DD142719A5 - PROCESS FOR ENRICHING BIOMASS - Google Patents

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DD142719A5
DD142719A5 DD79212004A DD21200479A DD142719A5 DD 142719 A5 DD142719 A5 DD 142719A5 DD 79212004 A DD79212004 A DD 79212004A DD 21200479 A DD21200479 A DD 21200479A DD 142719 A5 DD142719 A5 DD 142719A5
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DD79212004A
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Michael Mitzlaff
Merten Schlingmann
Uwe Faust
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Hoechst Ag
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    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
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Description

212212

Verfahren zur Anreicherung von BiomasseProcess for the enrichment of biomass

Aerobe Fermentationsprozesse werden in steigendem Maße industriell herangezogen, um organische Rohstoffe wie zucker- und stärkehaltige Medien, η-Paraffine, Methanol und Aethanol in hochwertige biologische Produkte wie Enzyme, Metaboliten oder Einzellerproteine umzuwandeln f_ vgl. z.B. DE-OS .1.442.051, DE-OS 24 23 766, DE-OS 24 07 740,SU 498.940, JA 50-6 778_7-Aerobic fermentation processes can be used industrially in an increasing extent to convert organic raw materials such as sugar and starch-containing media, η-paraffins, methanol and ethanol in quality biological products such as enzymes, metabolites or single cell proteins f_ see FIG. eg DE-OS .1.442.051, DE-OS 24 23 766, DE-OS 24 07 740, SU 498.940, JA 50-6 778_7-

Diesen mikrobiologischen Prozessen ist gemeinsam, daß als Fermentationsprodukt zunächst eine wäßrige Suspension mit einem Biomassegehalt von bis zu 5 % Feststoff anfällt. Die Produktion der Biomasse erfolgt in begasten Fermentationsbehältern, in denen im Chargenbetrieb oder kontinuierlich die für das Wachstum von Mikroorganismen günstigsten Bedingungen wie Temperatur, pH-Wert, Ionenstärke, Substratkonzentration, Sauerstoffpartialdruck und Turbulenz eingestellt werden können.These microbiological processes have in common that the fermentation product initially produces an aqueous suspension having a biomass content of up to 5% solids. The production of the biomass takes place in fumigated fermentation tanks in which the batch conditions or continuously favorable for the growth of microorganisms conditions such as temperature, pH, ionic strength, substrate concentration, oxygen partial pressure and turbulence can be adjusted.

. Zur Aufarbeitung der Fermentationsraasse und Gewinnung der gewünschten Produkte ist als erster Schritt häufig eine Trennung der Feststoffe vom wäßrigen Fermentationsmedium notwendig. Man verwendet Absetzverfahren oder Separatoren, For working up the fermentation path and obtaining the desired products, a separation of the solids from the aqueous fermentation medium is often necessary as a first step. One uses settling or separators

wie Filter, Klärschlammzentrifugen, etc. Diese Apparate arbeiten nur dann funktionsgerecht, wenn der abzutrennende Feststoff einen ausreichenden Dichteunterschied zur Lösung aufweist. · · such as filters, sewage sludge centrifuges, etc. These apparatuses only work properly if the solid to be separated has a sufficient density difference to the solution. · ·

Bei biologischen Zellsuspensionen ist jedoch diese Dichtedifferenz häufig sehr gering. Das Sedimentationsverhalten wird dann vor allem von Größe und Form der suspendierten . Partikel bestimmt. Bei der Abtrennung von z.B. Bakterien mit Partikelgrößen von 1μ und kleiner kann der Aufwand an mechanischer Energie und Kapitalkosten für die Trennapp'aratüren reduziert werden, wenn man die Einzelpartikel zur Aggregation bringt und damit die Partikelgröße stark erhöht.For biological cell suspensions, however, this density difference is often very small. The sedimentation behavior is then mainly suspended by size and shape of the. Particles determined. In the separation of e.g. Bacteria with particle sizes of 1μ and smaller can reduce the amount of mechanical energy and capital costs associated with the separation of anaerobes by aggregating the individual particles, thus greatly increasing the particle size.

