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 PDF

Info

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
Application number
CS819748A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS974881A2 (en
Inventor
Gyula Nagy
Robert Kerekes
Pal Somogyi
Judit Rezessy
Boldizsar Vajda
Original Assignee
Jozsef Attila Mgtsz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jozsef Attila Mgtsz filed Critical Jozsef Attila Mgtsz
Publication of CS974881A2 publication Critical patent/CS974881A2/en
Publication of CS241494B2 publication Critical patent/CS241494B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, 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
    • C12N1/22Processes using, or culture media containing, cellulose or hydrolysates thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23KFODDER
    • A23K10/00Animal feeding-stuffs
    • A23K10/10Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (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)

Abstract

A cellulose-containing starting substance is pre-treated with a dilute mineral acid and/or a dilute base, and then fermented under aerobic or anaerobic conditions in the presence of a Candida utilis var. cellulolytica strain deposited at the Hungarian National Collection of Microorganisms of the National Institute for Public Health on 23rd September, 1980 under No. CU 28 00199. When fermentation is performed under aerobic conditions, fodder yeast or a mixture of fodder yeast and ethanol is obtained, depending on the aeration rate, whereas when fermentation is performed under anaerobic conditions, ethanol is obtained.

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.The invention relates to a method for producing feed yeast and / or ethyl alcohol from vegetable waste materials, plant derived material containing cellulose (eg 1 paper) and agricultural waste.

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).According to a solution, the wastes are pretreated with dilute inorganic acid and / or dilute lye and then fermented in a manner known per se by Candida utllis var, cellulolytica deposited on 23 September 1980 under number CU 28 00199 in the Hungarian National Collection of Tribes ( 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.If fermentation is carried out under aerobic conditions, feed yeast is formed which can be dried after filtering or sprayed directly. When fermented under anaerobic conditions, ethyl alcohol is produced, while fermentation under vigorous ventilation (max. 1 mg O 2 / l) leads to the formation of feed yeast and ethyl alcohol.

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.The invention relates to a process for the production of feed yeast and / or ethyl alcohol from plant material such as agricultural crops and / or wild plants or their waste and / or from cellulose-containing industrial waste.

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.Plants, more precisely 25 to 40% of the dry matter of vegetable waste materials, consist of cellulose. In addition, they also contain lignin in an amount of about 20 to 40% and smaller amounts of polymers consisting of pentose units and polymers composed of hexose units, as well as other inorganic and organic substances.

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.There are two ways to utilize plants and plant waste by fermentation. One of these is the direct fermentation of cellulose by cellulose-degrading microorganisms, i.e. cellulolytic microorganisms.

Druhá možnost spočívá v tom, že se celulózy odbourají kysele nebo- enzymaticky na glukózu a získaná glukóza se fermentuje.A second possibility is that the celluloses are degraded acidically or enzymatically to glucose and the glucose obtained is fermented.

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.There are only a few microorganisms that are suitable for direct fermentation of cellulose, but even these organisms break down cellulose very slowly. Cellulosic microorganisms are, for example, from Cellulomonas and Cellovibrio and yeast, for example, Myrrothecium verrucaria, Trichoderma viride, and the like.

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.For the production of microbial protein using cellulose-degrading microorganisms, Ch. E. Dunlap (A. Chem. Soc. Symp. 1970) experiments with the Cellulomonoias and Alcaligenes strains. F. Kargi and M. L. Schuler (Biotechn. And Bioeng. Vol. XXII, 1567-1600, 1980) experimented with a mutation of 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.Attempts to produce microbial protein (Single Cell Protein (SCP) using bacteria and fungi have gradually become less important, and therefore the use of these microorganisms as feed proteins has been objected to from veterinary medicine.

Možnosti zužitkování celulózy fermentací jsou mnohem širší, jestliže se celulóza nejdříve hydrolyzuje na glukózu, neboť je stravitelná téměř pro všechny mikroorganismy.The possibilities of utilizing cellulose by fermentation are much broader if cellulose is first hydrolysed to glucose, since it is digestible by almost all microorganisms.

