CS241494B2 - Method of feeding yeast and/or ethyl alcohol production from plant material - Google Patents
Method of feeding yeast and/or ethyl alcohol production from plant material Download PDFInfo
- Publication number
- CS241494B2 CS241494B2 CS819748A CS974881A CS241494B2 CS 241494 B2 CS241494 B2 CS 241494B2 CS 819748 A CS819748 A CS 819748A CS 974881 A CS974881 A CS 974881A CS 241494 B2 CS241494 B2 CS 241494B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- fermentation
- carried out
- process according
- yeast
- hours
- Prior art date
Links
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 9
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 22
- 241000235646 Cyberlindnera jadinii Species 0.000 claims abstract description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 22
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 11
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract 1
- 230000005180 public health Effects 0.000 abstract 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 20
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 10
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 8
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 8
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 8
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 5
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 4
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 3
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010023063 Bacto-peptone Proteins 0.000 description 2
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000006159 Sabouraud's agar Substances 0.000 description 2
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 2
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 2
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 description 2
- WDMUXYQIMRDWRC-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-3,4-dinitrobenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C([N+]([O-])=O)=C1O WDMUXYQIMRDWRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 description 1
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 description 1
- 241000186321 Cellulomonas Species 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 1
- 240000001194 Heliotropium europaeum Species 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VZUNGTLZRAYYDE-UHFFFAOYSA-N N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine Chemical compound O=NN(C)C(=N)N[N+]([O-])=O VZUNGTLZRAYYDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001461 cytolytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229940032296 ferric chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940044631 ferric chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical group 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940061634 magnesium sulfate heptahydrate Drugs 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- CNFDGXZLMLFIJV-UHFFFAOYSA-L manganese(II) chloride tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Mn+2] CNFDGXZLMLFIJV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000001805 pentosyl group Chemical group 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012449 sabouraud dextrose agar Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BBMHARZCALWXSL-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogenphosphate monohydrate Chemical compound O.[Na+].OP(O)([O-])=O BBMHARZCALWXSL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 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
- C12N1/22—Processes using, or culture media containing, cellulose or hydrolysates thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Fodder In General (AREA)
Description
Řešení se týká způsobu výroby krmných kvasnic a/nebo ethylalkoholu z rostlinných odpadních látek, materiálu rostlinného původu, obsahujícího celulózu (např. 1 papíru) a zemědělských odpadů.
Podle řešení se odpady předem zpracovávají se zředěnou anorganickou kyselinou· a/ /nebo zředěným louhem za tepla a potom se fermentují o sobě známým způsobem kmenem Candida utllis var, cellulolytica, uloženým 23. září 1980 pod číslem CU 28 00199 v maďarské národní sbírce kmenů (OKI).
Jestliže se fermentace provádí za aerobních podmínek, tak vznikají krmné kvasnice, které se mohou po odfiltrování nebo přímo rozprášením sušit. Jestliže se fermentuje za anaerobních podmínek, tak vzniká ethylalkohol, zatímco fermentace za mohutného provětrávání (max. 1 mg O2/l) vede к tomu, že vznikají současně krmné kvasnice a ethylalkohol.
Vynález se týká způsobu výroby krmných kvasnic a/nebo ethylalkoholu z rostlinného materiálu, jako jsou zemědělské užitkové rostliny a/nebo divoce rostoucí rostliny nebo jejich odpady a/nebo z průmyslového odpadu s obsahem celulózy.
Rostliny, přesněji 25 až 40 % sušiny rostlinných odpadních látek, sestávají z celulózy. Kromě toho obsahují ještě lignin v množství asi 20 až 40 % a menší množství polymerů, skládajících se z pentózových jednotek a polymerů, sestavených z hexózových jednotek, jakož i další anorganické a organické látky.
Pro> zužitkování rostlin a rostlinných odpadů fermentací jsou známy dvě cesty. Jednou z nich je přímá fermentace celulózy pomocí mikroorganismů, rozkládajících celulózu, to jest celulolytických mikroorganismů.
Druhá možnost spočívá v tom, že se celulózy odbourají kysele nebo- enzymaticky na glukózu a získaná glukóza se fermentuje.