Verschiedene Mikroorganismen neigen spontan zur Flockung, die damit zum Rassemerkmal wird. In anderen Fällen kann nach Abschluß der" Fermentation und vor Beginn der mechanischen Aufkonzentrierung durch zusätzliche Maßnahmen eine Flockung herbeigeführt werden, wie beispielsweise 'durch pH-Änderung, durch Zugabe von Elektrolyten /_ vgl. J. VJeigl, Elektrokinetisch^ Grenzflächenvorgänge, Verlag Chemie, Weinheim 1977, S. 88 ff.; F. Reiff et al., Hrsg., Die Hefen, Band I, Verlag Hans Carl, Nürnberg 19 60, S. 238_/, durchVarious microorganisms spontaneously tend to flocculate, which thus becomes a racial feature. In other cases, after completion of the "fermentation and prior to the mechanical concentration by additional measures flocculation can be brought about, such as' by pH change, by addition of electrolytes / see J. VJeigl, Elektrokinetisch ^ interfacial processes, Verlag Chemie, Weinheim 1977, p. 88 et seq., F. Reiff et al., Eds., Die Hefen, volume I, Verlag Hans Carl, Nuremberg 19 60, S. 238_ /, by

-25 Zugabe von Polymeren f_ vgl. B. Alk in son u. J. S. Daoud in Adv. Biolog. Eng. Vol. III, Springer Verlag, 1974, S. 4 8__7 oder wasserlöslichen Lösungsmitteln. Außerdem wird auch eine Temperaturerhöhung auf 50° bis 2000C angewandt /~DE-OS 23 10 04 1_7. . .-25 addition of polymers f_ cf. B. Alk in son u. JS Daoud in Adv. Biolog. Closely. Vol. III, Springer Verlag, 1974, p. 4 8__7 or water-soluble solvents. In addition, a temperature increase to 50 ° to 200 0 C applied / ~ DE-OS 23 10 04 1_7. , ,

Bis auf das nur bedingt brauchbare Temperaturverfahren ist allen bekannten Verfahren zur Flockung als Voraussetzung für eine Sedimentation oder Separation die Zugabe von Fremdstoffen gemeinsam, die in den Folgestvfen der Aufarbeitung meist unerwünscht sind und daher von einer Weiterverarbeitung mit großem Aufwand entfernt werden müssen.Apart from the only conditionally usable temperature method is all known flocculation processes as a prerequisite for sedimentation or separation, the addition of foreign substances in common, which are usually undesirable in the follow-up workup and therefore must be removed from further processing with great effort.

-j- 212 OO -j- 212 OO

Im speziellen sind auch Verfahren bekannt, bei denen durch Einwirkung eines elektrischen Stroms die_. Entfernung von Schmutzstoffen aus wäßrigen Lösungen bewirkt wird. So können organische Schmutzstoffe enthaltende Abwasser durch Oxydation mit anodisch gebildetem Sauerstoff an großflächigen Elektroden gereinigt werden. Hierbei werden die Schmutzstoffe chemisch verändert (FR-PS 2.316.196}.In particular, methods are known in which by the action of an electric current die_. Removal of contaminants from aqueous solutions is effected. Thus, wastewater containing organic pollutants can be purified by oxidation with anodically formed oxygen at large-area electrodes. Here, the contaminants are chemically altered (FR-PS 2,316,196}.

Außerdem sind verschiedene Verfahrensvarianten bekannt, bei denen durch Elektrolyse gebildete feine Gasbläschen nach einer -fakultativen Vorflockung der suspendierten Partikel durch pH-Wert-Xnderung , Zugabe mehrwertiger Kationen, mono- oder polymere Flockungsmittel sich mit diesen Partikeln verbinden und diese flotieren. Bei der Elektrolyse ist zur Erzeugung der Gasblasen jedoch ein entsprechend hoher Energieaufwand erforderlich /_ J 5.111.528-0; DE-OS 25 00 455; DE-OS 25 45 875; DE-OS 25 45 909; FoodIn addition, various process variants are known in which formed by electrolysis fine gas bubbles after an optional preflocculence of the suspended particles by pH change, addition of polyvalent cations, mono- or polymeric flocculants connect with these particles and float them. In the electrolysis, however, a correspondingly high expenditure of energy is required to produce the gas bubbles / J 5,111,528-0; DE-OS 25 00 455; DE-OS 25 45 875; DE-OS 25 45 909; Food

Technology, Febr. 1974, S. 18 /. Hierdurch wird in jedemTechnology, Feb. 1974, p. 18 /. This will be in everyone

Falle eine Flotation bewirkt, die zu großvolumigen, schlecht unter Druck förderbaren Schäumen führt.Trap causes a flotation, which leads to large-volume, poorly pressure-recoverable foams.