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.Sholler and Thornes were the first to develop a method of total cellulose hydrolysis at the interface of the century. In this process, inorganic acids of moderate concentration were used at temperatures above 100 ° C. The process was therefore very expensive in terms of energy consumption, and acid and pressure resistant devices were required. Although this process was later modernized (it was possible to reduce acid concentration and pressure), new factories that operate according to this process are no longer being built.

Od roku 1950 se provádí pokusy hydrolyzovat celulózu pomocí enzymu Cellulázy, vyrobené z hub (B. Hagerdal aj.: Diotechn.Since 1950, attempts have been made to hydrolyse cellulose using the enzyme Cellulases, produced from fungi (B. Hagerdal et al., Diotechn.

and Bioeng. XXII, 1 515—1 526 a 1 527—1 542,and Bioeng. XXII, 1 515—1 526 and 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).1980). In general, the enzymatic system of Trichoderma viride (D. Sternberg, Biotechn and Bioeng. No. 6,35-53, 1976) is used for cellulose hydrolysis.

Enzymatická hydrolýza celulózy je drahý způsob. Obecně se vyplatí jen tehdy, jestliže se roztok glukózy, získaný hydrolýzou, může dále zpracovat na drahý produkt.Enzymatic hydrolysis of cellulose is an expensive process. Generally, it pays off only if the glucose solution obtained by hydrolysis can be further processed into an expensive product.

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.The process according to the invention is based on the assumption that only microorganisms which can be accepted for animal feed purposes and which, in addition to lignin, can utilize a wide variety of plant components can be used for the production of SCP.

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.Species utilis belonging to Candida and Torulopsis species have been used for decades as feed yeast. These known yeast species cannot break down either lignin or cellulose. To date, no yeast species capable of decomposing cellulose has been described in the literature.

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.Contrary to expectations it was found that the strain Candida utilis isolated in 1978 genetic-. It is able to degrade hydrated or partially degraded cellulose by various methods and strain selective methods. For the hydration and degradation of cellulose, a simple pretreatment process has been developed by which a nutrient solution suitable for said yeast strain can be made from a cellulose-containing material.

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.It is therefore an object of the present invention to provide a process for producing feed yeast and / or ethyl alcohol from plant material such as agricultural crops and / or wild plants or their wastes and / or from cellulose-containing industrial waste, which comprises: plants and / or their wastes and / or industrial wastes containing cellulose pre-treated with dilute inorganic acid at a concentration of 0.5 to 10.0% by weight and / or sodium hydroxide at a concentration of 0.5 to 10.0% by weight at temperature 80 to 100 degrees Celsius for 0.5 to 5.0 hours and then fermentation is carried out at a temperature of 33 to 39 ° C under aerobic or anaerobic conditions by Candida utilis var. cellulolytica deposited under number CU 28 00199 in the Hungarian OKI collection.

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.)Strain CU 28 was isolated from a field strain. About 1 g of decayed wood was homogenized with 9 ml of sterile saline. A decimal dilution series was prepared from the solution and inoculated with Sabouraud agar containing CMC. (Sabouraud's agar containing carboxymethylcellulose corresponds to Oxoid CM 41 nutrient media, except it contains carboxymethylcellulose instead of dextrose.)

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:The plates were incubated for 72 hours at 25.30 and 37 ° C, respectively. According to cell-morphological methods, plate cultures of yeast cultures were selected and re-inoculated into a nutrient medium containing glucose and carboxymethylcellulose as follows:

lojový extrakt (Beef-extrakt]tallow extract (Beef-extract)

(Difko] (Difko] 5,0 5.0 g G glukóza glucose 7,5 7.5 g G karboxymethylcelulóza carboxymethylcellulose 7,5 7.5 g G Bacto pepton (Difco] Bacto peptone (Difco) 4,0 4.0 g G kvasinkový extrakt (Oxoid yeast extract (Oxoid L 21] L 21] 1,0 1.0 g G dihydrogenfosforečnan dihydrogenphosphate draselný Potassium 0,2 0.2 g G hydrogenfosforečnan hydrogen phosphate dvojdraselný dipotassium 0,15 g 0.15 g dihydrogenfosforečnan sodný sodium dihydrogen phosphate 2,0 2,0 g G hydrogenfosforečnan dvojsodný disodium hydrogen phosphate 1,5 1.5 g G síran hořečnatý magnesium sulfate 0,3 0.3 g G síran zinečnatý Zinc sulphate 0,1 0.1 g G síran amonný ammonium sulfate 3,0 3.0 g G chlorid železitý ferric chloride 0,1 0.1 mg mg síran mědnatý copper sulfate 0,6 0.6 mg mg chlorid manganatý manganese chloride 0,15 mg 0.15 mg jodid draselný potassium iodide 0,05 mg 0.05 mg kyselina boritá boric acid 0,1 0.1 mg mg agar—agar agar — agar 15 15 Dec g G voda water ad 1 litr ad 1 liter

