Пате;;00115авторы(франция)

 

ООП5

ОП ИС

ИЗОБРЕ

К IlAT

Сеюз Советское

Социалистических

Республик

Зависимый от патента

Заявлено 07Х11.1970 (Кл. С 12b 1/08

Приоритет 07.VII.1969 (Опубликовано 03.Х.1973

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изооретений и открытий 636.087(088.8) Дата опубликования on

Авторы изобретения

Андрэ Дешам, Иностранцы

Сигизмон Франковайк, Клод Гателлье, Жорж Гликман и Филипп Рено (Франция)

Иностранная фирма

Франсэ дю Петроль, дэ Карбюран э Любрифьян» (Франция) Заявитель

«Энститю

СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

Известен способ культивирования микроорганизмов, предусматривающий последовательное многостадийное выращивание их на 5 водной минеральной среде в присутствии углеводородов при аэрации газом, содержащим кислород, и отделение микроорганизмов от истощенной питательной среды на каждой стадии. 10

Предлагаемый способ улучшает качество выращиваемых микроорганизмов.

Достигается это тем, что микроорганизмы, отделенные после каждой .стадии выращивания, контактируют с углеводородами, содер- 15 жащими по весу по крайней мере 70%, предпочтительно 85%, линейных парафиновых углеводородов, затем микроорганизмы отделяют от углеводородов и последние направляют на первую стадию выращивания. 20

Контактирование отделенных микроорганизмов с углеводородами осуществляют в присутствии кислорода в противотоке.

Предлагаемый способ культивирования микроорганизмов поясняется технологической 25 схемой.

В ферментср 1 подают питательную среду, содержащую источник азота в виде ионов аммиака NH4+, нитратных ионов NO3 — или в виде мочевины, источник фосфора в виде фос- 30 фатных ионов, олигоэлементы, т. е. ионы металлов и металлоидов в очень небольших количествах, факторы роста в виде соединений типа витаминов В, полученных, например, в виде дрожжевого экстракта, и углеводороды, содержащие по весу по меньшей мере 70%, предпочтительно 85%, линейных парафиновых углеводородов.

Выращивание микроорганизмов осуществляют при аэрации газом, содержащим молекулярный кислород, который подают под абсолютным давлением от 1,2 до 20 атм (лучше от 1,5 до 4 атм) в течение 1 — 10 час.

Фракцию углеводородов, используемую в качестве загрузки, получают депарафинизацией такой углеводородной фракции, как газойль, мазут или смазочные масла, т. е. углеводороды, у которых в молекуле сбдержится по меньшей мере 9 атомов углерода.

Выращивание осуществляют до значения общего содержания Н-парафинов (свободных и поглощенных), равного 0,2 — 5о д, предпочтительно от 0.5 до 2 "уо от веса загруженных углеводородов.

Из фермснтсра 1 по трубопроводу 2 жидкость поступает в аппарат 3, где осуществляют отделение микроорганизмов от водной питательной среды и непотребленных углсводородов. Это разделение можно осуществить любым известным способом, например от400 И 5 стаиванием, фильтрацией или центрифугированием.

После сепарации микроорганизмы, полученные в виде массы или «сметаны», содержат в основном от 5 до 30 по весу микроорганизмов, еще имеют на оболочках клеток водную среду и поглощаемые углеводороды с разветвленной цепью, так как линейные углеводороды главным образом уже израсходованы. Кроме того, микроорганизмы содержат такие побочные продукты окисления, как жирные кислоты.

В случае углеводородной фазы, образовавшейся из неизрасходованных углеводородов, в аппарате 3 можно осуществлять промывку.

Из сепаратора отделенные микроорганизмы по трубопроводу 4 направляют в аппарат 5 для их промывки, а водную питательную среду — по трубопроводу 6 во второй ферментер 7. Промывку (обогащение) углеводородами с большим количеством Н-парафинов осуществляют в присутствии кислорода с целью замены углеводородов, загрязняющих наружную поверхность микробиологических клеток, углеводородами с большим содержанием линейных парафинов.

Промывку осуществляют в аппарате 5 противотоком. Фракцию углеводородов, содержащую по меньшей мере 70 / (предпочтительно

85 /ц) линейных парафиновых углеводородов, подают по трубопроводу 8, а микроорганизмы — сверху по трубопроводу 4. Последние опускаются под действием сил тяжести в противотоке с поднимающимся потоком промывочной жидкости (фракции углеводородов), которая удаляется по трубопроводу 9, при этом часть ее направляют по трубопроводу 10 в ферментер 1 в виде загрузки, а другую часть — по трубопроводу 11.

Микроорганизмы после промывки направляют по трубопроводу 12 в ферментер 7, в который по трубопроводу 13 подают неизрасходованный воздух из ферментера 1, Поток, выходящий из второго ферментера, направляют по трубопроводу 14 в сепаратор

15, где получают очищенные микроорганизмы, отбираемые по трубопроводу lб, а водную среду — по трубопроводу 17, откуда часть водной среды направляют либо в ферментер 1, либо в ферментер 7.

Преимущество данного способа состоит в том, что газ (в основном воздух) после обработки микроорганизмов на первой ступени ферментации направляют непосредственно на вторую ступень ферментации (в ферментер 7).

