本發(fā)明涉及生物，特別是一種生物產(chǎn)品的生物技術(shù)生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：：1、生物產(chǎn)品例如生物基化學(xué)品的生物技術(shù)生產(chǎn)早已為人所知，并且承諾以更可持續(xù)和環(huán)境友好的方式提供用于商業(yè)用途的化學(xué)品，例如在化學(xué)工業(yè)中的化學(xué)品。作為示例，已經(jīng)用生物方法生產(chǎn)了諸如生物乙醇或生物柴油的所謂生物燃料以便替代來源于油的化石燃料(參見例如wo?2011/088364?a9、wo?2009/133351?a2)。然而，考慮到因大氣中的二氧化碳(co2)的量增加而導(dǎo)致的全球變暖，大規(guī)模生產(chǎn)化學(xué)品的生物方法也必須使co2釋放最少化以便具有可持續(xù)性。2、wo?2011/088364?a9和wo?2009/133351?a2都描述了在第二生物過程中固定在第一生物過程中生產(chǎn)的co2以便重復(fù)使用所生產(chǎn)的co2。wo?2011/088364?a9公開了一種用于將碳源轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)的方法，其中，脂質(zhì)的生產(chǎn)是在好氧發(fā)酵罐中使用產(chǎn)油酵母解脂耶氏酵母(yarrowia?lipolytica)進行的，并且在脂質(zhì)生產(chǎn)期間產(chǎn)生的二氧化碳通過co2固定被轉(zhuǎn)化為碳底物，該固定是在厭氧發(fā)酵罐中通過梭菌屬(genus?clostr?idiumsp.)細菌進行的。梭菌屬使用通過電解水生產(chǎn)的h2氣體并將其進料到厭氧發(fā)酵罐中作為還原劑。wo?2009/133351?a2公開了使用固定所生產(chǎn)的co2的光合植物細胞，例如通過生產(chǎn)生物燃料的酵母細胞來生產(chǎn)生物燃料。3、wo?2011/139804?a2尤其描述了一種通過氫氧混合氣(“knallgas”)細菌捕獲和固定例如來自煙道氣的二氧化碳的方法，其中，氧氣和氫氣可例如通過電解水而得到。brigham,c.(2019),perspectives?for?the?biotechnological?production?of?biofuels?from?co2?and?h2?using?ralstonia?eutropha?and?other‘knallgas’bacte?ria,applied?microbiology?and?biotechnology?103,10.1007/s00253-019-09636-y中也描述了使用“knallgas”細菌的生物燃料的生物技術(shù)生產(chǎn)。技術(shù)實現(xiàn)思路1、本發(fā)明的一個目的是就可持續(xù)性而言，特別是就使二氧化碳的凈生產(chǎn)最小化而言，改善生物產(chǎn)品的生物技術(shù)生產(chǎn)，特別是生物基化學(xué)品的生物技術(shù)生產(chǎn)。2、在第一方面，本發(fā)明提供一種生物產(chǎn)品的生物技術(shù)生產(chǎn)方法，該方法包括：3、a)第一生物過程，該第一生物過程包括在第一生物反應(yīng)器中在處于第一壓力p1的第一培養(yǎng)基中培養(yǎng)第一微生物，該第一生物過程的結(jié)果是形成該生物產(chǎn)品和二氧化碳co2；4、b)第二生物過程，該第二生物過程包括在第二生物反應(yīng)器中在處于第二壓力p2的第二培養(yǎng)基中培養(yǎng)第二微生物，該第二生物過程為生產(chǎn)生物質(zhì)并消耗分子氧o2、分子氫h2和在步驟a)的第一生物過程中生產(chǎn)的該co2的至少一部分的過程；5、c)將水電解成o2和h2，將通過電解生產(chǎn)的該o2的至少一部分進料到該第二生物過程和/或該第一生物過程中，并將通過電解生產(chǎn)的該h2的至少一部分進料到含有頂部空間和處于第三壓力p3的第三培養(yǎng)基的容器中，該第三培養(yǎng)基與該第二生物反應(yīng)器中的該第二培養(yǎng)基相同；以及6、d)將來自該容器的含有h2的第三培養(yǎng)基的至少一部分進料到該第二生物過程中，7、其中，使用在步驟b)的該第二生物過程中生產(chǎn)的該生物質(zhì)的至少一部分作為步驟a)的該第一生物過程的c源，并且其中，p3≥p2≥p1。8、該方法合并了兩個生物過程，該第一生物過程為生產(chǎn)co2的過程并且該第二生物過程為消耗co2的生物過程，其中，該第二生物過程包括通過氧化氫氣和還原氧氣的微生物，例如通過“knallgas”細菌對在該第一生物過程中生產(chǎn)的二氧化碳進行非光合生物固定。該第一生物過程與該第二生物過程在不同的生物反應(yīng)器中在空間上彼此分開進行。