CS196159B1 - Method for the separation of aqueous cultivating liquid from hydrocarbons containing biomass suspension - Google Patents
Method for the separation of aqueous cultivating liquid from hydrocarbons containing biomass suspension Download PDFInfo
- Publication number
- CS196159B1 CS196159B1 CS774810A CS481077A CS196159B1 CS 196159 B1 CS196159 B1 CS 196159B1 CS 774810 A CS774810 A CS 774810A CS 481077 A CS481077 A CS 481077A CS 196159 B1 CS196159 B1 CS 196159B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- separation
- aqueous
- suspension
- containing biomass
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims description 24
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 19
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 13
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 18
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/02—Separating microorganisms from their culture media
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/04—Breaking emulsions
- B01D17/045—Breaking emulsions with coalescers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
Vynnlez se týká způsobu oddělování vodné kultivační kapaliny ze suspenzí biomasy získané kultivací mikroorganismů z uhlovodíkové fáze. Vynález se týká zejména způsobu, při němž se uhlovodíková fáze nespotřebuje úplně a jak známo, vytváří spolu s ulpělými mikroorganismy plovoucí fázi biomasy, uhlovodíků a vody po zavedení kultivační smměi do uklidňovací nádoby.
Vyyniez lze využívat v zařízeních, v nichž se kapalné uhlovodíky pomocí mikroorganismů přemmňují mikrobiologicky a oddělui í.
Pří knut^vaci mikroorganismů na uhlovodíkovém zdroji v přítomnosti vodného živného roztoku známého složení se vytvářejí stabilní emuLee, jejichž stabilita je způsobena buňkami e.klroorgan]Leů usazených na fázovém rozhraní.
Pro první oddělení kapaliny se využívá, jak známo, jednoduchý rozsazovací, dekantnční nebo krémovácí pochod. Kultivační kapalina určená k oddělení obsahuje zpravidla ještě nespotřebované živiny, jež se pro další využití oddělují od biomasy a uhlovodíků.
- K tomu účelu se obecně ružtioační směs z fermentoro odtahuje a vede do dekantační nádoby.
V dekantační nádobě dekantuje biomasa téměř úplně spolu s uhlovodíkovou fází a dá se kontinuálně odvádět. U dna nádoby se odtahuje kontinuálně kultivační kappaina .
Plovoucí suspenze biomasy a uhlovodíků však obsahuje ještě velký podíl vodné rultivtčáí kapaliny. U známých způsobů se tato suspenze rozděluje zpravidla pom^ocí talíoových separátoru na uhlovodíkovou, vodnou, jakož i biomasou obohacenou vodnou f ázi .
Aby byly náklady na separaci nízké, je žádoucí dosáhnout již dekantací co největšího o^(^(5l.ení podílu vodné kultivační kapaliny. V tomto směru byly již zkoušeny různé cesty a popsány. V něm. pat. spise 75 944 je popsáno působení změnou teploty, elektrckkým střiavý^^m napětím, ozařováním elektoomagnet cckými vlnam, zejména krátkými vlnam, iáfračeovánýei paprsky nebo gammaaprsky na emuusi.. DT-OS 1 545 252 popisuje dělení fází výtoku z fermentoru oddělením převážného podílu vodného živného prostředí dekantací a následným přídavkem ne jméně*·! 0 g/1 soli kovu, výhodně halogenidu alkalčckého kovu, a povrchově aktivní látky v konccenraci nejméně 0,5 g/1
Kromě posžití látek s demilgačni^m účinkem je též známo ^^i^uíttí flotačních jevů zaváděním jemně rozptýleného vzduchu.
Uvedené způsoby maaí však vesměs ten nedo o statek, že při průmysl ovém oyužití vznikaa í další náklady na pomocné látky nebo flotační zařízeni. Při flotaci kromě toho je ještě nebezpečí, že se suspenze stane v důsledku jemně dispergovaného vzduchu pěnivou a tím technicky obtížně zvládnutelnou.
Účelem vynálezu je upravit dělení fází v rámci dekantace bez pcouCí nákladných pomocných prostředků a energie takovým způsobem, aby se . následnicí dělení ve stupni separace dalo provést bez pohybu
4 větších produktů a operace oddělování k separátorům v rovnoměrné jakosti.
Z účelu vynálezu pak vyplývá technický úkol usnadnit specifCkkým uspořádáním dekantace oddělení fáze biomasy od ostatních f ází .
