Способ непрерывного культивирования микроорганизмов Советский патент 1977 года по МПК C12B1/08 

1

Изобретение относится к нищевой и микробиологической иромышлениости и может быть использовано в различных производствах, основанных на глубоком культивировании микроорганизмов с использованием питательных сред, содержащих твердую фазу, например в спиртовом, гидролизном производствах, при получении антибиотиков, ферментов, масляной кислоты.

Известен способ непрерывного культивирования микроорганизмов, в частности спиртовых дрожл ей, не сусле с твердой фазой (из крахмалистого сырья) при многократном использовании биомассы, заключающийся в том, часть активно бродящей массы одного аппарата перепускают в другой и направляют в него нриток свежего сусла 1.

В известном способе многократное использование биомассы достигается вводом в головной ферментер объемов активно бродящей массы одного из последующих ферментеров бродильной батареи, соответствующих от 5 до 20% от объема среды в ферментере.

Этот способ является малоэффективным, так как рециркуляции подвергается вся масса клеток, нахолТ,ящихся в культуральной жидкости, в том числе и клетки с низкой физиологической активностью, угнетенные, мертвые; рециркулируемая биомасса не концентрируется и происходит значительное разбавление

среды, поступающей в головной ферментер, средой, рециркулирующей вместе с биомассой и характеризующейся повышенным содержанием продуктов метаболизма дрожжей и пониженным содержанием питательных веществ.

Известен также способ непрерывного культивирования дрожжей в батарее последовательно соединенных аппаратов, согласно которому концентрируют микроорганизмы флотацией и полученный пенный концентрат вводят в головной аппарат батареи в качестве засевных 2. С целью возможности культивирования

микроорганизмов на крахмалистом сырье и предотвращения инфицирования среды, согласно предлагаемому способу, перед флотацией культуральную среду очищатю от низкодисперсной твердой фракции, например, фпльтрацией, при этом на очистку и флотацию нанравляют часть культуральиой среды в количестве 30-40%, отбираемой иепосредственно в нроцессе культивирования.

Необходимость нредварительной очистки культуральиой жидкости от низкоднсперсной части твердой фазы обусловлена чрезвычайно низкой пенообразующей снособностью сред, содерлсащих грубодисперсные частицы твердои фазы.

Очистка кзльтуральной жидкости ot частиц с дисперсностью выше 10 мм- нецелесообразна, так как не приводит к с)щественному Звеличению пепообразующей способности среды и, соответственно, к повышению содержания дрожжей в пенном концентрате, но сопровождается снижением концентрации клеток микроорганизма в фильтрате (ри фильтрационной очистке).

Количество рециркулируемой биомассы в предлагаемом способе легко регулируется изменением величипы потока культуральной жидкости, направляемого на флотационное концентрирование, и режима флотации, что позволяет эффективно управлять процессом культивирования микроорганизмов и скоростью образования целевых продуктов биосинтеза.

Пример. Предлагаемый способ непрерывного культивирования микроорганизмов осуществляют в процессе непрерывного спиртового брожения в полузаводском масштабе на батарее из семи последовательно соединенных аппаратов объемом 100 л каждый. Средой служит осахаренный зернокартофельный затор с концентрацией твердой фазы 35 об. % и дисперсностью частиц от 0,3 до 10 мм-.

Часть потока бражки (30%) с концентрацией дрожжей 90 млн/мл ненрерывно отбирают из третьего по ходу технологического процесса аппарата и обрабатывают, последовательно пропуская через аппарат отделения твердой фазы - виброфильтр с диаметром ячеек поверхности 0,10 мм - и флотатор для пенного концентрирования физиологически активной биомассы. Полученный во флотаторе пенный концентрат биомассы с содержанием дрожжей 520 млн/мл непрерывно рециркулируют в головной аппарат батареи. При этом разбавление свежей среды, поступаюшей в головной анпарат, пенным концентратом составляет 8%.

Бродяпдая среда на выходе из головного аппарата имеет концентрацию дрожжей 102 млн/мл и спирта - 5,2%. В сравнении с известным способом концентрация дрожжей и спирта повысилась, а продолжительность полного сбражнвания среды сократилась. Возрос выход спирта па единицу сброженных углеводов. При исходном содержани) углеводов в сусле 16% зрелая бражк;:, получонпая но

предлагаемому способу, имеет концентрацию спирта 7,86%.

Кроме того, при работе по предлагаемому способу увеличилась скорость разбавления процесса, что привело к увеличеиию производительности бродильной батареи по спирту.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает следу юпще техмико-экономические иреимушества: повышеиие скорости процессов биосинтеза, сокращение длительности культивирования; снижение расхода субстрата на образование биомассы, увеличение выхода целевого продукта биосинтеза из единицы потребленного субстрата; увеличение скорости разбавления среды и, следовательно, повышение производительности аппаратуры.

Формула изобретения

Способ ненрерывного культивирования микрооргапизмов, например дрожжей, в батарее последовательно соединенных анпаратов, предусматривающий концентрирование микроорганизмов флотацией и введение полз ченного пенного концентрата в головной аппарат батареи в качестве засевных, отличающийс я тем, что, с целью возможности культивирования микроорганизмов на крахмалистом сырье и предотвращения инфицирования среды, перед флотацией осуществляют очистку

культуральной среды от низкодисперсной твердой фракции, например, фильтрацией, при этом на очистку и флотацию направляют часть культуральной среды в количестве 30- 40%, отбираемой непосредственно в процессе

культивирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 103297, кл. С 12С 11/14, 1953.

2.Авторское свидетельство СССР № 195416, кл. С 12С 11/20, 1966.