alguns casos, o separador passivo também pode incluir uma seção de separação de sólidos para separar pelo menos uma porção dos biossólidos presentes na mistura multifásica de baixa pressão 232. Em outros casos, o subsistema de separação 230 pode incluir um ou mais dispositivos de separação ativos (por exemplo, um separador giratório trifásico) capazes de separar o efluente de gás 252, o efluente de líquido 254 e o efluente contendo sólidos da mistura multifásica de baixa pressão 232.
[106] Em pelo menos alguns casos, o efluente de gás 252 pode incluir uma mistura de um ou mais substratos de gás (por exemplo, metano ou monóxido de carbono) e um ou mais derivados gasosos (por exemplo, dióxido de carbono) gerados como um subproduto pelos organismos biológicos no fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, o efluente de gás 252 pode ser separado (não mostrado na Figura 2), e pelo menos uma parte de um ou mais substratos de gás reciclada para o fermentador 100, por exemplo, como um substrato de gás 204. Em pelo menos alguns casos, o efluente de gás 252 pode incluir um ou mais compostos úteis. Por exemplo, o efluente de gás 252 pode conter uma quantidade de um ou mais compostos de hidrocarbonetos C2+ gasosos incluindo, mas não limitado a, etano, etileno, propano, butano e compostos com base nos mesmos com valor como um produto final ou como uma matéria-prima em um processo subsequente. Tais compostos úteis podem ser separados do efluente de gás 252 antes da reciclagem de pelo menos uma parte do efluente de gás 252 para o fermentador 100.
[107] E m pelo menos alguns casos, o efluente de líquido 254 pode
52/85 incluir uma mistura que contenha um ou mais líquidos, nutrientes, e similares introduzidos no fermentador com o líquido 202. Em tais casos, pelo menos uma parte do efluente de líquido 254 pode ser separada (não mostrado na Figura 2) e reciclada para o fermentador 100, por exemplo, como um meio líquido 202. Em pelo menos alguns casos, o efluente de líquido 254 pode incluir um ou mais compostos úteis. Por exemplo, o efluente de líquido 254 pode conter uma quantidade de um ou mais compostos de hidrocarbonetos C2+ líquidos incluindo, mas não limitado a, álcoois, cetonas, glicóis e outros compostos com base nos mesmos com valor como um produto final ou como uma matéria-prima em um processo subsequente. Tais compostos de hidrocarbonetos podem ser separados do efluente de líquido 254 antes do descarte do efluente de líquido 254 ou reciclagem de pelo menos uma parte do efluente de gás 254 de volta para o fermentador 100.
[108] Em pelo menos alguns casos, o efluente contendo sólidos 256 pode incluir uma pasta fluida ou mistura contendo um ou mais líquidos e biomassa removida do fermentador 100. Em tais casos, pode ser desejável reciclar pelo menos uma parte dos efluentes contendo sólidos 256 de volta para o fermentador 100. A reciclagem da biomassa para o fermentador 100 pode servir de forma vantajosa para cultivar novamente a colônia microbiológica dentro do fermentador 100. Embora não mostrado na Figura 2, pelo menos uma parte dos efluentes contendo sólidos 256 pode ser reciclada diretamente para o caminho de fluxo descendente 114 no fermentador 100. Pelo menos uma parte dos efluentes contendo sólidos 256 pode ser misturada com um ou mais líquidos 202 e reciclada para o fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, os efluentes contendo sólidos 256 podem incluir um ou mais compostos úteis. Por exemplo, os organismos biológicos dentro dos efluentes contendo sólidos 256 podem conter uma quantidade de lipídios intracelulares ou compostos similares úteis na produção de biocombustível, tal como biodiesel. Embora não
53/85 mostrado na Figura 2, em tais casos, pelo menos uma parte dos efluentes contendo sólidos 256 pode ser removida do subsistema de separação 230 para transformação posterior em um ou mais produtos desejados.
[109] O subsistema térmico 270 pode incluir qualquer número de dispositivos, sistemas ou combinações dos mesmos para adicionar energia térmica para ou remover a energia térmica do fluido multifásico do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, a fermentação que ocorre dentro do fermentador 100 gera calor como um subproduto. Se não houver controle, tal calor pode afetar negativamente o metabolismo ou a saúde dos organismos microbiológicos dentro do fermentador 100. Alternativamente, os organismos microbiológicos também podem ter uma temperatura abaixo da qual o metabolismo ou a saúde do organismo são afetados negativamente. Assim, os organismos biológicos dentro do fermentador 100 têm uma faixa de temperatura definida, proporcionando condições metabólicas e crescimento ideais. Em pelo menos alguns casos, a mistura multifásica dentro do fermentador 100 pode ser mantida a uma temperatura de cerca de 130 °F ou menos; cerca de 120 °F ou menos; cerca de 110 °F ou menos; cerca de 100 °F ou menos; cerca de 95 °F ou menos; cerca de 90 °F ou menos; cerca de 85 °F ou menos; ou cerca de 80 °F ou menos usando o subsistema térmico 270. Em pelo menos alguns casos, a mistura multifásica dentro do fermentador 100 pode ser mantida a uma temperatura de cerca de 55 °F a cerca de 120 °F; cerca de 60 °F a cerca de 110 °F; cerca de 110 °F a cerca de 120 °F; cerca de 100 °F a cerca de 120 °F; cerca de 65 °F a cerca de 100 °F; cerca de 65 °F a cerca de 95 °F; ou cerca de 70 °F a cerca de 90 °F usando o subsistema térmico 270.
[110] Em pelo menos alguns casos, uma ou mais superfícies de transferência térmica 128 podem ser dispostas pelo menos parcialmente dentro do caminho de fluxo descendente 114 para alterar, ajustar, ou controlar a temperatura do fluxo descendente 116 da mistura multifásica nele. Da mesma forma, uma ou mais superfícies de transferência térmica
54/85
140 podem ser dispostas pelo menos parcialmente dentro do caminho de fluxo ascendente 118 para alterar, ajustar ou controlar a temperatura do fluxo ascendente 120 da mistura multifásica nele.
[111] Em pelo menos alguns casos, tais superfícies de transferência térmica 128, 140 podem incluir uma ou mais superfícies piezelétricas que fornecem resfriamento após a passagem de uma corrente elétrica através das mesmas. Tais superfícies de transferência térmica 128, 140 podem incluir uma ou mais superfícies resistivas (por exemplo, aquecedores em Calrod) que fornecem aquecimento para aumentar a temperatura da mistura multifásica após a passagem de uma corrente elétrica através das mesmas. Em tais casos, o subsistema térmico 270 pode incluir um ou mais sistemas para controlar o fluxo de energia elétrica para as superfícies de transferência térmica 128, 140 com base, pelo menos em parte, na temperatura medida da mistura multifásica no fermentador 100.
[112] Em outros casos, tais superfícies de transferência térmica 128, 140 podem incluir um número de reservatórios ou conduítes posicionados dentro do caminho de fluxo descendente 114, do caminho de fluxo ascendente 120 ou de ambos, e através do qual o meio de transferência térmica em uma temperatura reduzida ou uma temperatura elevada é circulado para resfriar ou aquecer de diversas formas a mistura multifásica no fermentador 100. O meio de transferência térmica pode incluir qualquer fluido, líquido ou gás capaz de transportar, ou de outra forma transmitir, energia térmica para ou energia térmica a partir da mistura multifásica no fermentador 100. Em tais casos, o subsistema térmico 270 pode incluir um ou mais sistemas ou dispositivos para remover a energia térmica do meio de transferência térmica (por exemplo, para resfriar a mistura multifásica no fermentador 100) ou transmitir energia térmica para o meio de transferência térmica (por exemplo, para aquecer a mistura multifásica no fermentador 100).
[113] Em pelo menos um caso, os meios de transferência térmica
55/85 podem incluir água ou uma solução aquosa de água e um ou mais inibidores de corrosão, escama e microbiológicos. Em tais casos, o subsistema térmico 270 pode incluir um ou mais sistemas para retirar energia térmica dos meios de transferência térmica para resfriar a mistura multifásica. Por exemplo, uma torre de resfriamento evaporativa de circuito aberto ou um refrigerador de ar de circuito fechado pode ser usado para refrigerar os meios de transferência térmica. Em tais casos, o subsistema térmico 270 pode opcionalmente incluir um ou mais sistemas para transmitir energia térmica aos meios de transferência térmica para aquecer a mistura multifásica. Por exemplo, um aquecedor de água elétrico ou a gás natural ou forno pode ser usado para aquecer o meio de transferência térmica.
[114] O meio de transferência térmica pode ser fornecido pelo subsistema térmico 270 através de uma ou mais redes de distribuição de meio térmico 272. Uma ou mais redes de distribuição de meio térmico 272 podem incluir uma rede de distribuição elétrica onde são fornecidas superfícies de transferência térmica para aquecimento e resfriamento elétrico 128, 140. Uma ou mais redes de distribuição de meio térmico 272 podem incluir uma rede de conduítes de fluido onde um meio de transferência térmica líquido (por exemplo, água) é fornecido para as superfícies de transferência térmica 128, 140. Ramificações 210, 214 da rede de distribuição de meio térmico 272 podem ser usadas para fornecer meios de transferência térmica para as superfícies de transferência térmica 128, 140. Por exemplo, uma ramificação 210 pode ser usada para fornecer meios de transferência térmica da rede de distribuição de meio térmico 272 para a superfície de transferência térmica 128 disposta no caminho do fluxo descendente 114, e uma ramificação 214 pode ser usada para fornecer meios de transferência térmica da rede de distribuição de meio térmico 272 para a superfície de transferência térmica 140 disposta no caminho de fluxo ascendente 120.
[115] O meio de transferência térmica pode ser recolhido e retornado,
56/85 pelo menos parcialmente, ao subsistema térmico 270 através de uma ou mais redes de coleta de meio térmico 274. Uma ou mais redes de coleta de meio térmico 274 podem incluir uma coleta de conduítes de fluido em rede 212, 216 onde um meio líquido de transferência térmica (por exemplo, água) é removido das superfícies de transferência térmica 128, 140. Ramificações da rede de coleta de meio térmico 274 podem ser usadas para coletar meios de transferência térmica das superfícies de transferência térmica 128, 140. Por exemplo, uma ramificação 212 pode ser usada para retornar meios de transferência térmica da superfície de transferência térmica 128 disposta no caminho de fluxo descendente 114 para a rede de coleta de meio térmico 274, e uma ramificação 216 pode ser usada para retornar meios de transferência térmica da superfície de transferência térmica 140 disposta no caminho de fluxo ascendente 120 para a rede de coleta de meio térmico 274.