Shora uvedený úkol je řešen 'tím způsobem, že se oddělování suspenzí 'provádí podle vynálezu dekannací přes stykové plochy při plošném zatížení pod 10 cnv suspenze na 1 cm^ stykové plochy a hodinu pří ' rychlosti proudění suspenze 0,5 až 10 cm.min~l> přičemž suspenze obsahuje 5 až 80 % hmoo. uhlovodíků $ destilačním rozmezím 100 až 400 °C za normminích podmínek.
Překvapivě bylo zjištěno, že strukturních vlastností suspenze spolu s efekty stěny, zejména rozdílného smáČivého chování vody a uhlovodíků k téměř všem maaeriálům, zařízení, lze dosáhnout silného ovlivnění suspenze, jež účelně využito vede ke značnému zlepšení oddělování vodné kultivační kapaliny ze shora uvedených suspenzi. Při mikroskopickém pohledu ssstάvalí tyto suspenze z téměř kontinuální vodné fáze, v níž jsou téměř Roptýleny kapky uhlovodíků různé velikosti a též vzduchové bublinky.
Mikroorganismy, například kvasníčné buňky, ulpívají převážně na kapkách uhlovodíků. Často lze pozorovat též vločkovité shluky kapek uhlovodíků a buněk mikroorganismu. Kromě toho lze opět pozorovat uzavřeniny vody. V důsledku toho ' je mikrostruktura suspenzí 'velmi nehomoognní , zejména též pokud jde o poměry hustoty. Vločky maj na základě svého velkého podílu uhlovodíků menší hustotu, nez je obk^opujcí vodná fáze.
Napnuli se například ^^u-ti^vační smms, sestíva^cí z mikroorganismu Candida Guillermonddi na 20 % ropného destilátu s rozmezím varu 220 až 380 °C, a vodná kuHivičíí kapalina do kádinky naplněné sedlovými tělisky, rozdělí se směs během asi 5 mi^ut na přibližně 50 ob jí, % vodné fáze 50 obj. 7a suspenze biomasy. Po dalších 10 minutách se objemové poměry neml^i, to znamená, že se nedosáhlo dalšího podstatného oddělení vody. Lze. však pozorovat ploché, pozvolna se zv1í^u ící uzavřeniny vody v suspeni^i, jež vsak neprolomí suspenzi směrem dolů. Přidá-li se nyní vzorkovačem, sahajícím ke dnu, pozvolna voda do nádoby tak, aby suspenze biomasy putovala vzhůru, lze pozorovat, že ploché uzavřeniny vody při styku s plochami sedlových tělisek nebo se stěnou nádoby během proudění nabýi/víí pozvolna kulový tvar a klesají ke dnu.
Opakue-li se stejný pokus bez sedlových tělísek, zjistí se zřetelně, že ploché uzavřeniny vody jsou unášeny z neévětší ččisí se suspenzí vzhůru. Při dalších systematicky prováděných pracích bylo zjištěno, že stoupen oddělování . kuHi“ vační kapaliny lze rozhodující způsobem ovlivnit volbou poměru plochy stěn k objemu dekuntační nádoby a objemem proudu suspenze.
Np.svyŠ!Šich stupňů oddělování bylo dosaženo, když byly v nádobě upraveny dodatečně stykové plochy ve. formě plechů, sít, sedlových tělisek, Rasc.higových kroužků nebo třísek.
Pochody proЫhalící na rozhraní jsou zřejmě složitější povahy, přičemž patrně maií význam též uhlovodíky nebo též látky mÍRkooiální výměny absorbované v monomoSekulárních filmech. ш Prsjevulí se vsak celkově ve zvýšeném oddělování kultivační kapaliny až na dvojnásobek za jinak stejných podmínek, jak bude ještě ukázáno v n á sled и jících příkladech.
Kromě zvýšení stupně odlučování bylo též pozorováno, že s- podíl velkých uhlovodíkových kapek v suspenzi po průchodu dekantační nádobou s přídavnými stykovými plochami poddtatně zvýýil, což má jistě příznivý vliv na oddělení vody ze suspenze.
Při výzkumu se pracovalo vi-obecně s rychlostmi proudění suspenze v dekantační nádobě 0,2 až 10 cm/min, jež jsou pro tyto pochody chaaaateeístické. Vypíši rychlosti proudění maáí zásadně nepříznivý vliv na tento pochod, nelot pak Oůž- být překročena rychlost pádu kapek v suspenzi.
Meiňí rychlosti způ^ou^, Že nádoby msi být nepoměrně veliké. Lze však zjistit, že pří těchto malých rychlostech téměř nedochází k porušení vnitřní struktury smetano^i.té suspenze.
ZckoUš-lti se na druhé straně narušení * mícháním, pak se nedosáhne též účinného výsledku, protože mícháním se vodné shluky opět roz^i^lí .
