AT281733B - Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermenterabläufe - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermenterabläufe 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermenterabläufe, die bei der aeroben Fermentation von flüssigen Erdölfraktionen, wie Dieselölfraktionen, oder von ähnlichen flüssigen paraffinhaltigen Produkten mit Mikroorganismen, bevorzugt Hefen, in einer wässerigen Nährlösung erhalten werden, wobei der Fermenterablauf eine aufrahmfähige Suspension bis Emulsion von öl und Mikroorganismen in Nährlösung beinhaltet, unter Benutzung eines Zentrifugierschrittes. 



   Die Aufarbeitung der Fermentationsprodukte dieser Art, die vorwiegend als Emulsionen von Hefe und Öl in Wasser vorliegen, bildet erwiesenermassen ein besonders schwieriges Problem bei der Gewinnung der gezüchteten Mikroorganismen, weil diese Emulsionen sich durch hohe Stabilität auszeichnen und nur schwer zu zerstören sind. In neuerer Zeit sind Verfahren zur Abtrennung und Aufarbeitung der hefe-und ölhaltigen Phase bekanntgeworden. Dabei wird entweder der Weg über die Separation der gesamten Fermentationsflüssigkeit oder der bereits angereicherten Emulsion unter Beifügung oberflächenaktiver Substanzen oder den Weg über die Extraktion mittels organischer Lösungsmittel gewählt. Die Separations-Methode umschliesst eine Reihe von Varianten.

   So wird entweder zunächst separiert und danach mit tensidhaltigem Wasser gewaschen oder umgekehrt oder die oberflächenaktive Substanz wird dem zu separierenden Gut unmittelbar beigefügt. Zur Erhöhung des Trenneffektes wird das Waschen und Separieren mehrmals alternierend durchgeführt. Es ist auch bekannt, eine Separation in drei Phasen vorzunehmen sowie mehrmals nacheinander zu waschen. 



   Als oberflächenaktive Substanzen werden sowohl anionische als kationische als auch neutrale Stoffe empfohlen, von denen die letzteren (Saccharoseester) unter Umständen in der Hefephase verbleiben können, da sie biologisch abbaubar sind. Ferner soll eine PH-Wert-Einstellung auf 7 bis 9 und Erwärmen bis auf   990C   günstig wirken. 



   Diese bekannten Verfahren bedürfen für technischen Einsatz relativ grosser Mengen wertvoller oberflächenaktiver Substanzen neben einem erheblichen Aufwand an Trennvorrichtungen. Um ein möglichst reines Produkt zu erhalten, müssen die Arbeitsgänge vielfach wiederholt werden. Ausserdem entstehen grosse Mengen schwer zu reinigender Abwässer und merkliche Verluste an Mikroorganismen, die das erstrebte Endprodukt darstellen. 



   Die Erfindung vermeidet oberflächenaktive Trennhilfsmittel und den damit verbundenen umfangreichen Waschaufwand vollständig und gewährleistet dennoch einen ausgezeichneten Trennerfolg. 



   Erfindungsgemäss lassen sich ölhaltige Fermenterabläufe, die bei der aeroben Fermentation von flüssigen Erdölfraktionen, wie Dieselölfraktionen, oder von ähnlichen flüssigen paraffinhaltigen Produkten mit Mikroorganismen, bevorzugt Hefen, in einer wässerigen Nährlösung erhalten werden, wobei der Fermenterablauf eine aufrahmfähige Suspension bis Emulsion von öl und Mikroorganismen in Nährlösung beinhaltet, unter Benutzung eines Zentrifugierschrittes besonders günstig aufarbeiten, wenn die Aufarbeitung ohne Anwendung oberflächenaktiver Substanzen so durchgeführt wird, dass der Fermenterablauf oder ein sich in ihm mit der Zeit bildendes aufrahmfähiges, die Mikroorganismen 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 enthaltendes, eine Suspension bis Emulsion von Öl (= flüssiges Paraffin)

   und Mikroorganismen in Nährlösung darstellendes Entnahmeprodukt durch entsprechende Einwirkung eines Zentrifugalfeldes zur Phasenumkehr, die zu einer Suspension bis Emulsion von Nährlösung und Mikroorganismen in Öl als äussere Phase sowie zu emulsionsfreier Nährlösung führt, veranlasst wird, worauf man der so gewonnenen Suspension bis Emulsion, zweckmässig, nachdem man sie einer mechanischen Einwirkung ausgesetzt und das sich hiebei abscheidende öl abgetrennt hat, Wasser enthielt und damit die Emulsion bricht, wodurch man eine nährlösungsfreie und somit trockene Mischung von Mikroorganismen und Öl erhält, welche in an sich bekannter Weise entölt werden kann. 



   Unter"aufrahmfähige Suspensionen bis Emulsionen von Öl und Mikroorganismen in Nährlösung" sind solche zu verstehen, bei welchen sich auch schon beim Stehenlassen, lediglich unter der Einwirkung der Erdschwerkraft (durch Aufrahmen), im Prinzip die gleichen Phasen wie unter Einwirkung von Zentrifugalkräften, nur entsprechend langsamer, ausbilden (Hefe mit Wasser praktisch vollständig in der leichten ölphase). 



   Aus den DDR-Patentschriften Nr. 50519 und Nr. 55305 sind zwar schon Aufarbeitungen ölhältiger Fermenterabläufe unter Zuhilfenahme eines Zentrifugierschrittes beschrieben. Die dabei anfallenden Fraktionen sind aber andere als die erfindungsgemäss erhältlichen (offenbar wegen Andersartigkeit des Fermenterablaufes, dessen Hefeanteil weniger emulsionsfreudig ist, was möglicherweise auf andersartige Dosierung und Zusammensetzung der Kohlenstoffquelle zurückzuführen ist), und werden in komplizierter Weise unter Zuhilfenahme oberflächenaktiver Stoffe weiterbehandelt. 



