CS273122B1 - Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns - Google Patents

Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns Download PDF

Info

Publication number
CS273122B1
CS273122B1 CS617187A CS617187A CS273122B1 CS 273122 B1 CS273122 B1 CS 273122B1 CS 617187 A CS617187 A CS 617187A CS 617187 A CS617187 A CS 617187A CS 273122 B1 CS273122 B1 CS 273122B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
lysine
biomass
resin
product
soil
Prior art date
Application number
CS617187A
Other languages
English (en)
Other versions
CS617187A1 (en
Inventor
Jiri Ing Pelzbauer
Karel Rndr Culik
Michal Ing Drsc Bucko
Jan Ing Salka
Emil Ing Miklas
Original Assignee
Jiri Ing Pelzbauer
Culik Karel
Bucko Michal
Jan Ing Salka
Miklas Emil
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 Jiri Ing Pelzbauer, Culik Karel, Bucko Michal, Jan Ing Salka, Miklas Emil filed Critical Jiri Ing Pelzbauer
Priority to CS617187A priority Critical patent/CS273122B1/cs
Publication of CS617187A1 publication Critical patent/CS617187A1/cs
Publication of CS273122B1 publication Critical patent/CS273122B1/cs

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu adsorpce L-lýsinu ze suspenzních fermentovaných půd (bez odstranění biomasy produkčního kmene nebo s částečnou separací) na sloupcích iontoměniče provozní velikosti a dalšího postupu zpracování na krystalický lysin. Zároveň se účelně využívá odpadů obsahujících lysin k doplnění koncentrátů, zpracovávaných paralelně na technický krmný produkt. Vynález řeší problém nekontrolovatelně vzrůstajících tlakových ztrát při adsorpci suspenzních půd a ztrát výtěžnosti procesu, vznikajících v odpadních kalech.
Izolace lysinu z fermentovaných půd, podobně jako jiných aminokyselin, se v klasickém uspořádání provádí separací (sedimentací, filtrací) biomasy produkčního kmene, úpravou PH filtrátu na optimální hodnotu, adsorpci na iontoměnič, elucí alkalií, zpracováním eluátu ke krystalizací. Tak se získá krystalický produkt, odpadají odseparovaná biomasa, chudý efluent a matečné louhy po filtraci produktu. Výtěžnost procesu se pohybuje v rozmezí 60 až 70 % (viz např. USP č. 2 841 532, 2 579 439, FP č. 7 917 012, 3P č. 159 278, BP č. 2 152 509). Pokud se zpracuje fermentovaná půda na technický krmný preparát, zahustí se a usuší buň přímo, nebo po přídavku plnidel s provozní výtěžností 85 až 97 % (viz např.
FP č. 8 303 487, čs. autorské osvědčení č. 163 505).
Známé postupy adsorpce lysinu z fermentovaných půd používají zpravidla filtrátu po separaci biomasy. To je výhodné z hlediska snadnosti provedení, nevýhodné z ekonommického hlediska pro potřebu nákladných sedimentačních odstředivek s automatickým vyprazdňováním a vzhledem ke ztrátám lysinu v odpadech. Odpadající biomasa se zpracovává kyselou hydrolýzou a hydrolyzát se vrací zpět jako zdroj dusíku do výrobního cyklu. Odpadající lysin je však i takto pro výtěžnost produktu ztracen.
Adsorpce suspenzní půdy na kolonách iontoměniče způsobuje zvláště u provozních filtrů velkých objemů značné tlakové ztráty vlivem zachycení biomasy, takže proces nelze vždy spolehlivě zvládnout. Tyto potíže odstraňuje adsorpce s průtokem zespodu, s pryskyřicí ve vznosu, nebo při nižších filtračních rychlostech. Je však úspěšná jen u sloupců menších průměrů. U provozních baterií však zcela selhává, protože vlivem nerovnoměrného rozdělení kapaliny tryskami (částečným ucpáním), vniknutím vzduchu do čerpané kapaliny atd. dochází k nekontrolovatelnému promíchávání pryskyřice.
Podle našeho vynálezu je možno výhodně provést adsorpci suspenzních půd i u provozních sloupců s vyšší vrstvou ionexu při dodržení následujících zásad:
1. Sulfonovaná styren-divinylbenzenová pryskyřice nebo jiný silně kyselý ionex se zbaví
2 rozpadlých částic promýváním vodou ve sloupci zdola filtrační rychlostí kolem 20 m /m za hodinu, pokud se vyplavují částečky menší než 0,5 mm. U komerční nepoužité pryskyřice tvoří podíl menšího průměru cca 1,3 %.