Příklady provedení
V následиiicí tabulce jsou uvedeny příklady provedení pro kontinuální provoz dekantační buňky 1,1 ш' s rozdílnými vestavbami, Pro znázornění výsledku řešení podle vynálezu je ve sloupci I tabulky uveden kon^olní pokus bez vestaveb a kromě změny vestaveb bylo proto pracováno jinak se ' stejnými technologickými para^eetry. Delcanntační buňky představují krychlovou nádobu o délce hrany 1 m, v jejmž dnu vybíhá špička ve tvaru jehlanu. As i 0,3 m nad základní hranou se přivádí produkt třemi rozdělsvncímí prstenci s vyvrtanými ' otvory. Povrch nádoby je stírán odkrémovacim zařízením, poháněným řetězy, jímž se odvodněná suspenze dopravuje do předlohy. Do uv-denkcl buněk se přivádí ko o ninuálně kultivační směs, složená z cca 20 % ropného destilltu s rozmezím varu 220 až 360 °C, 8,1 % avasničtíel buněk /= x cca. 2,0 7 sušiny kvasnic/ a asi 82 % mechnnicky sdddlltelné kultivační kapaliny /vody/, z kontinuálně prnculícílo fermentačni.ls zařízeni. Přiváděné množství činilo asi 2 t/h. Doba pokusu trvala asi 120 hodin. Během pokusu byla dělicí vrstva udržována konstantně uprostřed nádoby. Každé dvě hodiny byla odvodněná suspenze analyzována na sušinu kvasnic ke zjištění stupně odlučování .
Byly zkoum«ány ná s led и jící příklady: Příklad 1: kon^olní pokus U-z vestaveb. Příklad 2: plechy zavěšené s roztečí 0,1 m. Příklad 3: na meeippaře ve výšce 0,4 m nasypaná keramická sedlová destilační tělisan o průměru 10 cm až po okkaj.
Příklad 4: na stejném patře umístěny poiytet kaHo^e yyl e^nové třísky /třsska o tlouštice 0,5 mm, stočená' z poSyУetraflusretylénového tyčového mlc^erLάll o průměru 5 cis/ .
| Výýledky : | ||||
| 1 | 2 | 3 . | 4 | |
| konncenrát-sušina % kvasnic * | 3,01 | 3,52 | 4,02 | 5,51 |
| odloučení vody % | 41,6 | 53,0 | 61,0 | 77,5 |
| sušina kvasnic v oddělené ku L tivační kapalině Z | 0,016 | 0,015 | 0,015 | 0,014 |
Z tabulky je zřejmé zvýšení stupně od1u č-ování se zvýšením stykové plochy.
Claims (1)
- Způsob oddělování vodné kultivační kapaliny ze suspenzí biomasy, obsahující uhlovodíky, dekantací, vyznačující se tím, že se provádí přes stykové plochy při plošném zatížení pod 10 cm^ suspenze na 1 cm^ stykové plochy a hodinu a při rychlostí proudění suspenze 0,5 až10 cm.min~1, přičemž suspenze obsahuje5 až 80 % hmotnostních uhlovodíků s destilačním rozmezím 100 až 400 °C za normálních podmínek.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD19394176A DD126703B1 (de) | 1976-07-19 | 1976-07-19 | Abtrennung von wasriger kulturfluessigkeit aus kohlenwasser stoffhaltigen biomassesuspensionen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS196159B1 true CS196159B1 (en) | 1980-03-31 |
Family
ID=5505180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS774810A CS196159B1 (en) | 1976-07-19 | 1977-07-19 | Method for the separation of aqueous cultivating liquid from hydrocarbons containing biomass suspension |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG35407A1 (cs) |
| CS (1) | CS196159B1 (cs) |
| DD (1) | DD126703B1 (cs) |
| DE (1) | DE2730197A1 (cs) |
| FR (1) | FR2358911A1 (cs) |
| GB (1) | GB1544374A (cs) |
| HU (1) | HU177363B (cs) |
| PL (1) | PL109681B1 (cs) |
| RO (1) | RO71482A (cs) |
| SE (1) | SE433360B (cs) |
| SU (1) | SU668939A1 (cs) |
| YU (1) | YU178977A (cs) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1400964A (fr) * | 1963-03-09 | 1965-05-28 | Metallgesellschaft Ag | Procédé et appareil pour la séparation de liquides non ou difficilement miscibles |
| US3530039A (en) * | 1966-01-17 | 1970-09-22 | Exxon Research Engineering Co | Process for fermentation and recovery of microbial cells |
