DK159327B - Fremgangsmaade til fremstilling af butanol ved gaering af carbonholdige forbindelser med clostridium acetobutylicum atcc 39236 - Google Patents

Description

DK 159327 B

Opfindelsen angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af butanol ved gæring af carbonholdige forbindelser med stammen Clostridium acetobutylicum ATCC 39236.

Gæringen af carbonhydrater med Clostridium acetobutyli-5 cum (i det følgende forkortet C. acetobutylicum) til dannelse af butanol og acetone blev angivet af Weizmann i US patentskrift nr. 1 315 585. I mange år blev denne fremgangsmåde anvendt til fremstilling af acetone og butanol, og der blev opnået en vis mængde ethanol som 10 biprodukt.

Til sidst blev den mikrobielle fremgangsmåde erstattet af kemiske fremgangsmåder, som giver de samme produkter under anvendelse af billige fossile brændselsråmaterialer. Imidlertid har den gradvise tømning af fossilt 15 jordoliebrændsel med de resulterende prisstigninger på petrokemiske råmaterialer genoplivet interessen for gæringsreaktionen med anvendelse af carbonhydrater, som er genfremstillige råmaterialer.

Den tidligere kommercielle produktion af butanol ved 20 gæringsprocessen gav relativt store mængder af det mindst værdifulde opløsningsmiddel, acetone, som biprodukt.

Desuden blev der udviklet store volumener af hydrogengas. Dannelsen af disse biprodukter forbruger carbonhydrat, som ellers kunne omdannes til det mest værdifulde produkt, 25 butanol. Det ville derfor være en forbedring af fremgangs måden, hvis der kunne tilvejebringes et eller andet middel til at reducere dannelsen af biprodukterne, acetone og hydrogen, og forøge udbyttet af butanol. 1 1937 rapporterede Simon og Weizmann et forsøg på at 30 modificere gæringen ved hjælp af C. acetobutylicum med carbonmonoxid, Enzymologia, 4, 169 - 188 (1937). De rapporterede at der ikke var nogen ændring i gæringen

DK 159327 B

2 af en 5 % suspension af majsmæsk, når der sendtes en langsom strøm af carbonmonoxid igennem gæringsmediet.

Simon rapporterede senere, Arch. Biochem., _13, 237 -243 (1947), at denne manglende indvirkning på gærin- 4 3 gen med en 5 % majsmæsk øjensynligt skyldtes mekaniske faktorer. Når gæringen gennemføres med en mere fortyndet mæsk eller i nærvær af simplere sukkerarter, inhi-beres den næsten fuldstændigt, når der sendes en strøm af carbonmonoxid igennem mediet. Simon isolerede også 10 bakterieceller fra en 24-timers forgæring og fandt, at de ville forgære glucose i en atmosfære af carbonmonoxid. Under disse betingelser var produktet udelukkende racemisk mælkesyre.

Det har nu overraskende vist sig, at hvis carbonmonoxid 15 fortyndes tilstrækkeligt, udviser det en helt forskellig ----- indvirkning på forløbet af gæringen af carbonhydrater ved hjælp af C. acetobutylicum. Når gæringen gennemføres i nærvær af passende fortyndet carbonmonoxid, reduceres dannelsen af acetone og hydrogen, og produktionen af 20 butanol forøges. Hvis endvidere gæringen udføres i nærvær af smørsyre, forøger carbonmonoxidet i høj grad dens omdannelse til butylalkohol.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der anvendes carbonholdige forbindelser, som omfat-25 ter et stivelsehydrolysat med fra 5 D.E. til 20 D.E., og at gæringen gennemføres ved en temperatur på 34-40 °C — i et vandigt medium med en pH-værdi på 4,5-6,5 i ligevægt med en gas indeholdende carbonmonoxid ved et partialtryk på 0,05-0,3 atm.

30 Gæringsfremgangsmåden ifølge opfindelsen involverer forgæring af carbonhydrater med stammen C. acetobutylicum ATCC 39236 til dannelse af butanol og mindre mængder af andre materialer.

