DD248930A3

DD248930A3 - Method for concentrating microorganisms

Info

Publication number: DD248930A3
Authority: DD
Publication date: 1987-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung von Mikroorganismen, welches zur Gewinnung mikrobieller Biomasse angewandt werden kann. Erfindungsgemaess werden zwei Kultivierungsstufen ueber eine Abtoetungsstufe miteinander verbunden, wodurch man eine Mikroorganismensuspension nach der zweiten Kultivierungsstufe erhaelt, die 6 bis 13 Ma.-% Biomassetrockensubstanz aufweist. Diese Suspension kann anschliessend nach bekannten Verfahren getrocknet werden.The invention relates to a method for concentrating microorganisms which can be used to obtain microbial biomass. According to the invention, two culturing stages are connected to one another by means of a decoating stage, whereby a microorganism suspension is obtained after the second cultivating stage which has 6 to 13% by mass of biomass dry substance. This suspension can then be dried by known methods.

Description

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß bei der Kultivierung von Mikroorganismen Suspensionen entstehen, deren Konzentrierung große Schwierigkeiten bereitet bzw. ökonomisch sehr aufwendig ist. Die Ursache hierfür liegt in den Besonderheiten der Mikroorganismen, wie z. B. geringe Teilchengröße, geringer Dichteunterschied zum Wasser, Absonderung schleimartiger Substanzen und Variation der Morphologie.It is known that in the cultivation of microorganisms suspensions arise whose concentration causes great difficulties or is economically very expensive. The reason for this lies in the peculiarities of the microorganisms, such. B. small particle size, low density difference to the water, secretion of mucilaginous substances and variation of morphology.

So ist ein Verfahren bekannt, DT-OS 27 21 226, bei dem eine Konzentrierung der Mikroorganismen dadurch erreicht wird, daß man die Mikroorganismen zusammen mit einem Filterhilfsmittel kultiviert, anschließend eine Fest-flüssig-Trennung mittels Filtration durchführt und die abgetrennte Biomasse in den Fermentor zurückführt. Das Verfahren hat den Nachteil, daß die Mikroorganismen im Verlauf der Filtration ungünstigen Bedingungen ausgesetzt sind und somit bei der Rückführung in den Fermentor nicht sofort ihre ursprüngliche Aktivität aufweisen. Außerdem ist bekannt, daß sich die Filtration technisch schwer realisieren läßt, da Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, schleimartige Substanzen absondern und so den Durchsatz drastisch reduzieren. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei dieser Verfahrensweise Abwasser entsteht, dessen Beseitigung die Ökonomie des Verfahrens belastet.Thus, a method is known, DT-OS 27 21 226, in which a concentration of the microorganisms is achieved by culturing the microorganisms together with a filter aid, then performs a solid-liquid separation by filtration and the separated biomass in the fermentor returns. The method has the disadvantage that the microorganisms are exposed to unfavorable conditions in the course of filtration and thus do not immediately have their original activity when returned to the fermentor. In addition, it is known that the filtration technically difficult to realize because microorganisms, especially bacteria secrete mucilaginous substances and thus drastically reduce the throughput. Another disadvantage is that wastewater is produced in this procedure, the removal of which pollutes the economy of the process.

Weiter ist ein Verfahren bekannt, GB 1 563392, bei dem eine Konzentrierung von Mikroorganismen dadurch erreicht wird, daß in einem Außenkreislauf des Fermentors ein Teil der Mikroorganismen durch Formaldehyd abgetötet wird und die Suspension, die tote und lebende Zellen η ebenein ander enth alt, einer Trennstufe zugeführt wird, deren Teilströme da η ach die Mikroorganismen in einer Konzentration von 20 Ma.-% bzw. 0 Ma.-% enthalten. Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, daß eine derartige Konzentrierung nur mit einem großen apparativen Aufwand erreicht werden kann, was das Verfahren ökonomisch belastet. Außerdem ist eine Konzentrierung von Mikroorganismen dann wesentlich schwieriger, wenn sich diese in ihren Eigenschaften (tot/lebendig) drastisch unterscheiden. Das Verfahren hat weiter den Nachteil, daß die zur Konzentrierung der Mikroorganismen eingesetzten Hilfsmittel nicht im gesamten Umfang anschließend in der Kultivierung genutzt werden können.Further, a method is known, GB 1 563392, in which a concentration of microorganisms is achieved in that in an external circuit of the fermenter, a part of the microorganisms is killed by formaldehyde and the suspension, the dead and living cells η ebenein other content, one Separating stage is supplied, the partial streams da η oh the microorganisms in a concentration of 20 wt .-% or 0 wt .-%. This procedure has the disadvantage that such a concentration can be achieved only with a large amount of equipment, which burdens the process economically. In addition, a concentration of microorganisms is much more difficult if they differ drastically in their properties (dead / alive). The process also has the disadvantage that the aids used for concentrating the microorganisms can not subsequently be used in the cultivation in the entire scope.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Verringerung des Aufwandes an Apparatur und Energie zur Konzentrierung von Mikroorganismen, eine Reduzierung der Volumenströme und Vermeidung von Abwasser.The aim of the invention is a reduction of the expense of equipment and energy for the concentration of microorganisms, a reduction of the volume flows and prevention of wastewater.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine spezielle Verknüpfung von Kultivierungsstufen eine Konzentrierung von Mikroorganismen zu bewirken.The invention is based on the object of effecting a concentration of microorganisms by a special combination of cultivation stages.