將在該第一生物過程中生產(chǎn)的co2進料到該第二生物過程中以便在該第二生物過程中至少部分地、優(yōu)選至少大部分地或完全地消耗。本發(fā)明的過程優(yōu)選為“co?2神經(jīng)”過程，即如下的過程：其中所生產(chǎn)的二氧化碳至少基本上被完全地消耗，從而不會將co2釋放到環(huán)境中。在該第二生物過程中生產(chǎn)的生物質(zhì)與來自該第一生物過程的作為碳源的co2的至少一部分一起被用作用于該第一生物過程的額外的碳源。該生物質(zhì)還可以充當(dāng)額外的氮源。此外，雖然將通過電解水生產(chǎn)并被該第二生物過程的微生物用作電子受體的氧氣直接進料到該第二生物過程中，或替代地或另外地，進料到該第一生物過程中，將通過電解生產(chǎn)并被該第二生物過程的微生物用作電子供體的氫氣不直接進料到該第二生物過程中，而是經(jīng)由含于單獨容器中的培養(yǎng)基間接進料到該第二生物過程中。將氧氣和氫氣分開供應(yīng)到該第二生物過程中的優(yōu)點為例如就防爆而言提高了安全性。另外，這也作為對h2在水性培養(yǎng)基中的低溶解度的對策有用。9、術(shù)語“生物產(chǎn)品(bioproduct)”是指，與例如基于化石原料的化學(xué)品相反，活細胞中的化學(xué)反應(yīng)的構(gòu)成部分的、或由活細胞中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的、或者包括活細胞中的化學(xué)反應(yīng)的、生物過程的產(chǎn)物，例如是化合物，特別是有機化合物。由于來源于生物質(zhì)，生物基化學(xué)品可在結(jié)構(gòu)上與來源于化石源的現(xiàn)有化學(xué)品相同，或者可在結(jié)構(gòu)上與該等化學(xué)品不同。生物基化學(xué)品的示例例如包括：脂肪酸和脂肪酸衍生物，例如脂質(zhì)；醇，例如二醇；以及酸；生物聚合物或用于聚合的單體；肽等。該術(shù)語還涵蓋作為生物過程的產(chǎn)物的生物質(zhì)，例如活的、經(jīng)過冷凍干燥的或經(jīng)過水解的微生物。如上文所定義，術(shù)語“生物基化學(xué)品(biobasedchemical)”涉及活細胞中的化學(xué)反應(yīng)的構(gòu)成部分的、或由活細胞中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的、或者包括活細胞中的化學(xué)反應(yīng)的化合物，特別是有機化合物。術(shù)語“生物化學(xué)品(biochemical)”也可以與“生物基化學(xué)品”同義使用。應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管本發(fā)明可以主要關(guān)于生物基化學(xué)品的生產(chǎn)加以描述，并且也主要旨在于此，但這不應(yīng)當(dāng)被解釋為排除例如作為生物產(chǎn)品的生物質(zhì)的生產(chǎn)。10、術(shù)語“脂質(zhì)(lipid)”涉及可溶于非極性有機溶劑(如氯仿或醚)并且通常不溶于極性溶劑如水的有機化合物，并且包括例如脂肪、油、蠟、磷脂和類固醇。11、本文所使用的術(shù)語“生物過程(bioprocess)”涉及為了獲得所需產(chǎn)物而所進行的任何生物過程，即包括活細胞，特別是活微生物如細菌，或活細胞的功能組分，例如酶、無細胞系統(tǒng)或細胞器的過程。該產(chǎn)物可以為：化合物，例如有機化合物；化合物的混合物，例如有機化合物的混合物；或生物質(zhì)。示例為由如葡萄糖、淀粉、甘油等底物生產(chǎn)脂質(zhì)。12、“生物反應(yīng)器(bioreactor)”應(yīng)當(dāng)被理解為意指包括工作體積的反應(yīng)器，其中可提供合適的培養(yǎng)基，例如適合支持微生物例如細菌細胞的培養(yǎng)物生長的水性培養(yǎng)基，并且其中可進行生物和/或生化過程和反應(yīng)，或其中可創(chuàng)造發(fā)生生物和/或生化過程和反應(yīng)的條件。該等過程和反應(yīng)可為物質(zhì)轉(zhuǎn)化，例如是通過活細胞或無細胞系統(tǒng)的物質(zhì)的合成、修飾或降解，或者是生物質(zhì)的生長，即活細胞例如細菌細胞的增殖。根據(jù)待進行的過程的類型和/或用于進行該過程的微生物的類型，生物反應(yīng)器可以例如配備有用于培養(yǎng)基的充氣/通風(fēng)和/或攪動的設(shè)備。13、關(guān)于生物反應(yīng)器或容器的術(shù)語“封閉”意指光生物反應(yīng)器或容器對周圍環(huán)境封閉以使得光生物反應(yīng)器或容器可被加壓。