DK 159327 B

3

Den asporogene stamme C. acetobutylicum ATCC 39236 er beskrevet i detaljer i US patentskrift nr. 4 321 516 med titlen "Improved Strain of Clostridium acetobutylicum and Process for Its Preparation" og har siden d. 9.

5 november 1982 været deponeret i og tilgængelig fra the

American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, U . S. A.

Det carbonhydrat, som anvendes ved udøvelsen af denne opfindelse, kan være ethvert carbonhydrat, som forgæres 10 af den anvendte stamme af C. acetobutylicum. Disse carbon- hydratkilder inkluderer solubiliserede stivelser og sukkersirupper såvel som glucose eller saccharose i rene eller rå former. Gæringsmediet bør også indeholde næringsstoffer og andre vækstfaktorer, som behøves 13 for vækst og reproduktion af den anvendte mikroorganisme.

Et egnet medium til udøvelse af gæringsfremgangsmåden ifølge opfindelsen omfatter en vandig opløsning af et stivelsehydrolysat med lavt D.E. (dextroseækvivalent), hvortil der er sat en lille mængde (fra omkring 0,5 20 til omkring 2 vægt-?o på tør basis) majsstøbevand. Mindre mængder majsgluten kan også sættes til gæringsmediet. Stivelsehydrolysater med lavt D.E. (fra omkring 5 D.E. til omkring 20 D.E.) produceret ved delvis hydrolyse af stivelse, er let tilgængelige fra majsmølleindustrien.

25 Ligeledes er majsstøbevand, som produceres, når majs støbes i en fortyndet opløsning af svovldioxid, tilgængeligt fra majs-vådformalings-industrien.

Gærings fremgangsmåden ifølge opfindelsen startes ved indførelse af celler af stammen C. acetobutylicum ATCC 39236 30 i et sterilt medium i en inoculum-producerende reaktor.

Gæringen får lov at fortsætte, indtil der er udviklet en god vækst af celler. Disse celler kan anvendes til at pode gæringsmediet, der anvendes til opløsningsmid-

DK 159327 B

4 delfremstilling. Alternativt kan disse celler anvendes til at pode en kontinuert kultur, som gennemføres i en kemostat, der drives som en kontinuert inoculum-pro-ducerende reaktor. Den kontinuerte inoculum-produce-5 rende reaktor drives ved en fortyndingsgrad, som forhin drer opbygningen af opløsningsmidler i mediet og producerer kraftige sunde celler af kulturen med meget ringe udsættelse for butanol. Dette gennemføres ved en rigtig udvælgelse af fortyndingsgrad. I beskrivelsen af en 10 sådan reaktor betegner ordene "fortyndingsgrad" den værdi, der opnås ved at dividere mediets strømningshastighed igennem reaktoren i volumenenheder pr. time med reaktorens arbejdsvolumen målt i de samme volumenenheder. Den har dimensionen pr. time (h ^).

15 Inoculum-dannelse og opløsningsmiddelproduktion udføres ved en temperatur på 34-40 °C og ved en pH-værdi på 4,5-6,5. Reaktionerne gennemføres under anaerobe betingelser under anvendelse af medium, som er blevet steriliseret ved hjælp af varme eller andre midler, 20 som er velkendte inden for gæringsfaget.

Det carbonmonoxid, som anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, behøver ikke at være rent, men bør ikke indeholde urenheder, som reagerer med eller inhiberer gæringen af C. acetobutylicum ATCC 39236. Carbonmonoxidet, 25 der anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fortyndes med andre gasser, såsom nitrogen, hydrogen og carbondioxid, som ikke reagerer med eller inhiberer gæringen af C. acetobutylicum ATCC 39236. En hensigtsmæssig gas, der anvendes til fortyndingen af carbonmonoxid, 30 er den kommercielt tilgængelige anaerobe gasblanding, som indeholder tilnærmelsesvis 90 % nitrogen, 5 % hydrogen og 5 % carbondioxid, der kan skaffes fra the Mathaeson Company, Joliet, Illinois, U.S.A.