[116] Em pelo menos alguns casos, todo ou uma parte do processo de fermentação pode ser controlada, pelo menos parcialmente, automaticamente usando um subsistema de controle 290. O subsistema de controle 290 pode coletar informações relacionadas ao processo fornecidas por um ou mais elementos do processo sob a forma de sinais contendo dados analógicos ou digitais, que representam uma ou mais variáveis de processo. Por exemplo, o subsistema de controle pode coletar sinais relacionados ao processo usando um ou mais elementos do processo, incluindo, mas não se limitando a, sensores de vazão de massa, sensores de vazão volumétrica, sensores de temperatura, sensores de pressão, sensores de nível, sensores analíticos (por exemplo, sensores de oxigênio dissolvido, demanda biológica de oxigênio ou sensores de BOD, sensores de pH, sensores de condutividade e similares) ou qualquer outro dispositivo capaz de fornecer um sinal contendo dados representativos de uma ou mais condições relacionadas ao processo dentro do fermentador 100.
[117] O subsistema de controle 290 pode executar um ou mais
57/85 conjuntos de instruções, controlando, alterando ou ajustando um ou mais aspectos do processo de fermentação com base, pelo menos em parte, nos sinais de variáveis de processo recebidos dos elementos do processo. Tais instruções podem resultar na geração de um ou mais sinais de saída de controle pelo subsistema de controle 290. Os sinais de saída de controle podem ser transmitidos a partir do subsistema de controle 290 para um ou mais elementos de controle final, tais como válvulas de bloqueio, válvulas de controle, motores, acionadores de velocidade variável, etc. A interação entre os elementos de controle final e o processo de fermentação pode, por sua vez, fornecer ao subsistema de controle 290 um alto grau de controle relativamente preciso do processo de fermentação.
[118] Por exemplo, responsivo ao recebimento de um ou mais sinais contendo dados indicativos da temperatura da mistura multifásica no fermentador 100, o subsistema de controle 290 pode iniciar, alterar ou cessar o fluxo de meio de transferência térmica para uma ou mais superfícies de transferência térmica 128, 140. Da mesma forma, responsivo ao recebimento de um ou mais sinais contendo dados indicativos do nível de oxigênio dissolvido da mistura multifásica no fermentador 100, o subsistema de controle 290 pode aumentar, diminuir ou manter o fluxo do substrato de gás contendo oxigênio 204 para o fermentador 100. Embora apenas dois exemplos ilustrativos sejam fornecidos neste documento, qualquer fluxo, nível, pressão, valor analítico, ou similares que sejam adequados ao processo de fermentação podem ser controlados da mesma forma pelo subsistema de controle 290 usando um ou mais sensores de processo adequados e um ou mais elementos de controle final adequados.
[119] A Figura 3 mostra uma vista elevada transversal de um fermentador de exemplo 300. O fermentador 300 inclui uma ou mais estruturas internas, incluindo uma ou mais estruturas 302a-302c (apenas três mostradas, qualquer número possível, coletivamente estruturas 302) dispostas pelo menos parcialmente dentro do caminho de fluxo
58/85 descendente 114, e uma ou mais estruturas 304a-304d (apenas quatro mostradas, qualquer número possível, coletivamente estruturas 304) pelo menos parcialmente dispostas dentro do caminho de fluxo ascendente 120. Tais estruturas podem promover vantajosamente, em ambos os caminhos de fluxo ascendente e descendente 114, 118, a transferência de massa entre as bolhas de gás e líquido na mistura multifásica e entre a mistura multifásica e os organismos biológicos. Tais estruturas podem promover vantajosamente a uniformidade de bolhas de gás dentro da mistura multifásica facilitando uma distribuição mais uniforme dentro os caminhos de fluxo ascendente e descendente 114, 118 e promover o tempo adicional de contato entre as bolhas de substrato de gás presentes na mistura multifásica e os organismos biológicos dentro do fermentador 300. O fermentador 300 tem uma parte inferior cônica 124 que vantajosamente promove a coleta de biomassa em excesso 306 em um local no fermentador 300 próximo a pelo menos uma conexão de fluido de remoção de uma biomassa 208.
[120] O fermentador 300 inclui um conduíte de fluido oco 102 disposto dentro de um recipiente 108. Pelo menos um movimentador de fluido 216 é disposto no lado de entrada do caminho de fluxo descendente 114, com fluxo de líquidos distribuído por todo os caminhos de fluxo descendente 114 no fermentador 300 através de uma pluralidade de conexões de fluido 130a-130n (coletivamente, conexões de fluido 130) dispostas ao redor do topo 126 do fermentador 300. As conexões de fluido 130 são diretamente acopladas com fluidez a pelo menos uma parte dos caminhos de fluxo descendente 114. Pelo menos um movimentador de fluido 216 fornece um fluxo geralmente descendente 116 de líquido 308 dentro do caminho de fluxo descendente 114.
[121] O fermentador 300 inclui um número de distribuidores de gás 132a-132n (coletivamente, distribuidores de gás 132) dispostos em torno do fermentador 300. Um ou mais gases de substrato 204 são introduzidos
59/85 no caminho de fluxo descendente 114 sob a forma de bolhas de gás 310. Em pelo menos alguns casos, as bolhas de gás 310 podem incluir um ou mais substratos de gás. Dentro do caminho de fluxo descendente 114, o líquido 308 e as bolhas de gás 310 se misturam e, de outra forma, se combinam para formar a mistura multifásica 312. Dentro do caminho de fluxo descendente 114, o substrato de gás e nutrientes na mistura multifásica são utilizados pelos organismos biológicos para formar uma biomassa 314 na maioria das, se não todas as, superfícies internas formando o caminho de fluxo descendente 114.
[122] Em pelo menos alguns casos, o líquido 308 introduzido no caminho de fluxo descendente 114 pode incluir uma solução aquosa contendo um ou mais nutrientes, oligoelementos, minerais e afins que são capazes de suportar o crescimento e o desenvolvimento de uma biomassa pelo menos dentro do caminho de fluxo descendente 114. Em pelo menos alguns casos, o líquido 308 pode incluir nitrogênio dissolvido ou um ou mais compostos contendo nitrogênio capazes de fornecer uma concentração de nitrogênio dissolvido de cerca de 1 miligrama/litro (mg/l) a cerca de 30 mg/l; de cerca de 1 miligrama/litro (mg/l) a cerca de 20 mg/l; ou de cerca de 1 miligrama/litro (mg/l) a cerca de 10 mg/l. Em pelo menos alguns casos, o líquido 308 pode incluir fósforo dissolvido ou um ou mais compostos contendo fósforo capazes de fornecer uma concentração de fósforo dissolvido de cerca de 1 mg/l a cerca de 30 mg/l; de cerca de 1 miligrama/litro (mg/l) a cerca de 20 mg/l; ou de cerca de 1 miligrama/litro (mg/l) a cerca de 10 mg/l.
[123] Em pelo menos alguns casos, o gás introduzido no caminho de fluxo descendente 114 pode incluir qualquer número de gases de substrato, incluindo, mas se limitando a, pelo menos um dentre metano, monóxido de carbono, oxigênio, compostos contendo oxigênio, hidrogênio e compostos contendo hidrogênio. Em pelo menos alguns casos, o(s) gás(es) pode(m) ser fornecido(s) em condições (por exemplo, concentração, temperatura e
60/85 pressão) que suportam vantajosamente a dissolução dos gases no líquido 308 para formar a mistura multifásica 312. Em pelo menos alguns casos, a adição dos gases de substrato pode ser manualmente ou automaticamente controlada para manter qualquer nível definido de gás dissolvido na mistura multifásica no fermentador 300. Em alguns casos, embora não mostrado na Figura 3, as bolhas de gás 310 podem ser introduzidas dentro do caminho de fluxo descendente 114, do caminho de fluxo ascendente 120 ou ambos. As bolhas de gás 310 introduzidas em diferentes pontos do fermentador 300 podem ou não ter a mesma composição ou estar na mesma temperatura ou pressão. Em pelo menos alguns casos, a composição das bolhas de gás 310 pode ser ajustada com base, pelo menos em parte, no local dentro do fermentador 300 em que as bolhas de gás 310 são introduzidas. Por exemplo, o gás de substrato podem ter diferentes concentrações em bolhas de gás 310 introduzidas através de um ou mais distribuidores de gás 132 em vários pontos do fermentador 300. Em pelo menos alguns casos, a temperatura das bolhas de gás 310 pode ser ajustada com base, pelo menos em parte, no local dentro do fermentador 300 em que as bolhas de gás 310 são introduzidas. Em pelo menos alguns casos, a pressão das bolhas de gás 310 pode ser ajustada com base, pelo menos em parte, no local dentro do fermentador 300 em que as bolhas de gás 310 são introduzidas.
[124] Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma dentre composição, temperatura ou pressão das bolhas de gás 310 pode ser ajustada ou, de outra forma, controlada para manter uma concentração de metano dissolvido na mistura multifásica de cerca de 0,1 mg/l a cerca de 100 mg/l; de cerca de 0,5 mg/l a cerca de 50 mg/l; de cerca de 1 mg/l a cerca de 20 mg/l; ou de cerca de 1 mg/l a cerca de 10 mg/l. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma dentre composição, temperatura ou pressão das bolhas de gás 310 pode ser ajustada ou, de outra forma, controlada para manter uma concentração de monóxido de carbono dissolvido na
61/85 mistura multifásica de cerca de 0,1 mg/l a cerca de 100 mg/l; de cerca de 0,5 mg/l a cerca de 50 mg/l; de cerca de 1 mg/l a cerca de 20 mg/l; ou de cerca de 1 mg/l a cerca de 10 mg/l. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma dentre composição, temperatura ou pressão das bolhas de gás 310 pode ser ajustada ou, de outra forma, controlada para manter uma concentração de oxigênio dissolvido na mistura multifásica de cerca de 0,1 mg/l a cerca de 100 mg/l; de cerca de 0,5 mg/l a cerca de 50 mg/l; de cerca de 1 mg/l a cerca de 20 mg/l; ou de cerca de 1 mg/l a cerca de 10 mg/l. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma dentre composição, temperatura ou pressão das bolhas de gás 310 pode ser ajustada ou, de outra forma, controlada para manter uma concentração de hidrogênio dissolvido na mistura multifásica de cerca de 0,1 mg/l a cerca de 50 mg/l; de cerca de 0,5 mg/l a cerca de 25 mg/l; de cerca de 1 mg/l a cerca de 10 mg/l; ou de cerca de 1 mg/l a cerca de 5 mg/l.
