DD269164A1 - PROCESS FOR OBTAINING BIOMASS WITH IMPROVED EXTRAILABILITY - Google Patents

PROCESS FOR OBTAINING BIOMASS WITH IMPROVED EXTRAILABILITY Download PDF

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DD269164A1 DD31089187A DD31089187A DD269164A1 DD 269164 A1 DD269164 A1 DD 269164A1 DD 31089187 A DD31089187 A DD 31089187A DD 31089187 A DD31089187 A DD 31089187A DD 269164 A1 DD269164 A1 DD 269164A1
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Klaus Trieme
Henning Pickert
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Verfahren zur Gewinnung von Biomasse mit verbesserter Extrahierbarkeit durch Zuechtung von Mikroorganismen, insbesondere Hefen, auf fluessigen n-alkanhaltigen Kohlenwasserstoffgemischen. Die Erfindung kann in der Biotechnologie, vorwiegend in der Futterhefeindustrie, angewendet werden. Erfindungsgemaess wird die Zuechtung der Mikroorganismen zur Gewinnung einer in ihrer Extrahierbarkeit verbesserten Biomasse so durchgefuehrt, in dem die Menge der organischen Inhaltsstoffe in abgetrennten Prozesswaessern der Aufarbeitungsstufen bei der Rueckfuehrung in den Fermentationsprozess geregelt wird. Als Kenngroesse fuer die Extrahierbarkeit ist dabei der chemische Sauerstoffverbrauch (CSV-Wert) des Prozesswassers geeignet. Mit dessen Hilfe ist eine gezielte Prozessfuehrung des Gesamtwasseranteils des Fermentationsprozesses zur Sicherung hoher Qualitaetsanforderungen an das extraktiv gereinigte Biomasseendprodukt moeglich.Process for the production of biomass with improved extractability by culturing microorganisms, in particular yeasts, on liquid n-alkane-containing hydrocarbon mixtures. The invention can be used in biotechnology, mainly in the feed yeast industry. According to the invention, the growth of the microorganisms to obtain a biomass which has been improved in its extractability is carried out by controlling the amount of the organic constituents in the separated process waters of the processing stages during the return to the fermentation process. As a characteristic for the extractability of the chemical oxygen consumption (CSV value) of the process water is suitable. With its help, a targeted Prozessfuehrung the total water content of the fermentation process to ensure high quality requirements for the extractively purified biomass end product is possible.