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.Single cell cultures were cultured by conventional purification methods and stored on a nutrient medium containing glucose and carboxymethylcellulose. From these isolates, those cultures that best degraded carboxymethylcellulose were selected.

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 bagasySynchronous culture of this strain was subjected to mutagenic processing in 1978, namely the concentration of N-methyl-N-nitroso-N‘-nitroguanidine at which the number of viable germs decreased by at least three orders of magnitude. The surviving cells were segregated in a nutrient medium containing carboxymethylcellulose and re-seeded to solid starting material and straw yeast feed ethyl alcohol from straw feed yeast paper · ethyl alcohol from newsprint · canvas feed yeast paper from ethanol yeast feed yeast and yeast feed yeast Ethanol from feed yeast mixture, prepared in 75: 25 ratio, cane waste and bagasse Ethanol from mixture, prepared in 75: 25 ratio, cane waste and bagasse

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].Sabouraud broth containing CMC. Cellulase activity (i.e. the ability to break down cellulose) of the obtained mutant colonies was determined using dinitrosalicylic acid and the strain with the largest cellulase activity (Candida utilis var. Cellulolytica) was selected and deposited under number 00-199 in the National Collection of Microorganisms Országos Kozegészégůgyi IntézetMikroorganizmusok Nezmetl Gyujteménye].

Buňky uvedeného kmene mají tvar elipsoidu, malý průměr se pohybuje mezi .2,5 ažThe cells of said strain have an ellipsoid shape, with a small diameter ranging from 2.5 to 2.5

4,5 um- velký průměr mezi 4l,5 až, 7,5 prn. Kmen -tvoří bílé, konvexní kolonie s lesklým povrchem· a hladkými okraji.4.5 µm large diameter between 4L, 5 to, 7.5 prn. The trunk forms white, convex colonies with shiny surfaces and smooth edges.

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.For hydration and partial degradation, the cellulose is treated with dilute inorganic acid and / or dilute lye at temperatures between 80 to 100 ° C, depending on the type of vegetable waste for 0.5 to 5 hours. The concentration of acid and caustic is 0.5 to 10% by weight.

Optimální koncentrace a optimální teplota a doba trvání předúpravy se určuje jednotlivě pro každý případ v závislosti na chemickém složení a struktuře rostlinného odpadu.The optimum concentration and the optimum temperature and duration of pretreatment are determined individually for each case, depending on the chemical composition and structure of the plant waste.

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].Depending on the type of plant waste, bioconversion can be converted to at least 25 to 60% into feed yeast or ethyl alcohol. The following is a comparison of the Torulopsis utilis strain, conventional for the production of feed yeast and Candida utilis var. cellulolytica used according to the invention. The table shows the quantities of dried fodder yeast that can be obtained from 100 kg of dry material and the amount of ethyl alcohol in ° hl that can be obtained from 100 · kg of dry material (expressed in liter of absolute alcohol).

výtěžekyield

Candida utilis var. Torulopsis utilis cellulolyticaCandida utilis var. Torulopsis utilis cellulolytica

9,6—11,2 9.6—11.2 6,4— 7,8 6.4— 7.8 12,0—13,0 12,0—13,0 8,2— 9,4 8.2— 9.4 13,2—14,0 13.2—14.0 8,6— 9,2 8.6— 9.2 13,6—14,0 13.6—14.0 8,6— 9,2 8.6— 9.2 16,0—18,0 16.0—18.0 9,2—10,0 9.2—10.0 20,0—22,0 20.0—22.0 11,4—12,2 11.4—12.2 9,0—10,0 9.0—10.0 4,0— 5,0 4.0— 5.0 18,0—19,0 18.0—19.0 9,8—10,6 9.8—10.6 22,0—23,6 22.0—23.6 12,2—13,6 12.2—13.6

Kenafa je vláknitá rostlina, bagasa je zbytek, zbývající po vylisování cukrové třtiny.Kenafa is a fibrous plant, bagasse is the remainder remaining after sugarcane has been pressed.