[125] Em pelo menos alguns casos, as estruturas 302 podem ser dispostas pelo menos parcialmente dentro do caminho de fluxo descendente 114. Embora as bolhas de gás 310 normalmente tendessem a fluir para cima dentro do caminho de fluxo descendente 114, a velocidade do fluido dentro do caminho de fluxo descendente tende a empurrar as bolhas de gás de substrato 310 para baixo a uma velocidade menor que a velocidade de fluido. O tempo de permanência estendido das bolhas de gás 310 no caminho de fluxo descendente 114 vantajosamente fornece uma oportunidade estendida para o(s) gás(es) presente(s) nas bolhas de gás 310 se dissolva(m) na mistura multifásica e, consequentemente, para os organismos biológicos existentes na biomassa 314 no caminho de fluxo descendente 114 para absorver o(s) gás(es) de substrato dissolvido(s) da mistura multifásica. As estruturas 302 vantajosamente podem aumentar este efeito já que bolhas de gás 310 presas sob e em torno das estruturas também irão experimentar os benefícios concomitantes previamente elaborados de um tempo de permanência estendido dentro do caminho de
62/85 fluxo descendente 114. O tempo de permanência estendido é particularmente vantajoso n apoio ao desenvolvimento de maiores quantidades de biomassa 314 dentro do caminho de fluxo descendente. As maiores quantidades de biomassa 314 assim desenvolvidas podem ser, pelo menos parcialmente, atribuíveis aos níveis reforçados de gás(es) de substrato dissolvido(s) presente(s) no caminho de fluxo descendente 114.
[126] As estruturas 302 podem incluir qualquer número, tipo, tamanho ou configuração de membro saliente em ou retenção embutida em contato fluido com o caminho de fluxo descendente 114. Toda ou uma parte das estruturas 302 pode ser semelhante ou diferente dependente da função da estrutura 302. Por exemplo, um número estruturas 302a partilha primeiro tipo de design em comum que promove a mistura da mistura de várias fase e aumenta o tempo de permanência das bolhas de gás 310 pode ser disposta dentro do caminho de fluxo descendente 114. Um número de estruturas 302b, compartilhando um segundo tipo comum de design proporcionando superfícies estendidas que promovem o crescimento ou formação de biomassa 314, pode ser disposto dentro do caminho de fluxo descendente 114.
[127] Em pelo menos alguns casos, as estruturas 304, podem ser dispostas, pelo menos parcialmente dentro do caminho de fluxo ascendente 120. Embora as bolhas de gás 310 fluiríam para cima dentro do caminho de fluxo ascendente 114, velocidade ascendente adicional é transmitida para as bolhas gás 310, a velocidade do fluido de fluxo ascendente 120 dentro do caminho de fluxo ascendente 118 que tende a empurrar as bolhas de gás 310 para cima em uma velocidade que excede a taxa de ascensão normal as bolhas de gás 310. As estruturas 304 podem vantajosamente impedir ou caso contrário, impedir o progresso das bolhas de gás 310 no caminho do fluxo ascendente 118, aumentando assim o tempo de permanência, as bolhas de gás 310 dentro do caminho de fluxo ascendente, 118. O tempo de permanência prolongada das bolhas de gás
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310 no caminho do fluxo ascendente 118 vantajosamente fornece uma oportunidade estendida para os gases presente nas bolhas de gás 310 para dissolver a mistura de várias fases e, consequentemente, para os organismos biológicos existentes na biomassa 314 no caminho do fluxo ascendente 118 para absorver a figurarem substrato dissolvido da mistura multifásica. As estruturas 304 vantajosamente podem aumentar este efeito como bolhas de gás 310 presos sob e em torno das estruturas 304 também vai experimentar os benefícios do atendedor previamente elaborados de um tempo de residência estendido dentro do caminho de fluxo ascendente 118. O tempo de permanência prolongada é particularmente vantajoso em apoiar o desenvolvimento de maiores quantidades de biomassa 314 dentro do caminho de fluxo ascendente, 118. As maiores quantidades de biomassa 314 tão desenvolvidas podem ser pelo menos parcialmente atribuíveis aos níveis reforçados de gases de substrato dissolvidos presentes no caminho do fluxo ascendente 118.
[128] As estruturas 304 podem incluir qualquer número, tipo, tamanho ou configuração de membro saliente em ou retenção embutida em contato fluido com o caminho de fluxo ascendente 118. Toda ou uma parte das estruturas 304 pode ser semelhante ou diferente dependente da função da estrutura. Por exemplo, um número estruturas 304a partilha primeiro tipo de design em comum que promove a mistura da mistura de várias fase e aumenta o tempo de permanência das bolhas de gás 310 pode ser disposta dentro do caminho de fluxo ascendente 118. Um número de estruturas 304b, compartilhando um segundo tipo de design em comum proporcionando superfícies estendidas que promovem o crescimento ou formação de biomassa 314, pode ser disposto dentro do caminho de fluxo ascendente 114.
[129] Conforme a biomassa 314 se acumula dentro do caminho de fluxo descendente 114 e o caminho de fluxo ascendente 118, biomassa em excesso será retirado ou removido de outra forma das superfícies interiores
64/85 do fermentador 300. Pelo menos uma parte da biomassa em excesso vai cair para o fundo no fermentador 300 onde a biomassa se acumulará. Pelo menos uma parte da biomassa em excesso será carregada ou transportada do fermentador 300 com a mistura de várias fases 136. Acúmulo de biomassa em excesso dentro do fundo do fermentador 300 pode ser removido como biossólidos. Pelo menos uma porção de tais biossólidos pode ser tratada mais para produzir um ou mais produtos fungíveis como biocombustíveis ou hidrocarbonetos C2 + úteis também como produtos acabados ou matérias-primas para processamento posterior. Pelo menos uma parte da biomassa em excesso removida do fermentador 300 pode ser usado para re-semear ou propagar os organismos microbiológicos presentes no biossólido em outros fermentadores 300.
[130] Pelo menos uma parte da biomassa em excesso retirada do fermentador 300 com a mistura multifásica 136 pode ser separada, por exemplo no subsistema de separação de 250, e pelo menos uma porção reciclada para o fermentador 300 pelo menos para ajudar a estabelecer a colônia microbiológica dentro do fermentador 300.
[131] Pelo menos em alguns casos os organismos microbiológicos usados para fermentar matérias primas gasosas contendo carbono empregam uma cultura primariamente compreendendo um microorganismo metabolizante de C-ι não fotossintético. tais sistemas de fermentação podem usar uma ou mais espécies de microorganismos metabolizantes de Ci que são procarióticos ou bactérias, tais como Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium, Methanomonas, Methylophilus, Methylobacillus, Methylobacterium, Hyphomicrobium, Xanthobacter, Bacillus, Paracoccus, Nocardia, Arthrobacter, Rhodopseudomonas, ou Pseudomonas. Em alguns casos a bactéria metabolizante de C) pode incluir um metanotrofo ou um metilotrofo. Metanotrofos preferidos incluem Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium,
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Methanomonas, ou uma combinação destes. Exemplares metanotrofos incluem Methylomonas sp. 16a (ATCC PTA 2402), Methylosinus trichosporium (NRRL B-ll,196), Methylosinus sporium (NRRL B-ll, 197), Methylocystis parvus (NRRL B-ll, 198), Methylomonas methanica (NRRL B5 11,199), Methylomonas alb us (NRRL B-ll,200), Methylobacter capsulatus (NRRL B-11,201), Methylobacterium organophilum (ATCC 27,886), Methylomonas sp. AJ-3670 (FERM P-2400), Methylomicrobium alcaliphilum, Methylocella silvestris, Methylacidiphilum infernorum, Methylibium petroleiphilum, Methylosinus trichosporium OB3b, Methylococcus capsulatus Bath, Methylomonas sp. 16a, Methylomicrobium alcaliphilum 20Z, ou uma variante de crescimento superior destas. Metilotrofos preferenciais incluem Methylobacterium extorquens, Methylobacterium radiotolerans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylobacterium nodulans, ou uma combinação destes.
[132] Os microrganismos capazes de metabolizar compostos C) encontrados em gás de síntese incluem, mas não estão limitados a Clostridium, Moorella, Pyrococcus, Eubacterium, Desulfobacterium, Carboxydothermus, Acetogenium, Acetobacterium, Acetoanaerobium, Butyribaceterium, Peptostreptococcus, ou combinações desses também podem ser usadas. Exemplares metilotrofos incluem Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahli, Clostridium ragsdalei, Clostridium carboxydivorans, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium woodii, Clostridium neopropanologen, ou uma combinação destes. Em alguns casos, os microorganismos metabolizantes de C) são eucarióticos tais como levedura, incluindo Candida, Yarrowia, Hansenula, Pichia, Torulopsis, ou Rhodotorula.
[133] Em outros casos, o microrganismo metabolizante de Ci nãofotossintético é um microrganismo metabolizante de C-! não-fotossintético obrigatório, como um metanotrofo ou metilotrofo obrigatórios. Em alguns
66/85 casos, o microrganismo metabolizante de Ci não-fotossintético é um microorganismo recombinante, compreendendo uma polinucleotídeo heterólogo codificando uma enzima produtora de ácido graxo, uma enzima de assimilação de formol ou uma combinação destes.
[134] A Figura 4 mostra uma vista de elevação transversal de um fermentador de exemplo 400. O fundo 124 do fermentador 400 inclui uma pluralidade de seções cônicas, cada uma delas pode acumular biomassa em excesso 306. Em tais casos, pelo menos uma conexão de fluido da remoção de biomassa 208 pode ser disposta próxima ao local no fundo 124 no qual a biomassa em excesso acumula-se para facilitar a remoção da biomassa em excesso 306. O fermentador 400 inclui seis ou mais conduítes ocos de fluido 102a-102f (coletivamente, conduítes ocos de fluido 102) dispostos dentro do recipiente 108. Pelo menos um movedor de fluido 216 está disposto no lado da entrada do caminho fluxo descendente 114, com fluxo de líquidos distribuído ao longo de caminhos de fluxo descendente 114 através de uma pluralidade de conexões fluidas 130a-130f (coletivamente, conexões fluidas 130) dispostas sobre a parte superior do fermentador 126. Cada uma das conexões fluidas 130 é diretamente acoplada com fluidez ao caminho de fluxo descendente 114. Pelo menos um movedor de fluido 216 fornece um fluxo geralmente descendente de líquido 308 dentro do caminho de fluxo descendente 114.