Description

Ar1·.; -..iungsgebietder ErfindungAr 1 ·. Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Povvinnung von Biomasse, die durch Züchtung von Mikroorganismen auf n-alkanhaltigen Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere Erdöldestillaten und -raffinaten im unsterilen Prozoß und durch Aufarbeitungs· sowie Reinigungsprozesse gewonnen wird. Die Erfindung kann in der mikrobiologischen Industrie angewendet werden.The invention relates to a method for Povvinnung of biomass, which is obtained by culturing microorganisms on n-alkane-containing hydrocarbon mixtures, in particular petroleum distillates and raffinates in the non-sterile Prozoß and by processing and purification processes. The invention can be applied in the microbiological industry.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Verfahren zur Gewinnung von Biomasse, die durch Konvertierung von n-alkr>;;haltigen Kohlenwasserstoffen und durch Aufkonzentrierung der erhaltenen Biomassesuspension gewonnen werden, sind bekannt (WP 105825) Dabei zeichnen sich diese Verfahren gegenüber Verfahren aus, die bei Einsatz konventioneller Substrate arbeiten, wie zum Beispiel Kohlenhydrate, Melasse, Sulfitablauge, daß restlich verbliebene Kohlenwasserstoffe und auch arteigene tiogene Zeilinhaltsstoffe aus organoleptischen, physiologischen und toxikologischen Gründen vor ihrer Verwendung als Futter, littelkomponenten in der Tierproduktion aus der Biorrasse entfernt werden müssen (WP 139650, WP 139651, WP 142439, WP 153494, WP 219039). Bei einem Einsatz von reinen n-Alkangemischen als Substratgrundlage wenden industrielle Verfahren hierfür Methoden an, indem der Züchtungsprozeß der Mikroorganismen so geführt wird, daß die eingesetzten n-Alkangemische fast vollkommen utilisiert werden bzw. durch Waschprozesse bei der Primäraufarbeitung der Biomassesuspension bis auf Spuren entfernt werden. Bei einem Einsatz von n-alkanhaitigen Erdöldestillaten bzw. -raffinaten verbleiben jedoch Anteile von nic'itutilisierbaren Kohlenwasserstoffen auf und in der Biomasse und müssen durch einen nachfolgenden Reinigungsprozeß weite jhendst entfernt werden. Diesem Proze" liegen Verfahren zur FesWflüssig-Extraktion mit organischen Lösungsmitteln bzw. -cemischen zugrunde (WP 139650, WP 139651).Processes for the production of biomass, which are obtained by conversion of n-alkr> ;; containing hydrocarbons and by concentration of the biomass suspension obtained, are known (WP 105825). These processes are distinguished from processes which work when using conventional substrates, such as For example, carbohydrates, molasses, sulfite liquor that remaining residual hydrocarbons and also species tiogene Zeilinhaltsstoffe organoleptic, physiological and toxicological reasons before their use as feed, littelkomponenten in animal production from the Biorrasse must be removed (WP 139650, WP 139651, WP 142439, WP 153494, WP 219039). When pure n-alkane mixtures are used as the substrate base, industrial processes use methods for doing so by culturing the microorganisms in such a way that the n-alkane mixtures used are almost completely utilized or removed by washing processes during the primary workup of the biomass suspension, with the exception of traces , When n-alkane-containing petroleum distillates or raffinates are used, however, fractions of nicitutilizable hydrocarbons remain on and in the biomass and must be removed as far as possible by a subsequent purification process. This process "is based on methods for FesWflüssig extraction with organic solvents or mixtures (WP 139650, WP 139651).

Diese Verfahren stellen sehr hohe Anforderungen an die anzuwendende Technologie und verursachen einen großen volkswirtschaftlichen Aufwand. Außerdem ist es unabdingbar, daß das zur Extraktion eingesetzte Trockenprodukt zur Gewährleistung einer optimalen Diffusion der Extraktionsmittel an das Korn bestimmte Anforderungen hinsichtlich seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften gestellt werden müssen, zum Beispiel an die Größe, den Wassergehalt und die stoffliche Zusammensetzung im Verhältnis Rohprotein-, Lipid- und des Kohlenhydratgehaltes.These methods place very high demands on the technology to be used and cause great economic effort. In addition, it is essential that the dry product used for the extraction to ensure optimal diffusion of the extractant to the grain certain requirements must be made in terms of its physico-chemical properties, for example, the size, the water content and the material composition in the ratio of crude protein, Lipid and carbohydrate content.

Es ist weiterhin bekannt, daß mikrobielle Stoffwandlungsprozesse auf hohe Produktivitäten im Fermentationsprozeß orientieren. Voraussetzungen hierfür stellen die Verwendung eines Hochleistungsproduktionsstammes, ein Hochleistungsfermentor und die Anwendung optimaler Milicubedingungen im Züchtungsprozeß dar. Die letzteren bewirken die Stabilität der Fermentorbiozönose im unsterilen Prozeß und damit die erzielung hoher Wachstumsraten bei gleichzeitig niedrigen stoffspezifischen Verbrauchskennziffern.It is also known that microbial material conversion processes are based on high productivity in the fermentation process. Prerequisites for this are the use of a high-performance production strain, a high-performance fermentor and the application of optimal Milicubedingungen in the breeding process. The latter cause the stability of Fermentorbiozönose in unsterile process and thus the achievement of high growth rates with low substance-specific consumption figures.