Je pouze několik málo mikroorganismů, které se hodí к přímé fermentaci celulózy, ale i tyto organismy rozkládají celulózu jen velmi pomalu. Mikroorganismy rozkládající celulózu jsou například z bakterií druhu Cellulomonas a Cellovibrio a z kvasinek například Myrrothecium verrucaria, Trichoderma viride atd.
Pro výrobu mikrobiální bílkoviny za použití mikroorganismů, rozkládajících celulózu byly provedeny Ch. E. Dunlapem (A. Chem. Soc. Symp. 1970) pokusy s kmeny Cellulomonoias a Alcaligenes. F. Kargi a M. L. Schuler (Biotechn. and Bioeng. Vol. XXII, 1 567—1 600, 1980) experimentovali s mutací Pseudomonas fluorescens.
Pokusy, směřující к výrobě mikrobiální bílkoviny (Single Cell Protein, SCP) za pomoci bakterií a plísní ztratily pozvolna na významu, proto proti použití těchto mikroorganismů Jako krmné bílkoviny byly z hlediska veterinární medicíny námitky.
Možnosti zužitkování celulózy fermentací jsou mnohem širší, jestliže se celulóza nejdříve hydrolyzuje na glukózu, neboť je stravitelná téměř pro všechny mikroorganismy.
Sholler a Thornes vypracovali jako první na rozhraní století způsob totální hydrolýzy celulózy. Při tomto způsobu se používaly anorganické kyseliny střední koncentrace při teplotách nad 100 °C. Způsob byl proto velmi nákladný z hlediska spotřeby energie а к jeho provedení byla nutná zařízení odolná vůči kyselinám a tlaku. Tento způsob byl sice později modernizován (bylo možné snížit koncentraci kyselin a tlak), avšak nové továrny, které pracují podle tohoto způsobu se již nestaví.
Od roku 1950 se provádí pokusy hydrolyzovat celulózu pomocí enzymu Cellulázy, vyrobené z hub (B. Hagerdal aj.: Diotechn.
and Bioeng. XXII, 1 515—1 526 a 1 527—1 542,
1980). Pro< hydrolýzu celulózy se všeobecně používá enzymatický systém Trichoderma viride (D. Sternberg, Biótechn. and Bioeng. No. 6,35—53, 1976).
Enzymatická hydrolýza celulózy je drahý způsob. Obecně se vyplatí jen tehdy, jestliže se roztok glukózy, získaný hydrolýzou, může dále zpracovat na drahý produkt.
Při vypracování způsobu podle vynálezu se vycházelo z toho, že se pro výrobu SCP mohou používat pouze mikroorganismy, které lze akceptovat pro účely krmiv· pro zvířata a které kromě ligninu mohou zužitkovat širokou škálu rostlinných složek.
Species utilis patřící к druhům Candida a Torulopsis se používají po desítiletí jako krmné kvasnice. Tyto známé druhy kvasinek nemohou rozkládat ani lignin, ani celulózu. Ani v literatuře nebyl podnes popsán žádný druh kvasinek, který je schopen rozkládat celulózu.
Proti očekávání bylo zjištěno, že kmen Candida utilis izolovaný v roce 1978 genetic-. kými metodami a metodami selektivními pro kmen je schopen odbourávat hydratovanou nebo částečně degradovanou celulózu. Pro hydrataci a degradaci celulózy byl vypracován jednoduchý způsob předúpravy, pomocí něhož lze vyrobit z materiálu, obsahujícího celulózu, živný roztok, vhodný pro uvedený kmen kvasinek.
Předmětem vynálezu je proto způsob výroby krmných kvasnic a/nebo ethylalkoholu z rostlinného materiálu, jako jsou zemědělské užitkové rostliny a/nebo· divoce rostoucí rostliny nebo jejich odpady a/nebO' z průmyslového odpadu s obsahem celulózy, jehož podstata spočívá v tom, že se rostliny a/nebo jejich odpady a/nebo průmyslové odpady s obsahem celulózy předběžně zpracují zředěnou anorganickou kyselinou v hmotnostní koncentraci 0,5 až 10,0 % a/nebo hydroxidem sodným v hmotnostní koncentraci 0,5 až 10,0 °/o při teplotě 80 až 100 stupňů Celsia po dobu 0,5 až 5,0 hodin a potom se provádí fermentace při teplotě 33 až 39 °C za aerobních nebo anaerobních podmínek kmenem Candida utilis var. cellulolytica, uloženým pod číslem CU 28 00199 v maďarské sbírce kmenů OKI.
