Abstrakt

Vergleich der Effizienz der Ethanolfermentation: Synthesegase versus Mikroorganismen

Feng-Qin Wang, Yan-da Zhang, Bing-bing Sun, Hui Xie, Da-jiao Yang, Sen-Yang, Tian-bao Ren, Sheng Yang, An-Dong Song

Die für die Ethanolproduktion aus Synthesegas erforderliche anaerobe Fermentation scheint eine vielversprechende und wettbewerbsfähige technische Anwendungstechnologie zu sein. Die größte Herausforderung bei der Synthesegasfermentation besteht darin, dass sie häufig durch eine geringe Ethanolproduktivität eingeschränkt ist. Um die Fähigkeit verschiedener Synthesegase und Mikroorganismen zur Ethanolfermentation zu bewerten und diese effizienten Synthesegase und Mikroorganismen zu screenen, wurden drei simulative Synthesegasmischungen und acht Stämme in 300-ml-Flaschenfermentationen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl Synthesegase als auch Kulturen die Ethanolproduktion auf einem hochsignifikanten Niveau beeinflussten (p<0,01). Die maximalen Nettoethanolkonzentrationen (28,001, 23,871, 22,909 und 19,726 mg/l) wurden mit den Stämmen LP-fm4, C. carboxidivorans P7, B-fm4 und C. ljungdahlii unter Verwendung von aus Biomasse erzeugtem Synthesegas erzielt, das etwa zwei- bzw. dreimal mehr Ethanol ergab als die Stämme C. ljungdahlii, B-fm4 (11,734, 10,300 mg/l) unter Verwendung von Corex-Gas und die Stämme C. carboxidivorans P7, C. ragsdalei P11 (9,937, 8,318 mg/l) unter Verwendung von Hochofengas. Die Verwendung von aus Biomasse erzeugtem Synthesegas und die Stämme LP-fm4〠C. carboxidivorans P7〠B-fm4 und C. ljungdahlii stellten also im Vergleich zu den beiden anderen die beste Kombination für die effiziente Fermentation von Ethanol dar. Darüber hinaus betrug die maximale Ethanolproduktion pro Einheitszelle beider Stämme LP-fm4 und B-fm4 mit aus Biomasse erzeugtem Synthesegas, C. ragsdalei P11 mit Hochofengas und B-fm4 mit Corex-Gas jeweils 1000,036, 881,103, 519,854 und 468,030 mg/l. Dies deutet darauf hin, dass die Stämme LP-fm4 und B-fm4 am vielversprechendsten für die Fermentation von aus Biomasse erzeugtem Synthesegas sind, während die Stämme C. ragsdalei P11 und B-fm4 potenzielle Kandidaten für Hochofengas- bzw. Corex-Gas-Fermentationen sind.