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí následujících příkladů, aniž by byl ale na tyto příklady omezen.The invention will be further illustrated by the following examples without being limited thereto.

Příklad 1Example 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.000 parts by weight of kenaf are ground in a hammer mill to a particle size of 1 to 2 mm. 9,000 parts by weight are added to the material. 3.2% sulfuric acid and the mixture was heat treated at 96 ° C for 120 minutes in an acid-resistant tank. Then 7.2 parts by weight of superphosphate and 4.0 parts by weight of technical ammonium sulphate are added and dissolved. Centrifuge the solution and adjust its pH to 6.5 with industrial sodium hydroxide. The nutrient solution produced in this way is cooled to 37 ° C and inoculated at a ratio of 1: 100 with a preculture of Candida utilis var. cellulolytica containing 10 8 cells per ml.

Predkultura se vyrobí následovně:The preculture is produced as follows:

glukóza glucose 7,5 7.5 g G karboxymethylcelulóza carboxymethylcellulose (rozpustná ve vodě) (water soluble) 7,5 7.5 g G dihydrogenfosforečnan dihydrogenphosphate draselný Potassium 0,2 0.2 g G hydrogenfo-sforečnan dvoj- dibasic hydrogen phosphate draselný Potassium 0,15 g 0.15 g dihydrogenfosforečnan dihydrogenphosphate sodný monohydrát sodium monohydrate 2,0 2,0 g G hydrogenfosforečnan dvojsodný disodium hydrogen phosphate 1,5 1.5 g G síran hořečnatý heptahydrát magnesium sulfate heptahydrate 0,3 0.3 g G síran zinečnatý Zinc sulphate 0,1 0.1 g G síran amonný ammonium sulfate 3,0 3.0 g G lojový extrakt (Beef extract) tallow extract (Beef extract) 5,0 5.0 g G (Difco) (Difco) Bacto pepton Bacto peptone 4,0 4.0 g G kvasinkový extrakt (Oxoid L21) yeast extract (Oxoid L21) 1,0 1.0 g G chlorid železitý hexahydrát ferric chloride hexahydrate 0,1 0.1 mg mg síran mědnatý pentahydrát copper sulfate pentahydrate 0,6 0.6 mg mg chlorid manganatý tetrahydrát manganese chloride tetrahydrate 0,15 0.15 mg mg jodid draselný potassium iodide 0,05 mg 0.05 mg kyselina boritá boric acid 0,1 0.1 mg 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.Dissolve in a liter of distilled water. The solution is sterilized for one hour at 105 ° C in a flask closed with a cotton plug. The nutrient solution is inoculated at 37 ° C with 10 ml of a suspension of Candida utilis var. cellulolytica, 24 hours old, and then incubated at 37 ° C. The main culture nutrient solution is inoculated with a suspension containing per ml of 10 8 cells.

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.Fermentation is performed for purging an excess of oxygen in an amount of 1-2 mg O 2 / l. In the case of batch fermentation, the fermentation takes 36 to 40 hours. At the end of the fermentation (after reaching the maximum number of seeds), the yeast may be filtered on a vacuum drum filter or filter press, or may also be directly dried by powdering.

Ze 100 kg kenafy lze získat popsaným způsobem 16 až 18 kg sušených krmných kvasnic.From 100 kg of kenaf, 16-18 kg of dried fodder yeast can be obtained as described above.

Příklad 2Example 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.It is operated in the same manner as in Example 1, except that it is fermented under anaerobic conditions without venting. The fermentation takes 46 to 50 hours. The amount of alcohol that can be distilled off from the fermentation broth is 20.0 to 22.0 liters, calculated as absolute alcohol.

