H.E.L 生物燃料和可持續(xù)航空燃料zui大化發(fā)酵量產(chǎn)的五大挑戰(zhàn)—BioXplorer

生物制造是一個復雜的過程,，需要平衡各種條件才能取得成功——從選擇合適的微生物到確定適當?shù)拈_發(fā)規(guī)模。每一步都為如何最大化產(chǎn)量,、容積效率和經(jīng)濟效益奠定了基礎(chǔ),。

氣體發(fā)酵是能源領(lǐng)域的一項強大工具。隨著行業(yè)領(lǐng)導者和初創(chuàng)公司通過乙醇,、生物柴油和可持續(xù)航空燃料（SAF）等綠色燃料來推動地球脫碳,，氣體發(fā)酵作為一種新興技術(shù)，有望徹底改變脫碳努力,。

通過利用微生物,，下一代生物燃料可以從更可持續(xù)且更具成本效益的原料中生產(chǎn)：

- 工業(yè)廢料

- 纖維素生物質(zhì)

- 合成氣（合成氣體）

- 藻類資源

- 氣體——H?、CO?,、CO

氣體發(fā)酵能夠?qū)U物和溫室氣體轉(zhuǎn)化為高價值燃料,。然而，氣體在發(fā)酵介質(zhì)中難以溶解,，導致以下問題：

- 產(chǎn)量低

- 氣體轉(zhuǎn)移有限

- 重現(xiàn)性差

- 生產(chǎn)成本高

- 容積效率低以下五個關(guān)鍵的氣體發(fā)酵考慮因素將幫助您zui大化產(chǎn)量和容積效率,，從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益。

1. 選擇合適的微生物

選擇合適的微生物來生產(chǎn)所需的生化物質(zhì)具有挑戰(zhàn)性,。細菌,、酵母或藻類因其較短的表達時間、易于大規(guī)模生產(chǎn)和更一致的批次而優(yōu)于更復雜的細胞,。如今,，制造商面臨的一個主要挑戰(zhàn)是：“如何讓我們的微生物更高效地消耗氣體？”

通過基因改造微生物的代謝途徑,，可以提高微生物的生產(chǎn)率和摩爾產(chǎn)量,，將碳和其他元素導向所需的生物產(chǎn)品而非生物質(zhì)。這種方法還可以通過有針對性的基因改造,，解決某些發(fā)酵副產(chǎn)物帶來的可行性風險,。

2. 考慮原料來源

制造商必須權(quán)衡原料成本與其生物產(chǎn)品的市場價值。來自鋼鐵廠和水泥生產(chǎn)的二氧化碳對生物制造商來說變得越來越經(jīng)濟實惠,。氫氣,、合成氣和其他氣態(tài)碳原料正在或即將變得比傳統(tǒng)的培養(yǎng)原料（如果糖）更便宜。當今的工藝設(shè)計應考慮這些長期前景,，以利用未來更便宜的原料,。

3. 設(shè)計可擴展的工藝

在低體積的平行生物反應器中進行小規(guī)模實驗有助于快速建立工藝特性,，但這些條件并不總是直接適用于大規(guī)模生產(chǎn)，通常需要調(diào)整,。詳盡的分析,、模擬和建模對于防止工廠規(guī)模的問題至關(guān)重要。操作模式是另一個關(guān)鍵考慮因素,。分批補料處理可以延長對數(shù)生長期,，從而增加生物量和初級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)。雖然連續(xù)發(fā)酵運行較慢,，但它減少了頻繁設(shè)置和清潔的需求,，最終優(yōu)化了摩爾產(chǎn)量和整體效率。

4. 創(chuàng)造理想條件

忽視生物反應器設(shè)計通常會導致成本增加和錯失改進工藝參數(shù)的機會,。關(guān)鍵參數(shù)包括溫度,、pH值和溶解氧。隨著生物燃料/SAF行業(yè)開始利用氣體發(fā)酵,，氣體轉(zhuǎn)移——氣體進入液體的運動——已成為限制底物可用性和容積效率的關(guān)鍵瓶頸,。

加壓反應器條件可以解決這一挑戰(zhàn)，正如亨利定律所描述的那樣,。生物反應器容器中的較高壓力增強了從氣相到液相的質(zhì)量轉(zhuǎn)移,，進一步促進微生物生長，并通過增加底物可用性來提高容積效率,。高壓、自動化,、平行生物反應器是一項新興技術(shù),，使制造商能夠在發(fā)酵開發(fā)中實現(xiàn)更高的氣體轉(zhuǎn)移率。

5. 自動化過程控制

在整個過程中保持適當?shù)难鯕夂驮蠚怏w水平至關(guān)重要,。自動化和嚴格控制并保持理想生物燃料/SAF發(fā)酵的條件,，從而確保更高的產(chǎn)量和生產(chǎn)率，同時避免昂貴的人為錯誤,。

具有定制化的實驗步驟設(shè)計,、廣泛參數(shù)控制和內(nèi)置安全關(guān)閉功能的強大軟件使科學家能夠自動化并運行短期到長期的發(fā)酵過程，同時保持生物反應的精細平衡,。

通過實施這些策略,，研究人員和生產(chǎn)廠家可以克服發(fā)酵的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)具有成本效益的生產(chǎn),，從合成氣和CO?等來源生產(chǎn)高價值產(chǎn)品,。

關(guān)于HEL：

H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories 成立于1987年，總部設(shè)在倫敦,，在中國,、美國,、德國、意大利,、印度擁有分公司,。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于 2020年在北京設(shè)立。

關(guān)于綠綿科技

　　2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨,，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理,、樣品制備及分析、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案,，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平,。

　　主要代理產(chǎn)品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新機租賃業(yè)務(wù)/LUMTECH循環(huán)制備液相/靜音型雙頻超聲清洗/Knauer研發(fā)，中試和生產(chǎn)脂質(zhì)納米顆粒（LNP)碰撞噴射混合器系統(tǒng)/冰點滲透壓儀,、液相/超高壓液相色譜儀,、在線SPE液相色譜儀/法國F-DGSi氮氣，超高純氫氣氣體發(fā)生器,，液氮發(fā)生器/Cytiva生命科學設(shè)備/LabOS實驗室運營系統(tǒng)/MassWorks準確質(zhì)量數(shù)測定及分子式識別系統(tǒng)/MsMetrix氣質(zhì)香精香料分析軟件/Sin-QuEChERS農(nóng)殘凈化柱/制藥企業(yè)質(zhì)量回顧性報告系統(tǒng)（QRS)/英國赫伊爾生物反應器,，電池絕熱量熱、催化劑合成,。

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