块提供允许气体与液体沿着设定流径充分混合的独特几何环境， 从而使夹带气更均匀地溶解于液体中。例如，运些接触模块包括但不限于结构化波纹金属 填料、散堆填料、筛板和静态混合器的基质，运些都具有一定范围的熟知类型和密度并且可 广泛地商购获得。
[0106] 根据具体实施方案，可控制气态底物向微生物培养物的传质率W在最优供应率下 或向着最优供应率向微生物培养物供应底物。在反应器中，可通过控制气体底物的分压和/ 或通过控制液体流动速率或气体滞留来控制传质率。在具体的实施方案中，通过控制进入 反应器的气态底物的分压来控制传质。
[0107] 在具体的实施方案中，将培养基的pH值维持在约6至约11。更具体地，pH值在约8.0 至约9.5内变化。可W通过向培养基按需添加碳酸盐或碳酸氨盐或添加酸和碱来控制pH值。 在具体的实施方案中，将液体营养培养基的溫度维持在约5°C至约65°C、优选地约2(TC至约 40°C并且最优选约25°C至约35°C。
[010引产物的生产
[0109] 本发明的方法通过在生物反应器中嗜甲烧微生物对CH4的微生物转化来产生基于 脂质的产物。在各个实施方案中，脂质含于细菌生物质的膜部分中。整个生物质体积的脂质 分数将由反应器中的生长条件决定。在具体的实施方案中，细菌生物质的膜部分中所含的 脂质占细菌干重的约至少5%。在具体的实施方案中，细菌生物质的膜部分中所含的脂质占 细菌干重的至少约20%或至少约40%。作为微生物转化的部分所产生的废气中的一种为 0)2。0)2可与气相中任何未反应的气体一起离开，或者其中一些可W含于液体发酵液中。相 对于液体发酵液，气相中离开的量将取决于发酵液抑值，较高pH值有利于液体发酵液中的 C〇2。
[0110] 在具体的实施方案中，对反应器有限的化供应将有利于微生物产生脂质。充足的 CH4供应与有限的化供应可使生长速率较快并且使培养物的脂质形成增强。因此，在具体的 实施方案中，将包含过量CH4的气态底物供至反应器中W使培养物产生脂质产物。在具体的 实施方案中，向反应器有限的邸4供应将有利于微生物产生脂质。充足的化供应与有限的邸4 供应可使生长速率较快并且使培养物的脂质形成增强。因此，在具体的实施方案中，将包含 过量化的气态底物供至反应器中W使培养物产生脂质产物。在有利于脂质产生的具体实施 方案中，气态底物的细菌的吸收率处于在约1:1至约2.5:1〇2:邸4范围内的比率。在有利于脂 质产生的优选实施方案中，〇2与CH4的吸收率W在约1.3:1至约1:1范围内的比率变化。期望 细菌生长速率为至少O. O她r-1或至少0.12虹-1，或至少O.化r-1或至少0.4hr-i。图3中说明用 有限的化操作并且有利于脂质产生的化学计量的范围，其中（1)表示可燃区域。
[0111] 在具体的实施方案中，所述方法产生脂质，包括脂肪酸、糖脂、銷脂、醋脂、聚酬、固 醇脂、蕾烧类、憐脂和异戊締醇脂质与链长为约12个至20个碳的脂肪酸（W及所得控）。脂质 的特定实例包括但不限于月桂酸、肉豆違酸、栋桐酸、栋桐油酸、硬脂酸、异油酸、憐脂酷胆 碱、=酸甘油醋、甘油和其混合物。特定脂肪酸含量示于实施例1、表3中。
[0112] 除产生脂质W外，本发明的方法还可产生氨基酸。在具体的实施方案中，由微生物 所产生的氨基酸包括但不限于依克多因、脯氨酸、5-氧脯氨酸、丙氨酸、天口冬氨酸盐、谷氨 酷胺和谷氨酸盐。表3中示出生产氨基酸的一个实例，其呈现于实施例3中。微生物产生氨基 酸可W由在高盐度(3-8%NaCl)下培养所引起。
[0113] 反应器应理想地在适于将气体微生物转化成所需产物的条件下操作。应考虑的反 应条件包括压力、溫度、气体流动速率、液体流动速率、培养基pH值、培养基氧化还原电位、 揽动速率(若使用连续揽拌蓋反应器的话）、接种物水平、最大底物浓度W确保液相中的 CH4、C出OH或化不会变得具有限制性的，W及避免产物抑制的最大产物浓度。
[0114] 在本发明的某些实施方案中，可能对在高分压下的方法有利。反应器中的较高压 力可影响脂质形成和微生物生长。在具体的实施方案中，将反应器维持在约大气压至约3， OOOkPag的压力下。在其它实施方案中，压力可为约20kPag至约2,000kPag。
[0115] 在某些实施方案中，培养基的钢浓度可对嗜甲烧微生物的生长和生产率有影响。 在具体的实施方案中，使用盐优选化Cl将培养基的钢浓度调节到所需水平。在运些情况下， 使用不含有钢的酸和碱来控制培养基的pH值。在优选的实施方案中，将钢浓度维持在约 120mM与约210mM之间(作为阳离子）。
[0116] 在各个实施方案中，使用气相色谱法通过进气和出气的常规t取样来测定方法的 气体组成。运允许监测气体中的邸4、0)2、〇2和惰性物质如氮，W及由细菌代谢所产生的氨。 在具体的实施方案中，通过使用测量反应器发酵液中的化浓度的溶解氧探针来进一步监测 反应器中的化水平。在具体的实施方案中，使用由氧探针收集的测量值W控制入口化或空气 馈送率。
[0117] 在具体的实施方案中，未利用的气体和/或任何由微生物所产生的气体的至少一 部分从气体出口离开反应器。运种排气典型地包含未消耗的CH4和化，W及由微生物所产生 的C〇2。在具体的实施方案中，排气的至少一部分回收到生物反应器中W进一步转化。在运 些实施方案中，排气可先经历本领域中已知的任何气体分离方法W去除排气流的一种或多 种不合需要的组分，如C〇2。或者，可W将排气的至少一部分用作燃料。
[0118] 提取
[0119] 在各个实施方案中，脂质产物含于细胞或细胞膜中。在运些情况下，需要从细菌生 物质中提取脂质产物。因此，在反应器中的微生物转化过程之后，将生物质馈送到提取区。