Příklad 3Example 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.It is operated in the same manner as in Example 1, except that straw is used as the raw material. Pretreatment is carried out with 3.7% sulfuric acid at 98 ° C for 38 minutes. After filtration, the residue was treated at 98 ° C for 42 minutes with 2.8% sodium hydroxide. Both acid and hydroxide are used in an amount of 4,500 parts by weight. The fermentation was carried out at pH 6.3 for 46 hours. From 100 kg of dry straw, 9.6 to 11.2 kg of dry feed yeast are obtained.

P ř í к I a d 4Example 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.The procedure is as described in Example 3 except that it is fermented without aeration under anaerobic conditions. After fermentation for 52 hours, the culture broth is distilled. 12 to 13 liters of alcohol are obtained from 100 kg of straw, calculated as absolute alcohol.

Příklad 5Example 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.The procedure is the same as in Example 1 except that newsprint is used as the starting material instead of kenafas. This was pretreated with 3.6% sodium hydroxide at 98 degrees Celsius for 68 minutes. The fermentation lasts 54 hours. From 100 kg of newsprint 13.2 to 14.0 kg of dry feed yeast are obtained.

Příklad 6Example 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.The procedure is as described in Example 5 except that the fermentation is carried out without aeration under anaerobic conditions. After 60 hours of fermentation, alcohol in an amount of 13.6 to 14.0 liters can be obtained from 100 kg of newsprint (abs.

Příklad 7Example 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.The procedure was as in Example 1 except that a mixture consisting of 75 parts of the sugar cane harvest residues and 25 parts of bagasse was used as the starting material. Pretreatment is performed with 2.8% sulfuric acid at 96 ° C for 150 minutes. The fermentation takes 40 to 44 hours. 18 to 19 kg of dry feed yeast can be produced from 100 kg of said mixture.

Příklad 8Example 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.The procedure is as described in Example 7 except that the fermentation is carried out under anaerobic conditions without venting. The fermentation takes 50 to 56 hours. From 100 kg of starting material it is possible to produce from 2.0 to 23.6 liters of absolute alcohol.

Příklad 9Example 9

Pracuje se způsobem popsaným v příkladě 1, avšak kultura se provětrává přebytkem- kyslíku, a to 0,2 mg/1.The procedure is as described in Example 1, but the culture is ventilated with an excess of 0.2 mg / l of oxygen.

V tomto případě se ze 100 kg kenafy získá 9 až 10 kg suchých krmných kvasnic a 8 až 10 litrů absolutního ethylalkoholu.In this case, 9 to 10 kg of dry feed yeast and 8 to 10 liters of absolute ethyl alcohol are obtained from 100 kg of kenaf.

Claims (10)

PĚEDMĚTSUBJECT 1. 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.Method for producing feed yeast and / or ethyl alcohol from plant material such as agricultural crops and / or wild plants or their waste and / or from cellulose-containing industrial waste, characterized in that the plants and / or their waste and / or industrial wastes containing cellulose pre-treated with dilute inorganic acid at a concentration of 0.5 to 10.0% by weight and / or · sodium hydroxide at a concentration of 0.5 to 10.0% by weight at 80 to 100 ° C for 0.5 to 5.0 hours and then fermentation is performed at 33 to 39 ° C under aerobic or anaerobic conditions with Candida utilis var. cellulolytica, deposited under number CU 28 00199 in the Hungarian national collection of strains 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.Process according to claim 1, characterized in that the pretreatment is carried out with dilute inorganic acid at a concentration of 0.5 to 4.0% by weight and / or sodium hydroxide at a concentration of 0.5 to 4.0% by weight. O. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se předběžné zpracování provádí při teplotě 90 až 98 °C.3. Process according to claim 1, characterized in that the pretreatment is carried out at a temperature of 90 to 98 ° C. 4. Způsob· podle bodu 1, vyznačující se ynAlezu tím, že se předběžné zpracování provádí po dobu 0,5 až 3,0 hodiny.4. Process according to claim 1, characterized in that the pretreatment is carried out for 0.5 to 3.0 hours. 5. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se fermentace provádí při teplotě 35 až 37 °C.5. Process according to claim 1, characterized in that the fermentation is carried out at a temperature of 35 to 37 ° C. 6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se fermentace provádí diskontinuálně nebo· kontinuálně.6. Process according to claim 1, characterized in that the fermentation is carried out batchwise or continuously. 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.Process according to Claim 6, characterized in that in the case of batch fermentation the fermentation time is, depending on the starting material, 16 to 72 hours, preferably 16 to 50 hours. 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.Process according to one of Claims 1 to 7, characterized in that for the production of feed yeast, the fermentation is carried out at an aqueous oxygen content of 1.0 to 4.0 mg O2 / l, preferably 1.5 to 2, in the fermentation broth. 5 mg 0 / l fermentation broth. 9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že se pro· výrobu ethylalkoholu provádí fermentace za anaerobních podmínek.9. A process as claimed in any one of claims 1 to 8, wherein the fermentation is carried out under anaerobic conditions for the production of ethanol. 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.10. The method according to claims 1-9, characterized in that the fermentation broth while the manufacture of fodder yeast and ethanol ventilates to maintain the free oxygen content to values of about 1 mg to about 2: / l fermentation broth.
CS819748A 1980-12-23 1981-12-23 Method of feeding yeast and/or ethyl alcohol production from plant material CS241494B2 (en)

