DD139949A3

DD139949A3 - METHOD FOR SEPARATING MICROORGANISMS

Info

Publication number: DD139949A3
Application number: DD74181849A
Authority: DD
Inventors: Gustav-Adolf Luebbert; Joerg Krippenstapel; Herbert Gentzsch; Joachim Bauch; Wolfgang Hieke; Guenter Heidenreich
Original assignee: Luebbert Gustav Adolf; Joerg Krippenstapel; Herbert Gentzsch; Joachim Bauch; Wolfgang Hieke; Guenter Heidenreich
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1980-01-30
Also published as: FR2289610B1; DE2544625A1; HU173768B; SE434755B; SU737441A1; BG22234A1; PL100244B1; IT1048470B; SE7511859L; GB1499118A; FR2289610A1

Description

Die Erfindung "betrifft ein Hochleistungsverfahren zur Abtrennung von MikroorganismenβThe invention "relates to a high performance process for the separation of microorganisms β

Es sind Verfahren bekannt, nach denen die mikrobielle Gewinnung von Eiweiß in geeigneten IPermentationsapparaturen in Gegenwart einer wäßrigen Phase, einer ölphase und einer Gasphase erfolgt. · . Die wäßrige Phase enthält bei diesen Verfahren in der Regel alle für die Mikroorganismen lebensnotwendigen anorganischen Nährstoffkomponenten und die wasserlöslichen Stoffwechselprodukte.There are known methods according to which the microbial recovery of protein in suitable IPermentationsapparaturen in the presence of an aqueous phase, an oil phase and a gas phase takes place. ·. The aqueous phase contains in these processes usually all essential for the microorganisms inorganic nutrient components and the water-soluble metabolites.

In der Ölphase ist die Kohlenstoffquelle meistens in Form von geradkettigen Paraffinen einer Kettenlänge von etwa C._Q - C₂₂ enthalten· ·In the oil phase, the carbon source is usually in the form of straight-chain paraffins with a chain length of about C. _Q -C ₂₂ ·

Durch die Gasphase wird der erforderliche Sauerstoff zugeführt .Through the gas phase, the required oxygen is supplied.

Zwischen diesen Phasen ist für die ausreichende kontinuierliche Versorgung der Mikroorganismen mit allen Nährstoffkomponenten ein intensiver Stoffaustausch erforderlich. Hohe Stoffaustauschraten werden bei diesen Verfahren in der Regel durch mechanische Homogenisierungseinrichtungen zusätzlich unter gleichzeitiger Einbringung chemischer Fermentationshilfsmittel erreicht·Between these phases an intensive mass transfer is necessary for the sufficient continuous supply of the microorganisms with all nutrient components. In these processes, high mass transfer rates are generally achieved by mechanical homogenization devices with the simultaneous introduction of chemical fermentation aids.

Die chemischen Hilfsmittel haben hier die Funktion, eine innige Dispergierung von Öl, Mikroorganismen, wäßrigem Nährmedium und Luft zu bewirken.The chemical aids have the function here to effect an intimate dispersion of oil, microorganisms, aqueous nutrient medium and air.

Die chemischen Agensien, die als Fermentationsverbesserer wirken sollen, müssen jedoch eng begrenzte spezifische Forderungen erfüllen:However, the chemical agents intended to act as fermentation enhancers must meet very narrow specific requirements:

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·» Sie müssen in einem genau definierten Maße wirken, da eine geringfügige Abweichung von diesem Optimalwert zur Schaumbildung und vor allem zur Erhöhung des Gas hold up im Ferment at ionsmedium führt, so daß die durch die erhöhten Stoffübergänge erzielten verbesserten Züchtungsraten durch eine zu geringe Reaktornutzung annulliert werden*· »They must work to a well-defined extent, since a slight deviation from this optimal value for foaming and especially to increase the gas hold up in the fermentation tion medium leads, so that the achieved by the increased mass transfer improved breeding rates by too low a reactor use to be canceled *

.— Sie dürfen nur in ganz beschränktem Maße an der Mikroorganismenoberfläche und an der öltropfenoberflache adsorbiert werden, da ansonsten die Stoffaustauschflächen sowohl an der öltropfen- als auch, an der Mikroorganismenoberfläche blockiert werden und es zu einer Leistungsminderung der Züchtung kommt..- They may only be adsorbed to a very limited extent on the microorganism surface and on the oil droplet surface, since otherwise the mass transfer surfaces are blocked both at the oil droplet surface and at the microorganism surface and there is a decrease in the performance of the cultivation.