這并不排除生物反應(yīng)器或容器具有開口、連接件等的可能性，例如流體、例如氣體、例如co2、或液體可經(jīng)由該等開口、連接件等被引入到容器中或從容器中去除。14、如本文所使用，術(shù)語“knallgas細菌”、“氫氧化細菌(hydrogen?oxidizing?bacteria)”、“h2氧化細菌(h2?oxidizing?bacteria)”或“氫氧混合氣細菌(oxyhydr?ogenbacteria)”涉及一組生理學(xué)上定義的細菌，其能夠自養(yǎng)生長，即固定二氧化碳，同時氧化氫氣(h2)并使用氧氣(o2)作為最終電子受體。縮寫hob可以用于術(shù)語氫氣即h2氧化細菌。術(shù)語“氫氧混合氣(oxyhydrogen)”可以與“knallgas”同義使用?！発nallgas”為氣態(tài)氫與氣態(tài)氧的混合物。knallgas細菌為好氧兼性化能無機自養(yǎng)型細菌。knallgas細菌的示例為熱葉綠體嗜氫菌(hydrogenophilus?thermoluteo?lus)、嗜熱氫桿菌(hydrogenobacterthermophilus)、海洋氫弧菌(hydrogenovibr?io?marinus)、耐金屬貪銅菌(cupriavidusmetallidurans)(以前為真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌(alcaligenes?eutropha)或真養(yǎng)羅氏菌(ralstoniaeutropha))、渾濁紅球菌(rh?odococcus?opacus)、自養(yǎng)黃色桿菌(xantobacterautotrophicus)和殺蟲貪銅菌(cupriavidus?necator)。以下簡化的一般反應(yīng)流程描述了經(jīng)由knallgas細菌用o2作為電子受體將h2氧化來固定好氧co2：h2+o2+co2→生物質(zhì)+h2o。15、術(shù)語“化能自養(yǎng)型(chemotrophic)”涉及生物體使用化合物的氧化作為能量源，與由光得到能量的“光養(yǎng)型(phototrophic)”生物體相反。術(shù)語“化能無機營養(yǎng)型(chemolithotrophic)”涉及生物體使用無機化合物例如氫氣作為電子供體，與術(shù)語“化能有機營養(yǎng)型(chemoorganotrophic)”相反，其涉及生物體使用有機化合物作為電子供體。術(shù)語“自養(yǎng)生物(autotroph)”或“異養(yǎng)生物(heterotroph)”涉及碳源，co2為“自養(yǎng)型(autotrophic)”生物體的碳源，有機碳化合物為“異養(yǎng)型(het?erotrophic)”生物體的碳源。術(shù)語“混合營養(yǎng)型(mixotrophic)”可以用于能夠使用有機化合物和co2兩者作為碳源的生物體。術(shù)語“化能無機自養(yǎng)型(chemolithoau?totrophic)”涉及生物體使用無機化合物作為能量源和電子供體并使用co2作為碳源。術(shù)語“兼性化能無機自養(yǎng)型(facultativechemolithoautotrophic)”表示生物體也能夠化學(xué)有機異養(yǎng)地生長。例如，“knallgas”細菌在h2處于對流層濃度時異養(yǎng)地生長，并且只有在h2可處于較高濃度時化能無機營養(yǎng)地生長(pumphrey?gm,ranchou-peyruse?a,spain?jc.,2011,cultivation-independentdetection?of?autotroph?ic?hydrogen-oxidizing?bacteria?by?dna?stable-isotopeprobing,appl?environ?microbiol.77(14):4931-4938,doi:10.1128/aem.00285-11)。16、術(shù)語“酵母(yeast)”涉及真核單細胞真菌微生物。酵母的示例為釀酒酵母(saccharomyces?cerevisiae)、白假絲酵母(candida?albicans)、解脂耶氏酵母(yarr?owialipolytica)。術(shù)語“產(chǎn)油酵母(oleaginous?yeast)”涉及能夠以脂質(zhì)(例如脂肪；參見例如abeln,f.,chuck,c.j.,2021,the?history,state?of?the?art?and?future?prospectsfor?oleaginous?yeast?research,microb?cell?fact?20,221doi:10.1186/s12934-021-01712-1；blomqvist,j.,pickova,j.,tilami,s.k.