Claims (1)
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Neuerdings werden Proteine mehr und mehr auf fermentativem Wege hergestellt. Es handelt sich um Bakterien, Hefen oder Pilze, deren hoher Proteingehalt sich für menschliche und tierische Nahrung eignet. Man nennt solche Proteine single cell proteins oder S.C.P. Waren es früher vor allem Kohlenhydrate, welche als Kohlenstoffquelle für die Fermentation verwendet wurden, sind es heute mehr und mehr Paraffine, Äthylalkohol, Methanol und andere ähnliche Substanzen.
Recently, proteins have been produced more and more by fermentation. They are bacteria, yeasts or fungi whose high protein content is suitable for human and animal food. Such proteins are called single cell proteins or S.C.P. In the past it was mainly carbohydrates that were used as a source of carbon for fermentation, today it is more and more paraffins, ethyl alcohol, methanol and other similar substances.
Es hat sich gezeigt, dass vor allem Äthyl- und Methylalkohol sich zur Züchtung solcher Mikroorganismen eignen. Zu diesem Zweck werden solche Alkohole mit Wasser verdünnt und der Fermentation langsam zudosiert. Zu hohe Konzentration von Alkoholen verhindern das Wachstum der Zellen.
It has been shown that ethyl and methyl alcohol in particular are suitable for growing such microorganisms. For this purpose, such alcohols are diluted with water and slowly added to the fermentation. Too high a concentration of alcohol prevents the cells from growing.
Nach der Fermentation muss die Biomasse abgetrennt und getrocknet werden. Die Eindickung, d. h. Abtrennung, erfolgt durch Separierung in hochtourigen Separatoren oder eventuell in Filtrationsanlagen. Je nach Art des verwendeten Mikroorganismus beträgt die Konzentration 20-50 g Trockenmasse pro Liter. Separatoren können nun diese Konzentration auf 160-200 g pro Liter anreichern, wobei die wässerige Phase direkt in die Vorfluter geleitet oder aber teilweise in die Fermenter rezirkuliert wird.
After fermentation, the biomass has to be separated and dried. The thickening, i.e. H. Separation takes place through separation in high-speed separators or possibly in filtration systems. Depending on the type of microorganism used, the concentration is 20-50 g dry matter per liter. Separators can now enrich this concentration to 160-200 g per liter, whereby the aqueous phase is fed directly into the receiving waters or partially recirculated into the fermenter.
Die 1620 XOige Biomasse, welche nun eine cremeförmige Konsistenz aufweist, wird anschliessend eingedickt, d. h. in Trocknungsapparaten zur Trockenmasse getrocknet.
The 1620 XOige biomass, which now has a cream-like consistency, is then thickened, i. H. dried to dry matter in drying apparatus.
Diese Trocknung, bei welch er pro kg erzeugter Trockensubstanz 5-7 kg Wasser verdampft werden müssen, ist insofern teuer, als grosse Anlagen erstellt werden müssen und je nach Art der Trocknung (Trommeltrockner, Zerstäubungstrockner) pro kg verdampftes Wasser 1,5-2,5 kg Dampf verbraucht werden. Diese Trocknung belastet die Kosten des Endproduktes einerseits mit grossen Amortisationen, anderseits mit grossen, laufenden Dampfkosten.
This drying process, in which 5-7 kg of water have to be evaporated per kg of dry substance produced, is expensive in that large systems have to be built and depending on the type of drying (drum dryer, atomization dryer) per kg of evaporated water 1.5-2, 5 kg of steam are consumed. This drying burdens the costs of the end product on the one hand with large amortization, on the other hand with large, ongoing steam costs.
Aufgabe der Erfindung ist ein energiesparendes Verfahren zur Aufarbeitung von durch Fermentation unter Verwendung von Alkoholen, vorzugsweise Äthyl- oder Methylalkohol, als Kohlenstoffquelle hergestellten Proteinen.
The object of the invention is an energy-saving process for processing proteins produced by fermentation using alcohols, preferably ethyl or methyl alcohol, as the carbon source.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der für die Fermentation verwendete Alkohol vorerst dazu verwendet wird, um die aus den Fermentern abgetrennte, eingedickte Biomasse durch Austausch resp. Auswaschung vom Wasser zu befreien.