2. Fermentovaná půda se zbaví případných větších suspenzních částic přecezením přes silonovou plachetku nebo kovové síto. Hustota síta odpovídá zrnění použité pryskyřice.
3. Cezení hrubších podílů a shluků sítem je možno kombinovat nebo alternativně nahradit separací část sedimentu na jednoduché tryskové odstředivce s tím, že zahuštěný podíl se zpracuje v paralelní výrobě krmného produktu usušením. Při kombinaci obou způsobů odpovídá hustota síta průměru trysek odstředivky.
4. V případě, že v posledních hodinách fermentace bylo nutno odpěňovat větším množstvím oleje, odstraní se jeho zbytek rozmícháním 0,1 až 0,5 hydrofobizovaného adsorbentu, např. perlitu (Vapexu) po skončení fermentace a půda se separuje podle bodu 2 nebo 3.
Tyto kroky zaručují, že podmínky při adsorpci suspenzní půdy budou u všech šarží jednotné z hlediska ulpívání sedimentu ve vrstvě ionexu a zanášení povrchu pryskyřice. Zjistili jsme, že po 58 cyklech adsorpce nefiltrované půdy produkčního kmene Brevibacterium (72,5 g lys/1, p^ 1,6), s promýváním vodou a elucí 4 N NH^OH bylo vyplaveno popsaným způsobem 17,5 % pryskyřice - částic menších než 0,5 mm, což znamená spotřebu 18 až 24 g ionexu na 1 kg krystalického lysinu. Praktická kapacita pryskyřice se po 58 cyklech nezměnila a činila 160 g lys/1 pryskyřice.
CS 273122 Bl
Za uvedených podmínek je při adsorpci tlaková ztráta na pryskyřici funkcí filtrační rychlosti a času, dále je přímo úměrná výšce vrstvy pryskyřice. Biomasa produkčního kmene' částečně ulpívá na pryskyřici. Poznali jsme, že při nízkých filtračních rychlostech (0,3 až 2 m/hod.) má biomasa tendenci se zachycovat přednostně na povrchu a v horní vrstvě pryskyřice, při vyšších rychlostech (od 3 m/hod. výše) k tomuto jevu nedochází a biomasa se ukládá jen do určitého stupně rovnoměrně v celém objemu pryskyřice. Pak při zvolené filtrační rychlosti dochází při adsorpci na sloupci ke vzrůstu tlaku v závislosti na času jen v první fázi, tlak se pp určité době ustálí a zůstane konstantní po celou fázi dosycování. Závislosti při adsorpci z fermentované půdy při provedeni kroků 1, a 2. předchozího textu, jsou znázorněny v následující tabulce. Parametry: Výška vrstvy pryskyřice v NH^ cyklu 1,3 m, filtrační rychlost 4,8 m/hod., spec. objemové zatížení 3,7 obj./obj./hod., nefiltrovaná půda 70 g lys/1, kmen Brevibacterium.
Tabulka
objem filtrátu 1 obsah lys ve filtrátu g/1 tlak nad pryskyřicí x 0,1 MPa
0,5 0 0,15
3 0 0,40
4 3 0,45
5 23 0,48
6 48 0,70
7 52 0,80
9 61 0,93
11 65 1,00
13 70 1,00
16 70 0,98
Uvedeným technologickým postupem se dosahuje ve výrobním měřítku spolehlivé a vysoce účinné izolace lysinu z fermentované půdy. Fáze adsorpce z fermentovaných půd, obsahujících produkční mikroorganismus, probíhá reprodukované i· u vrstev ionexu výšky kolem 2 m, tj. u kapacit vhodných pro objemy výroby řádově 10 000 t lysinu/rok, Přitom max. tlakové ztráty činí 0,1 až 0,2 MPa/sloupec. Nedochází ke ztrátám účinné látky, takže výtěžnost lze zvýšit o 10 až 15 % oproti technologiím, pracujícím s filtrátem. Odpadá nutnost instalace nákladných pulsních samovyprazdnovacích odstředivek.
Postup lze objasnit pomoci následujících příkladů·.
Příklad 1
Na sloupec 60 ml katexu v NH^ cyklu, výšky 18,8 cm, který byl zbaven drobných podílů menších než 0,4 mm, byla čerpána okyselená nativní půda (Corynebact. glutamicum, 67 g lys/1) o pH 1,7, filtrační rychlostí 4 m3/m2/hod. Tlak nad sloupcem se ustálil na hodnotě kolem m v. sl. a neměnil se během další 1 hod. čerpání. Část biomasy, která ulpěla na pryskyřici, byla vymyta průtokem vody a promícháním vzduchem zdola, sloupec pak eluován 4 N NHj. Byla nalezena kapacita 11,7 % lysinu (v/o prysk.).
Přiklad 2
Na sloupci z příkladu 1 byla adsorbována tatáž půda rychlostí 0,38 m/hod. Postupně se utvořila na povrchu pryskyřice vrstva biomasy, která bránila dalšímu průtoku a pokus musel být vzhledem ke vzrůstu tlaku nad 3 m v. sl. ukončen.
