БИОСОРБЕНТ Российский патент 1999 года по МПК B01J20/24 C12N1/00 

Описание патента на изобретение RU2143318C1

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к процессам утилизации отходов пищевой промышленности, и может быть использовано в процессе переработки отходов процесса микробиологического получения спирта.

Известен биосорбент (US, патент 4690894 C 12 N 1/36, 1987), представляющий собой биомассу микроорганизмов, обработанную избытком 0,25 - 1,25 М раствора щелочи при 50 - 100oC в последующем промытую водой и высушенную. Недостатком известного биосорбента следует признать ограниченность применения (только катионы металлов), а также малую сорбционную емкость на единицу площади.

Известен также биосорбент (SU, авторское свидетельство 1792738 В 01 J 20/22, 1990), представляющий собой биомассу микроорганизмов, обработанную смесью углеводородного растворителя и спирта при 10-80oC в течение 2 - 6 часов с последующим отделением твердой фазы из суспензии биомассы, высушиванием ее и измельчением. Недостатком данного биосорбента следует признать низкие сорбционные характеристики.

Известен биосорбент (RU, патент 2026824 С 02 F 1/28, 1995), представляющий собой биомассу отработанных в процессе производства фермента цитохрома С дрожжей. Недостатком указанного сорбента следует признать отсутствие сырьевой базы, поскольку производство фермента цитохром С является малотоннажным. Кроме того, невысокий поверхностный потенциал биосорбента приводит к невысоким сорбирующим способностям.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является биосорбент (RU, патент 2063801 B 01 J 20/24, 1996), представляющий собой дезинтегрированные оболочки дрожжей - сахаромицетов, обладающие определенным отрицательным кинетическим материалом.

Техническая задача, решаемая посредством изобретения, состоит в разработке биосорбента.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в расширении ассортимента биосорбентов.

Указанный технический результат достигается дезинтеграцией микроорганизмов, использованных ранее в микробиологическом производстве этилового спирта, причем в результате дезинтеграции биомасса микроорганизмов получает на поверхности клеточных оболочек отрицательный поверхностный потенциал от 22 до 75 мВ, при этом необходимо, чтобы содержание липидов составило от 0,4 до 4,0%, а углеводов от 30,0 до 50,0% в пересчете на абсолютно сухое вещество. Биосорбент может быть использован как в виде водной суспензии, так и в виде гранул или порошка. Биомасса может содержать как дрожжи, используемые при сбраживании сахар- или крахмалсодержащего сырья (Saccharomyces cerevisial, Kluveromyces fragilis), так и бактерии (Zymomonas mobilis, Clostridium thermocellum), используемые для этой же цели, причем соотношение их может быть произвольно при условии соблюдения содержания липидов и углеводов в оболочках клеток микроорганизмов.

Наличие значительного отрицательного поверхностного потенциала приводит к большой сорбционной емкости биосорбента применительно к положительно заряженным частицам, а наличие липидов и углеводов приводит к значительной сорбционной емкости применительно к органическим веществам.

Биосорбент может быть получен различными способами.

Предварительно определяют состав оболочек клеток микроорганизмов, используемых для микробиологического получения этилового спирта. В случае соответствия их липидного содержания, а также содержания углеводов вышеуказанному пределу, суспензию микроорганизмов подвергают следующим видам обработки:
1. Водную суспензию дрожжей или бактерий, применяемых при сбраживании сахар- и крахмалсодержащего сырья, нагревают со скоростью 20 - 27oC в течение 3 - 5 часов до температуры 90 - 97oC, предпочтительно, с использованием острого пара, отделяют, предпочтительно, центрифугированием твердую фазу, которая и представляет собой биосорбент. Отрицательный поверхностный потенциал биосорбента, полученного по указанному способу, составляет, при использовании указанных режимов, 37 - 50 мВ. Содержание липидов и углеводов определено составом суспензии.

2. Суспензию микроорганизмов, используемых при микробиологическом получении этилового спирта, облучают ИК- лазером при длине волны 0,61 - 10,6 мкм в течение 2 - 3 часов при перемешивании до полной дезинтеграции клеток. Отделяют твердую фазу, предпочтительно, центрифугированием, хотя возможно использовать и фильтрацию, которая и представляет собой биосорбент.

3. Суспензию микроорганизмов обрабатывают сжатым оксидом углерода (IV) под давлением 6 - 9 МПа в изобарических условиях. По истечении 0,5 - 0,7 часа давление сбрасывают, отделяют любым известным способом твердую фазу, которая и является биосорбентом.

Полученный любым перечисленным способом биосорбент при толщине слоя твердой фазы 12 мм и объеме 1,4 дм3 практически полностью удаляет из водных растворов хлорорганические и фосфорорганические соединения при содержании их не свыше 1,4 мг/л, катионы тяжелых металлов (медь, свинец, кадмий, ртуть) при общем содержании их в растворе до 13 мг/л. Кроме того, он уменьшает содержание сивушных масел и альдегидов в водно-спиртовых смесях примерно на 19%.