Bei den Verfahren zur mikrowellen Großproduktion von Futtereiweiß ist bekannt, daß der Rückführung von abgetrennten Prozeßwässern bei der Biomasseaufkonzentrierung als Intensivierungsmaßnahmeeine große Bedeutung zukommt. So wird das mit Roh-, Hilfsstoffen und Stoffwechselprodukten angereicherte Prozeßwasser aus einer dem Fermentationsprozeß nachgeschalteten Aufrahmungsstufe bei Anwendung von Erdöldestillaten bzw. -raffinaten als Substratgrundlage ebenso in den Fermentationsprozeß zurückgeführt wie auch das Separatorenfiltrat aus der Suspensionsaufkonzentrierung, das zusätzlich noch Thermolyseprodukte enthält (WP 160231, FROMMHOLZ, G., SCHNEIDER, J. und ANNEMÜLLER, W., Chem. Techn. 30,4 (1978), S. 180-185; ASH, S. G. und TOPIWALA, H. H., 5. Internationales Fermentationssymposium Berlin 1976, Session 3, Abstracts 3.16).In the processes for large scale microwave production of feed whites, it is known that the recycling of separated process waters is of great importance in biomass concentration as an intensification measure. Thus, the enriched with raw materials, excipients and metabolic products process water from a fermentation process downstream Aufrahmungsstufe using petroleum distillates or raffinates as the substrate basis is also attributed to the fermentation process as well as the Separatorenfiltrat from the suspension concentration, which additionally contains thermolysis (WP 160231, FROMMHOLZ, G., SCHNEIDER, J. and ANNEMUELLER, W., Chem. Techn. 30, 4 (1978), pp. 180-185, ASH, SG and TOPIWALA, HH, 5th International Fermentation Symposium Berlin 1976, Session 3, Abstracts 3.16).

Ebenso ist es gebräuchlirK daß Prozeßwässer aus dem Gesamtprozeß angeschlossenen Raffinationsstufen der Erdöldestillatbzw. Raffinatregenerierung in den Züchtungsprozeß zusätzlich zurückgeführt werden. Alle diese Maßnahmen zur Erhöhung der Kreislaufführung im Prozeß streben vor allem ökonomische Vorteile bezüglich der Reduzierung des Frischwasserbedarfes, der rationellen Verwendung der Kohlenstoffquellen sowie der anorganischen Nähr-, Spuren- und Hilfsstoffe, Senkung der Verluste bei der Biomassekonzentrierung und Verringerung der abwasserseitigen Umweltbelastung an. In der Praxis hat sich dabei gezeigt, daß parallel zu der Erhöhung des Rückführgrades an Prozeßwässern in den Fermentationsprozeß ein Anreicherungseffekt an den im Prozeßwasser mitgeführten Inhaltsstoffen bis zu einer stationären Granze auftritt. Dieser stationäre Zustand ist in Abhängigkeit, speziell ötr angewandten Verweilzeit, verschieden lang und 'jedarf in der Regel einer längeren Applikationsphase des biologischen Systems.Likewise, it is gebräuchli rK that process waters from the overall process connected refining stages of Erdöldestillatbzw. Raffinate regeneration be additionally attributed to the breeding process. All of these measures to increase the circulation in the process seeks above all economic advantages in terms of reducing the fresh water requirement, the rational use of carbon sources and inorganic nutrients, trace and auxiliary substances, reducing losses in biomass concentration and reducing the wastewater environmental impact. In practice, it has been shown that parallel to the increase in the recycle level of process waters in the fermentation process an accumulation effect on the entrained in the process water ingredients up to a stationary granules occurs. This stationary state is dependent on, especially ötr applied residence time, different lengths and 'jedarf usually a longer application phase of the biological system.