.,•Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Kultivierungsstufen über eine Abtötungsstufe verbunden werden. Die Verfahrensweise ist im einzelnen folgende. Man kultiviert Mikroorganismen in bekannter Art und Weise und erhält eine Mikroorganismensuspension S₁ mit einer Konzentration X₁ (erste Kultivierungsstufe). Der Begriff Stufe soll bedeuten, daß es sich um eine Kultivierung mit einem Fermentor oder mehreren Fermentoren handeln kann. Die erhaltene Mikroprganismensuspension wird anschließend einer Abtötungsstufe zugeführt. In dieser werden die Mikroorganismen mit Hilfe üblicher Verfahren, beispielsweise durch Behandlung mit chemischen Substanzen, thermischer Energie oder elektromagnetischer Strahlung abgetötet. Danach dosiert man die so behandelte Suspension in eine zweite Kultivierungsstufe und kultiviert Mikroorganismen in bekannter Art und Weise, so daß eine Mikroorganismensuspension S₂ erhalten wird, deren mikrobielle Biomasse sich aus den abgetöteten Mikroorganismen der ersten Kultivierungsstufe und den in der zweiten Kultivierungsstufe gezüchteten lebenden Mikroorganismen zusammensetzt. Die Konzentration dieser Mikroorganismensuspension sollte im Bereich von 6 bis 13 Ma.-% liegen (X₂). Die auf diese Art und Weise erhaltene Suspension wird anschließend direkt einer Trocknungsstufe (Verdampfer, Sprühtrockner, Wirbelschichttrockner) zugeführt und getrocknet. In speziellen Fällen kann vor derTrochnungsstufe noch Wasser abgetrennt werden, das dann jedoch in die Kultivierung zurückgeführt wird.., According to the invention, the object is achieved in that two cultivation stages are connected via a killing stage. The procedure is as follows. It cultivates microorganisms in a known manner and receives a microorganism suspension S ₁ with a concentration of X ₁ (first cultivation stage). The term stage is intended to mean that it can be a cultivation with one or more fermentors fermentor. The resulting microprism suspension is then fed to a killing stage. In this, the microorganisms are killed by conventional methods, for example by treatment with chemical substances, thermal energy or electromagnetic radiation. Thereafter, the suspension thus treated is dosed into a second culture step and cultured microorganisms in a known manner to obtain a microorganism suspension S ₂ whose microbial biomass is composed of the killed microorganisms of the first cultivation step and the living microorganisms grown in the second cultivation step , The concentration of this microorganism suspension should be in the range of 6 to 13% by mass (X ₂ ). The suspension obtained in this way is then fed directly to a drying stage (evaporator, spray dryer, fluidized bed dryer) and dried. In special cases, water may still be separated prior to the trituration step, which is then recycled to the culture.