Для получения биосорбента могут быть использованы как отработанные культуры, так и свежеприготовленные.

Похожие патенты RU2143318C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВОДКИ 1998
  • Кухаренко А.А.
RU2139931C1
КОРМОВАЯ ДОБАВКА 1998
  • Кухаренко А.А.
  • Винаров А.Ю.
  • Сидоренко Т.Е.
RU2138180C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ С БИОАКТИВНОЙ ДОБАВКОЙ 1998
  • Кухаренко А.А.
  • Винаров А.Ю.
  • Ипатова Т.В.
RU2143415C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ ДРОЖЖЕЙ 2004
  • Кузнецов Александр Евгеньевич
  • Сорокодумов Сергей Николаевич
  • Винаров Александр Юрьевич
  • Кухаренко Александр Александрович
  • Каленов Сергей Владимирович
  • Крылов Игорь Алексеевич
RU2268924C1
БИОСОРБЕНТ "ВИТАБИОС" И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1997
  • Лошкарев Г.Л.
RU2127066C1
КОНСОРЦИУМ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS И ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCOPSIS FIBULIGERA - ПРОДУЦЕНТ БЕЛКА НА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ СПИРТОВУЮ БАРДУ И ЗЕРНОСЫРЬЕ 2000
  • Винаров А.Ю.
  • Сидоренко Т.Е.
  • Смирнов В.Н.
RU2180689C2
СПОСОБ АКТИВАЦИИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, РОСТА РАСТЕНИЙ И КЛЕТОК РАСТЕНИЙ 1995
  • Винаров А.Ю.
  • Ипатова Т.В.
  • Мирскова А.Н.
  • Левковская Г.Г.
RU2092547C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА 1994
  • Винаров А.Ю.
  • Лоевский А.Л.
  • Ипатова Т.В.
RU2093578C1
МИНЕРАЛЬНО-ОРГАНИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ 2001
  • Винаров А.Ю.
  • Сидоренко Т.Е.
  • Робышева З.Н.
  • Ипатова Т.В.
  • Дирина Е.Н.
RU2183602C2
СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ АДАПТИРУЕМОСТИ ЧЕЛОВЕКА К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ 1997
  • Спиридонов В.Е.
  • Лошкарев Г.Л.
  • Колесников В.В.
  • Койкова И.А.
  • Балкунова С.М.
  • Нарыков В.Д.
  • Дубко В.Ф.
  • Дашин В.П.
RU2191587C2

Реферат патента 1999 года БИОСОРБЕНТ

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к процессам утилизации отходов пищевой промышленности, и может быть использовано в процессе переработки отходов микробиологического производства этилового спирта. Биосорбент представляет собой дезинтегрированные клетки микроорганизмов, использованных в микробиологическом производстве этилового спирта. Клетки имеют отрицательный поверхностный потенциал от 22 до 75 мВ. Содержание липидов составляет от 0,4 до 4,0%, углеводов - от 30,0 до 50,0% в пересчете на абсолютно сухое вещество. Изобретение позволяет расширить спектр биосорбентов. 3 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 143 318 C1

1. Биосорбент, представляющий собой дезинтегрированные клетки микроорганизмов, использованных в микробиологическом производстве этилового спирта, отличающийся тем, что отрицательный поверхностный потенциал клеток имеет величину от 22 до 75 мВ при содержании липидов от 0,4 до 4,0% и углеводов от 30,0 до 50,0% в пересчете на абсолютно сухое вещество. 2. Биосорбент по п.1, отличающийся тем, что он представляет собой водную суспензию или порошок, или гранулы. 3. Биосорбент по п.1, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют дрожжи и/или бактерии. 4. Биосорбент по п.1, отличающийся тем, что клетки дезинтегрированы нагреванием и/или механически, и/или лазерной обработкой, и/или углекислотой при надкритических условиях.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2143318C1

RU 2063801 C1, 20.07.96
СОРБЕНТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ 1990
  • Давидов Е.Р.
  • Давидова Е.Г.
  • Каспарова С.Г.
  • Береговых В.В.
RU2026824C1
Способ получения биосорбента ионов радиоактивных металлов 1990
  • Величко Борис Афанасьевич
  • Когтев Леонид Семенович
  • Архипова Ольга Александровна
  • Кулаков Владимир Михайлович
  • Шубко Виталий Михайлович
  • Лисин Сергей Константинович
  • Трухляев Петр Сергеевич
SU1792738A1
Меньшов В.А., Кишковский З.Н
Влияние делипидизации биосорбентов на эффективность их применения в виноделии
- Прикладная биохимия и микробиология
- М., 1995, т.31, вып.3, с.356 - 360.

RU 2 143 318 C1

Авторы

Кухаренко А.А.

Винаров А.Ю.

Соколов Д.П.

Даты

1999-12-27Публикация

1998-11-30Подача