DD249153A3

DD249153A3 - Verfahren zur Verbesserung des Förderverhaltens von Hefetrockenprodukten

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Publication number: DD249153A3
Authority: DD
Publication date: 1987-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Foerderverhaltens von Hefetrockenprodukten mit Wssergehalten 5% aus der mikrobiologischen Verarbeitung von Erdoelkohlenwasserstoffen. Ziel der Erfindung ist es, das Foerderverhalten der Hefetrockenprodukte durch die Verhinderung von Klumpenbildungen und Verfestigung zu verbessern und dadurch Prozessstoerungen zu vermeiden. Erfindungsgemaess werden die ungereinigten Trockenprodukte unmittelbar nach der Spruehtrocknung unter Bewegung auf Temperaturen 40C gekuehlt und/oder die extraktiv gereinigten Trockenprodukte werden unmittelbar nach der Austreibung der Restextraktionsmittel in Bewegung gehalten und anschliessend auf Temperaturen 40C gekuehlt.

Description

Wassergehalten im Bereich von etwa 5 bis 12% in einem nachgeschalteten Produktkühler unter Bewegung schnell auf Temperaturen =S4O°C gekühlt wird oder daß eine Teilmenge von mindestens 50% des aus dem Sprühtrockner austretenden Trockenproduktes unter Bewegung schnell gekühlt und anschließend mit der Restmenge des ungekühlten Trockenproduktes gemischt wird und das Mischprodukt eine Temperatur von =S4O°C aufweist. Vorzugsweise wird das aus dem Hauptturm des Sprühtrockners austretende Trockenprodukt schnell gekühlt und das in den Zyklonen abgeschiedene Produkt dem gekühlten Trockenprodukt zugemischt. Das auf Temperaturen =S 40 ⁰C abgekühlte ungereinigte Trockenprodukt wird anschließend in Trockenproduktsilos eingelagert oder zur Extraktionsstufe gefördert. Die Produktkühlung kann mit an sich bekannten Vorrichtungen und Verfahren erfolgen, die Förderung erfolgt vorzugsweise pneumatisch.

Weiterhin wurde gefunden, daß eine Verhinderung von Klumpenbildung und Verfestigung der extraktiv gereinigten Trockenprodukte in der Weise erfolgen kann, daß die Trockenprodukte unmittelbar nach Austreibung der Restextraktionsmittel mit Produkttemperaturen im Bereich von etwa 80 bis 100⁰C und Wassergehalten im Bereich von etwa 5 bis 12 Ma.-% in Bewegung gehalten und anschließend auf Temperaturen «40°C gekühlt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl ungereinigte als auch gereinigte Hefetrockenprodukte mit Wassergehalten bis etwa 12 Ma.-% gefördert werden, ohne daß Verstopfungen von Rohrleitungen und Brückenbildungen in Behältern erfolgen. Diesbezügliche Prozeßstörungen und Produktionsausfälle können somit vermieden werden. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Eine Biomassesuspension, hergestellt durch Kultivierung der Hefe Lodderomyces elongisporus auf einem Erdöldestillat der Siedelage von etwa 240 bis 360⁰C, wurde nach Aufkonzentrierung durch Separations- und/oder Eindampfungsprozesse auf einem Feststoffgehalt von etwa 20Ma.-% in einer Menge von 1001/h einem konventionellen Sprühtrockner mit Druckdüsenzerstäubung bei ener Trocknereingangstemperatur von 23O⁰C und einer Ausgangstemperatur von 150°C getrocknet. Das anschließend aus dem Hauptturm des Sprühtrockners in einer Menge von 13kg/h und einer Produkttemperatur von 65⁰C austretende Trockenprodukt wurde mit Hilfe eines Luftkühlers auf eine Temperatur von 25°C gekühlt. Diesem gekühlten Produkt wurde das in den Zyklonen in einer Menge von insgesamt 7 kg/h und einer Temperatur von etwa 50⁰C abgeschiedene Trockenprodukt kontinuierlich zugemischt. Das Mischprodukt hattaeine Temperatur von 32°C und einen Wassergehalt von 7,8Ma.-%. Es wurde anschließend in ein Trockenproduktsilo eingelagert. Auch nach mehrtägiger Lagerung traten keine Verklumpungen auf.

Bei einer Versuchsführung ohne Produktkühler (Vergleichsversuch) betrug die Temperatur des Mischproduktes im Trockenproduktsilo etwa 50⁰C. Bereits nach 4 Stunden Lagerung war das Trockenprodukt derart verfestigt, daß eine pneumatische Förderung nicht mehr möglich war.

Beispiel 2

Die im Turm und in den Zyklonen des Sprühtrockners analog Beispiel 1 abgeschiedenen Trockenprodukte wurden nach Vermischung in einem Luftkühler von einer Produkttemperatur von 57°C auf eine Temperatur von 30⁰C gekühlt und anschließend in ein Trockenproduktsilo eingelagert. Klumpenbildungen traten auch nach mehrtägiger Lagerung nicht auf.

