Способ подготовки к экстракции биомассы микроорганизмов Советский патент 1982 года по МПК C12N1/00 

щимся с большой скоростью и неподвижным роторами либо через щели во вращающемся и неподвижном роторах. Зат зачиваемая энергия при этом зависит в основном от концентрации суспензии и составляет от 5 до 30 кВтч на м суспензии. Скорость вращения -ротора от 1000 до 20000 аб/мин. Величина зазора определяется размерами частиц и составляет 0,3-2,0 мм. Гомогенизацию проводят также при пердмещивании суспензии турбиной с вращающимися соплами. В этом 1случае гомогенизация происходит при истечении суспензии через вращающиеся ооила. Скорость вращения турбин 1000-3000 об/мин. Затраты эйергии при этом равны 10- 20 кВт ч на м суспензии. Для гомогенизации можно использовать и ультразвуковой генератор. Время гомогенизации зависит от концентрации биомассы в суспе нзии, исходного содержания экстрагируемых веществ, а также от состава увлажняющей смеси и с©ставляет 0,5-10 мин. После гомогенизации биомассу подвергают экстракционной очистке органическими растворителями или смесями растворителей любыми известными способами. Гомьгёнизац йя обеспечивает эффективную подготовку биомассы за счет более равномерного контакта диспергируемых капель водной фазы и биомассы. Интенсивное механическое воздействие, осуществляемое при гомогенизации суспенизи, вызывает деформацию твердых частиц .биомассы, что способствует образованию пористой структуры части биомас сЫ и приводит к |бблее высокой степени извлечения эКстрагируёмых веществ (углеводородов и липидов) из биомассы при последующей экстракции. Пористая структура создается за счет микротрещин, которые образуются в частицах биомассы в результате деформации. Пример 1. 100 г сухих порошкообразных дрожжей Candida quilliermondii с влажностью 8%, выращенных ш нефтяных дистиллятах (размеры частиц 70- 200 мкм), с исходным содержанием суммы экстрактивнь1х веществ (углеводородов и липидов)18,8% и углеводородов 7,7% обрабатьшалц смесью, %: бензин 43,5; ацетон 43,5; вода 13, при соотношении смесь растворителей - биомасса, равном 2:1. Образовавщуюся суспензию подвергали гомогенизации в аппарате объемом 250 мл с щелевым диспергатором. Диаметр ротоРа 45 мм. Скорость вращения ротора 10000 об/м,ин. Время обработки 10 адйн. Полученную в результате обработки биомассу экстрагировали смесью бензин 50%, ацетон 50% в перекрестном токе. Число ступеней экс-фракции 3. Соотношение экстрагент - биомасса 2:1. ТемператуПИС C n-t-I Uai cni4 rAvyiT ux.t « . -. -1 aa экстракции 40° C. Содержание экстрагиуемых веществ в биомассе экстракии составило 0,16%, а углеводородов ,025%. В контрольном образце биомассы, е подвергнутом гомогенизации, содержаие суммы экстрагируемых веществ после кстравдиогаой очистюи орютавило 0,21%, а углеводородов 0,08%. Пример 2. 500 г биомассы Candida uilliermondii, вращенной на нефтяных дистиллятах, с содержанием сухих веществ 30% (после центрифугирования) при исходном содержании суммы экстрагируемых веществ в биомассе 38%, а угев10до;родов 28,8% обра батывали смесью 80% бензина и 20% этанола. Соотнощение смесь растворителей - биомасса 2: 1. Полученную суспензию подвергали гомогенизации в аппарате емкостью 1,5 л с щелевым диспергатором. Диаметр ротора 45 мм. Скорость вращения ротора 10000 О1б/мин. В|рбмл .обработки .10 мин. После гомогенизации биомассу отделяли путем цент,р:и|фу1ПИ1р аван«я . и экстра-гировали в перекрестном токе чистым растворителем (вО% бензина и 20% этанола). Число ступеней экстракции 4. Температура процесса 40° С, После экстракции содержание суммы экстрагируеМьгх веществ в биомассе 1,4%, а углеводородов 0,09%. В контрольном обгразце, не ,Нутам ГО.моганиза1ЦИ|И, содержание суммы экстрагируемых веществ 1,9%, а углеводородов 0,25%. Пример 3. 1000 г сухих порощкообразных дрожжей Candida quilliermondii с влажностью 8,6% обрабатывали смесью 50% петролейного эфира и 50% четыреххлористого угле)рода с введениемв суспензию воды из расчета увлажнения биомассы до 20%. Соотнощение смесь растворителей - биомасса 3:1. Образовавшуюся суспензию подвергали гомогенизации в аппарате с вращающимися соплами объемом 10 л. Время обработки 10 мин. Удельная мощность гомогенизации 10 кВт-ч/м. Полученную суспензию экстрагировали смесью 50% петролейного эфира и 50% четыреххлористого углерода в непрерывном перекрестном токе. Расход экстрагента 3 л/ч. Исходное содержание углеводородов в биомассе 7,0%. После 5-часо Вой экстракции содержание остаточных углеводородов в б1ярмассе составило 0,07% В контрольном образце биЪмассы, не прошедшем гомогенизацию, содержание углевод родов 0,1В%. Пример 4. Биомассу дрожжей Candida quillierrnondii, выращенных на нефтяных дистиллятах с содержанием 170 г/л (17%) сухих веществ обрабатывали смесью 50% гексана и 50% Спирта при соотношении растворитель - биомасса, равном 3: 1. Суспензия подвергалась гомогенизации наложением ультразувукового ллiO T поля в течение 20 мин при частоте 18 кГц

