CT&F Ciencia, Tecnología & Futuro (Jan 2001)
INCREASING THE PRODUCTION OF DESULFURIZING BIOCATALYSTS BY MEANS OF FED-BATCH CULTURE
Abstract
Over the past years, environmental regulations have driven a lot of effort for the development of new technologies for the upgrading of fossil fuels. Biotechnology offers an alternative way to process fossil fuels by means of a biodesulfurization technolgy where the production of the biocatalyst is one of the key topics. Traditionally, the production is carried out in batch culture where the maximum cellular concentration is restricted by inherent limitations of the culture type and the microorganism growth rate. This work adresses the production of two desulfurizing microorganisms: Rhodococcus erythropolis IGTS8 and Gordona rubropertinctus ICP172 using fed-batch culture. Fed-batch cultures were conducted in a 12 L fermentor using ICP4 medium containing glucose and DMSO as carbon and sulfur sources. As a result, cell concentration was increased 1.5 and 3 times with fed-batch cultures using constant and exponential flow respectively, achieving a maximum cell concentration of 7.3 g DCW/L of biocatalyst IGTS8 and 12.85 gDCW/L of the new biocatalyst ICP172. Both biocatalysts presented biodesulfurization activity in a spiked matrix (DBT/HXD) and in Diesel matrix with the detection of 2-HBP, which is the end-product of DBT degradation pathway.El mercado de combustibles exige el desarrollo de nuevas tecnologías para la remoción de azufre orgánico. Dentro de las alternativas en desarrollo, la Biodesulfurización de Hidrocarburos (BDS) resulta promisoria por su selectividad y posible competitividad económica. La producción del biocatalizador es uno de los puntos claves en el desarrollo de la tecnología de BDS. Tradicionalmente la producción se realiza mediante cultivos lote en donde la concentración celular máxima es restringida por limitaciones inherentes al tipo de cultivo y por la velocidad de crecimiento del biocatalizador. En este trabajo se logró incrementar la concentración celular del biocatalizador comercial IGTS-8 y de la cepa nativa ICP172, utilizando cultivos por lote alimentado con 2 diferentes estrategias de alimentación. Los incrementos celulares con respecto al cultivo lote fueron de 1.5 veces y 3 veces en cultivos lote alimentado con flujo constante y exponencial respectivamente, logrando concentraciones celulares máximas de 7.3 gr/L con el biocatalizador IGTS-8 y 12.85 con el nuevo biocatalizador ICP172. Los biocatalizadores obtenidos presentaron actividad biodesufurizadora tanto en matriz ideal (DBT/HXD) como en matriz real (Diesel). El incremento en la productividad del biocatalizador significa un importante aporte desde el punto de vista de desarrollo del proceso de Biodesulfurización, considerando las altas concentraciones que se requieren para la reacción de contacto con la matriz a desulfurizar.
