ПАТЕ;;00115Авторы(Франция) Советский патент 1973 года по МПК C12N1/28 

СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

1

Изобретение относится к микробиологической промышленности.

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

Предлагаемый способ улучшает качество выращиваемых микроорганизмов.

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

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

Предлагаемый способ культивирования микроорганизмов поясняется технологической схемой.

В ферментер 1 подают питательную среду, содержащую источник азота в виде ионов аммиака NH4+, нитратных ионов М0з или в виде мочевины, источник фосфора в виде фосфатных 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 меньщей 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 Б молекуле содержится по меньшей мере 9 атомов углерода.

Выращивание осуществляют до значения общего содержания Н-парафинов (свободных и поглощенных), равного 0,2-5%, предпочтительно от 0,5 до 2% от веса загрулсенных углеводородов.

Из ферментера 1 по трубопроводу 2 жидкость поступает в аппарат 3, где осуществляют отделение микроорганизмов от водной питательной среды и непотребленных углеводородов. Это разделение можно осуществить

любым известным способом, например отстаиванием, фильтрацией или цеитрифугированием.

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 л ирные кислоты.

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

Из сепаратора отделенные микроорганизмы по трубопроводу 4 направляютв 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 лииейных парафинов.

Промывку осуществляют в аппарате 5 противотоком. Фракцию углеводородов, содержащую по меньшей мере 70% (предпочтительно 85%) 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 И.

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 16, 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 ка 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 более 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.

a)Дрожжи

группа Endomycetaceae и в частности подгруппа Saccharomycetoideal, к которой принадлежат роды Pishia Honsenula, Debaryomylles, подлруппа Lipomycetoideae, а именно род Lipomyces;

группа Cryptococcaceae, в частности подгруппа Cryptococcoideae, родов Torulopsis и 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, a именно род Aoromobacter, род Flavobacterium, (разновидности которого Flavobacterium aguatile, Flavobacterium lutescens, Flavobacterium marinum;

группа Micrococcaceae, a именно разновидности Micrococcus luteus и Micrococcus flams, группа Brevibacteriaceae, Brevibacterium рода.

Порядок Actinomycetales, группы Mycobacteriaceae и Actinomycetaceae.

c)Плесени

группа Mucoracees, Hrizopus рода;

группа Aspergillales, Aspergillos, Penicillium родов.

Пример. Выращивание микроорганизмов осуществляют в цилиндрическом реакторе, полезной емкостью 1 м, снабженном системой перемешивания. Аэрацию этого ферментера обеспечивает компрессор из расчета 100 . В реакторе поддерживают давление 2,5 атм и температуру 30±ГС.

Углеводородные фракции, полученные путем депарафипизации газойля мочевиной, состоят на 90% из нормальных парафинов и на 10% из смеси парафинов с разветвленной цепью, пафтенов и ароматики.

В реактор вводят фракцию в количестве 1 кг/час, а также минеральный раствор (около 15t) л/час), составленный таким образом, что за 1 час в реактор вводят 40 г фосфора (Р2О5), 35 г калия (К20) и 1 г магния (MgO). Регулирование рН, поддерживаемого при значении 4rfcO,l, осуществляют путем добавления раствора аммиака, что обеспечивает поступление соответственно 100 г/час азота (N).

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