等人,2018,oleaginous?yeast?as?acomponent?in?fish?feed,sci?rep?8,15945,doi:10.1038/s41598-018-34232-x)形式積聚20％和更多它們的細胞干重的酵母。產(chǎn)油酵母的示例為產(chǎn)油皮狀新毛孢子菌(cutaneotrichosporon?oleaginosus)、圓紅酵母(rhodotorula?toruloides)、解脂耶氏酵母、斯達氏油脂酵母(lipomyces?sta?rkeyi)、產(chǎn)油毛孢子菌(trichosporon?oleaginosus)(以前為彎曲隱球菌(cryptoc?occus?curvatus))和圓紅冬孢酵母(rhodosporidiumtoruloides)。17、術(shù)語“電解水(electrolyzing?water)”涉及使用直流電將水分離成氫氣和氧氣的過程。術(shù)語“電解器(electrolyzer)”用于表示能夠電解水的設(shè)備。18、除非另有明確說明或從上下文中清楚可見，否則術(shù)語“氫氣(hydrogen)”涉及二氫，即由通過單一鍵連接的兩個氫原子組成的元素分子h2。術(shù)語“分子氫(molecu?larhydrogen)”或“氣態(tài)氫(gaseous?hydrogen)”也可以同義地用于h2。19、除非另有明確說明或從上下文中清楚可見，否則術(shù)語“氧氣(oxygen)”涉及由通過單一鍵連接的兩個氧原子組成的元素分子o2。術(shù)語“分子氧(molecular?oxyge?n)”或“氣態(tài)氧(gaseous?oxygen)”也可以同義地用于o2。20、術(shù)語“c源(c-source)”或“碳源(carbon?source)”涉及含有至少一個碳原子的化合物，該碳原子可為構(gòu)成細胞材料的化合物或被摻入到構(gòu)成細胞材料的化合物中。c源，特別是用于自養(yǎng)型細菌的c源的一個示例為co2。21、術(shù)語“使用在第二生物過程中生產(chǎn)的生物質(zhì)的至少一部分作為用于第一生物過程的c源”不應(yīng)當(dāng)被解釋為意指生物質(zhì)為第一生物過程的唯一碳源。相反，生物質(zhì)充當(dāng)用于第一生物過程中的額外的碳源。此外，該術(shù)語也不排除該生物質(zhì)可用于其他目的，例如用作額外的氮源。22、術(shù)語“co2固定(co2?fixation)”或“碳固定(carbon?fixation)”涉及將無機碳，特別是呈二氧化碳形式的無機碳以生物方式摻入到有機碳化合物，例如碳水化合物中。術(shù)語“二氧化碳的非光合生物固定(non-photosynthetic?biological?fixati?on?of?carbondioxide)”涉及不包括光合作用的碳固定，即通過非光合生物體進行的碳固定。23、術(shù)語“發(fā)酵(fermentation)”或“發(fā)酵的(fermentative)”是指微生物的活動給化合物、食品或飲料帶來期望變化的任何過程。24、“第三培養(yǎng)基與第二培養(yǎng)基相同”的表述意指第三培養(yǎng)基和第二培養(yǎng)基具有至少基本上相同的組成，即呈相同濃度的基本上相同的成分。該術(shù)語并不意味著溶解的氣體的濃度，例如h2、o2和co2的濃度為相同的。25、“將通過電解生產(chǎn)的o2的至少一部分進料到第二生物過程和/或進料到第一生物反應(yīng)器中”的表述包括將以電解產(chǎn)生的o2的全部或一部分排他性地進料到第一生物過程中，將以電解產(chǎn)生的o2的全部或一部分排他性地進料到第一生物過程中，或者同時或間歇地將以電解產(chǎn)生的o2的至少一部分部分地進料到第一生物過程中并部分地進料到第二生物過程中。術(shù)語“……的一部分”或“部分地”可以指連續(xù)總氣流的部分流，或指以適時方式分開的o2氣流的部分。因此，舉例來說，可以將導(dǎo)向第二生物過程的連續(xù)氧氣流的一部分與總氧氣流分離并用于第一生物過程的氧氣供應(yīng)(見下文)，和/或可以將總氧氣流在第一時間段之間進料到第二生物過程中并在第二時間段之間進料到第一生物過程中。將氧氣“直接”進料到第二生物過程中的方法不排除將氧氣中間儲存于儲罐例如氣瓶中。26、“將在第一生物過程中生產(chǎn)的二氧化碳從第一生物過程中取出并進料到第二生物過程中”的表述不應(yīng)當(dāng)被解釋為意指將co2選擇性地從第一生物過程中取出并進料到第二生物過程中，但被解釋為意指將含co2的空氣從第一生物過程中，例如從第一生物反應(yīng)器的頂部空間中取出，并任選地將經(jīng)過co2富集或濃縮的含co2的空氣，進料到第二生物反應(yīng)器中。27、在本發(fā)明的方法中，在一個實施方案中，可將以電解產(chǎn)生的氧氣排他性地進料到第二生物過程中以用于向第二微生物供應(yīng)氧氣。在一個替代實施方案中，可將以電解產(chǎn)生的氧氣排他性地進料到第一生物過程中，在這一實施方案中，該第一生物過程優(yōu)選為好氧的或至少微好氧的生物過程。