CS200083B1

CS200083B1 - Odpěňovací prostředek pro fermentační procesy

Info

Publication number: CS200083B1
Application number: CS662378A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav List; Antonin Prikryl
Original assignee: Jaroslav List; Antonin Prikryl
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1980-08-29

Description

(54)

Odpěňovací prostředek pro fermentační procesy

Vynález se týká nového odpěňovacího piostředku pro fermentační procesy.

Při kultivaci mikroorganismů v intenzívně větraných, popřípadě míchaných médiích, dochází k silnému pěnění. Přičinou tvorby intenzivní pěny jsou určitá povrchově aktivní látky, jako např. kyselina humínová, bílkoviny, degradační produkty bílkovin a šroubů, pektiny a saponiny, nacházející se v živných půdách. Dalěí povrchově aktivní látky vznikají ze živných půd během sterilizace médií a v důsledku látkové výměny v průběhu fermentaoe. Při fermentaci musí být tvorba péry redukována, nebot vlivem intenzivního pěnění dochází k místnímu přehřívání, k uvolnění celulérního proteinu, k nedostatečnému přísunu živin k buňkám, k poěkození produkčních mikroorganismů autolýzou, čímž se snižuje výtěžnost produktu fermentaoe, snižuje se obvod kysličníku uhličitého a účinnost provzduěnování, ztěžuje se separaoě zralého média a nedosahuje se potřebného stupně zahuštění.

Pro odstranění pěny ve fermentačních procesech je navržena řada mechanických zařízení, která věak neřeší problém komplexně, a tak nejrozšířenější způaob odstraňování pěny spočívá v používání chemických látek, které mají povrchově aktivní charakter. Nejznámějěí odpěňovací prostředky jsou rostlinné oleje, živočišné tuky, jejich mastné kyseliny, at již samotné, nebo ve směsi s minerálním olejem. Dále byly zkoušeny a s malým úspěchem aplikovány glykoly, amidy a aminy mastných kyselin, organické fosfáty, kondenzační produkty ethylenoxidu se stearínem, různá směsi, jejichž účinnou látkou je propylenglykol, parciál200 083

200 083 ní estery glycerolu s mastnými kyselinami, kondenzační produkty ethylenoxidu s mastnými kyselinami polypropylenglykol y nyní zvláště estery polysiloxanů. Aplikace posledně jmenovaných látek se provádí buď ve ICO % formě, kdy v důsledku vysoké hydrofobity dochází k je· jich koalescenci na povrohu kapalného média, což podstatně snižuje jejich účinky, nebo ss provádí ve směsi s minerálním nebo rostlinným olejem jako nosičem, což opět nevede k požadovaným výsledkům, nebol dochází k jejich vysazování ze směsí, ^statní zkoušená látky nedosahuji nutných vyeokýoh odpěňovacích efektů a znamenají při aplikaci následná technologické problémy.

Nyní bylo zjištěno, že uvedené nedostatky lze odstranit a vysokých odpěňovacích účinků je možno dosáhnout prostředkem podle vynálezu, sestávajícího z emulzní směsi 0,4 až 1,0 hmot. dílů demethylpolysiloxanu,

0,3 až 1,5 hmot. dílů rafinovaného vlního tuku a

0,3 až 1,5 hmot. dílů parciálních esterů glycerolu s mastnými kyselinami řady C^g až Cg^, v nichž s výhodou převládá kyselina cis-13-dokosenová, a obsahem 90 až 96 % hmot. monoglyceridů mastných kyselin, dispergované v 60 až 95, s výhodou v 85 % hmot. nosiče ze skupiny trlglyeeridů mastných kyselin řady C^g ai G^ o jódovém čísle 80 až 130» mastných kyselin řady C^g si o jódovém Čísle 8^U si 130 aduktů mastných kyselin řady C^g ai o jódovém čísla 60 až 130 e 3 až 8 moly ethylenoxidu, aduktů mastných kyselin řady C^g ai C₂₄ o jedovém čísla 60 si 130 5 až 10 moly propylenoxldu, sduktů mastných kyselin řady C^g až C₂* o jódovém čísle 60 až 130 s 3 až 8 moly ethylenoxidu a s 5 až 10 moly propylénoxidu, mastných alkohslů řady C^₂ až Ο^θ, aduktů mastných alkoholů řady C^₂ až s 3 až 8 moly ethylenoxidu, aduktů mastných alkoholů řady C₁₂ až C_ie a 5 až 10 moly propylénoxidu, aduktů mastných alkoholů řady C^₂ až C^g s 3 *ž 8 moly ethylenoxidu a s 5 až 10 moly propylénoxidu a mediciálního vaselinového oleje nebo jejich směsi