Кроме того, одну и ту же водную среду или по меньшей мере часть этой среды последовательно используют на двух ступенях ферментации. Кроме того, во время второй ферментации расходуют по существу только поглощенные углеводороды, поскольку не существует свободной углеводородной фазы и очевидно, что эти поглощенные углеводороды после стадии промывки обогащаются линейными парафинами. Такие углеводороды бо5

4( лее полно и более быстро потребляются, чем углеводороды с разветвленной цепью, Побочные продукты в этом случае или совсем не образуются или образуются в меньшей степени.

Под микроорганизмами, используемыми в данном способе, подразумевают дрожжи, бактерии и плесени или их смеси. Ниже приводятся примеры этих трех категорий микроорганизмов, не ограничивающие область действия изобретения. а) Дрожжи группа Endomycetaceae и в частности подгруппа Saccharomycetoideal, к которой принадлежат роды Pishia Honsenula, Debaryomylles, подпруппа Lipomycetoideae, а именно род Lipomyces; группа Cryptococcaceae, в частности подгруппа Cryptococcoideae, родов Torulopsis u Candida, подгруппа Rhodotoruloideae, вида Rhodotorula.

b) Бактерии порядок Pseudononadales, а именно группа

Pseudomonadaceae, род Pseudomonas и в нем разновидность Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas ovalis, Pseudomonas oruliviae; порядок Enbacterioles, группа Achromobacteraceae, а именно род Aoromobacter, род Flavobacterium, разновидности которого Flavobacterium aguatile, Flavobacterium lutescens, Flavobacterium marinum; группа Micrococcaceae, а именно разновидности Micrococcus luteus u Micrococcus flams, группа Brevibacteriaceae, Brevibacterium рода.

Порядок Actinomycetales, группы Mycobacteг1асеае и Actinomycetaceae. с) Плесени группа Mucoracees, Hrizopus рода; группа Asipergillales, Aspergillos, Penicillium родов.

Пример. Выращивание микроорганизмов осуществляют в цилиндрическом реакторе, полезной емкостью 1 и, снабженном системой перемешивания. Лэрацию этого ферментера обеспечивает компрессор из расчета

100 м /час. В реакторе поддерживают давление 2,5 атм и температуру 30 -1 С.

Углеводородные фракции, полученные путем депарафинизации газойля мочевиной, состоят на 90 / из нормальных парафинов и на

10 / из смеси парафинов с разветвленной цепью, нафтенов и ароматики.

В реактор вводят фракцию в количестве

1 кг/час, а также минеральный раствор (около 150 л/час), составленный таким образом, что за 1 час в реактор вводят 40 r фосфора (Р О;), 35 г калия (КрО) и 1 г магния (MgO). Регулирование рН, поддерживаемого при значении 4+0,1, осуществляют путем добавления раствора аммиака, что обеспечивает поступление соответственно 100 r/час азота (N).

Из сепаратора по трубопроводу 10 подают углеводородную фракцию в реактор из расчета 600 г/час. Поток, выходящий из реакто400115

Составитель М. Ларина

Техред Л. Богданова

Редактор А. Бер

Корректор Л. Новожилова

Заказ 725/16 Изд. № 38 Тираж 496 Подписное

1АНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушгкая наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 ра (по трубопроводу 2) соответствует

1,5 кг/час дрожжей (по сухому остатку) и

150 л/час минерального раствора, содержащего 5 г фосфора (Р20з), но не содержащего больше ни калия, ни магния, и 0,1 кг/час углеводородов.

Затем культуральную жидкость отстаивают, что способствует разделению ее на пастообразные дрожжи (20 л/час) и минеральный раствор 130 л/час, подвергают промывке в центрифуге в противотоке пастообразных дрожжей с потоком из фракции углеводородов, идентичных углеводородам, подаваемым в первый реактор, с объемным соотношением около 20: 1.

Поток углеводородов, выходящий из центрифуги, направляют в первый реактор.

Вторичное выращивание микроорганизмов осуществляют в цилиндрическом реакторе полезной емкостью 0,5 м, снабженном системой для перемешивания. Аэрацию обеспечивают введением газообразного потока с первой стадии ферментации из расчета 100 м /час. В этом реакторе так же поддерживают атмосферное давление и температуру, равную 30+1 С. В реактор непрерывно подают минеральный раствор (130 л/час) после сепарации и пастообразные дрожжи (20 л/час) со стадии промывки.

Во втором ферментере поддерживают постоянное значение рН среды путем добавления раствора аммиака, как описано выше.

Приблизительно 150 л/час раствора, выходящего из ферментера, содержит по объему

16 кг дрожжей (по сухому весу), минеральный раствор, не содержащий больше фосфора, и 1 г углеводородов.

Полученные дрожжи загрязнены небольшим количеством углеводородов.

При необходимости можно ввести еще одну дополнительную промывку известного типа.

Предмет изобретения

1. Способ культивирования микроорганизмов, предусматривающий последовательное многостадийное выращивание на водной минеральной среде в присутствии углеводородов

15 при аэрации газом, содержащим кислород, отделение микроорганизмов от истощенной питательной среды на каждой стадии, отличающий ся тем, что, с целью улучшения качества выращивания микроорганизмов, мик20 роорганизмы, отделенные после каждой стадии выращивания, контактируют с углеводородами, содержащими по весу по крайней мере 70%, предпочтительно 85%, линейных парафиновых углеводородов, затем микроор25 ганизмы отделяют от углеводородов и последние направляют на первую стадию выращивания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что контактирование отделенных микроорганиз30 мов с углеводородами осуществляют в присутствии кислорода.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличаюЩийся тем, что контактирование отделенных микроорганизмов с углеводородами осуществляют в

35 противотоке.