Kmen CU 28 byl izolován z polního kmene. Asi 1 g zetlelého dřeva byl homogenizován s 9 ml sterilního fyziologického roztoku kuchyňské soli. Z roztoku byla připravena desítková zřeďovací řada, kterou byl očkován Sabouraudův agar, obsahující CMC. (Sabouraudův agar, obsahující karboxymethylcelulózu odpovídá svým složením živnému médiu Oxoid CM 41 s tím rozdílem, že místo dextrózy obsahuje karboxymethylcelulózu.)
Desky byly inkubovány 72 hodin při 25,30, popřípadě 37 °C. Podle buněčně morfologických metod byly vybrány kultury kvasinek, vyrostlé na deskách a přeočkovány na živné médium, obsahující glukózu a karboxymethylcelulózu, následujícího· složení:
lojový extrakt (Beef-extrakt]
| (Difko] | 5,0 | g |
| glukóza | 7,5 | g |
| karboxymethylcelulóza | 7,5 | g |
| Bacto pepton (Difco] | 4,0 | g |
| kvasinkový extrakt (Oxoid | ||
| L 21] | 1,0 | g |
| dihydrogenfosforečnan | ||
| draselný | 0,2 | g |
| hydrogenfosforečnan | ||
| dvojdraselný | 0,15 g | |
| dihydrogenfosforečnan sodný | 2,0 | g |
| hydrogenfosforečnan dvojsodný | 1,5 | g |
| síran hořečnatý | 0,3 | g |
| síran zinečnatý | 0,1 | g |
| síran amonný | 3,0 | g |
| chlorid železitý | 0,1 | mg |
| síran mědnatý | 0,6 | mg |
| chlorid manganatý | 0,15 mg | |
| jodid draselný | 0,05 mg | |
| kyselina boritá | 0,1 | mg |
| agar—agar | 15 | g |
| voda | ad 1 litr |
Obvyklými způsoby čištění byly kultivovány kultury, pocházející z jediné buňky a uchovávány na živném médiu, obsahujícím glukózu a karboxymethylcelulózu. Z těchto izolátů byly vybrány ty kultury, které nejlépe odbourávaly karboxymethylcelulózu.
Synchronní kultura tohoto kmene byla podrobena v roce 1978 mutagennímu zpracování, a sice byla použita koncentrace N-methyl-N-nitroso-N‘-nitroguanidinu, při které počet živých zárodků klesl minimálně o tři řády. Buňky, které přežily, byly segregovány · v živném médiu, obsahujícím karboxymethylcelulózu a přeočkovány na pevnou výchozí látka a produkt krmné kvasnice ze slámy ethylalkohol ze slámy krmné kvasnice z novinového· papíru ethylalkohol z novinového· papíru krmné kvasnice z kenafy ethylalkohol z kenafy krmné kvasnice a ethylalkohol z kenafy krmné kvasnice ze směsi, připravené v poměru 75 : 25, odpadu cukrové třtiny a bagasy ethylalkohol ze směsi, připravené v poměru 75 : 25, odpadu cukrové třtiny a bagasy
Sabouraudovu živnou půdu, obsahující CMC. Aktivita cellulázy (tj. schopnost rozkládat celulózu] získaných kolonií mutantů, byla určována pomocí dinitrosalicylové kyseliny a byl vybírán kmen s největší aktivitou celulázy (Candida utilis var. cellulolytica] a uložen pod číslem 00- 199 · v národní sbírce mikroorganismů zemského ústavu pro zdravotnictví (Országos Kozegészégůgyi IntézetMikroorganizmusok Nezmetl Gyujteménye].
Buňky uvedeného kmene mají tvar elipsoidu, malý průměr se pohybuje mezi .2,5 až
4,5 um- velký průměr mezi 4l,5 až, 7,5 prn. Kmen -tvoří bílé, konvexní kolonie s lesklým povrchem· a hladkými okraji.