[135] A mistura multifásica 136 deixa o fermentador 400 por meio de uma pluralidade de conexões fluidas de descarga de mistura multifásica 138, cada uma das conexões fluidas de descarga de mistura multifásica engatada fluida e diretamente às caminhos de fluxo ascendentes 118. Cada uma das conexões fluidas de descarga de mistura multifásica 138 encontrase fluidamente engatada a um conduíte de descarga fluída de mistura multifásica 402 que é usado para transportar a mistura multifásica das caminhos de fluxo ascendente 118 ao subsistema de contrapressão 230.
[136] O subsistema de contrapressão 230 representado na Figura 4
67/85 inclui pelo menos um turbina multifásica 404. A pressão da mistura multifásica de pressão relativamente maior removida das caminhos de fluxo ascendentes 118 é reduzida através da turbina multifásica 404 para prover uma mistura multifásica de pressão relativamente menor que é orientada para longe do sistema de contrapressão 230 por meio de um ou mais conduíte de fluido 406. Pelo menos uma porção da mistura multifásica de pressão relativamente menor pode ser subsequentemente introduzida ao subsistema de separação 250. Em pelo menos alguns casos, a turbina multifásica 404 pode encontrar-se fisicamente engatada a um ou mais dispositivos de recuperação de energia (não exibido na Figura 4), tais como um gerador elétrico para recuperar pelo menos uma porção da energia liberada pela redução de pressão da mistura multifásica da pressão relativamente maior à pressão relativamente menor. Em pelo menos alguns casos, o acoplamento físico da turbina multifásica 404 e o dispositivo de recuperação de energia pode ser efetuado usando-se uma haste 408 ou uma conexão similar, capaz de transferir poder mecânico. O subsistema de contrapressão 230 pode reduzir ou diminuir a pressão da mistura multifásica que deixa as caminhos de fluxo ascendente 118 por cerca de 120 psig ou menos; cerca de 90 psig ou menos; cerca de 60 psig ou menos; cerca de 30 psig ou menos; ou cerca de 15 psig ou menos.
[137] A mistura multifásica de pressão relativamente menor que deixa o subsistema de contrapressão 230 por meio de um ou mais conduítes de fluidos 406 pode, em alguns casos, ser introduzida no sistema de subsistema 250. Dentro do subsistema de separação 250, a mistura multifásica de pressão relativamente menor pode ser separada em uma pluralidade de fases. Em alguns casos, a mistura multifásica de pressão relativamente menor pode ser separada em pelo menos uma fase gasosa 252 que contenha um ou mais produtos desejados (por exemplo, hidrocarbonetos C2+ como etano e etileno), um ou mais substratos de gás não consumido (por exemplo, metano ou monóxido de carbono) ou um ou
68/85 mais derivados metabólicos ou químicos (por exemplo, dióxido de carbono). Em alguns casos, a mistura multifásica de pressão relativamente menor pode ser separada em pelo menos uma fase líquida 254 que contenha um ou mais produtos desejados (por exemplo, hidrocarbonetos C2 + tais como álcoois e cetonas), um ou mais nutrientes não consumidos de fase líquida, ou um ou mais derivados metabólicos ou químicos. Em alguns casos, a mistura multifásica de pressão relativamente menor pode ser separada em pelo menos uma fase que contenha sólidos 256 (por exemplo, lipídios intracelulares úteis como biocombustível) ou um ou mais derivados químicos ou metabólicos (por exemplo, biomassa em excesso).
[138] A Figura 5 mostra uma vista elevada transversal de um sistema de fermentação exemplar 500. O fermentador 500 inclui uma pluralidade de conduítes de fluidos ocos 102 que se estendem completamente através (isto é, do topo 126 ao fundo 124) do recipiente 108. As caminhos de fluxo ascendentes 118 são fluidamente engatadas às vidas de fluxo descendente 114 por meio de um ou mais conduítes de fluidos 502. Em pelo menos alguns casos, um ou mais dispositivos de isolamento 504 podem ser dispostos em pelo menos uma porção de um ou mais conduítes de fluidos 502. Em pelo menos alguns casos, o um ou mais conduítes de fluidos 502 são fluidamente engatados a pelo menos uma porção das caminhos de fluxo descendente 114 usando-se uma ou mais conexões fluidas 506. Em pelo menos alguns casos, os um ou mais conduítes de fluidos 502 são acoplados com fluidez a pelo menos uma parte dos caminhos de fluxo ascendente 118 usando uma ou mais conexões fluidas 508. O um ou mais dispositivos de isolamento 504 e a uma ou mais conexões de fluido 506, 508 vantajosamente permite o isolamento de um ou mais conduítes de fluidos ocos 102. A capacidade de isolar seletivamente os conduítes de fluidos ocos 102 permite vantajosamente manutenção de rotina e limpeza dos conduítes de fluidos ocos 102 sem exigir que o fermentador 500 inteira tenha seu funcionamento interrompido.
69/85 [139] Dois sistemas diferentes são representados engatando a caminho de fluxo descendente 114 e a caminho de fluxo ascendente 118. Num primeiro caso, os conduítes de fluidos 502 são representando engatando direta e fluidamente a caminho de fluxo descendente 114 e a caminho de fluxo ascendente 118. Uma instalação de engate fluido direto tal pode ser utilizada onde o fluxo forçado de fluido ou fluxo induzido de fluido é utilizado tanto no caminho de fluxo descendente 114 como no caminho de fluxo ascendente 118. Por exemplo, um sistema de engate fluido direto pode ser vantajoso onde o um ou mais mobilizadores de fluxo 216 são fluidamente engatados à conexão de entrada de fluido 130 do caminho de fluxo descendente 114 ou são fluidamente engatados à conexão de fluido de saída 138 do caminho de fluxo ascendente 118. Nesta instância, a biomassa em excesso 306 pode acumular-se dentro dos limites dos conduítes de fluido 502. Essa biomassa em excesso 306 acumulada pode ser removida usando-se pelo menos uma conexão fluida de remoção de biomassa 208.
[140] Em um segundo caso, um ou mais mobilizadores de fluxo 216 são fluidamente engatados entre a caminho de fluxo descendente 114 e a caminho de fluxo ascendente 118. Um acoplamento fluido tal fornece um fluxo descendente induzido 116 à caminho de fluxo descendente 114 e um fluxo ascendente forçado 120 a uma caminho de fluxo ascendente 118. Em pelo menos alguns casos, o um ou mais mobilizadores de fluido 216 podem ser fluidamente engatados a uma caminho de fluxo descendente 114 usando-se uma ou mais conexões fluidas (por exemplo, flangeada, rosqueada, conexão rápida, etc.). 506. Em pelo menos alguns casos, o um ou mais mobilizadores de fluido 216 podem ser fluidamente engatados à caminho de fluxo ascendente usando-se uma ou mais conexões fluidas (por exemplo, flangeada, rosqueada, conexão rápida, etc.). 508.
[141] Em pelo menos alguns casos, a biomassa em excesso 306 puxada ao um ou mais mobilizadores de fluido 216 pode ser presa ou
70/85 acumulada de alguma outra forma em um ou mais acumuladores 510. Acumuladores exemplares 510 incluem, mas não são limitados a, um ou mais dispositivos de filtragem individuais ou multi-etapas, tais como filtros de cartucho, filtros autolimpantes, saco-filtros, filtros de cesta ou combinações destes. Acumuladores exemplares 510 podem incluir, mas não se limitam a, um ou mais hidrociclones ou semelhantes. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma porção da biomassa em excesso 306 pode ser removida do acumulador 510 usando-se pelo menos uma conexão fluido de remoção de biomassa 208. Embora não seja representado na Figura 5, em pelo menos alguns casos, uma ou mais conexões fluidas de remoção de biomassa 208 podem ser dispostas no recipiente 108. Por exemplo, uma ou mais conexões fluidas de remoção de biomassa 208 podem ser dispostas no fundo 124 do recipiente 108 para remover biossólidos acumulados 306.
[142] O fermentador 500 também é equipado com uma pluralidade de coletores de distribuição de gás 132. Um primeiro coletor de distribuição de gás 132a é disposto no caminho de fluxo descendente 114. Um segundo coletor de distribuição de gás 132b é disposto no caminho de fluxo ascendente 118. Um tal arranjo fornece vantajosamente a habilidade de repor ou aumentar o substrato de gás depletado da mistura multifásica durante a passagem pela caminho de fluxo descendente 114 antes da entrada da mistura multifásica no caminho de fluxo ascendente 118. Por exemplo, se o metano estiver sendo como substrato gasoso, e a concentração de metano na mistura multifásica que deixa a caminho de fluxo descendente encontrar-se abaixo de um valor definido, pode-se acrescentar metano adicional a uma mistura multifásica no caminho de fluxo ascendente 118 usando-se o coletor de distribuição de gás 132b. O segundo coletor de distribuição de gás 132b pode fornecer vantajosamente a habilidade de levantar diferentes tipos de microorganismos em diferentes localidades dentro do fermentador 500. Por exemplo, a introdução de um
71/85 primeiro substrato gasoso por meio de um primeiro coletor de distribuição de gás 132a pode promover o crescimento de primeiros microrganismos metabolizadores de substrato gasoso no caminho de fluxo descendente 114. A introdução de um segundo substrato gasoso por meio de um segundo coletor de distribuição de gás 132b pode promover o crescimento de segundos microrganismos metabolizadores de substrato gasoso no caminho de fluxo ascendente 114. A capacidade de alimentar uma pluralidade de substratos gasoso no mesmo fermentador 500 pode expandir vantajosamente a matriz de produto alcançável por parte do fermentador 500.
[143] A Figura 6 mostra uma vista elevada transversal de um sistema de fermentação exemplar 600. O fundo do recipiente 108 inclui uma pluralidade de fundos copados (por exemplo, fundos copados ASME, cada qual podendo acumulador biomassa em excesso 306). Em tais casos, pelo menos uma conexão fluida de remoção de biomassa 208 pode ser disposta em proximidade à localidade no fundo 124 em que a biomassa excessiva se acumula para facilitar a remoção da biomassa excessiva 306. O fermentador 602 inclui uma pluralidade de conduítes de fluidos ocos 102a102b (coletivamente, conduítes de fluidos ocos 102) dispostos dentro dos limites do recipiente 108.