在這一實施方案中，好氧的第二生物過程的氧氣供應(yīng)將經(jīng)由含有在第一生物過程中生產(chǎn)的co2的氣流來提供，該氣流是從第一生物過程中取出并被進料到第二生物過程中。因此，來自第一生物過程的殘余氧氣將供應(yīng)到第二生物過程中。在另一個實施方案中，將以電解產(chǎn)生的氧氣部分地進料到第一生物過程中并部分地進料到第二生物過程中。就數(shù)量或時間而言可將氧氣分開，即分成兩個部分流，連續(xù)地進料到第一生物過程和第二生物過程中或間歇地進料到該等生物過程中。28、在本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方案中，第三壓力p3等于或大于第二壓力p2，并且該第二壓力等于或大于第一壓力p1。特別優(yōu)選的是，第三壓力p3大于第二壓力p2，并且該第二壓力大于第一壓力p1，即p3＞p2＞p1。進一步優(yōu)選的是，p1大于大氣壓。由于壓力與氣體溶解度相關(guān)，具有h2氣體被進料的第三培養(yǎng)基的容器中的較大壓力p3能夠使更大量的h2溶解于第三培養(yǎng)基中。第二生物反應(yīng)器中的、與壓力p3相比較低的壓力p2有利于h2釋放到第二培養(yǎng)基中。容器可配置為第三生物反應(yīng)器。29、第一生物過程可為結(jié)果是生產(chǎn)期望生物產(chǎn)品和二氧化碳co2的任何生物過程。優(yōu)選的是，第一生物過程為不包括生產(chǎn)強還原性氣體如h2或co的生物過程。第一生物過程可為好氧、厭氧或微好氧的過程。優(yōu)選的是，第一生物過程為好氧或至少微好氧的過程。通過適用于相應(yīng)生物產(chǎn)品的任何方法，可從第一生物過程中取出生物產(chǎn)品，例如，如果生物產(chǎn)品被儲存于細胞內(nèi)，則通過取出在第一生物過程中培養(yǎng)的細胞的至少一部分，可從第一生物過程中取出生物產(chǎn)品。然后，可以對從第一生物過程中取出的細胞進行進一步處理以獲得生物產(chǎn)品。第一生物過程還可以為用于生產(chǎn)生物質(zhì)，例如在第一生物過程中生長的活微生物的細胞團的生物過程。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，第一生物過程為好氧的生物過程。進一步優(yōu)選的是，第一生物過程為用于生產(chǎn)脂質(zhì)的發(fā)酵過程。優(yōu)選的是，發(fā)酵過程包括培養(yǎng)產(chǎn)油酵母、優(yōu)選圓紅冬孢酵母。替代地或另外地，第一生物過程包括生產(chǎn)類胡蘿卜素，優(yōu)選使用圓紅冬孢酵母(參見例如igreja,w.s.；maia,f.d.a.；lopes,a.s.；chisté,r.c.,2021,biotechnological?production?of?carotenoids?using?low?cost-substrates?is?in?fluenced?by?cultivation?parameters:a?review,int.j.mol.sci.22,8819,doi:10.3390/ijms22168819；yaegashi,j.,kirby,j.,ito,m.等人,2017,rhod?osporidium?toruloides:a?new?platform?organism?for?conversion?oflignocell?ulose?into?terpene?biofuels?and?bioproducts,biotechnol?biofuels?10,241,doi:10.1186/s13068-017-0927-5)。在第一生物過程中使用的微生物例如酵母細胞可為經(jīng)過基因工程的。30、在好氧的第一生物過程的情況下，可將以電解產(chǎn)生的氧氣排他性地進料到第一生物過程中，或也可部分地進料到第一生物過程中以便支持好氧的過程。后者例如因為a)o2氣流被分成兩個氣流，其中一個被進料到第二生物過程中，而另一個被進料到第一生物過程中，或因為b)總o2氣流被間歇地進料到第一生物過程或第二生物過程中，所以可進行。當(dāng)然，選項a)和b)的組合也是可能的。如上文所提及，將氧氣排他性地進料到第一生物過程中，經(jīng)由含有從第一生物過程中取出的co2的氣流向第二生物過程供應(yīng)氧氣也是可能的。31、在本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，第二生物過程為非光合生物過程，并包括o2、h2和co2的化能無機自養(yǎng)型消耗。在這一實施方案中，第二生物過程為如下的生物過程：用o2作為電子受體將h2氧化并固定二氧化碳的knallgas細菌生長。優(yōu)選的是，二氧化碳至少大部分地、進一步優(yōu)選完全地來自第一過程。