Pro hydrataci a částečnou degradaci se celulóza zpracovává zředěnou anorganickou kyselinou a/nebo zředěným louhem při teplotách mezi 80 až 100 °C, v závislosti na druhu rostlinného odpadu 0,5 až 5 hodin. Koncentrace kyseliny a louhu činí 0,5 až 10 % hmot.
Optimální koncentrace a optimální teplota a doba trvání předúpravy se určuje jednotlivě pro každý případ v závislosti na chemickém složení a struktuře rostlinného odpadu.
V závislosti na druhu rostliného· odpadu se může biokonverzí přeměnit minimálně 25 až 60 % na krmné kvasnice, popřípadě ethyalkohol. Dále je uvedeno srovnání kmene Torulopsis utilis, obvyklého· pro· výrobu krmných kvasnic a kmene Candida utilis var. cellulolytica, používaného· podle vynálezu. V tabulce jsou uvedena množství sušených krmných kvasnic, která lze získat ze 100 kg suché suroviny a množství ethylalkoholu ve ° hl, která lze získat ze 100· kg suché suroviny (vyjádřený výtěžek v litru absolutního· alkoholu].
výtěžek
Candida utilis var. Torulopsis utilis cellulolytica
| 9,6—11,2 | 6,4— 7,8 |
| 12,0—13,0 | 8,2— 9,4 |
| 13,2—14,0 | 8,6— 9,2 |
| 13,6—14,0 | 8,6— 9,2 |
| 16,0—18,0 | 9,2—10,0 |
| 20,0—22,0 | 11,4—12,2 |
| 9,0—10,0 | 4,0— 5,0 |
| 18,0—19,0 | 9,8—10,6 |
| 22,0—23,6 | 12,2—13,6 |
Kenafa je vláknitá rostlina, bagasa je zbytek, zbývající po vylisování cukrové třtiny.
Vynález bude blíže vysvětlen pomocí následujících příkladů, aniž by byl ale na tyto příklady omezen.
Příklad 1
000 dílů hmotnostních kenafy se rozemele v kladivovém mlýně na velikost částic 1 až 2 mm. К materiálu se přidá 9 000 dílů hmot. 3,2% kyseliny sírové a směs se zpracovává tepelně při 96 °C po dobu 120 minut v nádrži, odolné vůči kyselinám. Potom se přidá 7,2 dílů hmot, superfosfátu a 4,0 dílů hmot, technického síranu amonného a rozpustí se. Roztok se odstředí, jeho pH se nastaví technickým hydroxidem sodným na hodnotu 6,5. Živný roztok, vyrobený tímto způsobem, se ochladí na 37 °C a inokuluje se v poměru 1 : 100 předkulturou Candida utilis var. cellulolytica, obsahující na mililitr 108 buněk.
Predkultura se vyrobí následovně:
| glukóza | 7,5 | g |
| karboxymethylcelulóza | ||
| (rozpustná ve vodě) | 7,5 | g |
| dihydrogenfosforečnan | ||
| draselný | 0,2 | g |
| hydrogenfo-sforečnan dvoj- | ||
| draselný | 0,15 g | |
| dihydrogenfosforečnan | ||
| sodný monohydrát | 2,0 | g |
| hydrogenfosforečnan dvojsodný | 1,5 | g |
| síran hořečnatý heptahydrát | 0,3 | g |
| síran zinečnatý | 0,1 | g |
| síran amonný | 3,0 | g |
| lojový extrakt (Beef extract) | 5,0 | g |
| (Difco) | ||
| Bacto pepton | 4,0 | g |
| kvasinkový extrakt (Oxoid L21) | 1,0 | g |
| chlorid železitý hexahydrát | 0,1 | mg |
| síran mědnatý pentahydrát | 0,6 | mg |
| chlorid manganatý tetrahydrát | 0,15 | mg |
| jodid draselný | 0,05 mg | |
| kyselina boritá | 0,1 | mg |
se rozpustí v litru destilované vody. Roztok se sterilizuje jednu hodinu při 105 °C v baňce uzavřené vatovou zátkou. Živný roztok se očkuje při 37 CC 10 ml suspenze Candida utilis var. cellulolytica, staré 24 hodin a potom se inkubuje při 37 °C. Živný roztok hlavní kultury se očkuje suspenzí, obsahující na ml 108 buněk.