Alle klassischen Tenside haben ein ausgeprägtes Schaum- und Adsorptionsverhaltenρ Keinesfalls ist die Eigenschaft der Grenzflächenaktivität, ζ, B, das Verringern der Oberflächenspannung Kulturflüssigkeit/Luft oder der Grenzflächenspannung öl/wäßrige Kulturflüssigkeit, das alleinige Kennzeichen dafür, ob eine chemische Substanz als Fermentationshilfsmittel wirken kann. Stoffe, die als Fermentationshilfsmittel gelten, müssen daher festgelegte chemische und physikalischchemische Eigenschaften besitzen, die nach den derzeitigen Kenntnissen durch einen kettenförmigen Molekularaufbau, ein definiertes Molekulargewicht .sowie durch einen bestimmten Anteil an hydrophilen Gruppen zur Gewährleistung der Y/asserlöslichkeit gekennzeichnet sind.In no case is the property of interfacial activity, ζ, B, lowering of the surface tension of culture liquid / air or the interfacial tension oil / aqueous culture liquid, the sole characteristic of whether a chemical substance can act as a fermentation aid. Substances which are considered to be fermentation aids must therefore have specified chemical and physical-chemical properties which, to the present knowledge, are characterized by a chain molecular structure, a defined molecular weight and by a certain proportion of hydrophilic groups to ensure solubility in water.

Das bei diesen Fermentationsverfahren gewonnene Reaktionsprodukt (im folgenden "Fermentationsprodukt" genannt) besteht im allgemeinen aus einer stabilen Öl-ZMikroorganismen-ZWasser-Gasbläschen-Dispersion und muß im Falle der Gewinnung von Eiweiß nach einer vorangegangenen weitestgehenden freien Entgasung durch geeignete Trennverfahren zerlegt werden» Entsprechende Trennverfahren beruhen auf der kontinuierlichen Zentrifugation oder Separation und werden zur Erreichung der Phasentrennung mit ausgewählten oberflächenaktiven StoffenThe reaction product obtained in these fermentation processes (hereinafter referred to as "fermentation product") generally consists of a stable oil-ZMikroorganismen-ZWasser-gas bubble dispersion and must be decomposed in the case of obtaining protein after a previous largely free degassing by suitable separation methods »Corresponding Separation methods are based on continuous centrifugation or separation and are used to achieve phase separation with selected surfactants

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(im folgenden "Separationshilfsmittel" genannt) als Zusätze durchgeführt· In diesen Trennverfahren werden Operationen notwendig, die diametral entgegengesetzte Wirkungen zur Fermentation - also eine Demulgation von Öl/Mikroorganismen/ Luft/Wasser - erfordern«(hereinafter referred to as "separation aids") as additives. In these separation processes, operations are required which require diametrically opposite effects to the fermentation - ie a demulsification of oil / microorganisms / air / water. "

Die Separationshilfsmittel müssen eine nahezu entgegengesetzte chemische Grundkonstitation bzw. physikalisch gegenläufige Wirkungen wie Fermentationshilfsmittel haben. Sie müssen eine sehr starke Oberflächenaktivität besitzen und vor allem an den Grenzflächen Mikroorganismen/Öl adsorbiert werden, um die Ablösung der Mikroorganismen vom Öltropfen zu bewirken. Die Gegenläufigkeit der zu erreichenden Wirkungen in der Fermentation zur Separation ließ bisher die effektive alleinige Anwendung der gleichen Agenzien in beiden Stufen nicht zu.The separation aids must have an almost opposite basic chemical constitution or physically opposite effects, such as fermentation aids. They must have a very high surface activity and, above all, be adsorbed at the interfaces microorganisms / oil, in order to effect the detachment of the microorganisms from the oil droplet. The inverse of the effects to be achieved in the fermentation for separation so far did not allow the effective sole use of the same agents in both stages.

Aus diesem Sachverhalt resultiert der gegenwärtige Stand der Technik, der in der DL-PS 1O4-.O99 beschrieben ist. Auf Seite 3, Spalte 2, Zeile 3-9 dieser Patentschrift wurde beschrieben: ¹¹ alle bisher eingesetzten Tenside oder Tensidkombina— tionen weisen den Nachteil auf, daß diese nur jeweils entweder für die Fermentation oder für die Separation wirksam eingesetzt werden können, so daß für die Gewinnung von Biomasse zwei voneinander getrennte nicht aufeinander abgestimmte Verfahren benötigt werden," Ausgehend von diesem Sachverhalt, der in der Patent— und Fachliteratur immer wieder festzustellen ist, werden deshalb die Fermentation und die Separation als zwei getrennte, in der Grundaufgabenstellung gegenläufige Verfahrensstufen behandelt. Für die Trennoperation werden jeweils neue Verfahrensschritte vorgeschlagen, z. B. Einsatz von demulgierend wirkenden klassischen Tensiden oder Tensidkombinationen.From this fact results the current state of the art, which is described in the DL-PS 1O4-.O99. On page 3, column 2, lines 3-9 of this patent has been described: ¹¹ all previously used surfactants or surfactant combinations have the disadvantage that they can be used effectively only either for the fermentation or for the separation, so that for the extraction of biomass two separate disparate procedures are needed, "Based on this fact, which is repeatedly found in the patent and technical literature, therefore, the fermentation and the separation are treated as two separate, in the basic task opposite process steps. For the separation operation, new process steps are proposed in each case, for example the use of demulsifying classical surfactants or surfactant combinations.