DK 159327B

5

Ved udøvelsen af denne opfindelse udføres gæringen i et vandigt medium i ligevægt med en gas indeholdende carbonmonoxid med et partialtryk på 0,05-0,3 atm. Selv om lavere partialtryk af carbonmonoxid kan anvendes, 5 udøver de mindre indflydelse på gæringsprodukterne.

Højere partialtryk af carbonmonoxid kan også anvendes, men de inhiberer gæringsprocessen og væksten af cellerne i en sådan grad, at de ikke er nyttige. Det foretrukne partialtryk af carbonmonoxid i gassen, der anvendes 10 ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, er 0,1-0,2 atm.

De carbonmonoxid-modulerede gæringer ifølge opfindelsen kan udføres på en hvilken som helst måde, hvor den carbon-monoxid-holdige gas er i intim kontakt med gæringsmediet. Dette kan opnås ved at gennemblæse gæringsmediet med 15 den carbonmonoxid-holdige gas eller ved omrøring af mediet i en lukket beholder, som indeholder gassen med den ønskede koncentration i det frie rum øverst i beholderen. Andre metoder til gas/væske-kontakt, som rutinemæssigt praktiseres ved biokemisk forarbejdning, og 20 som er velkendte for fagfolk, kan anvendes.

En uventet gevinst ved den carbonmonoxid-modulerede gæring ifølge opfindelsen er den erkendelse, at den giver forøget omdannelse af smørsyre til opløsningsmidler. Dette iagttages, når smørsyre anvendes som en del 25 af det carbonholdige materiale i gæringsmediet. Denne erkendelse er vigtig, da smørsyre er til rådighed som et biprodukt af andre gæringsreaktioner.

De følgende eksempler beskriver udførelsesformer af

6 DK 159327B

fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Alle vægtdele og alle procenter er beregnet på vægt, med mindre andet udtrykkeligt er anført.

Opløsningsmiddelkoncentrationer blev bestemt under anven-5 delse af højydelses-væskechromatografi (HPLC). Kompo nenter blev analyseret chromatografisk ved eluering med 0,006 N svovlsyre fra en kationbytterharpiks i hydrogenformen. De eluerede komponenter blev detekteret ved hjælp af et differentialrefraktometer, afsat på en skri-10 ver og kvanticeret under anvendelse af en elektronisk integrator. Arealet under kurven, som repræsenterer koncentrationen af hver komponent, rapporteres som procent af det totale areal. Den almene procedure er den, som er angivet i "Analysis of Carbohydrate Mixtures 15 by Liquid Chromatography", Am. Soc. Brew. Chem. Proc., 1973, side 43 - 46. Separationerne blev foretaget på en 0,3 m HPX-87 søjle i hydrogenformen, der kan skaffes fra Bio-Rad Laboratories, Richmond, Californien, U.S.A.

EKSEMPEL 1 20 En kultur af C. acetobutylicum, ATCC 39236, som kan skaffes fra the American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, U.S.A., blev anvendt i dette eksempel. Podekulturen til start af en kontinuerlig kultur blev udviklet i en 125 ml Erlenmeyer-podekolbe indeholden-25 de 100 ml af et vandigt medium indeholdende 10 vægt-?i (på tør basis) af et stivelsehydrolysat på 10 D.E. (som kan skaffes fra the Grain Processing Company, Muscatine,

Iowa, U.S.A. , som "Maltrin M-100") og 1 vægt-SS (på tør basis) majsstøbevand (som kan skaffes fra the Corn Pro-30 ducts Unit of CPC International Inc., Englewood Cliffs,

New Jersey, U.S.A., som Code E801). Mediets pH-værdi blev indstillet til 6,2 med koncentreret ammoniumhydroxid-opløsning, før det blev steriliseret ved opvarmning i

DK 159327 B

7 en autoklav til 121 °C i 20 minutter. Det afkølede sterile medium i en podekolbe blev podet med 5 ml af en suspension af celler af kulturen indeholdt i det samme medium. Podekolben med podet medium blev inkuberet i et anaerobt 5 kammer i 21 timer ved 35 °C.