Ferner lassen sich hochverdünnte Partikelsuspensionen klären, indem man sie durch ein elektrisches Feld einer Gleichspannung von 100 - 500 V leitet und die Einzelpartikel zur Wanderung in diesem Feld anregt. Das Verfahren ist nur bei wäßrigen Lösungen mit sehr geringen Feststoffgehalten (50 mg/1) wirkungsvoll (s. Pat. SU 573-713).Furthermore, highly dilute particle suspensions can be clarified by passing them through an electric field of a DC voltage of 100-500 V and exciting the individual particles to migrate in this field. The method is effective only on aqueous solutions with very low solids contents (50 mg / l) (see, Pat. SU 573-713).

Zur Abwasserreinigung von Nahrungsmittelabwässern ist unter der Bezeichnung "Elektrokoagulation" die Flockung und Flotation infolge von Gasentwicklung und Kationenbildung durch Einfluß von elektrischem Strom auf das Abwasser bekannt (s. Food Technology, Febr. 1974, S. 18). Dieser Vorgang erfordert jedoch den gleichen Zeitaufwand wie eine Prozeßführung mit chemischen Flockungsmitteln und stellt damit keinen besonderen Vorteil dar.For wastewater treatment of food wastewater, flocculation and flotation due to gas evolution and cation formation by the influence of electric current on wastewater is known as electrocoagulation (see Food Technology, Feb. 1974, p. However, this process requires the same amount of time as a process control with chemical flocculants and thus represents no particular advantage.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es gestattet, Biomasse in Suspensionen, deren Dichte nur unwesentlich geringer ist als die der Biomasse ohne Zugabe von Flockungsmitteln oder sonstigen Fremdstoffen, ohne Mitwirkung von Gasblasen und unter Ve.r- meldung von thermischen Schädigungen anzureichern.The invention is therefore based on the object to provide a method which allows biomass in suspensions whose density is only slightly lower than that of the biomass without the addition of flocculants or other foreign substances, without the participation of gas bubbles and under Ve.r- message from thermal damage.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Anreicherung von Biomasse durch Koagulation des Feststoffes einer . Fermentationssuspension unter Einwirkung.von elektrischem Strom, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Suspension bei 20 bis 1000C der Wirkung von elektrischem StromThe object is achieved by a method for enrichment of biomass by coagulation of the solid. Fermentation suspension under the action of electric current, characterized in that the suspension at 20 to 100 0 C of the effect of electric current

bis zu Stromdichten von 10 mA/cm und einer Frequenz vonup to current densities of 10 mA / cm and a frequency of

0 bis 2000Hz, vorzugsweise von 0 bis 50 Hz aussetzt. 150 to 2000Hz, preferably from 0 to 50 Hz exposes. 15

Durch die Angabe 0 bis 2000Hz soll zum Ausdruck gebracht werden, daß sich Gleichstrom und Wechselstrom zur Durchführung des Verfahrens gleichermaßen eignen.By specifying 0 to 2000Hz is to be expressed that DC and AC are equally suitable for performing the method.

. Diesem Prozeß liegt im Unterschied zu den bereits bekannten Verfahren der Vorgang zugrunde, daß die zu koagulierenden Einzelpartikel unabhängig von einer elektrolytischen Gasentwicklung an den Elektroden, und besonders in einem Strom-/ Spannungsbereich, bei welchem diese Gasentwicklung noch nicht auftritt, schon bei Anlegen eines entsprechend eingestellten Stromes miteinander reagieren., This process is in contrast to the already known process, the process that the coagulated individual particles regardless of an electrolytic evolution of gas at the electrodes, and especially in a current / voltage range at which this gas evolution does not occur, even when creating a corresponding set current to each other.