Insbesondere spielt dabei offensichtlich vor allem auch die Tatsache eine Rolle, daß die in der Fermentation eingesetzten hochmolekularen chemischen Agenzien zwangsläufig auf Grund ihrer Molekularstruktur eine stabilisierende Wirkung insbesondere für Wasser in Öl haben und so die abgetrennte ölphase in solch einer Menge mit wäßrigem Kulturmedium verunreinigen,In particular, the fact that the high-molecular chemical agents used in the fermentation inevitably have a stabilizing effect, especially for water in oil, due to their molecular structure and thus contaminate the separated oil phase in such an amount with aqueous culture medium obviously also plays a role.

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daß ein weiterer Einsatz von Demulgatoren erforderlich wäre, was letztlich auf den Einsatz zweier Tenside hinausläuft, so daß man dieses Tensid offensichtlich sofort vor der Trennung zugibt, um die Anzahl der Trennstufen zu erniedrigen.that further use of demulsifiers would be required, which ultimately results in the use of two surfactants, so that obviously this surfactant is added immediately prior to separation in order to lower the number of separation stages.

Wie sich ferner insbesondere bei der industriellen Anwendung in einem kompletten Verfahren bis zur Reinigung der Biomasse durch Lösungsmittelextraktion, Lagerung und schließlich der Verfütterung ergeben hat, ist der Einsatz der Separationstenside für das Gesamtverfahren sowie in der Applikation schädlich·Furthermore, as has emerged in particular in industrial application in a complete process up to the purification of the biomass by solvent extraction, storage and finally feeding, the use of the separation surfactants is detrimental to the overall process as well as to the application.

•Die Versuchsproduktion unter industriemäßigen Bedingungen hat eindeutig gezeigt, daß die oben genannten zur Separation gut geeigneten, stark oberflächenaktiv wirkenden Substanzen an den Mikroorganismen adsorbiert werden. Da diese Adsorption unter Anwesenheit von Wasser als stark polare Substanz verläuft, ist die Desorption, das heißt Ablösung der Tenside aus dem Produkt, nahezu unmöglich.• The experimental production under industrial conditions has clearly shown that the above-mentioned substances which are highly suitable for separation are strongly adsorbed on the microorganisms. Since this adsorption proceeds in the presence of water as a highly polar substance, desorption, that is, detachment of the surfactants from the product, is almost impossible.

Als Verdränger kommen nur Substanzen in Frage, die stärker adsorbiert werden. .As displacer only substances are considered that are more strongly adsorbed. ,

Eine Entfernung im Sinne von Abwaschen kann nur mit einer unendlich großen Wassermenge erfolgen» Damit gehen die bekannten Separationstenside durch Adsorption an den Mikroorganismen .fast vollständig verloren.Removal in the sense of washing off can only take place with an infinitely large quantity of water. "Thus, the known separation surfactants are almost completely lost by adsorption on the microorganisms.

Andererseits umlagern diese Tenside dichtgepackt die Mikroorganismenoberfläche, stören den Extraktionsprozeß zur Entfernung von Restkohlenwasserstoffen mit Lösungsmitteln und die Herstellung von applikationsfähigem Puttereiweiß. Diese Effekte können schädliche Polgen für die Applikation haben, da Tenside und Kohlenwasserstoffe als Fremdstoffe unerwünscht sind.On the other hand, these surfactants tightly pack up the microorganism surface, interfere with the extraction process for removing residual hydrocarbons with solvents and the production of putterei whites that are ready for application. These effects can have harmful poling for the application, since surfactants and hydrocarbons are undesirable as foreign substances.

Die Tierernährung erfordert z. B. einen äußerst geringen Restkohlenwasserstoff - Gehalt, der durch Lösungsmittelextraktion der Biomasse erreicht wird*The animal nutrition requires z. B. an extremely low residual hydrocarbon content, which is achieved by solvent extraction of the biomass *

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Es ist auch aus der DL-PS 74-.571 bekannt, die Trennung ohne Tensid nur mit einer Temperaturerhöhung durchzuführen. Bei diesem Verfahren muß die zu trennende Öl/Wasser - Mikroorganismensuspension vor der Trennung mit Separatoren über eine bestimmte Zeit erwärmt werden.It is also known from DL-PS 74-571 to carry out the separation without surfactant only with a temperature increase. In this process, the oil / water microbial suspension to be separated must be heated for a certain time before separation with separators.

Dieses Verfahren ist jedoch mit solchen Nachteilen behaftet, daß seine technische Anwendung nicht möglich ist:However, this method has such drawbacks that its technical application is not possible:

a) Die Beseitigung des lipophilen Charakters allein durch Erwärmung ist unvollkommen, so daß im günstigsten Falle der Effekt der ölabtrennung nur in mehreren Separationsstufen möglich ist.a) The elimination of the lipophilic character alone by heating is imperfect, so that in the best case, the effect of oil separation is possible only in several separation stages.

