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- Synthesegas-Fermentation, kurz auch Syngas-Fermentation, ist ein mikrobiologischer Prozess, bei dem ein Synthesegas aus Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) als Energie- und Substratquelle für die Fermentation genutzt wird. Durch die Stoffwechsel-Prozesse der eingesetzten Mikroorganismen können auf diese Weise Chemikalien gewonnen werden, die als Biokraftstoffe oder als Plattformchemikalien in der Chemischen Industrie eingesetzt werden können. Die Hauptprodukte dieses Prozesses umfassen Ethanol, Butanol, Essigsäure, Buttersäure und Methan. Neuere Ansätze produzierten auch längerkettige organische Verbindungen wie Caproat, Hexanol oder Octanol. Es gibt eine Reihe von Mikroorganismen, die in der Lage sind, nutzbare Chemikalien und Kraftstoffe auf der Basis von Synthesegas zu produzieren, vor allem Clostridium ljungdahlii, , , , und . Die Vorteile der Synthesegas-Fermentation gegenüber konventionellen chemischen Prozessen, beispielsweise der Fischer-Tropsch-Synthese, liegen in den niedrigeren Prozesstemperaturen und -drücken und der Nutzbarkeit von Gasen mit höheren Schwefelgehalten sowie der Nutzbarkeit von unterschiedlichen Verhältnissen von Kohlenmonoxid und Wasserstoff im Synthesegas, wodurch Aufreinigungsschritte eingespart werden sowie eine Wasserstoffanreicherung nicht notwendig ist. Nachteilig wirkt sich dagegen die Limitation der Gaszugabe in die Fermentationsbrühe, die niedrige volumetrische Produktivität sowie die Inhibierung der Organismen durch höhere Produktkonzentrationen aus. Um die genannten Nachteile auszugleichen oder die Herstellung von hochwertigeren Produkten möglich zu machen, bedienen sich Forschern des Metabolic Engineering, womit sich beispielsweise Inhibierungen verringern oder Produktivitäten erhöhen lassen. Des Weiteren werden stetig Fortschritte im Bereich der Optimierung der Fermentationstechnik gemacht. Ein Beispiel einer Pilotanlage stellt die Kooperation des deutschen Chemiekonzerns BASF mit dem Synthesegas-Fermentationsspezialisten LanzaTech im Jahr 2021 dar. Ziel dieser Kooperation ist es die Kompetenzen beider Unternehmen zur Entwicklung eines Prozesses zur Nutzung von Abfallströmen, beispielsweise der Stahlindustrie, zu nutzen. (de)
- La fermentación de gas de síntesis, es un proceso microbiano, en el que una mezcla de hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono, conocida como gas de síntesis, se utiliza como fuente de carbono y energía, y luego se convierte en combustible y productos químicos por microorganismos. Los principales productos de la fermentación de gas de síntesis incluyen etanol, butanol, ácido acético, ácido butírico y metano. Ciertos procesos industriales, como el refinado de petróleo, la molienda de acero y los métodos para producir negro de carbón, coque, amoníaco y metanol, descargan enormes cantidades de gases residuales que contienen principalmente CO y H2 en la atmósfera, ya sea directamente o por combustión. Los biocatalizadores pueden ser explotados para convertir estos gases residuales en productos químicos y combustibles como, por ejemplo, el etanol. Hay varios microorganismos, que pueden producir combustibles y sustancias químicas mediante la utilización de gas de síntesis. Estos microorganismos se conocen principalmente como , entre ellos Clostridium ljungdahlii, Clostridium autoethanogenum, Eubacterium limosum, Clostridium carboxidivorans P7, Peptostreptococcus productus, y Butyribacterium methylotrophicum. La mayoría utiliza el camino Wood-Ljungdahl. El proceso de fermentación de gas de síntesis tiene ventajas sobre un proceso químico ya que tiene lugar a temperaturas y presiones más bajas, tiene mayor reacción, tolera cantidades más altas de compuestos de azufre y no requiere una proporción específica de CO a H2. Por otro lado, la fermentación de gas de síntesis tiene limitaciones tales como:
* Limitación de transferencia de masa gas-líquido
* Baja productividad volumétrica.
* Inhibición de organismos. (es)
- Syngas fermentation, also known as synthesis gas fermentation, is a microbial process. In this process, a mixture of hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide, known as syngas, is used as carbon and energy sources, and then converted into fuel and chemicals by microorganisms. The main products of syngas fermentation include ethanol, butanol, acetic acid, butyric acid, and methane.Certain industrial processes, such as petroleum refining, steel milling, and methods for producing carbon black, coke, ammonia, and methanol, discharge enormous amounts of waste gases containing mainly CO and H2 into the atmosphere either directly or through combustion. Biocatalysts can be exploited to convert these waste gases to chemicals and fuels as, for example, ethanol. There are several microorganisms, which can produce fuels and chemicals by syngas utilization. These microorganisms are mostly known as acetogens including Clostridium ljungdahlii, Clostridium autoethanogenum, Eubacterium limosum, Clostridium carboxidivorans P7, Peptostreptococcus productus, and Butyribacterium methylotrophicum. Most use the Wood–Ljungdahl pathway. Syngas fermentation process has advantages over a chemical process since it takes places at lower temperature and pressure, has higher reaction specificity, tolerates higher amounts of sulfur compounds, and does not require a specific ratio of CO to H2. On the other hand, syngas fermentation has limitations such as:
* Gas-liquid mass transfer limitation
* Low volumetric productivity
* Inhibition of organisms. (en)
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- Synthesegas-Fermentation, kurz auch Syngas-Fermentation, ist ein mikrobiologischer Prozess, bei dem ein Synthesegas aus Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid (CO2) als Energie- und Substratquelle für die Fermentation genutzt wird. Es gibt eine Reihe von Mikroorganismen, die in der Lage sind, nutzbare Chemikalien und Kraftstoffe auf der Basis von Synthesegas zu produzieren, vor allem Clostridium ljungdahlii, , , , und . (de)
- La fermentación de gas de síntesis, es un proceso microbiano, en el que una mezcla de hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono, conocida como gas de síntesis, se utiliza como fuente de carbono y energía, y luego se convierte en combustible y productos químicos por microorganismos.
* Limitación de transferencia de masa gas-líquido
* Baja productividad volumétrica.
* Inhibición de organismos. (es)
- Syngas fermentation, also known as synthesis gas fermentation, is a microbial process. In this process, a mixture of hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide, known as syngas, is used as carbon and energy sources, and then converted into fuel and chemicals by microorganisms. Syngas fermentation process has advantages over a chemical process since it takes places at lower temperature and pressure, has higher reaction specificity, tolerates higher amounts of sulfur compounds, and does not require a specific ratio of CO to H2. On the other hand, syngas fermentation has limitations such as: (en)
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