[144] Pelo menos um mobilizador de fluido 216 encontra-se fluidamente engatado à caminho de fluxo ascendente 118 por meio de uma ou mais conexões fluidas de descarga de mistura multifásica 138. Um tal arranjo, onde tanto a caminho de fluxo descendente 114 e a caminho de fluxo ascendente 118 são fluidamente engatados ao lado de sucção do pelo menos um mobilizador de fluxo 216, pode induzir, pelo menos parcialmente, um fluxo de fluido através tanto do caminho de fluxo descendente 114 e do caminho de fluxo ascendente 118. Embora isto não seja representado na Figura 6, em pelo menos alguns casos, um ou mais mobilizadores de fluido 216 adicionais opcionais podem ser fluidamente engatados a uma caminho
72/85 de fluxo descendente 114 por meio de um ou mais coletores de distribuição de líquido 130a-130c. O pelo menos um mobilizador de fluido 216 encontrase fluidamente engatado a [145] Uma pluralidade de coletores de distribuição de gás 132a-132b (coletivamente coletores de distribuição de gás 132) encontra-se em comunicação fluida com a caminho de fluxo descendente 114 do fermentador 602. Um tal arranjo fornece vantajosamente a habilidade de repor ou aumentar o substrato de gás depletado da mistura multifásica durante a passagem pela caminho de fluxo descendente 114 antes da entrada da mistura multifásica no caminho de fluxo ascendente 118. Por exemplo, se o metano estiver sendo como substrato gasoso, e a concentração de metano na mistura multifásica que deixa a caminho de fluxo descendente encontrar-se abaixo de um valor definido, pode-se acrescentar metano adicional a uma mistura multifásica no caminho de fluxo ascendente 118 usando-se o coletor de distribuição de gás 132b. O segundo coletor de distribuição de gás 132b pode fornecer vantajosamente a habilidade de levantar diferentes tipos de micro-organismos em diferentes localidades dentro do fermentador 602. Por exemplo, a introdução de um primeiro substrato gasoso por meio de um primeiro coletor de distribuição de gás 132a pode promover o crescimento de primeiros microrganismos metabolizadores de substrato gasoso no caminho de fluxo descendente 114. A introdução de um segundo substrato gasoso por meio de um segundo coletor de distribuição de gás 132b pode promover o crescimento de segundos microrganismos metabolizadores de substrato gasoso no caminho de fluxo ascendente 114. A capacidade de alimentar uma pluralidade de substratos gasosos no mesmo fermentador 602 pode expandir vantajosamente a matriz de produto alcançável por parte do fermentador 602.
[146] A figura 7 mostra um método de alto nível de operação de um sistema de fermentação usando-se um ou mais fermentadores 100 em um
73/85 ou mais sistemas 300, 400, 500, 600 descritos detalhadamente acima no que diz respeito às figuras 1-6. Tais sistemas vantajosamente introduzem um ou mais meios líquidos que contêm um ou mais nutrientes ou um ou mais substratos gasosos numa caminho de fluxo descendente 114 para fornecer uma mistura multifásica que contenha em si um fluxo descendente geral 116. A velocidade de fluido da mistura multifásica dentro dos limites da via descendente de fluido 114 é suficiente para fazer com que as bolhas de substrato gasoso presentes na mistura multifásica fluam em sentido descendente. No entanto, a tendência das bolhas de substrato gasoso para se elevarem dentro dos limites da mistura multifásica vantajosamente expande o tempo de residência das bolhas de substrato gasoso dentro dos limites do caminho de fluxo descendente 114, portanto intensificando a transferência de massa e captação microbiológica subsequente de um substrato gasoso no caminho de fluxo descendente. Após a passagem através do caminho de fluxo descendente 114, a mistura multifásica adentra a caminho de fluxo ascendente 118 onde podem ocorrer transferência de massa adicional e captação microbiológica. A mistura multifásica é removida do fermentador e tem opcionalmente sua pressão reduzida e é separada para fornecer um ou mais materiais desejados. O método começa em 702.
[147] Em 704 o substrato gasoso é dispersado dentro dos limites do meio líquido para forma uma mistura multifásica. Tal dispersão pode ocorrer na ou perto da entrada ou princípio do caminho de fluxo descendente 114, embora quantidades adicionais de substrato gasoso possam ser dispersadas em outras locações no caminho de fluxo descendente 114, no caminho de fluxo ascendente 118, ou ambas. Em alguns casos, o substrato gasoso pode ser disperso em vários pontos dentro do caminho de fluxo descendente 114, no caminho de fluxo ascendente 118 ou ambas e o substrato gasoso em cada ponto de dispersão pode ter temperatura, pressão, composição ou combinações destes iguais ou diferentes. A
74/85 capacidade de variar propriedades físicas ou composicionais do substrato gasoso em diferentes locais dentro do fermentados vantajosamente permite a modelagem do substrato gasoso não apenas para a espécie microbiológica específica presente no fermentador, mas também à locação específica da espécie microbiológica dentro dos limites do fermentador com base no ponto de dispersão do substrato gasoso dentro dos limites do fermentador.
[148] Em 706 a mistura multifásica fornece um fluxo descendente 116 dentro dos limites a caminho de fluxo descendente 114. As bolhas de gás do substrato tenderão a subir dentro dos limites do caminho de fluxo descendente a uma taxa de elevação de bolhas de gás X pés por segundo. A mistura multifásica terá uma velocidade de fluido superficial dentro dos limites do caminho de fluxo descendente 114 de Y pés por segundo. Mantendo-se a velocidade superficial de fluido da mistura multifásica acima da taxa de elevação de bolhas de gás (isto é, Y > X), as bolhas de substrato de gás fluirão descendentemente em vez de ascendentemente no caminho de fluxo descendente 114. Regulando-se ou controlando-se de alguma outra maneira a taxa de fluxo da mistura multifásica no caminho de fluxo descendente 114 a uma velocidade que ultrapassa apenas ligeiramente a taxa de elevação das bolhas de substrato gasoso, o tempo de residência das bolhas de gás no caminho de fluxo descendente 114 pode ser aumentado. Tal aumento no tempo de residência no caminho de fluxo descendente 114 pode aperfeiçoar vantajosamente a transferência de massa ou captação do substrato gasoso 204 por parte de organismos microbiológicos presentes no caminho de fluxo descendente 114. Em alguns casos, a velocidade da mistura multifásica no caminho de fluxo descendente 114 pode ser medida e controlada. Por exemplo, o subsistema de controle 290 pode alterar, ajustar ou controlar a velocidade de fluido da mistura multifásica no caminho de fluxo descendente 114 a um intervalo definido ligeiramente superior à taxa
75/85 de elevação de bolhas de gás no caminho de fluxo descendente 114. Em alguns casos, a temperatura, pressão ou composição do substrato gasoso 204 podem ser alteradas, ajustadas ou controladas através do subsistema de controle 290 para manter um tamanho de bolha de substrato gasoso desejado dentro dos limites do caminho de fluxo descendente 114. Em outros casos, a temperatura, pressão ou composição do substrato gasoso 204 podem ser alteradas, ajustadas ou controladas através do subsistema de controle 290 para manter a concentração de um ou mais componentes do substrato gasoso (por exemplo, metano, dióxido de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, etc.) dentro da fase líquida da mistura multifásica em um intervalo definido no caminho de fluxo descendente 114.
[149] Em 708 a temperatura de uma mistura multifásica dentro do caminho de fluxo descendente 114 pode ser alterada, ajustada ou controlada para manter a temperatura dentro dos limites de um intervalo de temperatura definido. Em pelo menos alguns casos, o intervalo de temperatura definido pode ser selecionado ou de alguma outra forma escolhido com base em, pelo menos, nas espécies microbiológicas usadas dentro dos limites do fermentador 100. Calor excessivo pode ser gerado como produto colateral por parte dos organismos microbiológicos responsáveis por pelo menos uma porção da atividade dentro dos limites do fermentador 100. Este calor excessivo, se permanecer descontrolado, pode inibir ou afetar de maneira adversa o crescimento ou metabolismo de alguns ou todos os organismos microbiológicos dentro dos limites do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, resfriamento pode ser fornecido dentro dos limites do caminho de fluxo descendente 114 para manter a temperatura da mistura multifásica no caminho de fluxo descendente 114 dentro dos limites de um intervalo definido. Tal resfriamento pode incluir a passagem de uma mídia de refrigeração através de reservatórios ou bobinas 140 acoplados condutivamente termicamente à caminho de fluxo descendente 114. Água de refrigeração ou outros meios
76/85 de resfriamento (por exemplo, soluções de glicol, soluções de salmoura, etc.) podem também ser usadas para fornecer resfriamento dentro dos limites do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de controle 290 pode controlar a taxa de fluxo ou a temperatura dos meios de resfriamento que passam pelos reservatórios ou bobinas 140 que estão termicamente condutivamente engatados à caminho de fluxo descendente 114.
[150] Em outros exemplos, o calor produzido pelas espécies microbiológicas pode ser insuficiente para manter o fermentador dentro de uma faixa de temperatura desejada. Isto pode ocorrer, por exemplo, em ambientes extremamente frios onde o fermentador 100 está situado em um local externo exposto ou parcialmente exposto. Em alguns exemplos, os reservatórios ou as bobinas 140 engatados termicamente condutivamente à caminho de fluxo ascendente 114 usados para arrefecimento também podem ser usados ou podem fornecer aquecimento ao fermentador 100. Em outros exemplos, os reservatórios de aquecimento ou as bobinas dedicados podem ser termicamente condutivamente engatados à caminho de fluxo descendente 114. Este aquecimento pode incluir a passagem dos meios de aquecimento através dos reservatórios ou das bobinas colocados pelo menos parcialmente dentro do caminho de fluxo ascendente 114. Água quente, vapor ou fluidos de transferência de calor similares (por exemplo, soluções de glicol, óleos termais, etc.) podem também ser usados opcionalmente no fornecimento de calor dentro dos limites do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de controle 290 pode controlar a taxa de fluxo ou a temperatura dos meios de aquecimento que passam pelos reservatórios ou bobinas 140 que estão termicamente condutivamente engatados à caminho de fluxo descendente 114.
[151] Em 710, a pressão das bolhas de substrato gasoso transitando com a mistura multifásica no fluxo descendente 116 dentro dos limites do caminho de fluxo descendente 114 aumentará, à media que as bolhas de
77/85 substrato gasoso são cada vez mais empurradas para baixo ao longo a caminho de fluxo descendente. O aumento da pressão pode ser pelo menos parcialmente atribuível ao aumento na pressão hidrostática exercida sobre as bolhas de substrato gasoso pela coluna de líquido no fermentador 100. O aumento de pressão pode, em alguns casos, aumentar a transferência de massa entre as bolhas de substrato gasoso e os meios líquidos que formam a mistura multifásica no caminho de fluxo descendente 114 Em pelo menos alguns casos, o aumento da pressão sobre as bolhas substrato gasoso pode também aperfeiçoar vantajosamente a captação de um ou mais componentes presentes no substrato gasoso por parte dos organismos microbiológicos presentes no caminho de fluxo descendente.