| DE1923529A1 (de) * | 1968-05-29 | 1969-12-04 | Ingtech Zentralbuero Veb | Verfahren zur Aufarbeitung eines mikroorganismenhaltigen Produktes |
| BE793060A (fr) * | 1971-12-24 | 1973-04-16 | Metallgesellschaft Ag | Dispositif pour separer des liquides |
| FI53075C (cs) * | 1973-03-07 | 1978-02-10 | Kemira Oy |
-
1976
- 1976-07-19 DD DD19394176A patent/DD126703B1/de unknown
-
1977
- 1977-07-04 DE DE19772730197 patent/DE2730197A1/de not_active Withdrawn
- 1977-07-12 BG BG7736868A patent/BG35407A1/xx unknown
- 1977-07-18 RO RO7791077A patent/RO71482A/ro unknown
- 1977-07-18 SE SE7708306A patent/SE433360B/xx unknown
- 1977-07-18 GB GB30119/77A patent/GB1544374A/en not_active Expired
- 1977-07-18 YU YU01789/77A patent/YU178977A/xx unknown
- 1977-07-19 HU HU77PE1014A patent/HU177363B/hu not_active IP Right Cessation
- 1977-07-19 SU SU772504952A patent/SU668939A1/ru active
- 1977-07-19 FR FR7722120A patent/FR2358911A1/fr not_active Withdrawn
- 1977-07-19 CS CS774810A patent/CS196159B1/cs unknown
- 1977-07-19 PL PL1977199744A patent/PL109681B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL199744A1 (pl) | 1978-06-05 |
| DD126703B1 (de) | 1980-10-29 |
| GB1544374A (en) | 1979-04-19 |
| SE7708306L (sv) | 1978-01-20 |
| DE2730197A1 (de) | 1978-01-26 |
| HU177363B (en) | 1981-09-28 |
| DD126703A1 (cs) | 1977-08-03 |
| RO71482A (ro) | 1982-02-01 |
| PL109681B1 (en) | 1980-06-30 |
| SE433360B (sv) | 1984-05-21 |
| BG35407A1 (en) | 1984-04-15 |
| FR2358911A1 (fr) | 1978-02-17 |
| SU668939A1 (ru) | 1979-06-25 |
| YU178977A (en) | 1982-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amaral et al. | Optimization of oxygen mass transfer in a multiphase bioreactor with perfluorodecalin as a second liquid phase | |
| KR102102427B1 (ko) | 향상된 가스 용해를 위한 시스템 및 방법 | |
| US2139047A (en) | Process and apparatus for cleaning coals and other materials | |
| Tanaka | Oxygen transfer in broths of plant cells at high density | |
| GB1334248A (en) | Method and apparatus for separating objects accordint to density | |
| Sahinoglu et al. | Amenability of Muzret bituminous coal to oil agglomeration | |
| US1069169A (en) | Separating apparatus. | |
| Byun et al. | Two‐phase airlift fermentor operation with elicitation for the enhanced production of enzophenanthridine alkaloids in cell suspensions of Escherichia californica | |
| NO865147L (no) | Fremgangsmaate og apparat for separering av bestanddeler i en oppslemning ved skumflotasjon. | |
| CH624309A5 (cs) | ||
| US2933187A (en) | Method and apparatus for flotation separation of lightweight aggregate and product | |
| FI921132A0 (fi) | Menetelmä ja laite anaerobiseen bioreaktoriin syötettävän seoksen valmistamiseksi | |
| US4374735A (en) | Method for removal of oil from sorbents using glycolipids | |
| US5169518A (en) | Recovery of petroleum from tar sands | |
| US1887774A (en) | Method of treating emulsions | |
| CS196159B1 (en) | Method for the separation of aqueous cultivating liquid from hydrocarbons containing biomass suspension | |
| Taguchi | The nature of fermentation fluids | |
| Barakaev et al. | Qualitative purification of pomegranate juice using electro flotation | |
| US4654305A (en) | Multiphase reactor systems based on foams for simultaneous growth and separation of products | |
| Su et al. | Secreted enzyme production by fungal pellets in a perfusion bioreactor | |
| CA1249957A (en) | Process for producing a coal-water mixture | |
| US4663039A (en) | Apparatus for removal of oil from water and adsorbents using glycolipids | |
| US1390231A (en) | Fuel and method of producing same | |
| JPH02298371A (ja) | 石炭と水の混合物スラリの脱灰装置およびそれを用いた脱灰制御方法 | |
| CN209173755U (zh) | 强化固体连续溶解与溶解液转移的装置 |