Fermentace se provádí za provětrávání přebytkem kyslíku v množství 1 až 2 mg O2/l. V případě diskontinuální fermentace trvá fermentace 36 až 40 hodin. Na konci fermentace (po dosažení maximálního^ počtu zárodků] mohou se kvasnice odfiltrovat na vakuovém bubnovém filtru nebo filtračním lisu nebo se ale také mohou přímo sušit práškováním.
Ze 100 kg kenafy lze získat popsaným způsobem 16 až 18 kg sušených krmných kvasnic.
Příklad 2
Pracuje se stejným způsobem jako· v příkladě 1 s tím rozdílem, že se fermentuje za anaerobních podmínek bez provětrávání. Fermentace trvá 46 až 50 hodin. Množství alkoholu, které lze oddestilovat z fermentační břečky činí — přepočteno na absolutní alkohol — 20,0 až 22,0 litrů.
Příklad 3
Pracuje se stejným způsobem jako· v příkladě 1, avšak jako· suroviny se místo kenafy použije sláma. Předúprava se provádí 3,7% kyselinou sírovou při 98 °C po· dobu 38 minut. Po filtraci se zbytek zpracovává při 98 °C po dobu 42 minut 2,8% hydroxidem sodným. Jak kyselina, tak i hydroxid se používají v množství 4 500 dílů hmot. Fermentace se při pH 6,3 provádí 46 hodin. Ze 100 kg suché slámy se získá 9,6 až 11,2 kg suchých krmných kvasnic.
P ř í к I a d 4
Pracuje se způsobem popsaným v příkladě 3 s tím rozdílem, že se fermentuje bez pro-větrávání, za anaerobních podmínek. Po 52hodinové fermentaci se břečka kultury destiluje. Ze 100 kg slámy se získá, přepočtento na absolutní alkohol, 12 až 13 litrů alkoholu.
Příklad 5
Pracuje se stejně jako v příkladě 1, avšak místo- kenafy se použije jako výchozí látka novinový papír. Tento se podrobí předúpravě 3,6% hydroxidem sodným při teplotě 98 stupňů Celsia a po dobu 68 minut. Fermentace trvá 54 hodin. Ze 100 kg novinového papíru se získá 13,2 až 14,0 kg suchých krmných kvasnic.
Příklad 6
Pracuje se způsobem, popsaným v příkladě 5 s tím rozdílem, že se fermentace provádí bez provětrávání, za anaerobních podmínek. Po 60 hodinách fermentace se může získat ze 100 kg novinového papíru alkohol v množství 13,6 až 14,0 litrů (abs.J.
Příklad 7
Pracuje se stejně jako v příkladě 1 s tím rozdílem, že se jako výchozí látka použije směs, sestávající ze 75 dílů zbytků po- sklizni cukrové třtiny a 25 dílů bagasy. Předúprava se provádí 2,8% kyselinou sírovou při 96 °C po dobu 150 minut. Fermentace trvá 40 až 44 hodin. Ze 100 kg uvedené směsi lze vyrobit 18 až 19 kg suchých krmných kvasnic.
Příklad 8
Pracuje se způsobem popsaným· v příkladě 7 s tím· rozdílem, že se fermentace provádí za anaerobních podmínek, bez provětrávání. Fermentace trvá 50 až 56 hodin. Ze 100 kg výchozího materiálu je možné vy10 robit 2'2,0 až 23,6 litrů absolutního· alkoholu.
Příklad 9
Pracuje se způsobem popsaným v příkladě 1, avšak kultura se provětrává přebytkem- kyslíku, a to 0,2 mg/1.
V tomto případě se ze 100 kg kenafy získá 9 až 10 kg suchých krmných kvasnic a 8 až 10 litrů absolutního ethylalkoholu.