Beispiel 3 - *

Eine Probe des nach Beispiel 1 hergestellten Trockenproduktes mit einem Gehalt von 7,8 Ma.-% Wasser, 8,7 Ma.-% Kohlenwasserstoffen und 14,4 Ma.-%biogenenLipiden wurde dem Trockenproduktsilo entnommen. Teilmengen des Produktes wurden durch Einmischen einer berechneten Menge Wasser auf höhere Wassergehalte eingestellt.

Zur Charakterisierung der Verklumpungs- und Verfestigungsneigung wurden Hohlzylinder mit entfernbarer Bodenplatte und einem Innendurchmesser von 50 mm bei Raumtemperatur, 40⁰C und 50⁰C bis zu einer Höhe von 50 mm mit Hefetrockenprodukt gefüllt und anschließend bei konstanter Temperatur jeweils 2 Stunden durch Auflage eines Stempels mit einem Druck von 25 kPa belastet. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurde das Hefetrockenprodukt aus dem Zylinder herausgedrückt und seine Rieselfähigkeit und der Verfestigungsgrad von gebildeten Formkörpern beurteilt. Als Maß für den Verfestigungsgrad diente die Druckfestigkeit der Formkörper, die in einer Prüfapparatur gemessen wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten.

Tabelle 1: Rieselfähigkeit und Druckfestigkeit (in kPa) von ungereinigtem sprühgetrocknetem Hefetrockenprodukt

Wassergehalt Verfestigungstemperatur (⁰C)

(Ma.-%) Raumtemp. 40 50 60

7,8 0 0 <10 15

11.0 0 0 27 40

12.1 0 <10 59 78

0 = feinkörniges rieselfähiges Produkt

<10 = beginnende Klumpenbildung, noch förderbar

>10 = verfestigtes Produkt, nicht förderbar

Beispiel 4

Die sprühgetrocknete Trockenbiomasse aus Beispiel 1 wurde in einer Menge von 15kg/h einem kontinuierlichen Rührscheibenkolonnenextraktorvon 6 m Länge und 250 mm Durchmesser zugeführt. Während des Transportes des Feststoffs zum Extraktorkopf in einer Schnecke erfolgte die Zugabe von Ethanol/Wasser 80/20 (v/v) in einer Menge von 4,0 l/h. Die Extraktion wurde im Gegenstrom mit Benzin/Ethanol/Wasser 75/23,5/1,5 (m/m/m) durchgeführt, wobei stündlich 30,0kg frisches Lösungsmittel im Sumpf des Extraktors zugegeben wurden.

Der extrahierte Feststoff wurde aus der austretenden Suspension durch Zentrifugation abgeschieden und das Fugat in den Sumpfdes Extraktors zurückgeführt. Der lösungsmittelfeuchte Feststoff (48 Ma.-% Feststoff, 7,0 Ma.-% Wasser, 30 Ma.-% Ethanol, 15Ma.-% Benzin) wurde zweistufig in mantelbeheizten Horizontaltrocknern mit Zwangsführung, deren Manteltemperatur 85⁰C und 12O⁰C betrugen, bei je 7 Minuten Verweilzeit in jedem Trockner vom Lösungsmittel befreit und anschließend der Lösungsmittelfreie, 11,7 Ma. -% Wasser enthaltende Feststoffe mit einer Produkttemperatur von 100⁰C in einen Vorlagenbehälter zum Produktkühler gefördert. In diesem Vorlagebehälter, der zur Verhinderung des Übertritts von Brüden in den Produktkühler erforderlich ist, wurde erfindungsgemäß ein mit 20 U/min laufender Rührer installiert, um den Feststoff in Bewegung zu halten und eine Verfestigung zu verhindern. Der Feststoff rieselte kontinuierlich in den Produktkühler, Anbackungen und Verstopfungen traten nicht auf. Beim vergleichsweisen Ausbau des Rührers trat durch Klumpenbildung und Verstopfung eine Stockung des Prozesses ein.

Die Druckfestigkeit der analog Beispiel 1 durch statischen Druck hergestellten Prüfkörper aus extrahiertem Hefetrockenprodukt geht aus Tabelle 2 hervor:

Tabelle2: Druckfestigkeiten kPa) von extrahiertem Hefetrockenprodukt

Wassergehalt Verfestigungstemperatur (⁰C)

(Ma.-%) Raumtemp. 40 80 100

ίθ,Ο 0 <10 16 55 . " "