CS 273122 Bl
Příklad 3
Fermentovaná půda (Brevibacterium, 70 g lys/1) byla okyselena h^SO^ na 1,7, přecezena přes silonovou plachetku, čímž byly odstraněny velmi malé zbytky huminových látek, shluky biomasy a jiné hrubší nečistoty. Pryskyřice Ostion KS byla zbavena částic menších než 0,55 mm, vpravena do sloupce délky 2 m a průměru 4 cm. Pryskyřice v H‘ cyklu zaujímala objem 1,88 1, v NH4 nyklu objem 1,6 1 a výška vrstvy byla 1,3 m.
Takto upravená půda byla čerpána na sloupec objemovým průtokem 6 1/hod. - 0,7, tj. průměrnou filtrační rychlostí 4,8 m/hod. Tlak nad pryskyřicí stoupal od 0 do 0,1 MPa při nasycení přibližně 00 % kapacity ionexu, kdy bylo přečerpáno 50 % kapaliny a dále se neměnil během dosycování pryskyřice, zbývajícím stejným objemem. Po dokonalém nasycení byla půda vytlačena vodou a ionex promýván shora, pokud se filtrát nevyčeřil. Sloupec byl potom promýván ve vznosu obráceným průtokem, dokud odtékající kapalina nebyla čirá (2,7 1/1 ionexu). Takto bylo vyplaveno 9,35 g sušiny sedimentu (biomasy), která se na pryskyřici zachytila průtokem 18 1 půdy s celkovým obsahem 540 g sušiny sedimentu.
Elucc byla provedena 4 N NH^OH průtokem 3,2 1/hod. Bohatá frakce eluátu (2,2 1) byla zahuštěna a okyselena HC1 na 4,2, Z koncentrátu vykrystaloval produkt, který byl sfiltrován a promyt. Ze získaných matečných louhů se vylučoval po zahuštění 2. produkt. Ten však nebyl izolován, matečné louhy byly zhodnoceny usušením se zahuštěnou půdou, zpracovávanou na krmný preparát.
Výtěžnost: ve ferm. půdě 1 260 g lys v bohatém efluentu- 985,5 k adsorpci použito 274,4 = 100 % eluát 256,5 - ztráta 17,9 g lys produkt 175,1 - 5,1 matečné louhy_76,3 techn. krmný lysin 66,4 - _9,9_
23,9 = 12 %
Bylo získáno 216,2 g krystalického lysinu o obsahu 81 % lys. HC1 a 162 g techn. krmného lysinu o obsahu 41 %. Celková výtěžnost byla 88 % na fermentovanou půdu.
Příklad 4
Fermentovaná půda s obsahem 75 g/1 lysinu o pH 2,2 byla čerpána přes filtr opatřený neO** Ί rezovým sítem 170 DIN (0,088 mm) o ploše -2 m na tryskovou odstředivku průtokem 13 m /hod. Separace části biomasy probíhala při 6 000 G. Z půdy obsahující 15 % sedimentu (měřeno po 15 min odstřeáování při 6 000 G v kyvetách) bylo takto ziskáno 10 m5/hod. částečně odstředěné kapaliny s obsahem 1 % sedimentu a zahuštěný kal s obsahem 60 % sedimentu k dalšímu zpracování v množství 3 m5/hod.
Půda byla dále vedena na baterii sloupců s 6 m5 silně kyselého katexu v NH£ formě, zbaveného jemných podílů, filtrační rychlosti kolem 5 m/hod., tj. spec. obj. průtokem 1,7 m^/m^/hod./sloupec. Změna koncentrace lysinu za sloupci byla sledována refraktometricky a analyzátorem lysinu, dále byly snímány tlak, teplota, světelná propustnost a objemy kapalin. Propojování toku baterií bylo ovládáno pomocí ASŘ mikroprocesorem.
Tlaková ztráta na čtyřčlenné baterii se pohybovala v rozmezí 320 až 410 kPa, přičemž na prvých 3 sloupcích byla prakticky stejná a dosahovala mezi hladinou a spodní částí sloupce hodnot 50 až 70 kPa. Po ustálení režimu docházelo k praktickému nasycení 1. sloupce baterie vždy po průtoku kolem 12 m5 půdy. Nátok byl potom zastaven a po promytí pryskyřice 1. sloupce 6 m5 vody byl zapojen na 2. sloupec.
CS 273122 Bl
Nasycený ionex byl promýván zdola vodou průtokem 20 n?/hod. po dobu 45 min. Eluce byla provedena 7 % NHj, eluát zahuštěn, okyselen HC1 a po krystalizaci byl získán krystalický lysin hydrochlorid a matečné louhy. Zahuštěný kal a matečné louhy byly zpracovány na technický produkt usušením na rozprašovací sušárně. Bilance lysinu pro zpracování jednoho sloupce je následující:
půda 1 140 kg lys
půda po částeč. separ. 911
kal (sediment) 227
eluát 857
krystalický lysin 627 - výtěžnost 55 %
matečné louhy 230
techn, krmný lysin 394 - 34,5 %
celková výtěžnost 89,5 *
PŘED M É T V Y N Á L E Z U