Auf die eventuelle Notwendigkeit des mehrfachen Durchlaufs der Trennoperation für die ölabtrennung wird hingewiesen sowie auch auf die eventuelle Notwendigkeit des Einsatzes eines Tensides für die Zweit - ölabtrennung.Attention is drawn to the possible need for multiple passes of the separation operation for the oil separation, as well as the possible need for the use of a surfactant for the second oil separation.

b) Weiterhin wird in dieser Schrift allgemein gefordert, daß die Temperatureinwirkung "eine bestimmte Zeit erfolgt". Es wird also nochmals auf die Unsicherheit der Temperatureinwirkung an sich hingewiesen und es wird vor allem nichts über die Zeitdauer der Heißhaltung gesagt_o Gerade die Heißhaltung von Mikroorganismen/Öl/Wasser Emulsionen ist für ein Produktionsverfahren problematisch, da es in Abhängigkeit von der Zeit und Temperatur zu gefährlichen Nebeneffekten kommt₀ Es treten aus der Zelle Stoffe z· B. Proteine, Fermente und Lipidabkömmlinge aus, die zum Teil ins öl übertreten und sowohl als Verunreinigungen wirken, die die Nachreinigung des Öls verhindern oder aber als Wasser in öl stabilisierend wirken und zu einem ebenfalls erheblichen apparativen und ökonomischen Aufwand in der Nachreinigung führen«,b) Furthermore, it is generally required in this document that the effect of temperature "takes place for a certain time". It is therefore again pointed to the uncertainty of the temperature effect itself and it is above all nothing said about the duration of the hot holding _o Just the hot keeping of microorganisms / oil / water emulsions is problematic for a production process, as it depends on the time and temperature to dangerous side effects is ₀ occur from the cell materials such · as proteins, enzymes and Lipidabkömmlinge from who violate some of the oil and act both as impurities that prevent the subsequent cleaning of the oil or have a stabilizing effect as water in oil and also result in considerable equipment and economic expenditure in the post-purification ",

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Bei zu langer oder zu intensiver Erwärmung kommt es zu erheblichen Verlusten, Qualitätseinbußen der Biomasse und schließlich zur Zerstörung der Zelle«Too long or too intensive warming leads to considerable losses, loss of quality of the biomass and finally to the destruction of the cell «

Weiterhin ist gemäß Patentschrift DAS 14-17 559 ein Verfahren zum Abtrennen von Hefen und von Kohlenwasserstoffen aus vergorenen, Hefe und Kohlenwasserstoffe enthaltenden wäßrigen Nährlösungen bekannt·Furthermore, according to the patent document DAS 14-17 559 a method is known for separating yeasts and hydrocarbons from fermented aqueous nutrient solutions containing yeast and hydrocarbons.

Die Separation wird mit Separationstensiden bei 30 ⁰C durchgeführt· Zur Verringerung der Separationstensidmenge wird eine pH-Wert - und eine Temperaturerhöhung bis zu 99 ⁰C vorgeschlagen.The separation is carried out with separation surfactants at 30 ^° C. To reduce the amount of separation surfactant, a pH value and a temperature increase of up to 99 ^° C. are proposed.

Die Literatur zum Stand der Technik kann wie folgt charakterisiert werden:The literature on the state of the art can be characterized as follows:

- Die Fermentation und Separation werden auf Grund der diametralen Spezifik als zu trennende Stufen behandelt«,- The fermentation and separation are treated as stages to be separated on the basis of the diametrical specifics ",

- Es gibt keine Aufgabenstellung der Verwendung eines Fermentationshilfsmittels als effektives alleiniges Separaticnshilfsmittel·There is no object of using a fermentation aid as an effective sole separation auxiliary ·

«~ Die Temperatureinwirkung in Gegenwart von öllöslichen Addukten aus Propylenoxid und Ithylenoxid wird für Produktionsverfahren abgelehnt (DL-PS 104.099).The temperature effect in the presence of oil-soluble adducts of propylene oxide and ethylene oxide is rejected for production processes (DL-PS 104.099).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gekoppeltes Separations - Fermentationsverfahren zu entwickeln, das durch die Anwendung einer einzigen chemischen Substanz, die sowohl als Fermentations- als auch als Separationshilfsmittel wirksam wird, gekennzeichnet ist und .so durch die vollständige Rückführung der hilfsmittelhaltigen wäßrigen Kulturflüssigkeit aus der Separationsstufe die nahezu vollständige Rückgewinnung des angewendeten Hilfsmittels möglich wirdoThe invention has for its object to develop a coupled separation - fermentation process, which is characterized by the use of a single chemical substance, which is effective both as a fermentation and as a separation aid, and .so by the complete recycling of the auxiliaries-containing aqueous culture liquid the separation stage the almost complete recovery of the applied aid is possibleo

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Mit der Erfindung soll "besonders erreicht werden:With the invention should be achieved "especially:

- Vorrangig das Hochleistungsseparationsverfahren zu sichern, ohne daß ein weiteres Tensid bei der Separation in den Prozeß eingeführt werden muß- Priority to secure the high performance separation process without the need to introduce another surfactant in the process of separation

- Die Nachteile einer langzeitigen Temperatureinwirkung ohne Separationshilfsmittel zu beseitigen- To eliminate the disadvantages of a long-term temperature effect without Separationshilfsmittel

- Die Weiterverarbeitung der Hefe und des Öls zur Erreichung der entsprechenden'Qualität für Applikationen zu sichern·- To ensure the further processing of the yeast and the oil to achieve the appropriate quality for applications.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Schwierigkeiten, die aus dem Stand der Technik resultieren, überwunden werden können, wenn das bisher bekannte. Fermentätionshilfsmittel, das Polymerisationsprodukt aus Äthylenoxid-Propylenoxid mit einem mittleren Molekulargewicht von 1750 - 2250 gleichzeitig als Separationshilfsmittel verwendet wird, wenn es in der Separation in einer Konzentration von 0,07 - 0,15 Gewichtsprozent vorliegt und eine Erwärmung auf 60 - 90 ⁰C erfolgt, ohne daß eine Heißhaltung notwendig ist. In der Fermentation erreicht das genannte Fermentationshilfsmittel im Konzentrationsbereich von 0,03 - 0,06 Gewichtsprozent seine volle Wirkung.Surprisingly, it has been found that the difficulties resulting from the prior art can be overcome if the hitherto known. Fermentätionshilfsmittel, the polymerization product of ethylene oxide-propylene oxide having an average molecular weight of 1750 - 2250 is used simultaneously as a separation aid when it is present in the separation in a concentration of 0.07 to 0.15 weight percent and a heating to 60 to 90 ⁰ C. , without a hot-keeping is necessary. In the fermentation, said fermentation aid reaches its full effect in the concentration range of 0.03-0.06% by weight.

Dem Fermentationsprodukt wird deshalb vor der Separation so viel des Ä'thylenoxid - Propylenoxidadduktes zugegeben, daß seine Konzentration 0,07 - 0,15 % beträgt. Danach wird das Fermentationsprodukt vor der Separation oder Zentrifugation auf 60 - 90 ⁰C, vorzugsweise 80-85 ⁰C₁ erwärmt. Das erwärmte Fermentationsprodukt wird anschließend durch Separation in eine ölphase, eine wäßrige Nährstoffphase und eine wäßrige Mikroorganismenphase zerlegt·The fermentation product is therefore added before the separation so much of Äththylenoxid - Propylenoxidadduktes that its concentration is 0.07 - 0.15 % . Thereafter, the fermentation product before separation or centrifugation to 60 - 90 ⁰ C, preferably heated 80-85 ⁰ C ₁ . The heated fermentation product is then separated by separation into an oil phase, an aqueous nutrient phase and an aqueous microorganism phase.

Die Prüfung-der Molekulargewichtsfraktion 1750 - 2250 des Äthylenoxid - Propylenoxidadduktes bei einer Zudosierung von 0,1 - 5 g/l Separationsprodukt zeigte überraschender-The test molecular weight fraction 1750-2250 of the ethylene oxide / propylene oxide adduct at a dosage of 0.1-5 g / l of separation product showed surprisingly

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weise ein "befriedigendes Ergebnis, wenn der Einsatz in den Grenzen von 0,7 - 1*5 g/l Separationsprodukt "bei einer Temperatur von 60 - 90 ⁰C erfolgte· Unter diesen Bedingungen trat überraschenderweise nur eine geringe Menge an stabiler Mikroorganismen/Wasser - in Öl - Emulsion auf· Gleichzeitig war das ursprünglich als Mikroorganismen/Öl - in Wasser Emulsion vorliegende Separaticnsprodukt befriedigend getrennte Die besten Trennergebnisse in der Laborzentrifuge wurden vor allem dann erzielt, wenn die Probe unmittelbar nach der Erwärmung in die Laborzentrifuge gegeben wurde und nicht wie zu erwarten mit Zunahme der Verweilzeit im Heizbad· Unter diesen Bedingungen weitestgehend ölfrei zentrifugierte Biomasseproben wurden getrocknet und an diesen Proben mit verschiedenen Lösungsmitteln die Extrahierbarkeit untersucht· ·a "satisfactory result, if the use in the limits of 0.7 - 1 * 5 g / l separation product" at a temperature of 60 - 90 ⁰ C was carried out · Under these conditions, surprisingly occurred only a small amount of stable microorganisms / water At the same time, the separation product originally present as microorganisms / oil-in-water emulsion was satisfactorily separated. The best separation results in the laboratory centrifuge were achieved above all if the sample was placed in the laboratory centrifuge immediately after heating and not as to be expected with an increase in the residence time in the heating bath · Biomass samples centrifuged to a large extent under these conditions were dried without oil and the extractability was investigated on these samples with various solvents.