Vysoký odpěňovací efekt prostředku podle vynálezu byl zajištěn ne základě objevu nových vlastností předmětné emulzní směsi. Těmito vlastnostmi je především schopnost tvorby dokonalé disperze v uvedených nosičích a v této dispergované formě schopnost způsobit řetězovou deatrúkoi pěny a v důsledku vysokého povrchového rozptylu, při kterém dojde spontánně k obsazení celého povrchu hladiny kapalného média fermentoru, čímž je zoela eliminován negativní jev povrchové koalesoenoe.

Využitím předmětu tohoto vynálezu lze dosáhnout vysokého odpěňovaoího efektu, velmi dobrých organoloptických vlastností produktů fermentace a zjednodušení technologie procesu ve fázi separace a praní produktu.

200 083

Příklad 1

K 50 g rafinovanéhe vlního tuku bylo přidáno 25 g parciálního esteru glycerolu a Matnými kyaelinami řady C^g •^ž c₂₄, a obsahem 90 % hmot. monoglyceridů mastných kyselin, z nichž 40 % hmot. tvořila kyselina cia-13-dokoaenová, a 50 g dimethylpolyailoxanu. Uvedená směs byla zahřáta na 80 °C a za stálého míchání se dispergovala do 875 < aduktu kyseliny olejové o jodovém čísle 80 a 6 malý ethylenoxidu. Průchodem přes emulzor, při současném zchlazení na 20 °C, ae vytvořila stabilní emulze.

Příklad 2

Ks 100 g rafinovaného vlního tuku ae přidalo 100 g parciálního oateru glycorolu a Matnými kyselinami řady C^g až C₂₄ a obsahem 95 % hmot. monoglyceridů Matných kyselin, z nichž 45 % hmot. tvořila kyselina cis-13-dokesenevá, a 100 g dlstethylpolyailexanu.

Uvedená směs se zahřála na 60 °C a aa stálého míchání se dispergovala da směai 500 g aduktu kyseliny olejová o jódován číslo 80 a 6 moly ethylenoxidu a 7 mely propylenoxidu a 200 g mastné kyaoliny řepkového oleje o jódován číslo 100. Vzniklá aměa aa v emulzoru upravila na stabilní dispersi.

Příklad 3

Ke 150 g rafinovaného vlníha tuku aa přidala 100 g parciálního esteru glycorolu a mastnými kyselinami řady C^g až C₂₄ a obsahem 92 % hmot. moneglyoerldů mastných kyselím, z nichž 48 % hmat. tvořila kyselina cia-13-dokoaeaevá a 150 g dimethylpolyailoxanu. Vaniklá aměa ae upravila do formy emulze, která ae dispergovala do aměai 400 g aduktu Metná kyseliny řepkového oleje o jódován čísle 100 a 3 moly ethylenoxidu a 200 g kyseliny alejová o jódovém čísle 80. Ee směsi ae připravila disperze.

Příklad 4

K 75 g rafinovaného vlního tuku se přidalo 50 g parciálního esteru glycerolu a mastnými kyselina»! řady C^g až C₂₄ s obsahem 93 % hmot. monoglyceridů mastných kyselin, z nichž 43 % tvořila kyselina cia-13-dokosenová a 50 g dimethylpolyailoxanu. Za aměai ae připravila emulze, ke která bylo přidáno 580 g aduktu Matné kyseliny řepkového oleje o jódovém číale 100 a 5 moly ethylenoxidu a 5 moly propylenoxidu a 245 g mastných kyaelin ze slunečnicového oleje o jodovém čísle 125. Vzniklá směs ae průchodem přes emulzor upravila na disperzi.

Příklad 5

K 50 g rafinovaného vlního tuku bylo přidáno 50 g parciálního esteru glycerolu a Metnými kyaelinami řady C_l6 až C₂₄ β obsahem 92 % hmot. monoglyceridů Matných kyselin, z nichž 40 % hmot. tvořila kyselina cia-13-dokosanová a 50 g dimethylpolysilexanu. Uvedená směs byla zahřáta na 60 °C a za stálého míchání se dispergovala do směsi 800 g ddtoktu dodekanolu s 4 moly ethylenoxidu a 6 moly propylenoxidu a 50 g mediciálního vaselinového oleje. Průchodem přes emulzor, při současném zchlazení na 20 °C, se vytvořila stabilní emulze.