Die Durchführung des Verfahrens erfolgt im allgemeinen derart, daß man die Suspension in eine geeignete Reaktions-. apparatur bringt, die gewünschte Temperatur einstellt und dann den gewünschten Strom durchleitet. Die für eine Koagulation erforderliche Strommenge ist von der Art und derThe process is generally carried out in such a way that the suspension in a suitable reaction. brings equipment, the desired temperature sets and then passes the desired current. The amount of electricity required for coagulation varies by species and type

_-/). liPP ·|ί{ ; Q : „ !".- · ; f.Λ ·'.:_- /). liPP · | ί {; Q : " ! ".- ·; f.Λ · '.:

2 1 2  2 1 2

Konzentration der jeweiligen Fermentatiorissuspension abhängig. Es ist möglich, die. erfindungsgemäße Anreicherung sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchzuführen. Eine für die diskontinuierliche Durchführung geeignete Reaktionsapparatur stellt beispielsweise eine Trogzelle dar (vgl. Figur 1). Bei dieser ist der eigentliche Zellenbehälter (1) mit einem dichtschließenden Deckel (2) versehen, durch den die Stromzuleitung für die Elektroden • (3) und (4) zugeführt werden und in dem sich die ÖffnungenConcentration of the respective Fermentatiorissuspension dependent. It is possible the. Inventive enrichment to perform both continuously and discontinuously. A suitable reaction apparatus for the batchwise operation is, for example, a trough cell (see FIG. In this, the actual cell container (1) is provided with a tight-closing lid (2), through which the power supply to the electrodes • (3) and (4) are supplied and in which the openings

(5) für den Zulauf der Suspension, (6) für die Ableitung von Gasen und (11) für ein Thermometer (9) befinden. Die Öffnung für die Ableitung von Gasen, kann mit einem Rückflußkühler versehen sein (nicht dargestellt), in dem verdampfende Anteile der Suspension kondensiert werden können.(5) for the feed of the suspension, (6) for the discharge of gases and (11) for a thermometer (9). The opening for the discharge of gases may be provided with a reflux condenser (not shown) in which vaporizing portions of the suspension may be condensed.

Die Trogzelle ist ummantelt und kann durch die Ein- (7) und Ausgangsstutzen (8) an einen Heiz- oder Kühlflüssigkeitskreislauf angeschlossen werden. Die Temperatur der Suspension wird über ein Thermometer (9) oder einen Thermofühler überwacht. Die zwei Elektroden (3 = Anode) und . (4 = Kathode) sind in einem Abstand von 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise von 1 bis 15 mm, zueinander angeordnet.The trough cell is encased and can be connected through the inlet (7) and outlet (8) to a heating or cooling fluid circuit. The temperature of the suspension is monitored by a thermometer (9) or a thermocouple. The two electrodes (3 = anode) and. (4 = cathode) are arranged at a distance of 0.5 to 50 mm, preferably from 1 to 15 mm, to each other.

•Als Elektrodenmaterial v/erden beispielsweise Netze oder Bleche aus Palladium oder Platin sowie e'delmetallbeschichtete Metallelektroden, vorzugsweise Titanelektroden, mischoxidbeschichtete Metallelektroden (als.Anoden), vorzugsweise Titananoden, oder auch geschlitzte und ungeschlitzte Platten aus Graphit eingesetzt. Die vertikale Anordnung der Elektroden kann auch durch eine horizontale ersetzt worden.For example, nets or sheets of palladium or platinum and metal electrodes coated with metal electrodes, preferably titanium electrodes, mixed oxide-coated metal electrodes (als.anodes), preferably titanium anodes, or slotted and unslotted sheets of graphite are used as electrode material. The vertical arrangement of the electrodes can also be replaced by a horizontal one.