Außer der Trocknung kann die Mikroorganismensuspension auch einer direkten Verwertung, beispielsweise einer Flüssigverfütterung zugeführt werdenIn addition to drying, the microorganism suspension can also be fed to a direct recovery, for example to a liquid feed

In den nachfolgenden Beispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. In the following examples, the inventive method is explained in more detail.

example 1

Es wurden kontinuierlich Bakterien der Bezeichnung MB 58 auf der Basis von Methanol in zwei Stufen kultiviert, wobei Labordruckfermentoren mit einem Bruttovolumen von 201 eingesetzt wurden (Fig. 1). Durch Regelung wurde in Fermentor 1 und Fermentor 2 die Temperatur bei 33⁰C und der pH-Wert auf 4,1 gehalten. Über die Zuleitungen 5, 6 und 7 erfolgte eine Dosierung von Methanol, Nährsalzlösung und Frischwasser, während die Luft über die Zuleitung 8 eingetragen wurde. Der Gesamtzulauf zu Fermentor 1 betrug 1,33kg/h, was einer Verdünnungsrate von D = 0,133h"¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen erhielt man eine Produktivität von 8g Bakterienbiomasse/ kg h, wobei der Fermentorablauf des Fermentors 1 eine Bakterienkonzentration von 6,0 Ma.-% aufwies. Dieser Fermentorablauf wurde anschließend über Zuleitung 9 der Abtötungsstufe 3 zugeführt, wo die Bakterien bei einer Temperatur von 85⁰C abgetötet wurden. Die Abtötungsstufe bestand aus zwei Wärmetauschern. Danach wurde die so behandelte Bakteriensuspension über die Zuleitung 10 in den Fermentor 2 dosiert, zusammen mit Methanol und Nährsalzlösung über die Zuleitungen 5 und 6. Der Gesamtzulauf für den Fermentor 2 betrug 1,6 kg/h, was einer Verdünnungsrate vonD = 0,16h"¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen wurde im Fermentor 2 eine Produktivität von 7,1 g Bakterienbiomasse / kg h erreicht, wodurch sich die Biomassekonzentration im Fermentorablauf des Fermentors 2 auf 9,45 Ma.-% erhöhte. Über die Zuleitung 11 gelangte der Fermentorablauf in die Trockenstufe 4, wo eine Trocknung bei 11O⁰C durchgeführt wurde. Das Trockenprodukt 12 hatte danach einen Feuchtigkeitsgehalt von 9,6Ma.-%. Der Gesamtausstoß betrug 151 g Bakterientrockenmasse/h. Über die Leitung 13 wurde Wasserdampf abgeführt. Im Vergleichsversuch wurden die zwei Fermentoren unter gleichen Bedingungen, aber parallel betrieben. Bei vergleichbarem Gesamtausstoß von 151 g Bakterientrockenmasse/h wies die Bakteriensuspension nur eine Konzentration von 5,1 Ma.-%auf, so daß der Trockenstufe ein wesentlich größerer Volumenstrom zugeführt werden mußte bzw. Trennstufen zur Konzentrationserhöhung dazwischen geschaltet werden mußten.Methanol-based bacteria MB58 were continuously cultured in two stages using laboratory pressure fermentors with a gross volume of 201 (Figure 1). By controlling the temperature at 33 ⁰ C and the pH was maintained at 4.1 in the fermentor 1 and fermentor. 2 About the supply lines 5, 6 and 7 was a dosage of methanol, nutrient solution and fresh water, while the air was introduced via the supply line 8. The total feed to Fermentor 1 was 1.33 kg / h, which corresponded to a dilution rate of D = 0.133 h ^-1 . Under these conditions, a productivity of 8 g bacterial biomass / kg h was obtained, the fermenter effluent of fermenter 1 having a bacterial concentration of 6.0 wt .-% was obtained. This fermenter outlet was then fed via feed line 9 killing stage 3 where the bacteria were killed at a temperature of 85 ⁰ C. the killing stage consisted of two heat exchangers. Thereafter, the thus-treated bacterial suspension via the feed line 10 was in the Fermentor 2 was metered, along with methanol and nutrient broth via leads 5 and 6. The total feed to fermentor 2 was 1.6 kg / h, which corresponded to a dilution rate of D = 0.16h ^-1 . Under these conditions, a productivity of 7.1 g of bacterial biomass / kg h was achieved in fermenter 2, as a result of which the biomass concentration in the fermenter effluent of fermenter 2 increased to 9.45% by mass. Via the feed line 11, the fermenter effluent reached the drying stage 4, where drying was carried out at 11O ⁰ C. The dry product 12 then had a moisture content of 9.6Ma .-%. The total output was 151 g of bacterial solids / h. Via line 13, water vapor was removed. In the comparative experiment, the two fermentors were operated under the same conditions, but in parallel. At a comparable total output of 151 g bacterial dry mass / h, the bacterial suspension had only a concentration of 5.1 Ma .-%, so that the drying stage a much larger volume flow had to be supplied or separation stages had to be switched to increase concentration between them.