Es ist außerdem bekannt, daf. .Ίη unsterilen Prozeß bei nicht optimalen Fermentationsbedingungen und den Bedingungen einer hohen Rückführrate von Prozeßwässern es zu mikrobiologischen Prozoßstörungen, z. B. dem Auftreten erhöhter Begleithefeanteile, eines zusätzlichen Anteils an Bakterien, zu abnehmender Produktivität des Prozesses, zur Neigung des Mehrphasengemisches zur Emulsionsbildung bzw. zur Veränderung der Biomassezuscmmensetzung kommen kann (WP 155700, WP 218777, WP 241086).It is also known daf. .Ίη unsterile process under non-optimal fermentation conditions and the conditions of a high rate of recirculation of process waters it to microbiological Prozosstörungen, z. B. the occurrence of increased Begleithefeanteile, an additional proportion of bacteria, to decreasing productivity of the process, the tendency of the multiphase mixture to emulsification or to change the Biomassezuscmmensetzung may come (WP 155700, WP 218777, WP 241086).

Hohe Risiken für dia Prozeß eherrschung und zusätzliche technologische und damit volkswirtschaftliche Aufwendungen sind die Folge, um die geforderten Leistungskennziffern des Prozesses und die erforderlichen hohen Qualitätsmerkmale der Biomasse zu erfüllen.High risks for process dia- logue and additional technological and thus economic expenses are the consequence in order to meet the required performance indicators of the process and the required high quality features of the biomass.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, in Verfahren zur mikrobiellen Eiweißsynthese auf der B«is flüssiger n-alkanhaltiger Kohlenwasserstoffgemische bei Rückführung von Prozeßwasserphasen die Aufwendungen für den Extraktionsprozeß der getrockneten Biomasse zu reduzieren und bei Abweichungen von vorgegebenen Prozeßparametern die Risiken für die Beherrschung des Extraktionsprozesses zu minimieren.The aim of the invention is to reduce the expenses for the extraction process of the dried biomass in the process of microbial protein synthesis on the B «is liquid n-alkane hydrocarbon mixtures in recycling of process water phases and to minimize the risks for the control of the extraction process in deviations from predetermined process parameters ,

Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bereits durch eine gezielte Einflußnahme auf die Prozeßführung im Züchtungs- und Aufarbeitungsprozeß Bedingungen für ein gutes Extraktionsverhalten der gewonnenen Biomasse zu schaffen.The invention has for its object to create conditions for a good extraction behavior of the biomass obtained already by a specific influence on the process control in the breeding and processing process.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem als Kenngröße für die Kontrolle der Extrahierbarkeit des Biomasseendproduktes der chemische Sauerstoffbedarf der nach dem Kultivierungsprozeß anfallenden Prozeßwässer /erwendetwird.According to the invention, the object is achieved by using the chemical oxygen demand of the process water obtained after the cultivation process as a parameter for controlling the extractability of the biomass end product.

Es wurde gefunden, daß der CSV-Wert der genannten Prozeßwässer eine direkte Korrelation zur Extrahiorbarkeit der Biomasse aufweist. Hohe CSV-Worte signalisieren eine im Prozeßablauf normalerv/eise erst zu einem wesentlich späteren Zeitpunkt feststellbare schlechte Extrahierbarkeit, d. h. hohe Gehalte anRestkohlenwasserstoffen und Rohfetten der extrahierten Biomasse.It has been found that the CSV value of said process waters has a direct correlation to the extractability of the biomass. High CSV words normally signal poor extractability that can be detected in the course of the process only at a much later time. H. high levels of residual hydrocarbons and crude fats of the extracted biomass.

Es hat sich gezeigt, daß der CSV-Wert des Aufrahmwassers nicht höher als 8000mg O2/l, der des Separationswassers nich' höher als 23000mg O2/l betragen darf, wenn die sprühgetrocknete Biomasse mittels eines Extraktionsmittelgemisches, bes'ehend aus Hexan/Ethanol/Wasser im Verhältnis 80/19/1 im kontinuierlichen Drehscheibenextraktionsprozeß extrahiert wird und danach einen Restgehalt an Kohlenwasserstoffen von <0,5Ma.-% und einen Rohfettgehalt von <5Ma.-% aufweisen soll. Vorzugsweise sollten die Obergrenzen für den CSV-Wert des Aufrahmwassers 6500mg O2/l, für das Separationswasser 21000mg O2/I betragen.It has been found that the CSV value of the Aufrahmwassers not higher than 8000mg O 2 / l, that of the separation water may not be nich 'higher than 23000mg O 2 / l, when the spray-dried biomass by means of an extraction agent mixture, bes'ehend of hexane / Ethanol / water in the ratio 80/19/1 is extracted in the continuous rotary disk extraction process and then a residual content of hydrocarbons of <0.5Ma .-% and a crude fat content of <5Ma .-% should have. Preferably, the upper limits for the CSV value of the Aufrahmwassers should 6500mg O 2 / l, the amount of water separation 21000mg O 2 / I.

