美国Intrexon生物技术公司正在利用一种称为甲烷氧化菌的微生物发酵甲烷生产丁二烯。该公司声称这是一种更环保的生产丁二烯的方法,因为甲烷没有氧,因此减少了生成二氧化碳的量。该公司开始使用新技术设计甲烷氧化菌,使其更容易操控微生物,并通过使用新工具(即机器学习)缩短了对结果进行分析的时间。
Intrexon公司能源和精细化学品部门的高级副总裁Robert Walsh指出,由于缺乏与酵母和大肠杆菌相关的知识深度,没有人知道如何设计甲烷氧化菌,但通过机器学习能够大幅增加实验样品的数量,每周运行的样品数量从50个增至10 000个。
到目前为止,该公司可以通过微生物生产6种分子:2,3-丁二醇(丁二烯的前体)、1,4-丁二醇、异丁醛(甲基丙烯酸甲酯的前体)、异戊二烯、异丁醇和法呢烯。目前,Intrexon公司专注于2,3-丁二醇,因为通过常规催化反应就可将其转化为90%的丁二烯和10%的甲基乙基酮。据Walsh介绍,该公司小型发酵罐的连续生产时间已超过80天。该公司的目标是发酵罐的运行时间能够更长,但它需要休息以收集数据并调整发酵过程。
Intrexon公司目前正在对扩建潜在产能为 25 kt/a 的示范装置进行详细的施工设计。在示范装置规模内,该公司的丁二烯生产成本预计为300美元/t,与传统的丁二烯生产相比,该工艺具有成本竞争力。