Die so gewonnenen Produkte zeigten eine überraschend gute Extrahierbarkeit. Bereits nach einer 5-stufigen Extraktion mit Benzin/Äthanol wurde ein Restkohlenwasserstoffgehalt von anter 0,1 Gewichtsprozent erreicht. Das Verhältnis Lösungsmittel zu Biomasse betrug dabei 2 : 1 in Gewichtsteilen. Das Extraktionsmittel bestand aus 20 Gewichtsprozent Äthanol und 80 Gewichtsprozent Leichtbenzin·The products thus obtained showed a surprisingly good extractability. Already after a 5-stage extraction with gasoline / ethanol, a residual hydrocarbon content of anter 0.1 weight percent was achieved. The ratio of solvent to biomass was 2: 1 in parts by weight. The extractant consisted of 20% by weight of ethanol and 80% by weight of light gasoline.

Insgesamt hat die Erfindung folgende technischen und ökonomischen Vorteile:Overall, the invention has the following technical and economic advantages:

·» Die Anwendung eines einzigen Hilfsstoffes für die Fermentation und Separation· »The use of a single excipient for fermentation and separation

- Schaffung der Voraussetzungen zur Herstellung einer applikationsfähigen Futterhefe mit guter Lagerstabilität und niedrigem Restkohlenwasserstoffgehalt (unter 0,1 Gewichtsprozent)- Creation of the conditions for the production of an application-capable feed yeast with good storage stability and low residual hydrocarbon content (less than 0.1 percent by weight)

- Sicherung der Weiterverarbeitung der mikrobiologisch behandelten ölphase- Ensuring the further processing of the microbiologically treated oil phase

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- Die Möglichkeit der uneingeschränkten Rückführung des abgetrennten Separationswassers- The possibility of unrestricted recycling of the separated separation water

Die erwünschten Effekte des Ausschaltens stabiler Emulsionen und der guten Extrahier- und Applikationseigenschaften werden von allen untersuchten Parametern,The desirable effects of shutting down stable emulsions and good extraction and application properties are demonstrated by all parameters studied,

- chemische Grundkonstitution des Hilfsmittels,- basic chemical constitution of the auxiliary,

- Molekulargewicht des Hilfsmittels,- molecular weight of the auxiliary,

- Temperaturbereich,Temperature range,

- kurzzeitige Erwärmung sowie vom- short-term warming as well as of

- Konzentrationsbereich des Hilfsmittels- Concentration range of the auxiliary

beeinflußt. Das'Zusammenwirken dieser Paktoren erbrachte qualitativ neue Erkenntnisse und Ergebnisse»affected. The 'interaction of these factors yielded qualitatively new findings and results »

embodiments

Auf Basis dieser Ergebnisse wurden mehrere Experimente in einer industriellen Versuchsanlage zur Gewinnung von Futtereiweiß auf Erdöldestillatbasis durchgeführt_o Dazu wurde der Hefestamm Candida guilliermondii unter folgenden Bedingungen und Parametern der Fermentation gezüchtet:On the basis of these results, several experiments were carried out in an industrial pilot plant for the production of petroleum based distillate oil _o For this, the yeast strain Candida guilliermondii was cultivated under the following conditions and parameters of the fermentation:

Füllgrad des Rührfermentors: 75 t FeriaentationsproduktFilling level of the stirring fermentor: 75 t Feriaentationsprodukt

Spezifischer LeistungseintragSpecific power entry

durch das Rührwerk: 3,2 kW/tthrough the agitator: 3.2 kW / t

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Temperatur des Fermentations produktes:Temperature of the fermentation product:

32 ⁰C32 ⁰ C

Verweilzeit im Permentor:Dwell time in the permentor:

Erdöldestillat im Fermentationsprodukt:Petroleum distillate in the fermentation product:

20 Ma %20%

Zugeführte Luftmenge:Supplied air volume:

.Fermentationsmittel:.Fermentationsmittel:

60006000

Addukt aus Ithylenoxid und Propylenoxid mit einem mittleren Molekulargewicht von 1750 - 2250 in einer Konzentration von 0,04 % bezogen auf wäßrige Phase der FermentationsflüssigkeitAdduct of ethylene oxide and propylene oxide having an average molecular weight of 1750-2250 in a concentration of 0.04 % based on the aqueous phase of the fermentation liquid

Zur Gewährleistung eines limitationsfreien Wachstums wurde eine Nährlösung dosiert, in der Stickstoff, Phosphor, Kalium sowie Nähr— und Spurenelemente in ausreichender Menge vorhanden waren.To ensure borderless growth, a nutrient solution was dosed in which nitrogen, phosphorus, potassium and nutrients and trace elements were present in sufficient quantities.