Die Heranziehung des CSV-Wertes der genannten Prozeßwasserphasen stellt somit eine Vorinformation fir die zu erwartende Endproduktqualität dar und gestattet es, bereits im Fermentations- und Aufarbeitungsprozeß Maßnahmen durchzuführen, die eine Senkung der CSV-Werte zur Folge haben.The use of the CSV value of said process water phases thus represents a preliminary information for the expected end product quality and makes it possible to carry out measures already in the fermentation and work-up process which result in a reduction in the CSV values.

Unter den möglichen Maßnahmen sind demzufolge alle solche zu verstehen, die direkten oder indirekten Einfluß auf Art und Konzentration organischer Prozeßwasserinhaltsstoffe besitzen. Dies können sowohl organische Stoffwechsel- wie auch Thermolyseprodukte darstellen. Es handelt sich dabei insbesondere um Polysaccharide, organische N-Verbindungen und Fettsäuren, die sich bei einer wiederholten Rückführung der Prozeßwasserstrcme in den Fermentationsschritt auf dem Biomasseendprodukt anreichern können. Dabei haben sich vor allem die Polysaccharidverbindungen als sehr nachteilig für eine sich anschließende Extraktion herausgestellt.Accordingly, all possible measures are to be understood as meaning those which have a direct or indirect influence on the type and concentration of organic process water constituents. These can be both organic metabolic and thermolysis products. These are, in particular, polysaccharides, organic N compounds and fatty acids which can accumulate in the fermentation step on the biomass end product in the event of repeated recycling of the process water streams. In particular, the polysaccharide compounds have proven to be very disadvantageous for a subsequent extraction.

Überschreitungen der CSV-Werte können insbesondere durch Abweichungen von den vorgegebenen Parametern des mikrobiellen Wachstumsprozesses sowie des Zeit- und Temperaturregimes der Aufarbeitungsschritte auftreten. Über die CSV-Kontrolle kann ein Rückschluß auf nichtvorgabegerechte Prozeßparameter erfolgen und die Abweichung lokalisiert sowie korrigiert werden.Exceeding the CSV values can occur in particular due to deviations from the predetermined parameters of the microbial growth process and the time and temperature regime of the workup steps. The CSV control can be used to infer non-predefined process parameters and localize and correct the deviation.

Um jedoch unmittelbar die angestrebten Extrahierbarkeitseigenschaften des Biomasseendproduktes zu sichern, ist das Verhältnis Prozeßwasserrückführung-Frischwasserdosierung in den Kultivierungsprozeß so zu verändern, daß die angegebenen Obergrenzen der CSV-Werte erreicht werden. Durch diese einfach durchführbare Maßnahme wird die Stabilität des Gesamtprozesses hinsichtlich der Erzielung einer hohen Biomasseausbeute im Prozeß sowie die Sicherung hoher Qualitätsansprüche an das Endprodukt Futterhefe hinsichtlich des Restkohlenwasserstoff- und Rohfettgehaltes erreicht.However, in order to ensure directly the desired extractability properties of the biomass end product, the ratio of process water recycling fresh water dosage in the cultivation process is to be changed so that the specified upper limits of the CSV values are achieved. By this simple feasible measure, the stability of the overall process in terms of achieving a high biomass yield in the process and the assurance of high quality standards of the end product forage yeast with respect to the residual hydrocarbon and crude fat content is achieved.