[152] Em 712, a mistura multifásica sai do caminho de fluxo descendente e entra a caminho de fluxo ascendente 118. A mistura multifásica que adentra a caminho de fluxo ascendente pode incluir, mas não se limita a líquidos que contenham nutrientes não-absorvidos, contendo as bolhas de substrato gasoso substrato gasoso não-absorvido e nãodissolvido. A mistura multifásica que adentra a caminho de fluxo ascendente 118 pode também conter matéria biológica entranhada varrida das paredes e/ou do chão do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, uma ou mais estruturas de promoção de transferência de massa podem ser dispostas dentro dos limites de pelo menos uma porção do caminho de fluxo ascendente 118. Tais estruturas podem incluir, mas não se limitam a, um ou mais defletores, um ou mais misturadores desenergizados ou estáticos, um ou mais misturadores energizados ou dinâmicos, e semelhantes. Em pelo menos alguns casos, líquido adicional que contém um ou mais nutrientes ou substrato gasoso adicional podem ser introduzidos à caminho de fluxo ascendente 118. Tais nutrientes adicionais ou substratos de gás podem ser introduzidos para repor os que foram consumidos através de processos químicos ou microbiológicos no caminho de fluxo ascendente 118. Tais nutrientes adicionais ou substratos
78/85 de gás podem ser introduzidos para fornecer nutrientes adicionais ou diferentes ou substratos gasosos aos organismos microbiológicos presentes no caminho de fluxo ascendente 118. Conforme a mistura multifásica flui ascendentemente 120, a pressão sobre as bolhas de substrato gasoso na mistura multifásica gradualmente diminuirá, à medida que a pressão hidrostática diminui na subida através do caminho de fluxo ascendente 118.
[153] Em 714, a temperatura de uma mistura multifásica dentro do caminho de fluxo ascendente 118 pode ser alterada, ajustada ou controlada para manter a temperatura dentro dos limites de um intervalo de temperatura definido. Em pelo menos alguns casos, o intervalo de temperatura definido pode ser selecionado ou de alguma outra forma escolhido com base em, pelo menos, nas espécies microbiológicas usadas dentro dos limites do fermentador 100. Calor excessivo pode ser gerado como produto colateral por parte dos organismos microbiológicos responsáveis por pelo menos uma porção da atividade dentro dos limites do fermentador 100. Este calor excessivo, se permanecer descontrolado, pode inibir ou afetar de maneira adversa o crescimento ou metabolismo de alguns ou todos os organismos microbiológicos dentro dos limites do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, resfriamento pode ser fornecido dentro dos limites do caminho de fluxo ascendente 118 para manter a temperatura da mistura multifásica no caminho de fluxo ascendente 118 dentro dos limites de um intervalo definido. Tal resfriamento pode incluir a passagem de uma mídia de refrigeração através de reservatórios ou bobinas 128 engatados condutivamente termicamente à caminho de fluxo ascendente 118. Agua de refrigeração ou outros meios de resfriamento (por exemplo, soluções de glicol, soluções de salmoura, etc.) podem também ser usadas para fornecer resfriamento dentro dos limites do fermentador 100. Em pelo menos alguns casos, o subsistema de controle 290 pode controlar a taxa de fluxo ou a temperatura dos meios de
79/85 resfriamento que passam pelos reservatórios ou bobinas 128 que estão termicamente condutivamente engatados à caminho de fluxo ascendente 118.
[154] Em outros exemplos, o calor produzido pelas espécies microbiológicas pode ser insuficiente para manter o fermentador dentro de uma faixa de temperatura desejada. Isto pode ocorrer, por exemplo, em ambientes extremamente frios onde o fermentador 100 está situado em um local externo exposto ou parcialmente exposto. Em alguns exemplos, os reservatórios ou as bobinas 128 engatados termicamente e condutivamente ao trajeto ascendente 118 do fluxo usados para arrefecimento também podem ser usados ou fornecer aquecimento ao fermentador 100. Em outros exemplos, os reservatórios de aquecimento ou as bobinas dedicados podem ser termicamente e condutivamente engatados ao trajeto ascendente 118 do fluxo. Este aquecimento pode incluir a passagem dos meios de aquecimento através dos reservatórios ou das bobinas colocados pelo menos parcialmente dentro do trajeto ascendente 118 do fluxo. Água quente, vapor ou fluidos de transferência de calor similares (por exemplo, soluções de glicol, óleos termais, etc.) podem também ser usados opcionalmente no fornecimento de calor dentro dos limites do fermentador 100. Pelo menos em alguns exemplos, o subsistema de controle 290 pode controlar a taxa de fluxo ou a temperatura dos meios de aquecimento que passam pelos reservatórios ou pelas bobinas 128 que estão termicamente e condutivamente engatados ao trajeto ascendente 118 do fluxo. O processo termina em 716.
[155] A figura 8 mostra um nível alto do método de operação 800 do sistema de fermentação usando um ou mais fermentadores 100 em um ou mais dos sistemas 300, 400, 500, 600 descritos em detalhe acima no que diz respeito às figuras 1-6. O método de fermentação 800 do exemplo usa etapas idênticas ou quase idênticas àquelas descritas em detalhe no que diz respeito ao método de fermentação 700 examinado em detalhe na
80/85 figura 7, com a exceção de que o método de fermentação 800 está conduzido em uma pressão elevada usando um ou mais subsistemas de contrapressão 230. Estes subsistemas de contrapressão 230 mantêm vantajosamente a pressão dentro do fermentador 100 em um nível acima da pressão atmosférica, assim aumentando a pressão parcial do(s) gás(es) contido(s) nas bolhas de gás 310 na mistura multifásica 312. Em aumentar a pressão parcial do(s) gás(es) dentro das bolhas de gás 310, a taxa de transferência de massa entre as bolhas de gás 310 e o líquido 308 está aprimorada e a disponibilidade aumentada do(s) gás(es) dissolvido(s) dentro da mistura multifásica melhora beneficamente a absorção do(s) gás(es) pelos organismos microbiológicos no fermentador 100. O método começa em 802.
[156] Em 804 o líquido 308 e o(s) gás(es) estão introduzidos ao fermentador 100 em uma primeira pressão acima da pressão atmosférica. A presença do subsistema de contrapressão 230 mantem a pressão dentro do fermentador 100, assim aumentando a pressão tanto no trajeto descendente 114 do fluxo quanto no trajeto ascendente 118 do fluxo. Pelo menos em alguns exemplos, a primeira pressão pode ser cerca de 5 psig a cerca de 150 psig; cerca de 5 psig a cerca de 100 psig; ou cerca de 5 psig a cerca de 75 psig. Sendo que a mistura multifásica passa através do trajeto descendente 114 do fluxo, a pressão hidrostática acumulará nas bolhas de gás 310 aumentando ainda mais a pressão parcial do(s) gás(es) presente(s) nas bolhas de gás 310 e aumentando ainda mais a taxa de transferência de massa entre as bolhas de gás 310 e a mistura multifásica. A pressão da mistura multifásica aumentará a uma segunda pressão no fundo do trajeto descendente 118 do fluxo. Pelo menos em alguns exemplos, a segunda pressão pode ser cerca de 10 psig a cerca de 150 psig; cerca de 10 psig a cerca de 100 psig; ou cerca de 10 psig a cerca de 75 psig. Sendo que a mistura multifásica passa através do trajeto ascendente 118 do fluxo, a pressão hidrostática nas bolhas de gás 310 será
81/85 aliviada a uma terceira pressão na saída do trajeto ascendente 118 do fluxo. Pelo menos em alguns exemplos, a terceira pressão pode ser cerca de 5 psig a cerca de 150 psig; cerca de 5 psig a cerca de 100 psig; ou cerca de 5 psig a cerca de 75 psig.
[157] Em 806 a mistura multifásica saindo dos conduítes de fluido oco através da conexão de fluido de descarga de mistura multifásica 138 está dirigida ao subsistema de contrapressão 230. Dentro do subsistema de contrapressão 230, um ou mais sistemas ou dispositivos são usados para reduzir a pressão da mistura multifásica a um nível que seja menos do que a terceira pressão. Esta redução de pressão pode ser realizada usando um ou mais gota de pressão que induz dispositivos tais como uma placa de orifício ou uma válvula de controle de contrapressão. Em um ou mais exemplos, um ou mais gota de pressão que induz dispositivos pode incluir uma turbina multifásica em que a mistura multifásica de alta pressão é passada para fornecer a mistura multifásica 232 da pressão baixa em uma quarta pressão. Pelo menos em alguns exemplos, a quarta pressão pode ser cerca de 5 psig a cerca de 150 psig; cerca de 5 psig a cerca de 100 psig; ou cerca de 5 psig a cerca de 75 psig. Pelo menos em alguns exemplos, no mínimo uma parte da energia liberada durante a redução na pressão da mistura multifásica 136 pode ser capturada, por exemplo a energia liberada na turbina multifásica pode ser usada para girar um gerador elétrico, um movimentador de fluido, ou um movimentador de gás. O método termina em 808.
[158] A figura 9 mostra um nível alto do método de operação 900 do sistema de fermentação usando um ou mais fermentadores 100 em um ou mais dos sistemas 300, 400, 500, 600 descritos em detalhe acima no que diz respeito às figuras 1-6. O método de fermentação 900 emprega um método idêntico ou praticamente idêntico aos métodos de fermentação 700 e 800 discutidos detalhadamente com referência à Figura 7 e Figura 8, salvo se uma mistura multifásica de baixa pressão 232 removida do
82/85 subsistema de contrapressão 230 for introduzida em e separado em um subsistema de separação 250. O subsistema de separação 250 pode incluir um ou mais dispositivos ou sistemas para separar a mistura multifásica de baixa pressão em pelo menos um gás e um líquido. Em alguns casos, o subsistema de separação 250 pode separar a mistura multifásica de baixa pressão 232 em um gás 252, líquido 254 líquido e um líquido rico em sólidos 256. O método começa em 902.
[159] Em 904, a mistura multifásica de baixa pressão 232 do subsistema de separação 230 é introduzida no subsistema de separação 250. Dentro dos limites do subsistema de separação a mistura multifásica 232 pode ser separada em pelo menos um gás 252 e um liquido 254. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma porção do gás separado 252 pode ser subsequentemente processada ou separada. Pelo menos uma porção do gás processado ou separado pode ser reciclada para o fermentador 100 como substrato gasoso 204. Em alguns casos, pelo menos uma porção do gás separado por ser vendida ou disposta de alguma outra maneira. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma porção do gás separado pode ser vendida ou trocada como uma mercadoria fungível. Em pelo menos alguns casos, o gás separado pode incluir um ou mais gases de hidrocarboneto C2 +, incluindo, mas não se limitando a, etano, etileno, propano, butano e compostos destes.