Podekulturen (75 ml) fra podekolben blev anvendt til at pode en kontinuert gæring gennemført under anaerobe betingelser i en standard 2-liters New Brunswick Bioflow, Model C-30 kemostat indeholdende en fra bunden drevet 10 magnetomrører. Det vandige medium, som blev anvendt til gæringen, indeholdt 6 vægt-?o (tør basis) stivelse-hydrolysat med ID D.E. og 0,75 vægt-% (tør basis) majsstøbevand og var indstillet til en pH-værdi på 5,0 -5,1 med 4 N natriumhydroxidopløsning. Arbejdsvolumenet 15 var 725 ml. Fermentoren blev først fyldt med vækstmedium gennemboblet med CO2 af anaerob renhed i 30 minutter, før det blev indstillet til en pH-værdi på 6,1 - 6,2 med koncentreret ammoniumhydroxid. Blandingen blev derpå podet med podekulturen og omrørt med en hastighed på 20 200 omdr./min ved 37 °C i 4 timer, før mediestrømning ind og ud af fermentoren blev påbegyndt. Podekultur-kemostaten blev holdt ved en fortyndingsgrad på 0,25 h Da cellerne i den kontinuerte fermentor voksede hurtigt i gæringens acidogene stadium, blev de anvendt 25 til at pode produktionsgæringen.

Gæringsvæsken blev fremstillet med et indhold på 50 g/1 stivelsehydrolysat, 6,25 g/1 majsstøbevand og 4 g/1 majsgluten. Natriumacetat sattes til mediet til opnåelse af acetatækvivalentet til en eddikesyrekoncen-30 tration på 5 g/1. Gæringer blev udført i forseglede serumampuller med et volumen på 160 ml. I hver ampul anbragtes 10 ml af gæringsmediet og 10 ml inoculum.

Gassen i ampullernes frie rum blev sammensat af CO (0,1 atm), N2 (0,8 atm), CO2 (0,05 atm) og (0,05 atm).

s DK 159327 B

Der kørtes en kontrolgæring, som fra starten indeholdt 0,9 atm N£j 0,05 atm 00£} 0,05 atm og intet CO i luftrummet. Gæringsvæskens begyndelses-pH-værdi var 5,45, og kolberne blev rystet ved 200 omdr./min. ved 5 35 - 1 °C i 48 timer. Ved gæringens afslutning blev gasserne omhyggeligt udtaget fra ampullerne og opsamlet over syrnet saltvand. Gasvolumenet blev målt, og dets sammensætning blev bestemt ved gaschromatografi. Væsken blev analyseret for organiske syrer og opløsningsmidler 10 ved højydelses-væskechromatografi. Carbonhydrat i væsken blev målt som dextrose under anvendelse af en YSI-glucose-analysator (som kan skaffes fra the Yellow Springs Instrument Company, Yellow Springs, Ohio, U.S.A., efter at en prøve af blandingen var blevet hydrolyseret med glu-15 coamylase. De i tabel I angivne resultater af dette eksempel og kontrolgæringen viser, at optagelsen af organiske syrer og produktionen af butanol (BuOH) og ethanol (EtOH) forhøjes, og at produktionen af hydrogen og acetone sænkes, når der er carbonmonoxid til stede 20 i gæringsampullerne.

DK 159327 B

9 4-> 0

U

0 ^

O iH <N

3 Γν|\ v£> O

όι σ »· ~

0 — O i—I

iH

Q.

.—.

