Способ получения биомассы микроорганизмов Советский патент 1991 года по МПК C12N1/16 C12N1/12 C12N1/16 C12R1/72 C12R1/89 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам получения биомассы дрожжей и микроводорослей.

Целью изобретения является предотвращение загрязнения атмосферного воздуха, снижение затрат на производство биомассы, повышение стерильности процесса.

Способ заключается в том, что одновременно параллельно выращивают кормовые дрожжи и микроводоросли хлореллы на питательных средах в емкостях для культивирования, насыщение культуральных жидкостей газом осуществляют при пропускании жидкости по поверхности насадки в виде пеоедешиваемой жидкостной пленки,

после чего проводят дегазацию продуктов метаболизма и выделение биомассы. Насыщение культуральной жидкости кормовых дрожжей осуществляют кислородом, выделенным при дегазации его из культуральной жидкости хлореллы, а насыщение культуральной жидкости хлореллы осуществляют углекислым газом, выделенным при дегазации его из культуральной жидкости кормовых дрожжей, причем насыщение культуральных жидкостей осуществляют в объемах, изолированных от объема емкостей для культивирования, а отношение производительности дрожжей Gi к производительности хлореллы Ga поддерживают равным Gi/G2 2,5 - 3,5.

Дегазацию культуральных жидкостей осуществляют до насыщения их газом.

О

ел ел ю

00

о

Насыщение культуральной жидкости дрожжей кислородом, образованным и выделенным при дегазации культуральной жидкости хлореллы, а также насыщение суспензии хлореллы углекислым газом, выработанным дрожжами, позволяет снизить факторы загрязнения атмосферного воздуха (так как атмосферный воздух не участвует в аэрации культуральных жидкостей и, следовательно, не загрязняется или участвует в меньшей степени, чем в известном способе), уменьшить затраты на получение биомассы (так как не требуется дополнительная энергия на компримирование газа и обеспе чение его скорости 0,1 - 6,0 м/с с целью доставки в культуральную жидкость кислорода и отвода из нее продуктов метаболизма, кислород и углекислый газ вырабатывают сами микроорганизмы), улучшить стерильность процесса за счет устранения попадания дикой культуры с компримироваиным воздухом в культуральную жидкость.

Проведение насыщения культуральных жидкостей в объемах, изолированных от объема емкостей для культивирования, позволяет не смешивать продукты метаболизма с насыщаемым газом, а доставлять эти продукты для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов.

Выполнение отношения производительности дрожжей GI к производительности хлореллы G2, равного Gi/G2 2,5 - 3,5, позволяет поддерживать достаточную для культивирования концентрацию кислорода в культуральной жидкости кормовых дрожжей.

Указанное соотношение Gi/Ga получено опытным путем при непрерывном культивировании биомассы дрожжей и микроводорослей.

Кроме того, указанное соотношение ориентировочно можно подтвердить, исходя из следующих соображений. Известно, что на получение 1 кг биомассы дрожжей затрачивается 0,6 - 0,8 кг кислорода, примерно столько же выделяется при этом углекислого газа. Для получения биомассы 1 кг хлореллы требуется 2 кг С02 при дыхательном коэффициенте, равном единице.Ориентировочно для насыщения культуральной жидкости кислородом, выработанным хлореллой, необходимо, чтобы количество полученных в единицу времени кормовых дрожжей было в 2 /0,6 - 2 /0,,3 -2,5 больше, чем количество выработанной хлореллы. В случае, если отношение Gi/Ga 3,3, кислорода, выработанного хлореллой, недостаточно для проведения процесса, что приводит к снижению производительности

или требует дополнительных злграт кислорода, что нецелесообразно. В случае,если отношение Gi/G2 2,5, снижается расход углекислого газа, выделяемого дрожжами, что приводит к снижению выхода биомассы хлореллы

Проведение дегазации культуральных жидкостей до их насыщения газом предотвращает смешение продуктов метаболизма с

0 насыщаемым газом, что увеличивает движущую силу процесса абсорбции, а также обеспечивает эффективное (руществление предлагаемого экологически чистого способа получения биомассы.