[0120] 提取区可W包括用于提取过程的不同阶段的多个提取单元。作为第一段，可W将 生物质供至固体浓度适于累送生物质（小于40%固体并且优选在1%与10%固体之间）W便 在脂质提取之前进行预处理的细胞破碎单元。预处理步骤可W由细胞生物质的化学或物理 处理，优选高压均化、高溫解育（在约50°C与约200°C之间，优选地在约75°C与约90°C之间） 或者酸或碱预处理(优选浓度在约1 %与约10 %此S〇4或化OH之间、优选地在约2 %与约4 % 出S化或NaOH之间）或者上述处理的任何组合组成。
[0121] 在本发明的其它实施方案中，破碎的细胞可W先经历脱水步骤W去除一些在发酵 液中所含的水，随后导入溶剂萃取过程。脱水可W包括例如但并不限于离屯、、过滤、蒸发或 其组合。脱水可W得到含有破碎细胞并且水含量小于起始发酵液的水含量的生物质部分。 在本发明的一些实施方案中，含有破碎细胞和脂质的脱水生物质的水含量可W在约10重 量％水至约60重量％水的范围内。
[0122] 破碎的细胞然后可W经历溶剂萃取过程，其比率在约100 :1与约1:100的湿生物 质：溶剂之间，或者比率在约10:1与约1:10之间，或者比率为约5:1至约约1:5或比率为约2: 1至约1:2。用于本段的优选溶剂为极性与脂质部分的极性相容并且具有足W使溶剂易于去 除的低沸点的溶剂，优选的溶剂为用于嗜甲烧生物质中的高度极性脂质部分的短链醇溶 剂，例如用于微生物非极性脂质的下醇或戊醇或短链烧控溶剂，例如己烧或庚烧或者极性 与非极性溶剂的组合。可用于本发明的方法中的溶剂的其它实例选自甲醇、乙醇、1-丙醇、 正下醇、异下醇、异戊醇、2-甲基-1-下醇、苯乙醇、1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、 1-癸醇、色醇、异丙醇、2-下醇、2-戊醇、2-己醇、环己醇、叔下醇、叔戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基己-2-醇、2-甲基庚-2-醇、3-甲基-3-戊醇、3-甲基辛-3-醇、环戊烧、环己烧、苯、甲苯、 乙酸、二氯甲烧、四氨巧喃、乙酸乙醋、丙酬、二甲基甲酯胺、乙腊、二甲亚讽和其混合物。在 具体的实施方案中，将来自提取过程的产物进一步分离成主要包含所提取的脂质和溶剂的 轻相，W及主要包含水、废生物质和脂质/溶剂携带物的重相。在本发明的一些实施方案中， 轻相与重相的分离可W通过重量法(包括但不限于离屯、和分相器)来实现。在具体的实施方 案中，在分离段采用盘叠式离屯、机。
[0123] 在本发明的一些实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约(TC至约100°C范围内的溫度 下完成。在本发明的一些实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约20°C至约50°C范围内的溫度 下完成。在本发明的还有其它的实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约(TC、约10°C、约20°C、 约30 °C、约40 °C、约50 °C、约60 °C、约70 °C、约80 °C、约90 °C或约100 °C的溫度下完成。
[0124] 在本发明的一些实施方案中，溶剂萃取步骤可W在35kPa(5psia)至约13790k化 (2000psia)，或约690k化（IOOpsia)至约6，900kPa(1000 psia)，或约6，900k化（1000 psia)至 约13,7904?曰(2,00化31曰），或974?曰（14口31曰)至约1724?曰(25口31曰）的范围内的压力下进行。
[0125] 在本发明的一些实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约1分钟至约24小时范围内的 时期内完成。在本发明的一些其它实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约1分钟至约60分钟的 范围内的时期内完成。在本发明的一些其它实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约1分钟、约 10分钟、约20分钟、约30分钟、约40分钟、约50分钟或约60分钟的时期内完成。在本发明的一 些其它实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约1小时至约24小时的范围内的时期内完成。在本 发明的一些其它实施方案中，溶剂萃取步骤可W在约I小时、约2小时、约3小时、约4小时、约 5小时、约6小时、约7小时、约8小时、约9小时、约10小时、约11小时、约12小时、约13小时、约 14小时、约15小时、约16小时、约17小时、约18小时、约19小时、约20小时、约21小时、约22小 时、约23小时或约24小时的时期内完成。
[0126] 在分离之后，可W使用蒸馈从脂质产物中洗提溶剂，并且将其回收到提取区，留下 大致上纯的脂质流。在具体的实施方案中，将含有废生物质的重相送到厌氧消化模块。或 者，废生物质可用于产生单细胞蛋白。
[0127] 在具体的实施方案中，可W进一步加工从生物质所提取的脂质W提供燃料或其它 化学物质。例如，脂质产物流的至少一部分可W通到加氨处理单元，其中脂质可转化成柴油 燃料或柴油燃料组分。
[0128] 在另一实施方