Claims (10)
- PĚEDMĚT1. Způsob výroby krmných kvasnic a/nebo ethylalkoholu z rostlinného materiálu jako jsou zemědělské užitkové rostliny a/nebo divoce rostoucí rostliny nebo jejich odpady a/nebo z průmyslového odpadu s obsahem celulózy, vyznačující se tím, že se rostliny a/nebo· jejich odpady a/nebo průmyslové odpady s obsahem celulózy předběžně zpracují zředěnou anorganickou kyselinou v hmotnostní koncentraci 0,5 až 10,0 % a/ /nebo· hydroxidem sodným v hmotnostní koncentraci 0,5 až 10,0 ·% při teplotě 80 až 100 °C po dobu 0,5 až 5,0 hodin a potom se provádí fermentace při teplotě 33 až 39 °C za aerobních nebo anaerobních podmínek kmenem Candida utilis var. cellulolytica, uloženým pod číslem CU 28 00199 v maďarské národní sbírce kmenů OKI.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se předběžné zpracování provádí zředěnou anorganickou kyselinou v hmotnostní koncentraci 0,5 až 4,0 %' a/nebo hydroxidem·· sodným v hmotnostní koncentraci 0,5 až 4,0 °/o.
- 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se předběžné zpracování provádí při teplotě 90 až 98 °C.
- 4. Způsob· podle bodu 1, vyznačující se ynAlezu tím, že se předběžné zpracování provádí po dobu 0,5 až 3,0 hodiny.
- 5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se fermentace provádí při teplotě 35 až 37 °C.
- 6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se fermentace provádí diskontinuálně nebo· kontinuálně.
- 7. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že v případě diskontinuální fermentace činí doba fermentace v závislosti na výchozím materiálu 16 až 72 hodin, s výhodou 16 až 50 hodin.
- 8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že se pro· výrobu krmných kvasnic fermentace provádí při obsahu vodného· kyslíku ve fermentační břečce 1,0 až 4,0 mg O2/I, s výhodou 1,5 až 2,5 mg 0^/l fermentační břečky.
- 9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že se pro· výrobu ethylalkoholu provádí fermentace za anaerobních podmínek.
- 10. Způsob podle bodů 1 až 9, vyznačující se tím, že se fermentační břečka při současné výrobě krmných kvasnic a ethylalkoholu provětrává pro udržení obsahu volného kyslíku na hodnotách do 1 mg O2:/l fermentační břečky.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU803095A HU181771B (en) | 1980-12-23 | 1980-12-23 | Process for preparing fodder yeast and/or ethanol from plant wastes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS974881A2 CS974881A2 (en) | 1985-06-13 |
| CS241494B2 true CS241494B2 (en) | 1986-03-13 |
Family
ID=10962530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS819748A CS241494B2 (en) | 1980-12-23 | 1981-12-23 | Method of feeding yeast and/or ethyl alcohol production from plant material |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1178221A (cs) |
| CS (1) | CS241494B2 (cs) |
| CU (1) | CU21613A3 (cs) |
| DD (1) | DD201694A5 (cs) |
| DE (1) | DE3151176A1 (cs) |
| FR (1) | FR2496690A1 (cs) |
| GB (1) | GB2090514B (cs) |
| HU (1) | HU181771B (cs) |
| PL (1) | PL129919B1 (cs) |
| SU (1) | SU1218927A3 (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| YU25697A (sh) * | 1997-06-18 | 1999-07-28 | Dušan Ćirić | Postupak za dobijanje etil alkohola iz celuloze |
| EP1865048A1 (en) | 2006-06-09 | 2007-12-12 | Cognis IP Management GmbH | Process for the production of fatty acid alkyl esters by integrating fermentation and esterification |