Aus diesem Fermentor wurde kontinuierlich 15 t/h Fermentationsprodukt abgezogen und zur Gewinnung von Futtereiweiß wie folgt in eine Wasserphase, ölphase und Eiweißphase zerlegt:From this fermentor was continuously withdrawn 15 t / h fermentation product and decomposed for the production of feed protein as follows in a water phase, oil phase and protein phase:

- Abtrennung von 5»5 Vh wäßrige Nährmediumphase durch kontinuierliche Dekantation und Rückführung dieses Stromes in den Fermentor- Separation of 5 »5 Vh aqueous Nährmediumphase by continuous decantation and return of this stream in the fermentor

- Abtrennung von ca« 3 t/h Erdöldestillat in der 1. Separationsstufe und weitere Abtrennung von ca· 3>5.t/h wäßriges Nährmedium in einer 2· Separationsstufe mit kontinuierlich arbeitenden Industrieseparatoren·Separation of about 3 t / h of petroleum distillate in the 1st separation stage and further separation of about 3 to 5.t / h aqueous nutrient medium in a 2 x separation stage with continuously operating industrial separators

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Es wurde kontinuierlich eine Hefephase von ca· 3 t/h gewonnen, die der weiteren Verarbeitung, d« h· der Trocknung und Extraktion mit Lösungsmittel zugeführt werden konnte. Diese Hefephase hatte bei allen im folgenden angegebenen Beispielen eine Zusammensetzung vonA yeast phase of about 3 t / h was obtained continuously, which could be fed to further processing, ie drying and extraction with solvent. This yeast phase had a composition of all of the examples given below

9-12 Gewichtsprozent Hefetrockensubstanz 0|5 - 1 Gewichtsprozent Resterdöldestillat 87-90 Gewichtsprozent Wasser9-12% by weight of yeast dry matter 0 | 5 - 1% by weight of residual oil distillate 87-90% by weight of water

(Zellwasser und wäßriges Nährmedium)(Cell water and aqueous nutrient medium)

Die Separation und deren Verknüpfung zum Permentationsprozeß ist in den 3 folgenden technologischen Beispielregimen dargestellt.The separation and its connection to the process of perforation is shown in the following 3 example technological regimes.

Example 1 (table column 5)

Die Züchtung erfolgte gemäß oben genannten Bedingungen. Es wurde durch Zuführung einer 10 %igen Lösung der Propylenoxid - Äthylenoxid - Adduktpegel in der Fermentationsflüssigkeit, die den Fermentor verließ, kontinuierlich von 0,4 auf 0,8 Gewichtsprozent eingestellt und angenähert konstant gehalten.The cultivation was carried out according to the conditions mentioned above. It was continuously adjusted from 0.4% to 0.8% by weight by adding a 10% solution of the propylene oxide-ethylene oxide adduct levels in the fermentation liquid exiting the fermentor and kept approximately constant.

Nach Erreichen des konstanten Wertes wurde das Zulaufprodukt zur 1„ Separationsstufe in einem Wärmetauscher indirekt mit Dampf kontinuierlich auf 60 ⁰C erwärmt und sofort der 1, Separationsstufe zugeführt.After reaching the constant value, the feed product for 1 "separation stage in a heat exchanger was heated indirectly with steam continuously to 60 ⁰ C and immediately fed to the 1, separation stage.

Example 2 (table column 6)

Der Prozeß wurde analog dem Beispiel 1 begonnen, jedoch wurde der Propylenoxid - Äthylenoxid - Adduktpegel durch zusätzliche Dosierung der 10 %igen Propylenoxid - Äthylenoxid -" Adduktlösung vor dem Wärmetauscher im Zulaufprodukt zur Separation auf 0,13 Gewichtsprozent gebracht und die TemperaturThe process was started in the same way as in Example 1, but the propylene oxide / ethylene oxide adduct level was brought to 0.13 percent by weight by addition of the 10% propylene oxide / ethylene oxide adduct solution before the heat exchanger in the feed product and the temperature

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auf 80 ⁰C erhöhte Die Separation und weitere Behandlung der Produktströme erfolgte analog dem Beispiel 1·increased to 80 ^° C. The separation and further treatment of the product streams took place analogously to Example 1.

Example 3 (Table Column 7)

Der Prozeß wurde analog dem Beispiel 2 begonnen· Nach einer 24—stündigen Einfahrzeit wurde die Wasserphase (wäßriges Nährmedium) aus der Separation vollständig in den Fermentor zurückgeführte -The process was started analogously to Example 2. After a 24-hour run-in period, the water phase (aqueous nutrient medium) from the separation was returned completely to the fermentor.

Die in diesem Strom enthaltene Hilfsstoffmenge reichte für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Konzentration von größer/ gleich 0,03 Gewichtsprozent im Fermentationsmedium vollauf aus|- so daß die Hilfsstoffdosierung zum Fermentor abgebrochen werden konnte·The amount of excipient contained in this stream was sufficient for maintaining the required concentration of greater than or equal to 0.03 percent by weight in the fermentation medium, so that the adjuvant dosing to the fermentor could be stopped.