[160] Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma porção do líquido separado 254 pode ser subsequentemente processada ou separada. Pelo menos uma porção do gás separado 252 pode ser subsequentemente processada ou separada. Em 906, pelo menos uma porção do líquido separado ou transformado que pode ou não incluir biossólidos removidos do fermentador 100 com a mistura multifásica 136 pode ser reciclada para o fermentador 100. Por exemplo, pelo menos uma porção do líquido separado 256 que contém biossólidos pode ser combinada com pelo menos uma porção da ração líquida 202 para fornecer
83/85 a mistura 258 alimentada ao fermentador 100. Esta reciclagem pode fornecer vantajosamente um inoculação continuada, contínua ou semicontínua, do fermentador 100 com a espécie biológica estabelecida. Em alguns casos, pelo menos uma porção do líquido separado por ser vendida ou disposta de alguma outra maneira. Em pelo menos alguns casos, pelo menos uma porção do líquido separado pode ser vendida ou trocada como uma mercadoria fungível. Em pelo menos alguns casos, o líquido separado pode incluir um ou mais líquidos de hidrocarboneto C2+, incluindo, mas não se limitando a, um ou mais álcoois, glicóis ou cetonas. O processo termina em 908.
[161] A descrição acima de modalidades ilustradas, inclusive o que vai descrito no Resumo, não se destina a ser esgotante ou limitar as modalidades às formas específicas divulgadas. Embora modalidades específicas de e exemplos são descritos neste documento por motivos ilustrativos, várias modificações equivalentes podem ser realizadas sem que se incorra em afastamento do espírito e do escopo da divulgação, conforme será reconhecido por indivíduos versados na técnica. Os ensinamentos fornecidos neste documento das diversas modalidade podem ser aplicados a outros fermentadores e sistemas de fermentação. Tais fermentadores e sistemas de fermentação podem incluir fermentadores para fins outros que não a produção de intermediários químicos, e pode incluir fermentadores e sistemas de fermentação úteis na produção de alimentos e bebidas. Da mesma forma, os sistemas auxiliares descritos neste documento, incluindo o subsistema de resfriamento, o subsistema de contrapressão, o subsistema de separação e o subsistema de controle podem incluir um único sistema, por exemplo, uma torre de embalagem de refrigeração, ou podem incluir um subsistema projetado personalizado que inclua qualquer número de subcomponentes engatados física, fluida e comunicativamente de forma a facilitar a produção controlada e distribuição de meios de aquecimento ou resfriamento (ou seja, pelo subsistema de
84/85 resfriamento); facilitando a manutenção controlada de contrapressão no sistema fermentador com ou sem a geração suplementar de energia (ou seja, pelo subsistema de contrapressão); facilitando a separação de pelo menos uma porção da mistura multifásica em um gás, líquido e semi-sólido para reciclagem ou recuperação e posterior processamento ou venda (, ou seja, pelo subsistema de separação). O subsistema de controle pode incluir um sistema de controle integrado ou distribuído que fornece monitoramento, alarme, controle e saída de controle para a totalidade de ou uma parte do sistema de fermentação ou qualquer um dos subsistemas auxiliares. O subsistema de controle pode igualmente incluir qualquer quantidade de controladores individuais de loop e semelhantes, para controle de um ou mais aspectos do sistema de fermentação ou qualquer um dos subsistemas auxiliares.
[162] A descrição detalhada acima apresentou diversas modalidades do dispositivo e/ou processos por meio do uso de fluxogramas, vistas de secção transversal do equipamento e métodos exemplares. Na medida em que tais exemplos, esquemas e diagramas de bloco contêm uma ou mais funções e/ou operações, será compreendido por aqueles versados na técnica que cada função e/ou operação dentro de tais exemplos, fluxogramas ou diagramas de bloco pode ser implementada, individual ou coletivamente, com grande variedade de componentes de mercado ou personalizados conhecidos por aqueles versados na técnica da engenharia química. Por exemplo, embora se discutam explicitamente apenas conduíte metálicos ocos circulares, triangulares e quadriculares, um indivíduo versado na técnica percebería que praticamente qualquer conduíte oco de fluídos poderia ser substituído. As espécies microbiológicas listadas neste documento destinam-se a fornecer uma amostra da espécie microbiológica potencial que pode ser sustentada em um fermentador ou sistema de fermentação descrito neste documento.
[163] A divulgação do Pedido de Patente Provisória US N. 0 Série
85/85
61/711.104, depositado a 8 de outubro de 2012, é incorporada aqui na íntegra.
[164] As várias modalidades descritas acima podem ser combinadas para fornecer modalidades adicionais. Todas as Patentes U.S., Publicações de Pedido de Patente U.S., Pedidos de Patente U.S., patentes estrangeiras, pedidos de patente estrangeiros e publicações de não-patente referidos neste relatório descritivo e/ou listados na Folha de Dados do Pedido, incluindo, mas não se limitando a: Pedido de Patente Provisória US N. 0 Série 61/671.542, depositado a 13 de julho de 2012; são incorporados neste documento à guisa de referência, em sua totalidade. Os aspectos das modalidades podem ser modificados, se necessário, para empregar sistemas, processos, meios biológicos e conceitos das várias patentes, pedidos e publicações para fornecer modalidades adicionais.
[165] Estas e outras alterações podem ser feitas para as modalidades à luz da descrição detalhada acima. Em geral, nas seguintes reivindicações, os termos usados não devem ser interpretados como limitando as reivindicações para as modalidades específicas divulgadas neste relatório descritivo e nas reivindicações, mas devem ser interpretados como incluindo todas as modalidades possíveis juntamente com o escopo completo dos equivalentes para os quais tais reivindicações são intituladas. Nesse sentido, as reivindicações não são limitadas pela divulgação.
Claims (17)
- REIVINDICAÇÕES1. Sistema para estimular crescimento biológico, o sistema caracterizado pelo fato de que:um recipiente (108) inclui uma parte superior (126);pelo menos um conduíte de fluido oco (102) está disposto dentro de um espaço interior (106) formado pelo recipiente, o pelo menos um conduíte de fluido oco projetando-se a partir da parte superior do recipitente para dentro do espaço interior e permitindo um fluxo de fluido através do mesmo, o pelo menos um conduíte de fluido oco incluindo pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída (138) e definindo um canal de fluido fechado;em que a pelo menos uma entrada do pelo menos um conduíte de fluido oco está em comunicação fluida com o espaço interior do recipiente e posicionada para prover uma via de fluxo descendente (114) delimitada por um perímetro externo do pelo menos um conduíte de fluido oco e por um perímetro interno do recipiente e uma via de fluxo ascendente (120) delimitada por um perímetro interno do pelo menos um conduíte de fluido oco;pelo menos um distribuidor de gás (132) disposto em um início da via de fluxo descendente para introduzir um ou mais gases dentro da via de fluxo descendente e criar uma mistura multifásica (136);pelo menos um primeiro movimentador de fluido (216) para prover um fluxo de fluido descendente na via de fluxo descendente e um fluxo de fluido ascendente na via de fluxo ascendente; e uma superfície de transferência térmica (128) acoplada termicamente a pelo menos uma dentre a via de fluxo descendente ou a via de fluxo ascendente; e uma conexão de descarga de mistura multifásica (138) configurada para descarregar a mistura multifásica de dentro do recipiente para fora do recipiente, a conexão de descarga de mistura multifásica conectada à partePetição 870190109556, de 28/10/2019, pág. 9/22
- 2/6 superior do recipiente, em comunicação fluida com a pelo menos uma saída do pelo menos um conduíte de fluido oco, e diretamente acoplada fluidamente à via de fluxo descendente.2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um movimentador de fluido é:a) acoplado fluidamente a pelo menos uma entrada de conduíte de fluido oco para introduzir um fluxo de fluido na via de fluxo descendente e para forçar um fluxo de fluido na via de fluxo ascendente; b) disposto externamente a ambas as vias de fluxo ascendente e a via de fluxo descendente, e é acoplado fluidamente à via de fluxo descendente para forçar um fluxo de fluido em ambas as vias de fluxo ascendente e a via de fluxo descendente; ou c) disposto externamente a ambas as vias de fluxo ascendente e a via de fluxo descendente, e é acoplado fluidamente à via de fluxo ascendente para introduzir um fluxo de fluido em ambas as vias de fluxo ascendente e a via de fluxo descendente.
- 3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de transferência térmica acoplada termicamente a pelo menos uma dentre a via de fluxo descendente ou a via de fluxo ascendente compreende uma superfície de transferência térmica acoplada condutivamente termicamente a pelo menos uma porção do pelo menos um conduíte de fluido oco ou pelo menos a uma porção do recipiente.
- 4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente adicionalmente compreende um acumulador de biomassa (510) para estimular um acúmulo de biomassa em excesso em pelo menos uma porção do espaço interior formado pelo recipiente.
- 5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção da via de fluxo ascendente inclui a) uma ou mais estruturas para promover (304) crescimento de biomassa; ou b) uma ou mais estruturas promovendo transferência de massa entre fases de uma mistura multifásica fluindo na via de fluxo ascendente.Petição 870190109556, de 28/10/2019, pág. 10/223/6
- 6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção da via de fluxo descendente inclui a) uma ou mais estruturas para promover crescimento de biomassa, ou b) uma ou mais estruturas promovendo transferência de massa entre fases de uma mistura multifásica fluindo na via de fluxo descendente.
- 7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende pelo menos um separador (250) para promover separação da mistura multifásica removida a partir do recipiente em uma pluralidade de fases, o pelo menos um separador acoplado fluidamente para receber pelo menos uma porção da mistura multifásica a partir dea) pelo menos uma saída de conduíte de fluido oco; ou b) pelo menos um gerador de pressão traseira acoplado fluidamente à saída do pelo menos um conduíte de fluido oco.
- 8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um separador é adicionalmente acoplado fluidamente a uma entrada do recipiente para retornar pelo menos uma porção da mistura multifásica separada para a via de fluxo descendente.
- 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma porção de pelo menos um gerador de pressão traseira (230) inclui um ou mais sistemas de recuperação de energia.
- 10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduíte de fluido oco inclui:a) um único conduíte de fluido oco tendo um eixo longitudinal orientado em paralelo a um eixo longitudinal do recipiente, oub) uma pluralidade de conduítes de fluido oco, cada um tendo um respectivo eixo longitudinal, que é orientado em paralelo a um eixo longitudinal do recipiente.
- 11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conduíte de fluido oco inclui um único conduíte de fluido oco tendo um eixo longitudinal alinhado coaxialmentePetição 870190109556, de 28/10/2019, pág. 11/224/6 com um eixo longitudinal do recipiente.