(от ультразвукового генератора 4ГЗ - 10 м). После гомогениаации производилось расслаивание, суспензии на три слоя: верхний - гексан с растворенным в нем дизтопливом, (Средний - спирто-водный с ipacпваренными в нем Л)И1п,ида1ми и углеводорО дами, нижний слой - биомасса 70- 80%-ной влажности.

Затем проводилась последующая экстракция выделенной (бирмассы смесью снирт - тексан в сротношенни 3 :1 к биомассе в течение 20 мин при температуре 60° С.

После экстракции содержание углеводородов в биомассе составило 0,04%. На контрольном образце, ее 1под:в р1гнуто:м ультразвуковой гомогенизации, содержание углеводородов после экстракции составило 0,64%.

Пример 5. Биомассу сухого порошкообразного триба «В1. trisporo с влажностью 5,0% и содержанием экстрактивных веществ 18% обрабатывали смесью 50% петролейного эфвра ,и 50% изоопронанола с введением в суспензию воды из расчета увлажнения биомассы до 18%.

Соотношение растворитель - биомасса 3: 1.

Образовавшуюся суспензию подвергали гомогениза11ии в аппарате с вращающимися соплами объемом 10 л. Время обработки 10 мин. Удельная мощность гомогенизации 10 кВтч/м. Подготовленную биомассу экстрагировали смесью 50% петролейного эфира и 50% изопропанола в непрерывнодействующем экстракте типа .смеситель-отстойник. Производительность установки по твердой фазе 500 г/ч. Соотношение экстрагент - биомасса 4;.1. Температура экстракции 40-45° С. Время экстракции 4 ч.

После экстракции содержание экстрактивных веществ в биомассе составило

6,0%. В контрольном образце биомассы, не прошедшем гомогенизацию, содержание экстр активных .веществ составило 9,1%.

Таким образом, описанный способ подготовки к экстракции биомассы микроорганизмов, выращенных на углеводородах нефти, .позволяет повысить Степень очистпш биомассы от углеводородов и липидов.

Формула изобретения

Способ подготовки к экстр-акции биомассы микроорганизмов, выращенных на .углеводородах нефти, предусматривающий суспендиррванме биомассы в смеси растворителей и воды, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки биомассы, суспензию биомассы подвергают гомогенизации при режимах, обеспечивающих сохранение целостности клеток.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 35 № 591501, кл. С 12 С 11/26, 1977.