Die zusätzliche Dosierung an Propylenoxid - Äthylenoxid Adduktlösung vor der Separation wurde auf den Sollwert von 0,8 Gewichtsprozent im Zulaufprodukt eingeregelte Es trat keine Verschlechterung der Ergebnisse gegenüber den vorangegangenen Beispielen ein.The additional dosage of propylene oxide-ethylene oxide adduct solution before separation was adjusted to the nominal value of 0.8% by weight in the feed product. There was no deterioration of the results compared to the preceding examples.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse der drei Beispielversuche in den Spalten 5> 6 und 7 angegeben» In den Spalten 3 und 4 sind im Vergleich dazu Ergebnisse aus 2 Versuchen nach bekannten Verfahren angegeben.In the following table, the results of the three examples are given in columns 5> 6 and 7 »In columns 3 and 4, results from 2 experiments are given by known methods.

Aus der Tabelle geht hervor, daß eine wesentliche Einsparung an Hilfsmitteln für die Fermentation und Separation, insbesondere dargestellt durch den spezifischen Hilfsstoffbedarf (Zeile 6), bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eintritt· "The table shows that a significant saving in auxiliaries for the fermentation and separation, in particular represented by the specific excipients need (line 6), when using the method according to the invention occurs · "

Weiterhin wird gezeigt, daß auf diese Weise eine günstige technologische' Kopplung von Separation und Fermentation möglich ist.Furthermore, it is shown that in this way a favorable technological 'coupling of separation and fermentation is possible.

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Die Leistungsparameter in der Fermentation (Raum/Zeit Ausbeute, spezifischer Energiebedarf) unterliegen durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens keiner Beeinträchtigung·The performance parameters in the fermentation (space / time yield, specific energy requirement) are not impaired by the application of the method according to the invention.

Weiterhin wird die Reinheit der erzeugten Futterhefe nach einer 5-stufigen Extraktion angegeben· ' . Es ist deutlich der verringerte Kohlenwasserstoff-Gehalt gegenüber dem bekannten Vergleichsverfahren zu erkennen· Das Produkt war zudem lager- und rieselfähig, während das alkylsulfonathaltige Produkt stark hygroskopisch war und nach kurzer Zeit der Lagerung zur Klumpenbildung neigte und in Fäulnis überging·Furthermore, the purity of the feed yeast produced is indicated after a 5-stage extraction . The product was also storable and free-flowing, while the alkyl sulfonate-containing product was highly hygroscopic and after a short time of storage tended to form lumps and turned into putrefaction.

Dimensiondimension Vergleichs ν er - ohne Fermentations hilfsmittel - mit Alkylsulfonat als Separat ionshilf«mitt elComparison ν er - without fermentation aids - with alkyl sulfonate as separation aid "el fahren Bei - mit Fermentations hilfsmittel 1 — mit Alkylsulfonat als Separations hilfsmitteldrive - with Fermentation Aid 1 - with alkyl sulfonate as a separation tool 55 spie 2Spie 2 1 e 31 e 3 77 22 33 44 295,5295.5 66 293,:293 ,: 1« Ausbeute an Futterei weiß im Ferment or1 Yield of feed knows in the fermentor kg HTS/h ⁺ kg HTS / h ⁺ 195195 292,5292.5 2,62.6 292,5292.5 -- 2* Zudosierung an Hilfs mitteln in den Ferment or2 * Addition of auxiliaries to the fermentor or kg/hkg / h -- 2,62.6 3,83.8 2,62.6 3,i3, i 3, Zufuhr an Hilfsmitteln zur Separation3, supply of aids for separation kg/hkg / h 1313 19,019.0 6,4-6,4- 8,558.55 3,<3 < 4-0 Gesamthilfsmittelbedarf4-0 Total resource requirement kg/hkg / h 1313 21,621.6 0,810.81 11,1511.15 O,O, 5. Spezifischer Rührener- gieaufwand in der Fermentation (Netto)5. Specific Stirring Efficiency in Fermentation (Netto) kWh/kg HTSkWh / kg HTS 1,231.23 0,820.82 21,621.6 0,820.82 12,12 6e Spezifischer Hilfs mittelbedarf (Gesamt)6e Specific Auxiliary Supplies (Total) g/kg HTSg / kg HTS 6767 73,873.8 0,050.05 38,138.1 7« Kohlenwasserstoffgehalt nach einer fünffachen Extraktion mit einem Lösungsmittelgemisch aus Benzin/Äthanol7 «Hydrocarbon content after a five-fold extraction with a solvent mixture of gasoline / ethanol Gewichts prozentWeight percent 0,30.3 0,30.3 0,04·0.04 ·

kg Hefetrockensubstanz pro Stundekg of yeast dry matter per hour

HTS - HefetrockensubstanzHTS - dry yeast substance

Claims

invention claim

Process for the separation of microorganisms which have been cultured at a content of 0.02-0.06% by weight of the polymerisation reaction product of ethylene oxide and propylene oxide known as fermentation aids and combination constituent, having an average molecular weight of 1750-2250, characterized that in the separation the same auxiliary agent is used as the sole auxiliary in a concentration of 0.07-0.15% by weight and the separation is carried out immediately after heating to 60-90 ^° C. ₀