在第二生物過程中使用的微生物可為經(jīng)過基因工程的。32、特別優(yōu)選的是，第一生物過程為用于發(fā)酵生產(chǎn)脂質(zhì)和/或類胡蘿卜素的好氧的過程，其包括培養(yǎng)酵母細胞，優(yōu)選是紅冬孢酵母屬(genus?rhodosporidium)，特別優(yōu)選是圓紅冬孢酵母，并且第二生物過程包括使用h2和o2化能無機自養(yǎng)地培養(yǎng)knallga?s細菌，優(yōu)選是嗜氫菌屬(genus?hydrogenophilus)，特別優(yōu)選是熱葉綠體嗜氫菌。將通過電解生產(chǎn)的o2進料到第二生物反應(yīng)器中，而將來自電解的h2進料到容器中，在該容器中其溶解于第三培養(yǎng)基中，將其一部分進料到第二生物反應(yīng)器中以便向氫氧化細菌供應(yīng)h2。用于第一過程的主碳源可為例如含碳廢物和副產(chǎn)物(例如生物質(zhì)水解產(chǎn)物、糖蜜等)。然而，其他碳源例如甘油或葡萄糖也是可能的。在這一實施方案中，將酵母細胞生產(chǎn)的二氧化碳進料到第二生物過程中，該第二生物過程包括生產(chǎn)knall?gas細菌的生物質(zhì)，該knallgas細菌化能無機自養(yǎng)地生長。因此，在本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，第一微生物為紅冬孢酵母屬的微生物，優(yōu)選為圓紅冬孢酵母的微生物，并且第二微生物為嗜氫菌屬的微生物，優(yōu)選為熱葉綠體嗜氫菌的微生物。當(dāng)然，用于第二生物過程的knallgas細菌和用于第一生物過程的酵母或細菌的其他組合也是可能的。33、在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，第二生物過程是在40℃-55℃之間、優(yōu)選在45℃-55℃之間、在50℃-55℃之間或在50℃-53℃之間的溫度下進行的。這在培養(yǎng)嗜熱knallgas細菌，例如熱葉綠體嗜氫菌的情況下是特別優(yōu)選的。34、在本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，容器中的第三培養(yǎng)基保持厭氧。舉例來說，這因為該培養(yǎng)基未被充氣而可實現(xiàn)，并且作為培養(yǎng)基中的knallgas細菌的活動即knallgas細菌與引入到該培養(yǎng)基中的h2一起消耗任何氧氣的結(jié)果，可實現(xiàn)。35、第一培養(yǎng)基、第二培養(yǎng)基和第三培養(yǎng)基在每種情況下都為適用于預(yù)期目的的水性培養(yǎng)基，例如為用于支持所培養(yǎng)的微生物生長的水性培養(yǎng)基。36、優(yōu)選將用于第二生物過程的新鮮培養(yǎng)基進料到容器中，但替代地或另外地，也可以進料到第二生物反應(yīng)器中。37、在本發(fā)明的方法的一個優(yōu)選實施方案中，從第二生物反應(yīng)器中取出含有第二微生物的、第二生物反應(yīng)器的第二培養(yǎng)基的一部分，將第二培養(yǎng)基中所含的生物質(zhì)至少部分地與第二培養(yǎng)基分離，水解并進料到第一生物過程中，并將與生物質(zhì)分離的第二培養(yǎng)基再循環(huán)到第二生物過程中。替代地或另外地，與生物質(zhì)分離的培養(yǎng)基也可返回到容器中。在這一實施方案中，使用在第二生物過程中生產(chǎn)的生物質(zhì)作為用于第一生物過程的額外的碳源和氮源，即作為用于在第一生物反應(yīng)器中培養(yǎng)的微生物生長的底物。此外，可從整個過程中取出在第二生物過程中產(chǎn)生并與第二培養(yǎng)基分離的生物質(zhì)的至少一部分并用作單獨的生物產(chǎn)品，例如用作魚食。38、在本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)選實施方案中，將來自第二生物反應(yīng)器的第二培養(yǎng)基的一部分進料到容器中并噴入含有第三培養(yǎng)基的容器的頂部空間中，并將一定量的第三培養(yǎng)基，優(yōu)選將與進料到容器中的第二培養(yǎng)基的量基本上相同的量的第三培養(yǎng)基從容器進料到第二生物反應(yīng)器中。由于第二生物反應(yīng)器和容器中的培養(yǎng)基為相同的，所以使第二生物反應(yīng)器和容器中的培養(yǎng)基的一部分循環(huán)，優(yōu)選連續(xù)地，從第二生物反應(yīng)器向容器中并返回到第二生物反應(yīng)器中。例如借助于泵和噴嘴將該培養(yǎng)基噴入容器的頂部空間中。泵使待進料到容器中的第二培養(yǎng)基的一部分的壓力達到＞p3的壓力并在容器的頂部空間中使該培養(yǎng)基霧化。