Příklad fermentace

200 083

Do skleněného laboratorního fermentoru obsahu 30 1 o užitečném plnění 15 1, který byl vybaven míchadlem, přívodem vzduchu a cirkulačním válcem, bylo napuštěno 12 kg vody, 2 kg koncentrované, sterilované melasové zápary, obsahující 900 g melasy, 1 063 g vody, 2 kg superfosfátu, 16 g hydrofosforečnanu amonného, 4 g síranu amonného a 15 g močoviny. Dále byl přidán 1 kg inokula, připraveného z 200 g násadní kvasničné pasty o sušině 23 % hmot.

V průběhu 6 h kultivace byla udržována teplota 30 °C, pH 4,5 a průtok vzduchu 15 1 za 1 minutu.

V průběhu fermentačního testu pro stanovení odpěňovací účinnosti se odpěňovací prostředek dávkoval do kvasničného média automaticky z byrety, jejíž tlačkový aelenoidový ventil dostával impuls k otevření pomocí hladinové elektrody v momentě, kdy se hladina vystupující pěny datkla elektrody.

Za uvedeného postupu fermentační výroby droždí bylo na 1 kg vyprodukované biomasy spotřebováno β,02 g odpěňovacího prostředku podle přikladu 4 v porovnání a 23,51 g kyseliny olejové, která byla spotřebována za stejných podmínek modelového testování.

Zhodnocení odpěňovaoího účinku prostředku pro fermentační procesy podle vynálezu je vyjádřeno koeflolentom odpěňovací účinnosti, což je hmotnostní poměr čisté kyseliny olejové a zkoušeného odpěňovacího prostředku na produkci 1 kg biomasy.

Druh odpěňovačo *1 x« *8 *9

Koeficient odpěňovací účinnosti

1,00

0,33

1,86

1,47

2,10

2,50

2,00

2,93

1,95

Legenda <

Xj - kyselina olejová o jpdovém čísle 80,

Xg - směs rostlinných mastných kyselin Cjg až 6^4 ⁰ jodovém čísle 115, neutrálního rostlinného oleje a medlclálního vesellnového oleje,

Χθ - adukt mastných kyselin Cjg až Cg^ o jódovém čísle 120 s 6 moly ethylenoxidu a 7 mely propylenoxidu,

X4- adukt mastných kyselin Cjg až Cg^ o jodovém čísle 120 s 6 moly ethylenoxidu a 7 moly propylenoxidu ve směsi s kyselinou olejovou o jódovém čísle 80,

Χθ - odpeňovaoí prostředek podle příkladu 1,

Χθ - odpěňovací prostředek podle příkladu 2,

Χγ- odpěňovací prostředek podle příkladu 3,

Χθ - odpěňovací prostředek podle příkladu 4,

Χθ - odpěňovací prostředek podle příkladu 5.

200 003

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Odpěnovací prostředek pro fermentační procesy, vyznačený tím, že je tvořen emulzní směsí

0,4 až 1,0 hmot. dílu dimethylpolysiloxanu,

0,3 až 1,5 hmot. dílu rafinovaného vlního tuku a

0,3 až 1,5 hmot. dílu parciálních esterů glycerolu s mastnými kyselinami řady C^g až °24* v nichž s výhodou převládá kyselina cis-13-dokosenová, s obsahem 90 až 96 % hmot. monoglyoeridů mastných kyselin, dispergovanou v 60 až 95, s výhodou 85 % hmot. nosiče ze skupiny triglyceridů mastných kyselin řady C^g až Cg^ o jódovém čísle 80 až 130, mastných kyselin řady C^g až Cg^ o jódovém čísle 80 až 130, aduktů mastných kyselin řady C^g až Cg^ o jódovém čísle 80 až 13θ s 3 až 8 moly ethylenoxidu, aduktů mastných kyselin řady C^g až Cg^ o jódovém čísle 80 až 130 s 5 až 10 moly prepylen oxidu, aduktů mastných kyselin řady C₁g až Cg^ o jodovém čísle 80 až 130 s 3 až 8 moly ethylenoxldu a 5 až 10 moly propylenoxidu, mastných alkoholů řady C^g až Ο^θ, aduktů mastných alkoholů řady C^g až Ο^θ s 3 až 8 moly ethylenoxidu, aduktů mastných alkoholů řady C^g až Ο^θ s 5 až 10 moly propylenoxidu, aduktů mastných alkoholů řady C^g až Ο^θ s 3 až 8 moly ethylenoxidu a e 5 až 10 moly propylenoxidu a médieiálního vaselinového oleje nebo jejich směsi.