Claims (6)

1. Způsob zpracování fermentovaných půd L-lysinu, získaných kultivací produkčních kmenů Brevibacterium nebo Corynebacterium, vyznačený tím, že okyselená a upravená suspenzní půda s mikroorganismem se nechá protékat shora sloupcem ionexu, adsorbovaný lysin po promytí pryskyřice se eluuje alkalií a eluát se zpracuje do krystalického produktu známým postupem.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že případné zbytky oleje v půdě sé adsorbují rozmícháním hydrofobizovaného sorbentu v množství 0,1 až 0,5
3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že podíl dobře filtrovatelných nebo/a sedimentujících částic a shluků biomasy, případně sorbentu, se odstraní přecezením.
4. Způsob podle bodů 1 a 3, vyznačený tím, že zahuštěný kal z tryskové odstředivky a matečné louhy po krystalizaci produktu se zpracují zahuštěním a usušením spolu s paralelní výrobou krmného technického preparátu.
5. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že filtrační rychlost při adsorpci je vyšší než 3 m1 2 3 4 5 6/m2/hod.
6. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že styren-divinylbenzenový katex se periodicky zbavuje částic menších než 0,5 mm vyplavením vodou při rychlosti filtrace kolem 20 m5/m2/ /hod.
CS617187A 1987-08-21 1987-08-21 Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns CS273122B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS617187A CS273122B1 (en) 1987-08-21 1987-08-21 Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS617187A CS273122B1 (en) 1987-08-21 1987-08-21 Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS617187A1 CS617187A1 (en) 1990-07-12
CS273122B1 true CS273122B1 (en) 1991-03-12

Family

ID=5408143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS617187A CS273122B1 (en) 1987-08-21 1987-08-21 Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS273122B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS617187A1 (en) 1990-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4855494A (en) Process for producing citric acid
KR950009318B1 (ko) L-아미노산 함유 발효액으로 부터 l-아미노산을 회수하는 방법
EP0729451B1 (en) Recovery of an amino acid
CA2312209C (en) Aqueous lysine-containing animal feed supplements and process for the production thereof
KR100566523B1 (ko) 고순도에리트리톨결정의제조방법
CZ234192A3 (en) Method of lysine isolating
CA2193961C (en) Process for clarifying vinasse
EP0337440B1 (en) Ion exchange recovery of L-lysine
NL8503286A (nl) Werkwijze voor het afscheiden en zuiveren van l-fenylalanine.
CS273122B1 (en) Treatment of l-lysine fermented soils with suspension portion of biomass in ion exchanging columns
US4543261A (en) Separating whey components into high purity products by ion exchange
US4997754A (en) Process for recovering L-amino acids from fermentation liquors containing them
JP2958789B2 (ja) アミノ酸・核酸およびその誘導体の精製方法
CN100482338C (zh) 活性碳处理
US4827029A (en) Process for the isolation of L-amino acids
US2786831A (en) Process of recovering basic antibiotics
SK36698A3 (en) Continuous process for producing tartaric acid and fodder yeast
CN204671926U (zh) 一种结晶分离及溶剂回收系统
JP4200556B2 (ja) 高純度エリスリトール結晶の製造方法
CA2424776A1 (en) Washing and dewatering of suspensions
GB2213815A (en) Process for producing nucleosides
JPH11290089A (ja) 高純度エリスリトール結晶の製造方法
JP4200555B2 (ja) 高純度エリスリトール結晶の製造方法
JP4103167B2 (ja) 高純度エリスリトール結晶の製造方法
JPH03147794A (ja) L‐トリプトファンの分離法

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20020824