Example 2

Es wurden kontinuierlich Hefen der Art C. utilis auf der Basis von Melasse in zwei Stufen kultiviert, wobei Labordruckfermentoren mit einem Bruttovolumen von 2Ol und einem Füllvolumen von je 10kg eingesetzt wurden. Durch Regelung wurde in den Fermentoren die Temperatur bei 34°C und der pH-Wert bei 4,5 gehalten (s. Fig. 4). Über die Zuleitungen 7,15 und 22 erfolgte eine Dosierung von Frischwasser, Nährsalzlösung und Melasselösung, während die Luft über die Zuleitung 8 eingetragen wurde. Der Gesamtzulauf zu Fermentor 1 betrug 2,2 kg/h, was einer Verdünnungsrate von D = 0,22 h"¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen erhielt man eine Produktivität von 6,6g Hefebiomasse / kg h, wobei der Fermentorablauf eine Biomassekonzentration von 3 Ma.-% aufwies.Yeasts of the C. utilis type based on molasses were continuously cultivated in two stages using laboratory pressure fermentors with a gross volume of 2 liters and a filling volume of 10 kg each. By regulation, the temperature in the fermentors was maintained at 34 ° C. and the pH at 4.5 (see Fig. 4). About the supply lines 7,15 and 22 was a dosage of fresh water, nutrient solution and molasses solution, while the air was introduced via the supply line 8. The total feed to fermentor 1 was 2.2 kg / h, which corresponded to a dilution rate of D = 0.22 h ^-1 , under which conditions a productivity of 6.6 g of yeast biomass / kg h was obtained, the fermenter effluent having a biomass concentration of 3 Ma .-% had.

Dieser Fermentorablauf wurde anschließend über die Zuleitung 9 der Abtötungsstufe 3 zugeführt, wo die Hefezellen bei einer Temperatur von 75°C abgetötet wurden. Danach wurde die so behandelte Hefesuspension über die Zuleitung 10 in den Fermentor 2 dosiert. Gleichzeitig erfolgte eine Dosierung von Melasse- und Nährsalzlösung über die Zuleitungen 22 und 15. Der Gesamtzulauf zum Fermentor 2 betrug 2,7 kg/h, was einer Verdünnungsrate von D = 0,27 h~¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen wurde im Fermentor 2 eine Produktivität von 4,1 g Hefebiomasse / kg h erreicht, wodurch sich die Biomassekonzentration im Fermentorablauf auf 4Ma.-% erhöhte.This Fermentorablauf was then fed via the feed line 9 of the killing stage 3, where the yeast cells were killed at a temperature of 75 ° C. Thereafter, the thus treated yeast suspension was metered via the supply line 10 in the fermentor 2. At the same time a dosage of molasses and nutrient salt solution via the supply lines 22 and 15. The total feed to the fermentor 2 was 2.7 kg / h, which corresponded to a dilution rate of D = 0.27 h ~ ¹ . Under these conditions, a productivity of 4.1 g of yeast biomass / kg h was achieved in fermenter 2, as a result of which the biomass concentration in the fermenter effluent increased to 4% by mass.

Der auf diese Art und Weise erhaltene Fermentorablauf wurde anschließend in einen Autoklaven dosiert, bei 120⁰C behandelt und nach Abkühlung sofort einer Flüssigverfütterung zugeführt.The Fermentorablauf obtained in this way was then metered into an autoclave, treated at 120 ⁰ C and fed immediately after cooling a Flüssigverfütterung.