5 П р и м е р 1. Кормовые дрожжи рода Candida выращивают на гидролизате древесины с концентрацией 0,1 - 0,8% РВ. В качестве посевного материала используют дрожжи расы Тулунская-6. Состав сре0 ды, г/л: азот 1,7; P20s 0,18, KCI 0,72. Температуру питательной среды с микроорганизмами поддерживают равной 38 - 39°С, рН поддерживают в пределах 4,2 - 4,6, добавляя аммиачный раствор. Ско5 рость протока устанавливают равной 0,2 . Производительность дрожжерастительной установки варьируют путем изменения содержания редуцирующих веществ в подаваемой питательной среде.

0 В качестве микроводорослей используют Chlorella vulgaris, термофильный штамм. Культивирование осуществляют на среде Тамия при поддержании рН 7, температуры 38°С при освещенности 10000 л к. Среднеча5 совой прирост микроводорослей составляет 20 мг/л.

Дегазацию культуральных жидкостей осуществляют в аппаратах до их насыщения газом.

0 Отношение производительности дрожжей к производительности хлореллы поддерживают равным Gi/G2 18 г/6 . Наблюдается стабильный рост дрожжей и хлореллы, выделение углекислого газа и

5 кислорода. Производительность по дрожжам 18 г АСД/ч, по хлорелле - 6 г/ч. Накопление углекислого газа в технологических линиях выращивания дрожжей отсутствует и вывод отработанного воздуха в атмосферу

0 не производится. Таким образом, не происходит загрязнение атмосферного воздуха микроорганизмами и продуктами метаболизма.

П р и м е р 2. Отношение Gi/G2 поддер5 живают равным 1,9;2,5;3,3;4,0. При Gi/G2, равном 1,9, снижается расход углекислого газа, выделяемого дрожжами, и производительность по хлорелле падает до 4,2 г/ч. При Gi/G2, равном 4, падает производительность по дрожжам до 12 г/ч вследствие отсутствия достаточного количества кислорода. При этом в примерах 1 и 2 дополнительный подвод кислорода не производится.

При поддержании Gi/Ga, равном 2,5 и 3,3, параметры процесса те же, как в приме- ре 1, т.е. наблюдается стабильный рост дрожжей и хлореллы, интенсивное выделение углекислого газа и кислорода, достигается наибольшая производительность по биомассе - 18 - 20 г АСД/ч и по хлорелле- 6 г/ч, отсутствует загрязнение воздуха продуктами метаболизма.

П р и м е р 3. Выращивание осуществляют так же, как в примере 1, однако дегаза- цию газа из культуральных жидкостей осуществляют после насыщения жидкостей газом. В этом случае происходит смешение кислорода с углекислым газом, что резко уменьшает производительность по дрож- жам до 5 г/ч и по хлорелле до 2,3 г/ч.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет устранить факторы загрязнения атмосферного воздуха, снизить затраты на производство

биомассы, а следовательно, уменьшить себестоимость выпускаемого продукта. Формула изобретения Способ получения биомассы микроорганизмов, предусматривающий параллельное выращивание дрожжей и микроводорослей хлореллы на питательной среде, отделение биомассы, насыщение культуральной жидкости дрожжей кислородом, выделенным клетками хлореллы, а культуральной жидкости хлореллы - углекислым газом, полученным при выращивании дрожжей, отличающийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения атмосферного воздуха, снижения затрат на производство биомассы, повышения стерильности процесса, насыщение культуральных жидкостей дрожжей и хлореллы соответственно кислородом и углекислым газом осуществляют перед подачей их в процесс выращивания для устранения Контакта этих газов между собой, при этом отношение полученной биомассы дрожжей к биомассе хлореллы поддерживают равным 2,5 - 3,5.

Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности, Целью изобретения является предотвращение загрязнения атмосферного воздуха, снижение затрат на производство биомассы, повышение стерильности процесса. Способ заключается в том, что параллельно выращивают кормовые дрожжи и микроводоросли хлореллы, отработанную культу- ральную жидкость, полученную в каждом из процессов выращивания, подвергают дегазации, после чего насыщение культураль- ной жидкости кормовых дрожжей ведут кислородом, выделенным при дегазации из культуральной жидкости хлореллы, а насыщение культуральной жидкости хлореллы осуществляют углекислым газом, выделенным при дегазации из культуральной жидкости кормовых дрожжей, затем насыщенные газом культуральные жидкости подают в процесс культивирования, при этом отношение полученной биомассы дрожжей к биомассе хлореллы поддерживают равным 2,5-3,5. (Л