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 (en)
CS (1) CS241494B2 (en)
CU (1) CU21613A3 (en)
DD (1) DD201694A5 (en)
DE (1) DE3151176A1 (en)
FR (1) FR2496690A1 (en)
GB (1) GB2090514B (en)
HU (1) HU181771B (en)
PL (1) PL129919B1 (en)
SU (1) SU1218927A3 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
YU25697A (en) * 1997-06-18 1999-07-28 Dušan Ćirić Process of obtaining ethyl aclohol from cellulose
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
FR2496690B1 (en) 1984-05-11
CS974881A2 (en) 1985-06-13
HU181771B (en) 1983-11-28
CU21613A3 (en) 1987-10-12
SU1218927A3 (en) 1986-03-15
FR2496690A1 (en) 1982-06-25
PL129919B1 (en) 1984-06-30
GB2090514B (en) 1984-04-11
CA1178221A (en) 1984-11-20
PL234381A1 (en) 1982-08-16
GB2090514A (en) 1982-07-14
DE3151176A1 (en) 1982-09-02
DD201694A5 (en) 1983-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4756276B2 (en) Ethanol production method
Garg et al. Effect of cultural factors on cellulase activity and protein production by Aspergillus terreus
CN110577917A (en) straw biodegradation composite microbial inoculum and application thereof
CN101613722B (en) Alcohol and succinic acid production method by fermenting cellulosic raw material
JP6202716B2 (en) Biomass saccharification method
CN109486863B (en) Method for degrading wood fibers in crop straws by using microbial agent
Mena-Espino et al. Saccharification with Phanerochaete chrysosporium and Pleurotus ostreatus enzymatic extracts of pretreated banana waste
CS241494B2 (en) Method of feeding yeast and/or ethyl alcohol production from plant material
US3761355A (en) Comestible digestible protein from cellulose
PT97565B (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF XYLANASE
CN113820406A (en) Method for verifying degradation of eucommia ulmoides shell lignocellulose by irpex lacteus
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
CN113046408B (en) Method for preparing fulvic acid from straws
KR101856849B1 (en) Method of producing glucose from chinese cabbage wastes and algae culture media containing glucose
Abraham et al. Kinetics of the enzymatic saccharification of pretreated tapioca waste (Manihot esculenta) and water hyacinth (Eichhornia crassipes)
CN110272883B (en) Method for co-producing cellobiase and chitin
Falaye et al. Incidence and prevalence of naturally occuring fungi on palm kernel sludge and its attendant in vitro digestibility.
Budiatman et al. Biocoversion of oil palm empty fruit bunch by Aspergillus niger EB4 under solid-state fermentation
FUJIO et al. Isolation of cellulolytic fungi and some properties of isolated fungi for cellulose biodegradation
JPH0731465A (en) Method for biological treatment of woody waste
KR790001609B1 (en) Simultaneous process for the preparation of xylose and ethanol from materials containing cellulose
KR20230135281A (en) Method for producing lactic acid using kenaf pulp
KR101716209B1 (en) Cellulose degrading Vibrio parahaemolyticus isolated from saline soil
Srinivasan Production of single-cell protein from cellulose
Tripathi et al. Comparative ligninolytic and polysaccharolytic potentials of an alkaliphilic Basidiomycete on native ligninocellulose