Example 3

Es wurden kontinuierlich Hefen der Art C. utilis auf der Basis von Saccharose in zwei Stufen kultiviert, wobei Labordruckfermentoren mit einem Bruttovolumen von 2Ol und mit einer Füllmasse von je 10 kg eingesetzt wurden (s. Fig. 5). Durch Regelung wurde im Fermentor 1 und 2 die Temperatur bei 34°C und der pH-Wert bei 4,5 gehalten. Über die Zuleitungen 7, 15 und 23 erfolgte eine Dosierung von Frischwasser, Nährsalzlösung und Saccharoselösung, während die Luft über die Zuleitung 8 eingetragen wurde. Der Gesamtzulauf zu Fermentor 1 betrug 1,8 kg/h, was einer Verdünnungsrate von D = 0,18 h"¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen wurde eine Produktivität von 19,5g Hefebiomasse/ kg h erzielt, wobei der Fermentorablauf eine Biomassekonzentration von 10,8Ma.-% aufwies.Yeasts of the species C. utilis based on sucrose were continuously cultivated in two stages, using laboratory pressure fermentors having a gross volume of 20 liters and a filling mass of 10 kg each (see Fig. 5). By regulation, the temperature was maintained at 34 ° C and the pH at 4.5 in Fermentor 1 and 2. About the supply lines 7, 15 and 23 was a dosage of fresh water, nutrient solution and sucrose solution, while the air was introduced via the supply line 8. The total feed to Fermentor 1 was 1.8 kg / h, which corresponded to a dilution rate of D = 0.18 h ^-1 . Under these conditions, a productivity of 19.5 g yeast biomass / kg h was achieved, the fermenter effluent having a biomass concentration of 10 , 8Ma .-% had.

Dieser Fermentorablauf wurde anschließend über die Zuleitung 9 der Abtötungsstufe 3 zugeführt, wo die Hefezellen bei einer Temperatur von 75⁰C abgetötet wurden. Danach wurde die so behandelte Hefesuspension über die Zuleitung 10 in den Fermentor 2 dosiert. Gleichzeitig erfolgte eine Dosierung von Nährsalzlösung und Saccharoselösung über die Zuleitungen 15 und 23. Der Gesamtzulauf zum Fermentor 2 betrug 2,8kg/h, was einer Verdünnungsrate von 0,28 h"¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen wurde im Fermentor 2 eine Produktivität von 19,5g Hefebiomasse / kg h erreicht, wodurch sich die Biomassekonzentration im Fermentorablauf auf 13,9 Ma.-% erhöhte. Über die Zuleitung 11 gelangte der Fermentorablauf in die Trockenstufe 4, wo eine Eindampfung und Trocknung erfolgte. Das Trockenprodukt hatte danach einen Feuchtigkeitsgehalt von 9,3Ma.-%. Der Gesamtausstoß betrug 390g Hefetrockenmasse/h. Über die Leitung 13 wurde Wasserdampf abgeführt. Im Vergleichsversuch wurden die beiden Fermentoren unter den genannten Bedingungen parallel betrieben. Bei vergleichbarem Gesamtausstoß wies die Hefesuspension nur eine Konzentration von 9,8Ma.-% auf, so daß der Trockenstufe ein größeres Volumen zugeführt werden mußte.This Fermentorablauf was then fed via the feed line 9 of the killing stage 3, where the yeast cells were killed at a temperature of 75 ⁰ C. Thereafter, the thus treated yeast suspension was metered via the supply line 10 in the fermentor 2. At the same time, nutrient salt solution and sucrose solution were metered in via feed lines 15 and 23. The total feed to fermenter 2 was 2.8 kg / h, which corresponded to a dilution rate of 0.28 h ^-1 Under these conditions, a productivity of 19 was reached in fermentor 2 5g of yeast biomass / kg h, whereby the biomass concentration in the fermenter effluent increased to 13.9% by mass. Via feed 11, the fermenter effluent reached the drying stage 4, where evaporation and drying took place The total output was 390 g of yeast dry matter / h, water vapor was removed via line 13. In the comparative experiment, the two fermentors were operated in parallel under the conditions mentioned above, with comparable total output, the yeast suspension had a concentration of only 9.8 .mu.m. -%, so that the drying stage, a larger volume had to be supplied.

Example 4

In einem zweistufigen Fermentationssystem (s. Fig.6), bestehend aus den Druckfermentoren 1 und 2 mit einem Bruttovolumen von je 121 und 4,5kg Masseinhalt, wurde unter kontinuierlichen Bedingungen die methanutilisierende Kultur der Bezeichnung GB 25 bei einem pH-Wert von 5,7 und einer Temperatur von 37°C kultiviert. In den Fermentor 1 wurden über die Zuleitungen 6 und 7 Nährsalzlösung und Frischwasser dosiert, sowie Luft und Methan über die Leitungen 8 und 24 eingeleitet. Im Fermentor 1 wurde bei einer Verdünnungsrate D = 0,167 h"¹ eine Produktivität von 8 g Bakterienbiomasse / kg h erreicht. DasIn a two-stage fermentation system (see Fig.6), consisting of the Druckfermentoren 1 and 2 with a gross volume of 121 and 4.5 kg mass content, was under continuous conditions, the methanutilizing culture designated GB 25 at a pH of 5, 7 and a temperature of 37 ° C cultivated. Nutrient solution and fresh water were metered into the fermenter 1 via the supply lines 6 and 7, and air and methane were introduced via the lines 8 and 24. In fermenter 1, a productivity of 8 g bacterial biomass / kg h was achieved at a dilution rate D = 0.167 h ^-1