1 -i \ 31 _c ΙΛ CT\ cr o ·» » w 4J co M o lu <r h ø

iH

-o x x co i"· •H O »> Λ E 3 00 CM ΓΗ CO CD Ο* Ή Ή σ c

•Η 0 C C

CO O JO ΡΛ <NI

S +J »> ·> Høm <r \o

Q. O <t O <C

ur <f co *\ ·% 0 CO O Ή fH -Cf >

CO

(H

/-> B X 00 ΙΛ -HE * ·>

IH \0O iH iH

σ _J w

LU

OD fH

< 0 0 £ (N O

I— fH (H ·» ·> > >co ιλ <r (f) (!) <t 0 •η x ι-λ co Ό Ό O <f O' LU 1 2 3

•P

re x oo r* u -

T3 CO -H O

2 >, ε ø <r

x om C CD O

O · fH

XI O iH -U £ ΙΛ

fH C \ X

co o Diøo r- i" CJ UC w TJ -Cl· Ο

ι—I -U

E LU -H

0 0-0 ih ^ ξ: fn

+J E LU -H +J

4- U 1/1 ·» C

3

O CD ^ O O O

_IC-)'—' LU ^

DK 159327 B

EKSEMPEL 2 10

Man fulgte den almene procedure fra eksempel 1, undtagen at der ikke sattes noget natriumacetat til gæringsmediet.

Som følge heraf var der ingen eddikesyre til stede ved 5 gæringens start. Hver gæringsampul indeholdt 20 ml gæ ringsmedium og 2 ml inoculum. Der tilsattes tilstrækkeligt smørsyre til at give en begyndelseskoncentration af smørsyre på 4,4 g/1, og gæringerne gennemførtes i 72 timer. De i tabel II angivne resultater viser, at optagel-10 sen af smørsyre og produktionen af butanol og ethanol forhøjes, og at produktionen af acetone sænkes, når der er carbonmonoxid til stede i gæringsampullerne.

DK 159327 B

11

I—I

\ x r. <i r" Q* ^3 *>

' -P CM rH O

uj r-~

p (D r—I

XI DO JO O <J· Ή O ^ ·*

EDN <f- CM

CD CD C'- i—I Ή σ c

H CD C C

10 ΟΓ t-H ΙΛ Η -P ·> p*

H (D CM <f CA

Q ϋ Γ" O < JD ΟΝ ΓΛ rv n

CD CM O CM

P-l A'

CO

p si <r I—l i-H E P' P* t-c NlOO <t <f σ u CD p < ¢¢1 ON o· I— P P p- p'

> > CM CM CM

m co r-ω IC

•H Π

X

X O o o

LlJ 1

-P

CO _C CM O

ρ p- ~

X ^ CM rH rH

>. E Oh

-C O CD

C CO O

O · P

-O O rH -P .C O O

P C \ X

B O Dl 0) ID IA ΙΆ U ^wX ΙΛ ΙΛ

CM

_l

E LU rH

D Q_ O

p ^ s: p

-p E UJ fH -P

ci— -p in pv c O O CO IC o o o

_J CP —' LP IC

DK 159327 B

EKSEMPEL 3 12

Man fulgte den almene procedure fra eksempel 2, undtagen at gæringsampullerne indeholdt 30 ml medium og 3 ml inoculum. I dette forsøg blev gæringsgasserne udtaget 5 hver 24. time, og en beregnet mængde carbonmonoxid blev injiceret for at opretholde carbonmonoxidpartialtrykket ved 0,1 atm. I et andet forsøg blev carbonmonoxidpartialtrykket forøget til 0,15 atm efter 24 timer og ført tilbage til dette partialtryk ved endnu en tilsætning 10 af carbonmonxid efter 48 timer. Analyser af udgangsmaterialerne og slutprodukterne efter 72 timer for disse to forsøg og for en kontrol, hvortil der ikke var sat noget carbonmonoxid, er anført i tabel III. Disse resultater viser den forøgede produktion af butanol og ethanol 15 og den reducerede produktion af acetone i nærvær af carbonmonoxid.