Ebenso ist die Anordnung mehrerer Elektrodenpaare möglich, wie sie sich vor allem in der blockartigen Kombination von gewinkelten oder nicht gewinkelten Kapillarspaltelektroden mit und ohne Vibration der Elektroden bewährt hat. Während des Stromdurchleitens kann die Suspension durchmischt werden,Likewise, the arrangement of a plurality of pairs of electrodes is possible, as has been proven especially in the block-like combination of angled or non-angled Kapillarspaltelektroden with and without vibration of the electrodes. During the passage of the current, the suspension can be mixed,

vorzugsweise durch einen Rührer, z.B. Magnetrührer (10) , oder durch Urnpumpen, vor allem bei den blockartigen Kombinationen. Wird das Verfahren kontinuierlich betrieben, so ist in dem Deckel (2) des Elektrolysegefäßes (1) eine weitere Öffnung zum kontinuierlichen Umpumpen der Suspension vorgesehen.preferably by a stirrer, e.g. Magnetic stirrer (10), or by Urnpumpen, especially in the block-like combinations. If the process is operated continuously, then in the lid (2) of the electrolysis vessel (1) a further opening for continuous pumping of the suspension is provided.

Aus der im Kreislauf umgepumpten Suspension wird jeweils ein Teil der Suspension zur Weiterverarbeitung abgetrennt ' ' und jeweils entsprechend frische Suspension zugegeben.From the circulated in the circulation suspension, a portion of the suspension is separated for further processing '' and each correspondingly fresh suspension was added.

Eine andere,.insbesondere, für kontinuierliche Verfahrensweise geeignete, Reaktionsapparatur stellt die Durchflußzelle dar. Besonders geeignet sind Plattenzellen (vgl. Figur 2). In einem Zellkörper aus Kunststoff oder Stahl mit rechteckigem Querschnitt (1) befinden sich in der einfachsten Ausführung zwei plattenformige Elektroden, die Anode (3) und die Kathode (4) im Abstand von 1 bis 60 mm. Die Suspension V7ird entsprechend temperiert durch den Einlaß (5) zugeführt und am Auslaß (12) abgenommen. Dabei ist neben dem einmaligen Durchleiten der Suspension auch mehrfach wiederholtes Durchleiten möglich.Another, in particular, suitable for continuous procedure, the reaction apparatus is the flow cell. Particularly suitable are plate cells (see Figure 2). In a cell body of plastic or steel with rectangular cross-section (1) are in the simplest embodiment, two plate-shaped electrodes, the anode (3) and the cathode (4) at a distance of 1 to 60 mm. The suspension V7ird heated by the inlet (5) and removed at the outlet (12). In addition to the one-time passage of the suspension, it is also possible to repeatedly pass through it.

Eine andere geeignete Durchflußzelle ist die Rohrzelle (vgl. Figur 3). In einem Zellkörper aus Kunststoff oder Stahl (1) befinden sich zwei konzentrische Elektroden, die Anode (3) und die Kathode (4), die einen Abstand von 1 bis 60 mm voneinander besitzen. Die Suspension wird entsprechend temperiert durch den Einlaß (5) zugeführt und .am Auslaß (12) abgenommen. Dabei ist neben dem einmaligen Durchleiten auch mehrfaches Durchleiten der Suspension möglich.Another suitable flow cell is the tube cell (see Figure 3). In a cell body made of plastic or steel (1) are two concentric electrodes, the anode (3) and the cathode (4), which have a distance of 1 to 60 mm from each other. The suspension is fed at a suitable temperature through the inlet (5) and removed at the outlet (12). In this case, in addition to the single passage and multiple passage of the suspension is possible.

Das Verfahren wird normalerweise bei Normaldruck durchgeführt. Es kann auch bei erhöhtem Druck betrieben werden;The process is usually carried out at atmospheric pressure. It can also be operated at elevated pressure;

Unter Biomasse ist die Masse von Mikroorganismen zu verstehen, welche bei Fermentationsprozessen als aus Einzelpartikeln bestehender Feststoff in einer Fermentationslösung enthalten ist,By biomass is meant the mass of microorganisms contained in fermentation processes as a solid particulate matter in a fermentation solution,

Üblicherweise werden als Mikroorganismen Bakterien, Hefen und Pilze verwendet. Beispiele für solche Mikroorganismen sind Methanol verwertende Bakterien der Gattung Methylomonas z.B. Methylomonas clara ATCC 31 226, Hefen wie Candida lipolytica ATCC 20.383, die durch' Züchtung auf n-Paraff.ine.n in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums erhalten werden können, oder Pilze, wie sie bei der bekannten Herstellung von Antibiotika allgemein verwendet werden, wie z.BUsually, microorganisms used are bacteria, yeasts and fungi. Examples of such microorganisms are methanol-utilizing bacteria of the genus Methylomonas e.g. Methylomonas clara ATCC 31,226, yeasts such as Candida lipolytica ATCC 20,383, which can be obtained by 'growing on n-Paraff.ine.n in the presence of an aqueous nutrient medium, or fungi, as they are commonly used in the known production of antibiotics, such as eg

Penicillium chrysogenum. Penicillium chrysogenum.

Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele erläutert werden,*ohne sie jedoch einzuengen:The invention will be illustrated by the following examples, but without restricting them:

Beispiel- 1 :Example 1 :

Methylomonas clara ATCC 31266 wurde in einer Nährlösung, enthaltend Methanol als Kohlenstoffquelle, Ammoniak als Stickstoffquelle, Phosphat sowie Eisen-, Magnesiumsalze und andere übliche Spurenelemente unter aeroben Bedingungen gezüchtet. 500 ml einer so erzeugten Bakteriensuspension mit einem Feststoffgehalt von 1,1 Gew.-% wurden in eine Trogzelle (s. Figur 1) gefüllt. In diese Suspension tauchen zwei konzentrisch angeordnete Platinnetzzylinder mit 225 Maschen/cm2 mit 24 und 36 mm Durchmesser und 95 mm Höhe. Die äußere Elektrode dient als Anode. Die Temperatur wird während der Elektrolyse auf 350C gehalten. Nach Einschalten des Gleichstromes beträgt im Versuch 1 die Stromstärke 0,1 A. Das bedeutet eine mittlere Stromdichte, bezogen auf die Anodenfläche, von 0,93 mA/cm2.Methylomonas clara ATCC 31266 was grown in a broth containing methanol as the carbon source, ammonia as a nitrogen source, phosphate, and iron, magnesium salts and other common trace minerals under aerobic conditions. 500 ml of a bacterial suspension thus produced having a solids content of 1.1% by weight were filled into a trough cell (see FIG. In this suspension dip two concentrically arranged platinum cylinders with 225 mesh / cm 2 with 24 and 36 mm diameter and 95 mm in height. The outer electrode serves as an anode. The temperature is maintained at 35 ° C. during the electrolysis. After switching on the direct current in experiment 1, the current is 0.1 A. This means an average current density, based on the anode area, of 0.93 mA / cm 2 .

Nach 15 Minuten wird der Strom abgeschaltet. Die errechnete mittlere Zellspannung beträgt 1,8 Volt. Der Zeilinhalt wird dann in ein Sedimentationsgefäß gefüllt. -After 15 minutes, the power is turned off. The calculated mean cell voltage is 1.8 volts. The cell contents are then filled into a sedimentation vessel. -

Der klare Überstand wird dekantiert und das Sediment der v/eiteren Verarbeitung zugeführt. In gleicher Weise wie im Versuch 1 wird der Versuch 2 bis 5 durchgeführt. Bei den Versuchen 3 bis 5 wird jedoch anstelle von Gleichstrom Wechselstrom mit Frequenzen von 20 Hz (Versuch 3), 200 HzThe clear supernatant is decanted and the sediment is sent for further processing. In the same way as in experiment 1, experiment 2 to 5 is carried out. In experiments 3 to 5, however, instead of DC alternating current with frequencies of 20 Hz (experiment 3), 200 Hz

(Versuch 4) und 2000 Hz (Versuch 5) verwendet. Die ent-'sprechenden Strom- und Spannungswerte sind dann Angaben des ; Effektivwertes. In Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Versuche einem entsprechenden Blindversuch gegenübergestellt, '30. Bei den Versuchen 3 bis 5 sind die Effektivwerte des Stromes und der Spannung angegeben.(Run 4) and 2000 Hz (Run 5). The ent-speaking current and voltage values are then information of; RMS value. Table 1 compares the results of the experiments with a blank test, '30. In experiments 3 to 5 the RMS values of the current and the voltage are given.