Fermentationsmedium, das eine Biomassekonzentration von 4,8 Ma.-% aufwies, wurde über die Leitung 9 der Abtötungsstufe 3 zugeführt und dort bei einer Temperatur von 8O⁰C abgetötet. Die Bakteriensuspension wurde anschließend in den Fermentor2 gepumpt, der unter denselben Bedingungen wie Fermentor 1 betrieben wurde. Durch Zuspeisung von Nährsalzlösung über Zuleitung 6 erhöhte sich die Verdünnungsrate auf D = 0,169rT¹, so daß nach dem Erreichen der Produktivität von 8g Bakterienbiomasse / kg h eine Biomassesuspension mit einer Konzentration von 9,4Ma.-% über die Leitung 11 in die Trockenstufe 4 gelangte. Die Trocknung erfolgte bei 105°C. Über die Leitung 12 konnten 78,7 g Bakterientrockensubstanz/h mit einer Restfeuchte von 8,6Ma.-% abgezogen werden. Das verdampfte Wasser wurde über Leitung 13 abgeleitet. In einem Vergleichsversuch wurden die beiden Fermentoren unter den genannten Bedingungen parallel betrieben. Der unter diesen Bedingungen erhaltene Fermentorablauf hatte jedoch nur eine Konzenträtin von 48g Bakterienbiomasse/I.Fermentation medium, which had a biomass concentration of 4.8 wt .-%, was fed via the line 9 of the killing stage 3 and killed there at a temperature of 8O ⁰ C. The bacterial suspension was then pumped into the fermentor 2, which was operated under the same conditions as fermentor 1. By feeding of nutrient salt solution via line 6, the dilution rate increased to D = 0.1669rT ¹ , so that after reaching the productivity of 8g bacterial biomass / kg h biomass suspension with a concentration of 9.4Ma .-% via line 11 in the drying stage 4 arrived. The drying took place at 105.degree. About the line 12 78.7 g of bacterial dry matter / h could be deducted with a residual moisture content of 8.6Ma .-%. The evaporated water was discharged via line 13. In a comparative experiment, the two fermentors were operated in parallel under the conditions mentioned. However, the fermenter effluent obtained under these conditions had only a concentrate of 48 g bacterial biomass / l.