   Auch die   brit. Patentschrift Nr. 1, 062, 816   sieht eine Zentrifugierung von Fermenterabläufen und keinerlei Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln vor. Nach dieser Literaturstelle werden aber die Mikroorganismen und die Art ihrer Kultivierung derart gewählt, dass die Fermenterabläufe praktisch ölfrei sind, weshalb das erfindungsgemäss gestellte Problem derart nicht zu lösen ist. 



   Die Höhe der Zentrifugalbeschleunigung ist beim   erfindungsgemässen   Verfahren selbstverständlich durch die Einwirkungsdauer mitbestimmt. Man kann bei kleineren g-Werten durch lange Einwirkung die gleiche Phasenumkehr herbeiführen. Zeiteinwirkung und Höhe der Zentrifugalbeschleunigung können durch Veränderung der Temperatur im Fermenterablauf weiter variiert werden, wobei erhöhte Temperaturen die Geschwindigkeit der Phasenumkehr positiv beeinflussen. Die obere Grenze ist hiebei im wesentlichen durch die Schädigung der Mikroorganismen gesetzt. 



   Weiterhin wurde, wie dargelegt, überraschenderweise gefunden, dass die hiebei gebildete Suspensions-bis Emulsionsphase mit Öl als äusserer Phase bei weiteren mechanischen Einwirkungen Instabilitäten insofern zeigt, als beträchtliche Teile Öl aus der äusseren Ölphase abgetrennt werden können, bis eine Grenzemulsion erhalten wird, die sich dadurch kennzeichnet, dass in ihr etwa 5 bis 25 Teile Hefe, 75 bis 30 Teile Wasser, 20 bis 45 Teile Öl enthalten sind. 



   Es wurde weiterhin unerwarteterweise gefunden, dass diese Emulsion gegebenenfalls auch vor der zuletzt geschilderten Entfernung des öls endgültig zerstört werden kann, wenn ihr Wasser entzogen wird. Hiezu können hydrophile Lösungsmittel benutzt werden, es kann aber auch Wasser durch Verdampfen, vorzugsweise im Vakuum, entfernt werden. Auch ein Zusatz von leichtlöslichen Salzen ist für das Brechen dieser Emulsion geeignet. 



   An nachfolgendem Beispiel ist die Erfindung näher erläutert :   68, 41   g der leichten Phase eines Ablaufes der aeroben Fermentation von Dieselöl mit einer Hefe des Stammes Candida lipolytica werden 10 min lang einem Zentrifugalfeld von 5, 5 X 103 g, wobei g die Erdbeschleunigung bedeutet, ausgesetzt. Dabei treten 26, 3% wässerige Nährlösung aus, welche abgetrennt wird. Das danach erhaltene Produkt wird im Becherglas gerührt, wobei Öl austritt. Es lassen sich   88, 5 Gew.-%   des ursprünglich in der leichten Phase vorhandenen Öls abscheiden. Der pastöse Rückstand (etwa 20 g) wird einer Vakuumdestillation im Rotationsverdampfer bei 100 Torr unterworfen. Es gehen 13 g Destillat über.

   Der verbleibende Rückstand stellt trockene, ölhaltige Hefe dar, die nun in üblicher Weise entölt werden kann. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermenterabläufe, die bei der aeroben Fermentation von flüssigen Erdölfraktionen, wie Dieselölfraktionen, oder von ähnlichen flüssigen paraffinhaltigen Produkten mit Mikroorganismen, bevorzugt Hefen, in einer wässerigen Nährlösung erhalten werden, wobei der Fermenterablauf eine aufrahmfähige Suspension bis Emulsion von öl und Mikroorganismen in Nährlösung beinhaltet, unter Benutzung eines Zentrifugierschrittes, d a d u r c h g e k e n n - <Desc/Clms Page number 3> zeichnet, dass die Aufarbeitung ohne Anwendung oberflächenaktiver Substanzen so durchgeführt wird, dass der Fermenterablauf oder ein sich in ihm mit der Zeit bildendes aufrahmfähiges, die Mikroorganismen enthaltendes, eine Suspension bis Emulsion von öl (= flüssiges Paraffin)

   und Mikroorganismen in Nährlösung darstellendes Entnahmeprodukt durch entsprechende Einwirkung eines Zentrifugalfeldes zur Phasenumkehr, die zu einer Suspension bis Emulsion von Nährlösung und Mikroorganismen in Öl als äusserer Phase sowie zu emulsionsfreier Nährlösung führt, veranlasst wird, worauf man der so gewonnenen Suspension bis Emulsion, zweckmässig nachdem man sie einer mechanischen Einwirkung ausgesetzt und das sich hiebei abscheidende öl abgetrennt hat, Wasser entzieht und damit die Emulsion bricht, wodurch man eine nährlösungsfreie und somit trockene Mischung von Mikroorganismen und öl erhält, welche in an sich bekannter Weise entölt werden kann. EMI3.1 Steigerung der Geschwindigkeit der Phasenumkehr die Temperatur des zu zentrifugierenden Entnahmeproduktes erhöht wird.

   EMI3.2 dem Zentrifugieren durch weitere mechanische Einwirkungen, nämlich Separieren, Abpressen, Filtrieren od. dgl., aus der Suspension bis Emulsion mit öl als äusserer Phase unter Entfernung weiterer Mengen öl eine Grenzemulsion gebildet wird, welch letzterer dann das Wasser entzogen wird. EMI3.3 den Entzug des Wassers aus der äusseren (Öl)-Phase durch Anwendung hydrophiler Lösungsmittel, Aussalzen oder Verdampfen (vorzugsweise im Vakuum) vornimmt.