This object is achieved in that the alcohol used for the fermentation is initially used to remove the thickened biomass separated from the fermenters by exchange, respectively. To rid the washout of water.
Bei den durchgeführten Fermentationen dienten Äthylund/oder Methylalkohol als einzige Kohlenstoffquelle. Es hat sich so gezeigt, dass die beispielsweise durch Separatoren eingedickte Biomasse mit dem für die Fermentierung verwendeten Alkohol ausgewaschen werden kann. Das in der Biomasse vorliegende Wasser wird durch den Alkohol extrahiert, d. h. ausgetauscht. Da ja ohnehin der Alkohol im allgemeinen vor der Fermentierung mit Wasser auf 10-20% verdünnt werden muss, ist diese Alkoholwaschung der Biomasse ohne speziellen Aufwand möglich. Der Alkohol braucht also nicht destilliert zu werden, sondern kann lediglich mit Wasser auf die gewünschte Konzentration eingestellt werden, bevor er in die Fermentierung geht. Eventuelle Vitamine und andere Wuchsstoffe (freie Aminosäuren), die durch die Waschung in den Alkohol gelangen, sind für die Fermentierung vorteilhaft.
In the fermentations carried out, ethyl and / or methyl alcohol served as the only carbon source. It has thus been shown that the biomass thickened, for example, by separators, can be washed out with the alcohol used for the fermentation. The water present in the biomass is extracted by the alcohol, i.e. H. exchanged. Since the alcohol generally has to be diluted to 10-20% with water before fermentation, this alcohol washing of the biomass is possible without any special effort. The alcohol does not need to be distilled, but can only be adjusted to the desired concentration with water before it goes into fermentation. Any vitamins and other growth substances (free amino acids) that get into the alcohol through washing are beneficial for fermentation.
Die alkoholische Biomasse kann nun viel leichter auf Separatoren und sogar auf Filtern weiter verarbeitet werden.
The alcoholic biomass can now be processed much more easily on separators and even on filters.
Sie liegt in krümeliger Form vor, lässt sich leicht filtrieren, und der überschüssige Alkohol kann mit wenig überhitztem Dampf ausgeblasen, kondensiert und ebenfalls in die Fermentierung geführt werden.
It is in a crumbly form, can be easily filtered, and the excess alcohol can be blown out with a little superheated steam, condensed and also fed into the fermentation.
Die Figur in Form einer Skizze soll als Beispiel das Verfahren näher erläutert.
The figure in the form of a sketch is intended to explain the method in more detail as an example.
Die im Fermenter 1 erzeugte Biomasse wird über einen Separator 2 abgetrennt. Die abgetrennte Flüssigkeit wird über eine Leitung 3 dem Kanalsystem zugeleitet. Die Biomasse geht in einen Mischbehälter 4 und wird dort mit Alkohol resp. Methanol über die Leitung 5 versetzt und vermischt.
The biomass produced in the fermenter 1 is separated off via a separator 2. The separated liquid is fed to the channel system via a line 3. The biomass goes into a mixing container 4 and is there with alcohol, respectively. Methanol was added via line 5 and mixed.
Über eine Trennvorrichtung 6, die ein Separator oder Filter sein kann, wird die Alkohol/Wasser- resp. Methanol/Wasser Mischung von der Biomasse abgetrennt und dem Fermenter 1 über die Leitung 7 zugeführt. Die nun krümelige Biomasse wird über die Leitung 8 einer Vorrichtung 9 zugeführt und dort vom Restalkohol befreit, der kondensiert wird und gleichfalls dem Fermenter über die Leitung 10 zugeleitet wird. Der Vorrichtung 9 kann beispielsweise Dampf über eine Leitung 11 zugeführt werden. Das Trockenprodukt wird über die Leitung 12 ausgetragen.
About a separator 6, which can be a separator or filter, the alcohol / water resp. The methanol / water mixture is separated from the biomass and fed to the fermenter 1 via line 7. The now crumbly biomass is fed via line 8 to a device 9 and freed from residual alcohol there, which is condensed and also fed to the fermenter via line 10. The device 9 can, for example, be supplied with steam via a line 11. The dry product is discharged via line 12.
Das Alkohol- oder Methanol-Auswaschverfahren hat noch den Vorteil, die schmierige, wässerige Biomasse zu koagulieren, wobei das jeweilig günstigste pH eingestellt werden muss.