Example 5

In einem zweistufigen Fermentationssystem, bestehend aus den Druckfermentoren 1 und 2, wurden auf der Basis von Kohlehydraten Hefen der Art C. utilis bzw. Bakterien der Gattung Brevibakterium gezüchtet. Der Fermentor 1 hatte ein Bruttovolumen von 10l und eine Füllmasse von 5kg. Die Kultivierung der Hefe C. utilis wurde bei einer Temperatur von 34°C und einem pH-Wert von 4,5 durchgeführt. Über die Zuleitungen 7,15 und 22 wurden kontinuierlich Frischwasser, Nährsalzlösung und Melasse dosiert, während Luft über die Zuleitung 8 eingetragen wurde. Der Gesamtzulauf zu Fermentor 1 betrug 1,0 kg/h, was einer Verdünnungsrate von D = 0,2 h~¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen erhielt man eine Produktivität von 10g Hefebiomasse/ kg h. Der Fermentorablauf aus Fermentor 1, dereine Hefekonzentration von 5 Ma.-% aufwies, wurde anschließend über die Leitung 9 der Abtötungsstufe 3 zugeführt, die aus einem Autoklaven bestand. Die thermische Abtötung der Hefezellen erfolgte bei einer Temperatur von 125°C. Der so behandelte Fermentorablauf wurde nach einer Abkühlung über die Leitung 10 der zweiten Fermentationsstufe zugeführt, die aus drei diskontinuierlich betriebenen Sterilfermentoren 2 von je 5Ol Bruttovolumen bestand. Die Sterilfermentoren 2 wurden alternierend in Zeitabständen von je 24 Stunden mit jeweils 24kg Ablauf aus der Abtötungsstufe 3 befüllt, wobei gleichzeitig über die Leitungen 6 und 23 Nährsalzlösung und Saccharose dosiert wurde. Die zugefügte Saccharosemenge betrug jeweils 1,5kg. Danach wurde mit einer Bakterienkultur der Gattung Brevibakterium beimpft, die in einer 24stündigen Vorkultivierung hergestellt worden war. Die Kultivierung in den Fermentoren 2 erfolgte bei einer Temperatur von 30°C und einem pH-Wert von 6,9. Belüftet wurde über die Zuleitung 8. Unter diesen Bedingungen erhielt man nach einer Kultivierungsdauer von 64 bis 70 Stunden eine Konzentration von 1,5Ma.-% Bakterienbiomasse. Die Gesamtkonzentration an mikrobieller Biomasse erhöhte sich damit auf 5,6Ma.-%. Der Fermentorinhalt der Fermentoren 2 wurde da nach über die Leitung 11 der Trockenstufe 4 zu geführt und bei.110°C getrocknet. Das Trockenprodukt enthielt neben der mikrowellen Biomasse noch aus der wäßrigen Phase aufgetrocknetes Lysin.In a two-stage fermentation system, consisting of the pressure fermentors 1 and 2, yeasts of the species C. utilis or bacteria of the genus Brevibacterium were bred on the basis of carbohydrates. The fermentor 1 had a gross volume of 10l and a filling mass of 5kg. The cultivation of the yeast C. utilis was carried out at a temperature of 34 ° C and a pH of 4.5. Fresh water, nutrient salt solution and molasses were continuously metered in through the supply lines 7, 15 and 22, while air was introduced via the supply line 8. The total feed to Fermentor 1 was 1.0 kg / h, which corresponded to a dilution rate of D = 0.2 h ^-1 . Under these conditions, a productivity of 10 g of yeast biomass / kg h was obtained. The fermentor effluent from fermentor 1, which had a yeast concentration of 5% by mass, was then fed via line 9 to kill stage 3, which consisted of an autoclave. The thermal killing of the yeast cells was carried out at a temperature of 125 ° C. The fermenter effluent treated in this way was, after cooling, fed via line 10 to the second fermentation stage, which consisted of three discontinuously operated sterile fermenters 2 each of 50 μl gross volume. The Sterilfermentoren 2 were alternately filled at intervals of 24 hours with 24kg each drain from the killing stage 3, while at the same time was metered via the lines 6 and 23 nutrient salt solution and sucrose. The added amount of sucrose was 1.5 kg each. Thereafter, a bacterial culture of the genus Brevibacterium was inoculated, which had been prepared in a 24-hour pre-cultivation. The cultivation in the fermentors 2 was carried out at a temperature of 30 ° C and a pH of 6.9. Ventilation was carried out via the feed line 8. Under these conditions, after a cultivation period of 64 to 70 hours, a concentration of 1.5Ma .-% bacterial biomass was obtained. The total concentration of microbial biomass increased to 5.6Ma .-%. The fermenter content of the fermentors 2 was then passed to via the line 11 of the drying stage 4 and dried at 110 ° C. The dry product contained in addition to the microwave biomass still dried from the aqueous phase lysine.