Tabelle 1Table 1

Versuch Nr.Experiment No. Strom /X7Current / X7 Stromdichte /~:nA/cin2 _7Current density / ~: nA / cin 2 _7 Spannung L vJ Voltage L vJ 'Sedime 3Ch"'Sedime 3Ch' mtvolu nach 60/mtvolu after 60 / men 90' -men 90 '- 11 0,10.1 0,930.93 1,81.8 nicht meßbarnot measurable 50 ml50 ml 50 ml50 ml 22 0,010.01 0,0930.093 1,61.6 nicht meßbarnot measurable nicht Faßbarnot understandable 45 ml45 ml 3a) 3 a) 0,18b) 0.18 b) 1,67b) 1.67 b) 0,5b>0.5 b > nicht meßbar·not measurable· 45 ml45 ml 45 ml45 ml 0,3b) 0.3b ) - 2,79b) - 2.79 b) 0,5b) 0.5 b) nicht meßbarnot measurable nicht meßbarnot measurable 40 ml40 ml 5d) 5 d) 0,18b) 0.18 b) 1,67b) 1.67 b) 0,5b>0.5 b > nicht meßbarnot measurable nicht maLbarnot possible 40 ml40 ml Kontrollecontrol 00 00 00 nicht meßbarnot measurable nicht meßbarnot measurable nicht meßbarnot measurable

a) Frequenz 20 Hz b) Effektivwert c) Frequenz 200 Hz d) Frequenz 2000 Hza) Frequency 20 Hz b) RMS value c) Frequency 200 Hz d) Frequency 2000 Hz

Man erkennt deutlich die gute bis sehr gute Sedimentation äer elektrisch behandelten Proben im Vergleich zur nicht behandelten Probe.It can be seen clearly the good to very good sedimentation of electrically treated samples compared to the untreated sample.

Beispiel 2:Example 2:

Ein Kohlenwasserstoffe-verwertender Stamm der Hefe Candida lipolytica ATCC 20.383 wurde auf η-Paraffinen in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums und eines Sauerstoff-enthaltenden Gases kultiviert. 500 ml dieser Suspension (Feststoffgehalt: 2 Gew.-%) wurden in eine Trogzelle gefüllt (s. Figur 1) und wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt. Der überstand wurde dekantiert, das Sediment getrocknet und gewogen. Das Trockengewicht der gewonnenen Biomasse bezogen auf die in der Suspension enthaltende Zellmasse ist ein Maß für die gute Flockulierung.A hydrocarbon-utilizing strain of the yeast Candida lipolytica ATCC 20.383 was cultured on η-paraffins in the presence of an aqueous nutrient medium and an oxygen-containing gas. 500 ml of this suspension (solids content: 2% by weight) were filled into a trough cell (see FIG. 1) and treated as described in Example 1. The supernatant was decanted, the sediment was dried and weighed. The dry weight of the recovered biomass relative to the cell mass contained in the suspension is a measure of good flocculation.

Tabelle 2 zeigt die Anteile der gewonnenen Biomasse für 5 Versuche in Abhängigkeit von Stromstärke, Spannung, Stromdichte und Zeit.Table 2 shows the proportions of the biomass obtained for 5 experiments as a function of current, voltage, current density and time.

-40--40-

Tabelle 2Table 2

Versuch Nr. .Trial No. Strom C^J Stream C ^ J Stromdichte ßkk/ov?J Current density ßkk / ov? J Spannung nj Tension nj Zeit /fiü.n_7Time /fi.n_7 Bi oma eingesetztBi granny used .sse gev;dnr.en c%j -.sse dnr.en c% j - 11 0,010.01 0,0930.093 1,51.5 1010 10,010.0 9,09.0 22 0,010.01 0,0930.093 1,61.6 1515 10,0 .10.0. 9,49.4 33 0,050.05 0,4650,465 1,71.7 1515 10,010.0 9,69.6 44 0,10.1 0,930.93 1,8.1.8. 1515 10,010.0 9,89.8 55 0,10.1 0,930.93 1,81.8 3030 10,010.0 9,89.8 Kontrollecontrol I » -- 00 -- 10,010.0 5,05.0

Man erkennt den deutlich erhöhten Anteil der gewonnenen Biomasse der elektrisch behandelten Proben im Vergleich zur nicht behandelten Probe,One recognizes the significantly increased proportion of the obtained biomass of the electrically treated samples compared to the untreated sample,