- 12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o eixo longitudinal respectivo de cada um da pluralidade de conduítes de fluido oco é orientado em paralelo aos eixos longitudinais de todos os outros conduítes de fluido oco.
- 13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de transferência térmica é acoplada fluidamente a um reservatório (128) contendo um ou mais meios de transferência de calor.
- 14. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma área seccional transversal total do pelo menos um conduíte de fluido oco é pelo menos 10% de uma área seccional transversal total do recipiente.
- 15. Método para estimular crescimento biológico, o método caracterizado pelo fato de:dispersar (704) um gás em um meio líquido (202) incluindo pelo menos água e um ou mais nutrientes para formar uma mistura multifásica (136) compreendendo bolhas de gás (310) dispersas no meio líquido;fluir (706) em uma primeira velocidade e uma primeira pressão a mistura multifásica em uma ou mais vias de fluxo descendente (114) dentro de um recipiente (108) antes de fluir a mistura multifásica em um número de vias de fluxo ascendente (120) dentro do recipiente, a uma ou mais vias de fluxo descendente formadas entre um perímetro exterior de um número de conduítes de fluido oco (102) projetando-se a partir de uma parte superior (126) do recipiente e um perímetro interior do recipiente pelo menos parcialmente circundando o número de conduítes de fluido oco;aumentar (710) a pressão da mistura multifásica a partir da primeira pressão para uma segunda pressão para produzir bolhas de gás comprimido na mistura multifásica enquanto contata a mistura multifásica com um número de micro-organismos existentes na via de fluxoPetição 870190109556, de 28/10/2019, pág. 12/225/6 descendente para prover uma primeira biomassa;fluir (712) em uma segunda velocidade a mistura multifásica em um número de vias de fluxo ascendente (120), cada um dos respectivos números de vias de fluxo ascendente formados por um perímetro interior de cada um do número de conduítes de fluido oco e manter a pressão suficiente para manter bolhas de gás comprimido na mistura multifásica enquanto contata a mistura multifásica com um número de microorganismos existentes na via de fluxo ascendente para prover uma segunda biomassa; e descarregar a mistura multifásica a partir de uma parte superior do recipiente por via de uma conexão de descarregamento de mistura multifásica conectada à parte superior do recipiente e em comunicação fluida com o número de conduítes de fluido oco.
- 16. Aparelho para estimular crescimento biológico, o aparelho caracterizado pelo fato de que:um número de conduítes de fluido oco (102) dispostos pelo menos parcialmente dentro de um recipiente (108) arranjado verticalmente, são posicionados para prover um número de vias de fluxo de fluido descendente (114) delimitadas por um perímetro exterior do número de conduítes de fluido oco e um perímetro interior do recipiente arranjado verticalmente;em que o recipiente arranjado verticalmente inclui uma parte superior (126) e pelo menos uma conexão de entrada de fluido (130) acoplada fluidamente a pelo menos uma porção do número de vias de fluxo descendente;em que o número de conduítes de fluido oco se projeta a partir da parte superior do recipiente;em que o número de conduítes de fluido oco provê um respectivo número de vias de fluxo ascendente (120) para fluido a partir das vias de fluxo de fluido descendente, cada uma das vias de fluxo ascendentePetição 870190109556, de 28/10/2019, pág. 13/226/6 delimitada por um perímetro interior dos respectivos conduítes de fluido oco, cada um do número de vias de fluxo ascendente acopladas fluidamente a pelo menos uma conexão de descarregamento de mistura multifásica (138) conectada a uma parte superior do recipiente, a conexão de descarregamento de mistura multifásica configurada para descarregar a mistura multifásica de dentro do recipiente para fora do recipiente;pelo menos um distribuidor de gás (132) disposto adjacente a pelo menos uma saída (138) do pelo menos um conduíte de fluido oco e em pelo menos uma porção do número de vias de fluxo descendente; e um número de membros salientes, retenções embutidas, defletores, misturadores estáticos ou misturadores dinâmicos (304) dispostos dentro de pelo menos uma porção de pelo menos um dentre: o número de vias de fluxo descendente ou as vias de fluxo ascendente, cada um do número de membros salientes, retenções embutidas, defletores, misturadores estáticos ou misturadores dinâmicos para promover crescimento biológico acerca desse.
- 17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a comunicação fluida entre a pelo menos uma entrada do pelo menos um conduíte de fluido oco e o espaço interior do recipiente é a única comunicação fluida entre o espaço interior do recipiente e o conduíte de fluido oco.
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| EP3668625A1 (en) * | 2017-08-14 | 2020-06-24 | Calysta, Inc. | Gas-fed fermentation reactors, systems and processes utilizing gas/liquid separation vessels |
| US11180707B2 (en) * | 2018-08-03 | 2021-11-23 | Faramaz Fred Faramarzi | System and method for duplicating flammable gas |
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| CN117187027B (zh) * | 2023-09-13 | 2024-02-06 | 江苏大明生物工程装备有限公司 | 一种氧气均匀分布的大型发酵罐 |
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|---|---|---|---|---|
| FR2054466B2 (pt) | 1968-12-11 | 1974-06-14 | Inst Francais Du Petrole | |
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| US3681200A (en) * | 1970-11-09 | 1972-08-01 | Standard Oil Co | Shell-and-tube fermentor |
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| US4100730A (en) * | 1975-06-04 | 1978-07-18 | Sterling Drug, Inc. | Regulation of a wet air oxidation unit for production of useful energy |
| JPS53118581A (en) * | 1977-03-24 | 1978-10-17 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Method and apparatus for culturing microorganisms |
| GB1603864A (en) * | 1978-05-25 | 1981-12-02 | Nat Res Dev | Microbiological oxidation processes |
| DE3245312A1 (de) * | 1982-12-08 | 1984-06-14 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Verfahren zum durchfuehren (bio-)chemischer reaktionen |
| JPS6075274A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-27 | Hitachi Zosen Corp | 醗酵槽 |
| IE58568B1 (en) | 1984-11-15 | 1993-10-06 | Suiker Unie | Method and device for the carrying out of a microbiological or enzymatic process |
| JPS63283570A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Daido Sanso Kk | 発酵槽 |
| US4847203A (en) * | 1987-08-31 | 1989-07-11 | Allelix, Inc. | Fermentation vessels |
| JPH01179684A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Kirin Brewery Co Ltd | 培養タンク |
| GB8823533D0 (en) * | 1988-10-06 | 1988-11-16 | Tolltreck International Ltd | Method & apparatus for effecting bioreaction |
| US5200081A (en) * | 1989-01-13 | 1993-04-06 | Stuth William L | Secondary sewage treatment system |
| DK163066C (da) | 1989-08-07 | 1992-06-15 | Dansk Bioprotein | Fremgangsmaade og apparat til udfoerelse af en fermentering |
| JPH03160983A (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-10 | Toshiba Corp | 培養装置 |
| RU2021347C1 (ru) | 1992-03-04 | 1994-10-15 | Виктор Владимирович Козлов | Устройство для насыщения газом и перемешивания жидкости в емкости |
| US5503748A (en) * | 1993-08-20 | 1996-04-02 | Merchuk; Jose C. | Sequencing batch air-lift reactor and method for treating wastewater |
| CN2205388Y (zh) * | 1994-12-29 | 1995-08-16 | 华东工业大学 | 发酵罐 |
| US5972661A (en) * | 1998-09-28 | 1999-10-26 | Penn State Research Foundation | Mixing systems |
| CA2373288C (en) | 1999-05-18 | 2009-08-11 | Ebbe Busch Larsen | U-shape and/or nozzle-u-loop fermentor and method of carrying out a fermentation process |
| GB0003620D0 (en) | 2000-02-16 | 2000-04-05 | Norferm Da | Method |
| US6818424B2 (en) | 2000-09-01 | 2004-11-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Production of cyclic terpenoids |
| US6689601B2 (en) | 2000-09-01 | 2004-02-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High growth methanotropic bacterial strain |
| US6576449B2 (en) | 2001-03-12 | 2003-06-10 | Bechtel Bwxt Idaho, Llc | Microbial production of epoxides |
| MXPA03010940A (es) * | 2001-05-31 | 2004-02-27 | Biothane Corp | Aparato de digestion anaerobica, metodos para digestion anaerobica y para reducir al minimo el uso de polimeros inhibidores en la digestion. |
| EP1419234B1 (en) | 2001-08-16 | 2011-03-02 | Statoil ASA | Method of fermentation |
| JP2003088355A (ja) | 2001-09-13 | 2003-03-25 | Sumitomo Chem Co Ltd | 好気性微生物の培養装置およびこれを使用した培養方法 |
| GB0209007D0 (en) | 2002-04-19 | 2002-05-29 | Norferm Da | Product |
| US7014821B2 (en) | 2002-09-17 | 2006-03-21 | Chevron Phillips Chemical Company, Lp | Pumping apparatus for slurry polymerization in loop reactors |
| US7026464B2 (en) | 2002-10-21 | 2006-04-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Natural promoters for gene expression in C1 metabolizing bacteria |
| US20050287625A1 (en) | 2004-03-05 | 2005-12-29 | Miller Edward S Jr | Process for expression of foreign genes in methylotrophic bacteria through chromosomal integration |
| US20090027997A1 (en) * | 2005-10-03 | 2009-01-29 | Zeta Ag Bioprocess Systems | Single-Use Container With Stirring Device |
| US8648209B1 (en) | 2005-12-31 | 2014-02-11 | Joseph P. Lastella | Loop reactor for making biodiesel fuel |
| CN2858636Y (zh) * | 2006-02-08 | 2007-01-17 | 江南大学 | 一种处理有机废水的环流式好氧生物反应器 |
| US7947483B2 (en) | 2007-08-10 | 2011-05-24 | Genomatica, Inc. | Methods and organisms for the growth-coupled production of 1,4-butanediol |
| US8776522B2 (en) * | 2008-04-15 | 2014-07-15 | Morningside Venture Investments Limited | Water reclamation system and method |
| US20100035342A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Cheng Alan T Y | METHOD FOR CONTROLLING pH, OSMOLALITY AND DISSOLVED CARBON DIOXIDE LEVELS IN A MAMMALIAN CELL CULTURE PROCESS TO ENHANCE CELL VIABILITY AND BIOLOGIC PRODUCT YIELD |
| US10184103B2 (en) | 2008-12-15 | 2019-01-22 | Unibo A/S | U-shape and/or nozzle U-loop fermentor and method of fermentation |
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| CN202379992U (zh) * | 2011-12-07 | 2012-08-15 | 厦门紫金矿冶技术有限公司 | 一种用于微生物浸出的槽浸生物反应器 |
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