Fermentación de gas de síntesis

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.^[1]​

Los principales productos de la fermentación de gas de síntesis incluyen etanol, butanol, ácido acético, ácido butírico y metano.^[2]​ 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 H
2 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.^[3]​

Hay varios microorganismos, que pueden producir combustibles y sustancias químicas mediante la utilización de gas de síntesis. Estos microorganismos se conocen principalmente como acetógenos, entre ellos Clostridium ljungdahlii,^[4]​ Clostridium autoethanogenum,^[5]​ Eubacterium limosum,^[6]​ Clostridium carboxidivorans P7,^[7]​ Peptostreptococcus productus,^[8]​ y Butyribacterium methylotrophicum.^[9]​ 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 especificidad de reacción, tolera cantidades más altas de compuestos de azufre y no requiere una proporción específica de CO a H
2.^[2]​ Por otro lado, la fermentación de gas de síntesis tiene limitaciones tales como:

• Limitación de transferencia de masa gas-líquido^[9]​
• Baja productividad volumétrica.
• Inhibición de organismos.^[1]​^[2]​

Referencias

1. Brown, Robert C. (2003). Biorenewable resources: engineering new products from agriculture. Ames, Iowa: Iowa State Press. ISBN 0-8138-2263-7.
2. Worden, R.M., Bredwell, M.D., and Grethlein, A.J. (1997). Engineering issues in synthesis gas fermentations, Fuels and Chemicals from Biomass. Washington, DC: American Chemical Society, 321-335
3. Abubackar, H.N.; Veiga, M. C.; Kennes, C. (2011). «Biological conversion of carbon monoxide: rich syngas or waste gases to bioethanol». Biofuels, Bioproducts and Biorefining 5 (1): 93-114. doi:10.1002/bbb.256. 
4. Klasson, K.T.; Ackerson, M. D.; Clausen, E. C.; Gaddy, J.L. (1992). «Bioconversion of synthesis gas into liquid or gaseous fuels». Enzyme and Microbial Technology 14 (8): 602-608. doi:10.1016/0141-0229(92)90033-K. 
5. Abrini, J.; Naveau, H.; Nyns, E.J. (1994). «Clostridium autoethanogenum, sp. nov., an anaerobic bacterium that produces ethanol from carbon monoxide». Archives of Microbiology 161 (4): 345-351. doi:10.1007/BF00303591. 
6. Chang, I. S.; Kim, B. H.; Lovitt, R. W.; Bang, J. S. (2001). «Effect of CO partial pressure on cell-recycled continuous CO fermentation by Eubacterium limosum KIST612». Process Biochemistry 37 (4): 411-421. doi:10.1016/S0032-9592(01)00227-8. 
7. Ahmed, A; Lewis, R.S. (2007). «Fermentation of biomass generated syngas:Effect of nitric oxide». Biotechnology and Bioengineering 97 (5): 1080-1086. PMID 17171719. doi:10.1002/bit.21305. 
8. Misoph, M.; Drake, H.L. (1996). «Effect of CO2 on the fermentation capacities of the acetogen Peptostreptococcus productus U-1». Journal of Bacteriology 178 (11): 3140-3145. PMC 178064. PMID 8655492. 
9. Henstra, A.M.; Sipma, J.; Reinzma, A.; Stams, A.J.M. (2007). «Microbiology of synthesis gas fermentation for biofuel production». Current Opinion in Biotechnology 18 (3): 200-206. PMID 17399976. doi:10.1016/j.copbio.2007.03.008. 

•   Datos: Q1322595