| GB2530987B (en) * | 2014-10-03 | 2017-06-21 | Nafici Env Res (Ner) Ltd | A method for processing straw |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3937845A (en) * | 1975-01-08 | 1976-02-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Semi-solid fermentation of straw |
| ZA801703B (en) * | 1979-07-02 | 1981-05-27 | American Can Co | Fermented acid hydrolyzates and fermentation process |
-
1980
- 1980-12-23 HU HU803095A patent/HU181771B/hu unknown
-
1981
- 1981-12-10 GB GB8137322A patent/GB2090514B/en not_active Expired
- 1981-12-21 DD DD81235984A patent/DD201694A5/de unknown
- 1981-12-22 SU SU813373695A patent/SU1218927A3/ru active
- 1981-12-22 CU CU8135576A patent/CU21613A3/es unknown
- 1981-12-22 CA CA000392973A patent/CA1178221A/en not_active Expired
- 1981-12-22 PL PL1981234381A patent/PL129919B1/pl unknown
- 1981-12-23 CS CS819748A patent/CS241494B2/cs unknown
- 1981-12-23 DE DE19813151176 patent/DE3151176A1/de not_active Withdrawn
- 1981-12-23 FR FR8124151A patent/FR2496690A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2496690A1 (fr) | 1982-06-25 |
| CS974881A2 (en) | 1985-06-13 |
| HU181771B (en) | 1983-11-28 |
| CU21613A3 (en) | 1987-10-12 |
| DD201694A5 (de) | 1983-08-03 |
| FR2496690B1 (cs) | 1984-05-11 |
| GB2090514A (en) | 1982-07-14 |
| PL129919B1 (en) | 1984-06-30 |
| CA1178221A (en) | 1984-11-20 |
| GB2090514B (en) | 1984-04-11 |
| SU1218927A3 (ru) | 1986-03-15 |
| DE3151176A1 (de) | 1982-09-02 |
| PL234381A1 (cs) | 1982-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4756276B2 (ja) | エタノールの製造方法 | |
| Garg et al. | Effect of cultural factors on cellulase activity and protein production by Aspergillus terreus | |
| CN110577917A (zh) | 一种秸秆生物降解复合菌剂及其应用 | |
| CN103444988B (zh) | 米曲霉降解秸秆生产蛋白饲料的方法 | |
| CN101613722B (zh) | 一种利用纤维素类原料发酵生产乙醇和丁二酸的方法 | |
| JP6202716B2 (ja) | バイオマスの糖化方法 | |
| CN102796670A (zh) | 一种黑曲霉菌株及其应用 | |
| CN109486863B (zh) | 一种利用微生物菌剂降解农作物秸秆中木质纤维的方法 | |
| CS241494B2 (en) | Method of feeding yeast and/or ethyl alcohol production from plant material | |
| KR102678051B1 (ko) | 케나프 펄프를 이용한 젖산 생산방법 | |
| US3761355A (en) | Comestible digestible protein from cellulose | |
| PT97565B (pt) | Processo para a prparacao de xilanase | |
| CN113046408B (zh) | 一种秸秆制备黄腐酸的方法 | |
| Mena-Espino et al. | Saccharification with Phanerochaete chrysosporium and Pleurotus ostreatus enzymatic extracts of pretreated banana waste | |
| Praveenkumar et al. | Comparative analysis of saccharification of cassava sago waste using Aspergillus niger and Bacillus sp. for the production of bio-ethanol using Saccharomyces cerevisiae | |
| KR101856849B1 (ko) | 배추 폐기물로부터 포도당을 생산하는 방법 및 포도당을 포함하는 미세조류 배양액 | |
| Abraham et al. | Kinetics of the enzymatic saccharification of pretreated tapioca waste (Manihot esculenta) and water hyacinth (Eichhornia crassipes) | |
| JPH0731465A (ja) | 木質系廃棄物の生物学的処理方法 | |
| Falaye et al. | Incidence and prevalence of naturally occuring fungi on palm kernel sludge and its attendant in vitro digestibility. | |
| CN110272883B (zh) | 一种联产纤维二糖酶和几丁质的方法 | |
| FUJIO et al. | Isolation of cellulolytic fungi and some properties of isolated fungi for cellulose biodegradation | |
| KR790001609B1 (ko) | 셀루로즈를 함유하는 물질을 원료로한 자이로즈 및 에틸알코올의 동시 제조방법 | |
| KR810001630B1 (ko) | 인삼 재배용 비료 제조방법 | |
| KR101716209B1 (ko) | 염류토양으로부터 분리된 비브리오 파라헤모리티쿠스의 셀룰로오스 분해활성능 | |
| Singh | BIOLOGICAL TREATMENT OF BAGASSE BY SOLID SUBSTRATE FERMENTATION TO ENHANCE ITS FEED VALUE |