同時，使容器中一定量的第三培養(yǎng)基，優(yōu)選使相同量的第三培養(yǎng)基返回到第二生物反應(yīng)器中。在這一實施方案中，包括細菌的第二培養(yǎng)基和第三培養(yǎng)基的一部分在第二生物過程與第三生物過程之間循環(huán)。第二培養(yǎng)基在容器的頂部空間中的精細分布促進了h2從氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?。以這種方式，使進料到容器中的以電解產(chǎn)生的h2氣體有效地溶解于其中的培養(yǎng)基中并進料到第二生物過程中。39、本發(fā)明的方法可配置為分批、進料分批(fed-batch)或連續(xù)方法。優(yōu)選的是，本發(fā)明的方法為連續(xù)方法，即配置為連續(xù)方法。40、將在第一生物過程中生產(chǎn)的二氧化碳從第一生物反應(yīng)器，例如從第一生物反應(yīng)器的頂部空間取出，并進料到第二生物反應(yīng)器中。在將二氧化碳從第一生物反應(yīng)器中取出之后并在引入第二生物反應(yīng)器中之前，優(yōu)選例如通過使用合適的分離膜例如中空纖維膜將n2與co2分離來濃縮二氧化碳(參見例如tong?z,sekizkardes?ak.,2021,recentdevelopments?in?high-performance?membranes?for?co2?separation,membr?anes(basel)11(2):156,doi:10.3390/membranes11020156；khalilpour?r.,mumf?ord?k.,zhaih.,abbas?a.,stevens?g.,rubin?e.s.,2015,membrane-based?ca?rbon?capture?fromflue?gas:a?review,journal?of?cleaner?production?103,286-300,doi:10.1016/j.jclepro.2014.10.050；us10118136?b2)。合適的膜為例如中空纖維膜“green(evonik?industrie?ag,essen,germany)。41、就二氧化碳生產(chǎn)和消耗而言，并且為了更好地控制向第二生物過程的co2供應(yīng)，例如在第一生物過程和第二生物過程不同步運行的情況下，任選地可將從第一生物反應(yīng)器中取出的co2中間儲存于儲罐，例如氣瓶中。42、在一個優(yōu)選實施方案中，將以電解產(chǎn)生的氧氣至少部分地直接進料到第二生物過程中以便支持knallgas細菌的代謝活動。可以將氧氣連續(xù)地或間歇地進料到第二生物過程中?？梢詫⒀鯕庵虚g儲存于儲罐，例如氣瓶中。也可以根據(jù)在第二生物過程中測量的物理參數(shù)，例如ph、po2、ph2、溫度、細胞質(zhì)量等，將氧氣進料到第二生物過程中。可以施加流量調(diào)節(jié)以便控制進料到第二生物反應(yīng)器中的氧氣的流速。在這一實施方案中，連續(xù)地或間歇地可將以電解產(chǎn)生的氧氣額外地進料到第一生物過程中，特別是在好氧的生物過程的情況下。流入第一生物過程中的氧氣也可經(jīng)受調(diào)節(jié)。43、在第二方面，本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)本發(fā)明的方法的生物產(chǎn)品的生物技術(shù)生產(chǎn)的設(shè)備，該設(shè)備包括：44、a)第一生物反應(yīng)器，該第一生物反應(yīng)器配置成用于進行第一生物過程，其中，該第一生物過程包括在處于第一壓力p1的第一培養(yǎng)基中培養(yǎng)第一微生物，并且其中，該第一生物過程的結(jié)果是形成該生物產(chǎn)品和二氧化碳co2；45、b)第二生物反應(yīng)器，該第二生物反應(yīng)器配置成用于進行第二生物過程，其中，該第二生物過程包括在處于第二壓力p2的第二培養(yǎng)基中培養(yǎng)第二微生物，并且其中，該第二生物過程為生產(chǎn)生物質(zhì)并消耗分子氧o2、分子氫h2和在步驟a)的該生物過程中生產(chǎn)的該co2的至少一部分的過程；46、c)容器，該容器配置成含有頂部空間和處于第三壓力p3的第三培養(yǎng)基；以及47、d)電解器，該電解器用于將水電解成o2和h2，48、并且其中，該設(shè)備還包括：49、–第一流體連接件，該第一流體連接件將該第一生物反應(yīng)器的第一出口流體連接到該第二生物反應(yīng)器的第一入口，用于將在該第一生物反應(yīng)器中生產(chǎn)的co2轉(zhuǎn)移到該第二生物反應(yīng)器中；50、–第二流體連接件，該第二流體連接件將該第二生物反應(yīng)器的第一出口流體連接到該第一生物反應(yīng)器的第一入口，用于將在該第二生物反應(yīng)器中生產(chǎn)的生物質(zhì)轉(zhuǎn)移到該第一生物反應(yīng)器中；51、–第三流體連接件，該第三流體連接件將該第二生物反應(yīng)器的第二出口流體連接到該容器的第一入口，用于將第二培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到該容器中；52、–第四流體連接件，該第四流體連接件將該容器的第一出口流體連接到該第二生物反應(yīng)器的第二入口，用于將第三培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到該第二生物反應(yīng)器中；53、–第五流體連接件，該第五流體連接件將該電解器的第一出口流體連接到該第二生物反應(yīng)器的第三入口，用于將氧氣o2轉(zhuǎn)移到該第二生物反應(yīng)器中；54、–第六流體連接件，該第六流體連接件將該電解器的第一出口流體連接到該第一生物反應(yīng)器的第三入口，用于將氧氣o2轉(zhuǎn)移到該第一生物反應(yīng)器中；以及55、–第七流體連接件，該第七流體連接件將該電解器的第二出口流體連接到該容器的第二入口，用于將氫氣h2轉(zhuǎn)移到該容器中。56、本發(fā)明的設(shè)備配置成實施本發(fā)明的方法，并包括第一生物反應(yīng)器、第二生物反應(yīng)器和容器，該容器也可配置為生物反應(yīng)器。以實施本發(fā)明的方法的方式將該等生物反應(yīng)器與該容器彼此流體連接。因此，該設(shè)備包括流體連接件，例如管道或管等，該等流體連接件以如下的方式將該等生物反應(yīng)器與該容器流體互連：允許將在第一生物反應(yīng)器中生產(chǎn)的co2轉(zhuǎn)移到第二生物反應(yīng)器中；將生物質(zhì)從第二生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)移到第一生物反應(yīng)器中；將通過電解器產(chǎn)生的氧氣進料到第二生物反應(yīng)器和/或進料到第一生物反應(yīng)器中并將氫氣進料到該容器中；以及在第二生物反應(yīng)器與該容器之間循環(huán)培養(yǎng)基。57、在本發(fā)明的設(shè)備的一個優(yōu)選實施方案中，第二流體連接件在第二生物反應(yīng)器的第一出口與第一生物反應(yīng)器的第一入口之間包括：用于從第二培養(yǎng)基分離第二微生物的分離器；以及用于水解通過分離器從第二培養(yǎng)基分離的第二微生物的水解器。分離器可為分批或連續(xù)運行的離心機，或中空纖維膜模塊。與第二微生物分離的培養(yǎng)基可返回到第二生物反應(yīng)器中，被進料到容器中，或從過程中取出。58、在本發(fā)明的設(shè)備的另一個優(yōu)選實施方案中，將第二生物反應(yīng)器的第二出口流體連接到該容器的第一入口的第三流體連接件延伸到包括頂部空間的容器的上部中，延伸部分包括用于使進料到該容器中的第二培養(yǎng)基霧化的噴嘴。59、進一步優(yōu)選的是，將第一生物反應(yīng)器的第一出口流體連接到第二生物反應(yīng)器的第一入口的第一流體連接件包括用于在將在第一生物反應(yīng)器中生產(chǎn)并從第一生物反應(yīng)器中取出的co2轉(zhuǎn)移到第二生物反應(yīng)器中之前將其濃縮的co2濃縮器，優(yōu)選膜式co2濃縮器。還進一步優(yōu)選的是，第一流體連接件包括用于儲存co2的co2儲罐，例如氣瓶。因此，可將co2中間儲存，并在需要時進料到第二生物過程中。這是有利的，因為例如在發(fā)生過程錯誤的情況下或為了補償不相等的co2生產(chǎn)速率和消耗速率，能夠使第一生物過程中的co2生產(chǎn)與第二生物過程中的co2消耗分離。60、用于將氧氣o2轉(zhuǎn)移到第一生物反應(yīng)器中的、將電解器的第一出口流體連接到第一生物反應(yīng)器的第三入口的第六流體連接件合用第五流體連接件的一部分。在本發(fā)明的設(shè)備的一個優(yōu)選實施方案中，將電解器的第一出口流體連接到第二生物反應(yīng)器的第三入口的第五流體連接件延伸到第一生物反應(yīng)器并將電解器的第一出口流體連接到第一生物反應(yīng)器的第三入口。優(yōu)選的是，在第五流體連接件中插入二通閥以使得可將氧氣流分開并同時導(dǎo)向到第一生物反應(yīng)器和第二生物反應(yīng)器，或者間歇地導(dǎo)向到第一生物反應(yīng)器或第二生物反應(yīng)器。61、該容器還可配置為生物反應(yīng)器，以使得設(shè)備包括第一生物反應(yīng)器、第二生物反應(yīng)器和第三生物反應(yīng)器。62、在下文中，將僅參考附圖通過示例進一步詳細地描述本發(fā)明。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12