Penicillium chrysogenum ATCC 10.238 würde in einer Nährlösung, enthaltend Lactose, Cornsteep flüssig, Phosphat, Carbonat und Magnesiumsulfat, nach üblichen Methoden aerob gezüchtet. Unter Verwendung der in Beispiel 1, Versuch 1, beschriebenen Elektroden wird Gleichstrom für eine bestimmte Zeit angelegt und die Filtrierbarkeit der Suspension durch Messung des Filtratvolumens/Zeit gemessen,Penicillium chrysogenum ATCC 10.238 was aerobically bred in a nutrient solution containing lactose, cornsteep liquid, phosphate, carbonate and magnesium sulfate by conventional methods. Using the electrodes described in Example 1, Experiment 1, DC is applied for a certain time and the filterability of the suspension is measured by measuring the filtrate volume / time.

Versuch^l:Attempt ^ l:

500 ml einer Mycelsuspension mit 10 Gew„~-$ Feststoff werden für 15 Minuten mit 0,005 A bei 200C elektrolysiert. Anschliet:- send filtriert man die Suspension über eine Nutsche (Durch-500 mL of a mycelial suspension with 10 weight "~ - $ solids are electrolyzed for 15 minutes with 0,005 A at 20 0 C. Afterwards: filter the suspension through a suction filter (pass through).

XX

messer 11 cm, Papier, Vakuum 15 Torr) und mißt das Volumen des Filtrates nach 1 Minute οknife 11 cm, paper, vacuum 15 Torr) and measures the volume of the filtrate after 1 minute o

,Die Ergebnisse der Versuche 1-5 von Beispiel 3 sind in Tabelle 3 zusammengefaßt und einem entsprechenden Blindversuch gegenübergestellt.The results of experiments 1-5 of Example 3 are summarized in Table 3 and compared to a corresponding blank test.

Tabelletable

Versuch Nr.Experiment No. Strom /~A_7Current / ~ A_7 Stromdichtecurrent density Spannungtension Zeit /min7Time / min7 Filtratvolurcen /rnl/min7Filtrate volcurrents / ml / min7 11 0,0050.005 0,04650.0465 1,4  1.4 1515 VJlVJL 22 0,010.01 0,0930.093 1,51.5 1515 3030 33 0,050.05 0,4650,465 1,61.6 1515 8585 44 0,10.1 0,930.93 1,71.7 1515 9090 VJl >VJl> 0,10.1 0,930.93 • 1*7• 1 * 7 1010 .90  .90 Kontrollecontrol 00 00 00 33

Man erkennt deutlich das größere Filtrcivolumen der elektrisch behandelten Proben im Vergleich zur nicht behandelten Probe*One clearly recognizes the larger filtrate volume of the electrically treated samples compared to the untreated sample *

;Hterzu...2i Seiten Zeichnungen ; Hterzu ... 2i pages drawings

Claims (3)

Vier fahren zur Anreicherung von Biomasse Four drive to enrich biomass PATENTANSPRÜCHE ' .. ' PATENT CLAIMS '..' 1. Verfahren zur Anreicherung von Biomasse durch Koagulation des Feststoffes einer Fermentationssuspension unter Einwirkung von elektrischem Strom , dadurch gekennzeichnet, daß man die Suspension bei 20° - 1000C der-Viirkung eines elektrischen Stromes bis zu Strömdichten von 10 mA/cm und einer Frequenz von 0 bis 2000Hz, vorzugsweise 0 bis 50 Hz, insbesondere O Hz (= Gleichstrom) aussetzt.1. A process for the enrichment of biomass by coagulation of the solid of a fermentation suspension under the action of electric current, characterized in that the suspension at 20 ° - 100 0 C der-Viirkung an electric current up to stream densities of 10 mA / cm and a frequency from 0 to 2000 Hz, preferably 0 to 50 Hz, in particular O Hz (= direct current) exposes. 2. Verfahren nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß man es diskontinuierlich - vorzugsweise unter Rühren oder Umpumpen der Suspension - in einer Trogzelie durchführt. . . : 2. The method according to Anspruchi, characterized in that it is carried out batchwise - preferably under stirring or pumping the suspension - in a trough. , , : 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man es kontinuierlich in einer Durchflußzelle durchführt.3. The method according to claim 1, characterized in that it is carried out continuously in a flow cell.
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