13,0 0 20' 56 100

0 = feinkörniges rieselfähiges Produkt

<10 = beginnende Klumpenbildung, noch förderbar

> = verfestigtes Produkt, nicht förderbar

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung des Förderverhaltens von Hefetrockenprodukten mit Wassergehalten 3ϊ5% aus der mikrobiologischen Verarbeitung von Erdölkohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die ungereinigten Trockenprodukte unmittelbar nach der Sprühtrocknung unter Bewegung auf Temperaturen s£40°C gekühlt und/öder daß die extraktiv gereinigte Trockenprodukte unmittelbar nach der Austreibung der Restextraktionsmittel in Bewegung gehalten und anschließend auf Temperaturen =S4O°C gekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eineTeilmenge von mindestens 50% des ungereinigten Trockenproduktes unmittelbar nach der Sprühtrocknung unter Bewegung schnell gekühlt und mit der Restmenge des ungekühlten Trocken Produktes gemischt wird und das Misch produkt eine Temperatur sS40°C aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Hauptturm des Sprühtrockners austretende Teilmenge des Trockenproduktes gekühlt und mit der in den Zyklonen abgeschiedenen Restmenge an Trockenprodukt vermischt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des Förderverhaltens von Hefetrockenprodukten mit Wassergehalten 3=5% aus der mikrobiologischen Verarbeitung von Erdölkohlenwasserstoffen. Die Erfindung kann in der Biotechnologie und mikrobiologischen Industrie, insbesondere in Anlagen zur Erzeugung von Futterhefe genutzt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach der Kultivierung von Hefen auf flüssigen Erdölkohlenwasserstoffen als Substrat und der Abtrennung der Biomasse aus dem Kulturmedium wird die Biomassesuspension einer Trocknung unterworfen. Dabei wird vorzugsweise die Sprühtrocknung angewendet, da sie eine schonende Behandlung der Biomasse ermöglicht. Das Hefetrockenprodukt enthält nach der Sprühtrocknung noch beträchtliche Mengen an Substratanteilen und biogenen Lipiden, die eine direkte Verwendung für Fütterungszwecke ausschließen. Aus diesem Grund ist eine nachfolgende extraktive Reinigung des Hefetrockenproduktes erforderlich, bei der die Substratreste und die Hauptmenge der biogenen Lipide entfernt werden. Der Wassergehalt des ungereinigten Trockenproduktes muß zur Gewährleistung einer ausreichend guten Extrahierbarkeit S= 5% betragen, optimal sind Wassergehalte im Bereich von etwa 7 bis 10%.

Bekanntlich neigen Hefetrockenprodukte leicht zur Klumpenbildung und Verfestigung (F. Reiff, H.Lüers [Eds.], Die Hefen, Bd.2, S.642f., Nürnberg 1962). Diese Tendenz ist von verschiedenen Einflußfaktoren abhängig, eine wesentliche Rolle spielender Wassergehalt sowie der Gehalt an Substratresten und Lipiden. In Trocken- und Futterhefewerken wird der Tendenz zur Klumpenbildung und Verfestigung durch verschiedene Maßnahmen begegnet. Der Wassergehalt der Hefetrockenprodukte, beispielsweise auf Basis von Sulfitablauge oder Melasse, wird üblicherweise ^ 5% gehalten, da das Förderverhalten bei nie'drigen Wassergehalten wenig problematisch ist. Weiterhin werden zur Verbesserung des Förderverhaltens spezielle Vorrichtung, wie Drahtnetze, Schüttelsiebe und Vibratoren eingesetzt. Die bekannten Maßnahmen zur Verbesserung des Förderverhaltens sind bei Hefetrockenprodukten mit Wassergehalten 2=5% aus der mikrobiologischen Verarbeitung von Erdölkohlenwasserstoffen entweder aus technologischen Gründen ungeeignet oder in ihrer Wirkung nicht befriedigend. Bei instabiler Prozeßführung oder bei Störungen kann es daher bei der Förderung des ungereinigten Hefetrockenproduktes zu Verstopfungen von Rohrleitungen, zu Anbackungen sowie zu Brückenbildungen in Behältern und Silos kommen, was zu beträchtlichen Problemen führt. Ähnliche Probleme können auch bei der Förderung des extraktiv gereinigten Hefetrockenproduktes auftreten, welches nach Entfernung der Restextraktionsmittel in einem mehrstufigen Trockenprozeß ebenfalls Wassergehalte 2= 5% aufweist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Förderverhalten von Hefetrockenprodukten mit Wassergehalten von mehr als 5Ma.-% aus der mikrobiologischen Verarbeitung von Erdölkohlenwasserstoffen zu verbessern, um dadurch den Prozeßablauf kontinuierlicher zu gestalten und Prozeßstörungen zu verhindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine gezielte Behandlung der Hefetrockenprodukte eine Klumpenbildung und Verfestigung zu verhindern.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß durch eine schnelle Abkühlung der ungereinigten Trockenprodukte unter Bewegung unmittelbar nach der Sprühtrocknung auf Temperaturen s=40°C Klumpenbüdungen und Verfestigung verhindert werden. Im kontinuierlichen Betrieb wird dabei vorzugsweise so vorgegangen, daß entweder die Gesamtmenge der aus dem Sprühtrockner austretenden ungereinigten Trockenprodukte mit Produkttemperaturen im Bereich von etwa 40 bis 80⁰C und