The alcohol or methanol washout process also has the advantage of coagulating the greasy, aqueous biomass, whereby the most favorable pH must be set in each case.
Die Auswaschung der wässerigen Biomasse mit Alkohol resp. Methanol kann im Gegenstrom-Verfahren auf geeigneten Apparaten erfolgen, so dass nur noch Spuren von Wasser in der Biomasse verbleiben. Durch Osmose geht auch das Zellwasser in den Alkohol über, so dass praktisch kein Wasser mehr bei der Trocknung verdampft werden muss.
The washing out of the aqueous biomass with alcohol, respectively. Methanol can be carried out in a countercurrent process on suitable equipment so that only traces of water remain in the biomass. The cell water is also converted into alcohol by osmosis, so that practically no water has to be evaporated during drying.
Anstelle von Trommeltrockner oder Zerstäubungstrockner können so auch billigere Trockner-Typen verwendet werden, d. h. Trockner, die sich für krümelige Stoffe eignen.
Instead of drum dryers or atomization dryers, cheaper types of dryers can also be used. H. Dryers that are suitable for crumbly fabrics.
Das so erzeugte alkohol- resp. methanolfeuchte Produkt lässt sich nicht nur leicht auspressen, sondern auch mit Dampf strippen, um alle Reste von Alkohol zu entfernen.
The alcohol or. Methanol-moist product is not only easy to squeeze out, but can also be stripped with steam to remove all residues of alcohol.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Verfahren zur Aufarbeitung von durch Fermentation unter Verwendung von Alkoholen als Kohlenstoffquelle hergestellten Proteinen, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Fermentation verwendete Alkohol vorerst dazu verwendet wird, um die aus den Fermentern abgetrennte, eingedickte Biomasse durch Austausch resp. Auswaschung vom Wasser zu befreien.
Process for processing proteins produced by fermentation using alcohols as a carbon source, characterized in that the alcohol used for the fermentation is initially used to remove the thickened biomass separated from the fermenters by exchange or respectively. To rid the washout of water.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol nach Separierung des Fermentationsgemisches erfolgt.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim, characterized in that the exchange of water for alcohol takes place after separation of the fermentation mixture.
2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol durch Sedimentation im Gegenstrom erfolgt.
2. The method according to claim, characterized in that the water is exchanged for alcohol by sedimentation in countercurrent.
3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol durch Anrühren und anschliessende Filtration erfolgt.
3. The method according to claim, characterized in that the water is exchanged for alcohol by stirring and subsequent filtration.
4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse anschliessend an den Austausch durch Pressung vom Alkohol befreit wird.
4. The method according to claim and subclaims
1 to 3, characterized in that the alcoholic biomass is freed from alcohol following the exchange by pressing.
5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse anschliessend mit Dampf vom Restalkohol befreit wird.
5. The method according to claim and dependent claims 1 to 4, characterized in that the alcoholic biomass is then freed from residual alcohol with steam.
6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse durch Erhitzung vom Alkohol befreit wird.
6. The method according to claim and dependent claims
1 to 5, characterized in that the alcoholic biomass is freed from alcohol by heating.
7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Biomasse abgetrennte und abdestillierte Alkohol ebenfalls der Fermentation zurückgeführt wird.
7. The method according to claim and dependent claims 1 to 6, characterized in that the alcohol separated from the biomass and distilled off is also returned to the fermentation.
8. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol resp. Methanol bei erhöhter Temperatur erfolgt.
8. The method according to claim and dependent claims 1 to 7, characterized in that the replacement of the water for alcohol, respectively. Methanol takes place at elevated temperature.
9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Restverdampfung
9. The method according to claim and dependent claims 1 to 8, characterized in that the residual evaporation
des Alkohols resp. Methanols im Vakuum durch Verwendung der im Fermenter entstehenden Wärme erfolgt.
of alcohol resp. Methanol takes place in a vacuum by using the heat generated in the fermenter.
10. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse mit Lauge gelöst, mit Säure gefällt, filtriert oder separiert und mit Alkohol resp. Methanol gewaschen und anschliessend getrocknet wird.
10. The method according to claim and dependent claims 1 to 9, characterized in that the biomass dissolved with alkali, precipitated with acid, filtered or separated and with alcohol, respectively. Methanol is washed and then dried.