DK 159327 B

13 /—s ro p ro o -P Γ' <r C P cm cm cm ro - ·> ·» P -Ω o o o ro T3 cq ro ,·—s

i—I

NI£ VO O CO

O O r» ** ·ν

p-' P CM p CM O

u ip p ro ro p Ή ro i £ |p o ιλ ro •P ^3 »s *\ p E ro CM <J* m m s

CO CO F'' P i—I Η HE

σ o ro c c •h ro ro -p c c p cn o or coos p ro ro

S P λ », ·» JD P

rH ω CM ΓΛ CM m .Q

Q. U I"- -P P

o c ro o p p ro o cn ro t—t o + J—i o

|_| P -P

£: o vo <t o. ro i ro ·> ·* ·» p

KJ P CM P O P σ TJ

cq >.^ n* >>

< ro r-l SZ

p\ c s σ o

Ξ '—' JZ CO CO 00 _Q

1/5 λ ·> *· p o vf <· <· ro o 4-5 cn 3

P

£5

P

i o P lp ro jC <r m m P *N * Λ 05

O CM O O O

>. e ro r» ii n o ro c ro o ro o · P 4->

£ UH+1£ <J- <f <}· P

P C \ X « »> ~ ro o cn ro o cm i »—i ρ _q cj p·' o mm mxj *· σ ro

m o rH

'-p o

Jr| ^ ^ £ C

e lp sz sz p ro ro ο. σ cm o -p ρ ^ s; ts cm <t m η· p ro P EUJroprppcMPi p cq

P p l/l p ». I ~ I ~<J- c rococo OO O O O CM □ O r-P

P CJ p' LU P p>" wwSj; CO

DK 159327 B

EKSEMPEL 4 14

Man fulgte den almene procedure fra eksempel 1 under anvendelse af højere begyndelseskoncentrationer af car-bonhydrat i gæringsmediet. Gæringsmediet indeholdt til-5 nærmelsesvis 90 g/1 stivelsehydrolysat med 10 D.E., 12,5 g/1 majsstøbevand og 7 g/1 smørsyre. Inoculumet blev fremstillet ved dyrkning af celler i 18 timer i 100 ml af gæringsmediet i 125 ml Erlenmeyer-podekolbe.

Til gæringerne sattes 3 ml af dette podeinoculum til 10 30 ml af gæringsmediet, og gæringen blev gennemført ved 34 °C. Gæringsgasserne blev udluftet med 24 timers intervaller, og en beregnet mængde carbonmonoxid tilsattes for at holde dets partialtryk ved 0,1 atm. Efter 76 timer var gæringerne standset. Gæringsvæskerne blev 15 derpå analyseret for resterende carbonhydrater, opløs ningsmidler og syrer. Der gennemførtes kontrolforsøg, hvor der ikke sattes noget carbonmonoxid til luftrummet. De i tabel IV angivne resultater viser, at forøgede mængder smørsyre omdannes til opløsningsmidler i nærvær 20 af carbonmonoxid. Endvidere blev der produceret større mængder butanol og ethanol i nærvær af carbonmonoxid, selv om der forbrugtes mere carbonhydrat i kontrolforsøgene. Den producerede mængde acetone var også meget mindre ved gæringerne i nærvær af carbonmonoxid.

15

DK 159327 B

CO

rH cd

O 4-> CO h CM CM

C -P CM CM CM CM

Cd ^ #N — »V

-p jo o o o o 3 ~D CD 3

rH

''n X JZ ON CO <»<)· σ O ·\ Λ r*

'r' -P VO O O O O

LJ i"

P CD

CD ' P

H , >n

ΌΙ£ ΓΛ Ον H CM CO

•ri O -· r vs «Ν p E o no no io <j- <r s CO CO l~*· i—1'—i 1—1'—1 £ σ co

C rH

•HØ O 4-J

c c c. cn co o jo γ-" co co t~~ eau

S 4-> - r r »· -P P

rH 0 NO (Λ ΙΛ NO NO 3. JO

Q U O' J3' P

CD < O

HH <P

0 P dl 0 a + D,

> -o;-P

ΡΊ JD O CM CM CM O 0

0 Λ Λ *> ·· P: P

—1 P VO CM CM lAiAQ-O

u Op--' Γ" >.