Example 6

In einem zweistufigen Fermentationssystem/bestehend aus den Druckfermentoren 1 und 2, wurden auf der Basis von Kohlehydraten Hefen der Art C. utilis bzw. Bakterien der Gattung Corynebacterium gezüchtet. Der Fermentor 1 hatte ein Bruttovolumen von 101 und eine Füllmasse von 5 kg. Die Kultivierung der Hefe C. utilis wurde bei einer Temperatur von 34°C und einem pH-Wert von 4,5 durchgeführt. Über die Zuleitungen 15 und 22 wurden kontinuierlich Nährsalzlösung und Melasse dosiert, während die Luft über die Leitung 8 eingetragen wurde. Außerdem wurde dem Fermentor 1 über die Zuleitung 18 Rückführwasser aus der Trennstufe 17 zugeführt, so daß der Gesamtzulauf 1 kg/h betrug, was einer Verdünnungsrate von 0,2 h"¹ entsprach. Unter diesen Bedingungen wurde im Fermentor 1 eine Produktivität von 10g Hefebiomasse / kg h erzielt. Der Fermentorablauf des Fermentors 1 wurde über die Zuleitung 16 in die Trennstufe 17 dosiert und mittels Separation in zwei Masseströme getrennt. Die mit Hefe angereicherte Phase wurde in einer Menge von 0,6kg/h bei einer Hefekonzentration von 8,3 Ma.-% über die Zuleitung 19 der Abtötungsstufe 3 zugeführt. In der Abtötungsstufe, die aus einem Autoklaven bestand, wurde der gesammelte Fermentorablauf von 40 Stunden bei einer Temperatur von 125°C behandelt. Dieser Fermentorablauf wurde nach Abkühlung auf 30⁰C über Leitung 10 der zweiten Fermentationsstufe zugeführt, die aus zwei diskontinuierlich betriebenen Sterilfermentoren von je 5Ol Bruttovolumen bestand. Die zwei Sterilfermentoren 2 wurden alternierend in Zeitabständen von je 40 Stunden mit jeweils 24kg Ablauf aus der Abtötungsstufe 3 sowie mit Nährsalzlösung und Saccharose über die Leitungen 6 und 23 befüllt. Die dosierte Saccharosemenge betrug jeweils 2,4kg. Die Beimpfung der Fermentoren erfolgte mit einer Bakterienkultur der Gattung Corynebacterium, die einer Vorkultivation entstammte. Die Kultivierung in den Fermentoren 2 erfolgte bei einer Temperatur von 3O⁰C und einem pH-Wert von 6,8. Über die Zuleitung 8 wurde Luft eingetragen. Unter diesen Bedingungen wurde nach einer Kultivierungsdauer von 72 Stunden eine Bakterienkonzentration von 2,3 Ma.-% erreicht. Damit erhöhte sich die gesamte Biomassekonzentration auf 9,1 Ma.-%. Der Fermentorinhalt wurde anschließend über die Leitung 11 der Trockenstufe 4 zugeführt und bei 11O⁰C getrocknet. Das Trockenprodukt enthielt neben der Hefe- und Bakterienbiomasse noch aus der wäßrigen Phase aufgetrocknetes Lysin.In a two-stage fermentation system / consisting of the pressure fermentors 1 and 2, on the basis of carbohydrates yeasts of the species C. utilis or bacteria of the genus Corynebacterium were bred. The fermentor 1 had a gross volume of 101 and a filling weight of 5 kg. The cultivation of the yeast C. utilis was carried out at a temperature of 34 ° C and a pH of 4.5. Nutrient solution and molasses were continuously metered in through the supply lines 15 and 22, while the air was introduced via the line 8. In addition, recycle water from feed stage 17 was fed to fermenter 1 via feed line 18 so that the total feed was 1 kg / h, which corresponded to a dilution rate of 0.2 h ^-1 . Under these conditions, fermenter 1 had a productivity of 10 g of yeast biomass The fermenter effluent of fermenter 1 was metered via feed line 16 into separation stage 17 and separated by separation into two mass flows.The yeast-enriched phase was used in an amount of 0.6 kg / h at a yeast concentration of 8.3 Ma supplied .-% via the supply line 19 of the mortality level 3. In killing stage, which consisted of an autoclave, the collected fermenter outlet of 40 hours at a temperature of 125 ° C was treated. This fermenter outlet was after cooling to 30 ⁰ C via line 10 of the second fermentation stage, which consisted of two discontinuously operated Sterilfermentoren of 5Ol gross volume.The two Sterilferment Oren 2 were filled alternately at intervals of 40 hours each with 24kg drain from the killing stage 3 and with nutrient salt solution and sucrose via lines 6 and 23. The metered amount of sucrose was 2.4 kg each. The inoculation of the fermentors was carried out with a bacterial culture of the genus Corynebacterium, which came from a precultivation. The cultivation in the fermentors 2 was carried out at a temperature of 3O ⁰ C and a pH of 6.8. Air was introduced via the supply line 8. Under these conditions, a bacterial concentration of 2.3% by mass was achieved after a culture period of 72 hours. Thus, the total biomass concentration increased to 9.1% by mass. The fermenter content was then fed via line 11 to the drying stage 4 and dried at 11O ⁰ C. The dry product contained in addition to the yeast and bacterial biomass still dried from the aqueous phase lysine.

Claims

Process for the concentration of microorganisms, characterized in that the microorganisms are cultivated in two stages, such that the fermenter effluent of the first cultivation stage is metered into a second cultivation stage, whereby the microorganisms are previously killed.

For this 6 pages drawings

Application of egg-finding

The invention relates to a method for concentrating microorganisms and can be used to obtain microbial biomass.

The invention is classified in the IPK C 12 N.