cd co,—( σ jz < p \ c i— s σ o

E ^ JZ O O O O JO

*s r* *n f-1 o r» r>· ro u -p en

D

p

JO

P

I o 4-> Cp

CO JZ O ΓΛ rr rH

P ·> ·> ·" *> Dl X) rvCO ΙΛ N VO I"·

>v E 0 Γ" ΓΛΓΛ CM CM II

JZ Orø C CO O 0

O · P -P

O UH+)£ VONO in in 4-) P C \ X nr. ·««>>,

CO O Dl 0 O NO NO Hl On ON JO

u oo æ s co co x> co 3

<t P rH

o o o tp c E LU rH ro

DO. O -P

p t-' έ: p 3

4J E LU rH rH 4-> CO

ep 4J en - r c:

Docdiicoo o ao ^ _j cj v—y lu o*c ro EKSEMPEL 5

DK 159327 B

16

Til 1 liter af et dyrkningsmediun indeholdende 60 g stivelsehydrolysat med 10 D.E., 7,5 g majsstøbevand og 5 g majsgluten i en 2-liters omrørt fermentor sattes 5 100 ml inoculum fremstillet som i eksempel 1. En 50 ml portion af det podede medium blev udtaget og fik lov at gære i en forseglet serumampul, som ikke indeholdt noget CO, for at tjene som kontrol. Fermentoren blev omrørt med en hastighed på 200 omdr./min, medens væsken 10 blev gennemboblet med en hastighed på 100 ml/min med en gas indeholdende volumenprocenterne 20 % CO, 30 % H^, 48 % N2 og 2 % CO2. Gæringen blev gennemført ved 35 °C.

Fra starten begyndte fermentoren, som blev gennemboblet 15 med CO, at producere mælkesyre, butanol og ethanol.

Under denne fase blev pH-værdien holdt ved omkring 5 ved tilsætning af 4 N natriumhydroxidopløsning. Efter 50 timer var omkring 30 % af carbonhydratet blevet forbrugt, og mælkesyren nåede en maksimumskoncentration 20 på 6 g/1. Gæringen begyndte derpå at forbruge mælkesyre og producere forøgede mængder af butanol og ethanol.

Ved dette stadium fik pH-værdien lov at stige til omkring 6 og blev holdt ved denne værdi ved tilsætning af 4 N saltsyre. Efter 100 timer var koncentrationen af mæl-25 kesyre faldet til under 1 g/1. Gæringen blev stoppet efter 190 timer, da 94 % af carbonhydratet var blevet forbrugt. Der blev ikke produceret nogen acetone under hele gæringen. Kontrolgæringen, som ikke indeholdt carbon-monoxid i luftrummet, viste intet tegn på at producere 30 en betydelig mængde mælkesyre og producerede acetone til en koncentration på 4,8 g/1. Dette forsøg viser, at når gæringen med C. acetobutylicum ATCC 39236 gennemføres i nærvær af CO ved et partialtryk på 0,2 atm eller højere, sker der ingen produktion af acetone. Det vi-

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af butanol ued gæring af carbonholdige forbindelser med stammen Clostridium acetobutylicum ATCC 39236, kendetegnet ued, at der anvendes carbonholdige forbindelser, som omfatter et stivelsehydrolysat med fra 5 D.E. til 20 D.E., 10 og at gæringen gennemføres ued en temperatur på 34-40 QC i et vandigt medium med en pH-værdi på 4,3-6,5 i ligevægt med en gas indeholdende carbonmonoxid ued et partialtryk på 0,05-0,3 atm.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 15 ued, at der anvendes carbonholdige forbindelser, som omfatter eddikesyre.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der anvendes carbonholdige forbindelser, som også omfatter smørsyre.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at gæringsreaktionsmediet gennemblæses med en carbonmonoxidholdig gas.