Zusätzlich technologische und damit volkswirtschaftliche Belastungen durch Maßnahmen zur extraktiven Reinigung der Biomasse entfallen, und zusätzliche Verluste an Endprodukt worden vermieden. Gleichzeitig wird für die Handhabung des Gesamtprozesses die abwasserseitige Belastung bei einer erfindungsgemäßen Betriebsführung geringer. Die Erfindung soll an nachfolgenden Ausführungsbeispielen erläutert werden.In addition, technological and thus economic burdens due to measures for the extractive purification of the biomass are eliminated, and additional losses of end product were avoided. At the same time, the wastewater-side load in the case of an operating management according to the invention is reduced for the handling of the overall process. The invention will be explained with reference to subsequent embodiments.

Beispiel 1example 1

In einem 2200m3 Tauchstrahlfermentor mit einem Arbeitsvolumen von 1 225m3 werden in einem kontinuierlichen Verfahren Hefen der Gattung Candida maltosa auf einer Erdöldestillatfraktion vom Siedebereich 513 bis 633 K gezüchtet. Der n-Alkangehalt im Erdöldestillat beträgt 14,1 %, die eingesetzte Erdöldestillatmenge 15,2 Ma.-%. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt 4,2 hund der pH-Wert des Fermentatir\-.smediums liegt bei 4,1. Die Fermentationstemperatur ist 305K.In a 2200m 3 Tauchstrahlfermentor with a working volume of 1 225m 3 yeasts of the genus Candida maltosa are bred on a petroleum distillate fraction boiling in the range 513 to 633 K in a continuous process. The n-alkane content in the petroleum distillate is 14.1%, the amount of petroleum distillate used 15.2% by mass. The residence time in the reactor is 4.2 h, the pH of the fermentation medium is 4.1. The fermentation temperature is 305K.

Die Nähr- und Spurensalze werden in Form von zwei Nährsalzlösungen in den Fermentationsprozeß eingeführt und zwar eine etwa 15%ige Kaliumchloridlösung und eine Nährsalzlösung, bestehend aus l Λη Salzen Mangancarbonat, Magnesiumsulfat, Kupfersulfat, Zinksulfat, Eisen-lll-chlorid, Schwefelsäure und Wasser.The nutrient and trace salts are introduced in the form of two nutrient salt solutions in the fermentation process, namely an approximately 15% potassium chloride solution and a nutrient salt solution consisting of l Λ η salts manganese carbonate, magnesium sulfate, copper sulfate, zinc sulfate, ferric chloride, sulfuric acid and water ,

Zur Intensivierung des Fermentationsprozesses wird in das Prc;eßwass3r ein Poly, ropylen-polyethylenmischpolymerisat in einer Menge bis zu 200mg/l zugesetzt.To intensify the fermentation process, a polypropylenepolyethylene copolymer in an amount of up to 200 mg / l is added to the water;

Die zugeführte Trinkwassermenge beträgt 45m3/h.The amount of drinking water supplied is 45m 3 / h.

Der Leistungseintrag in den Fermentor wird unter den vorstehenden Arboitsparametern so eingestellt, daß eine Produktivität des Fermentationsprozesses von 3,0g/kg · h erreicht wird und ein Fermentormassendurchsatz von 250t/h.The power input to the fermentor is adjusted under the above performance parameters to achieve a productivity of the fermentation process of 3.0 g / kg.h and a fermentor throughput of 250 t / h.

Die Aufkonzentrierung des Fermentorablaufes erfolgt durch eina Aufrahmung des Vierphasengemisches Erdöldestillat/ Biomasse/Prozeßwasser/Luft, wobei der Abscheidegrad 0,75 und der Rückführgrad an Aufrahmwasser 0,50 beträgt.The concentration of the Fermentorablaufes carried by eina creaming of the four-phase mixture petroleum distillate / biomass / process water / air, the degree of separation is 0.75 and the recirculation level of Aufrahmwasser is 0.50.

Im Aufrahmwasser wurden folgerte Inhaltsstoffe bestimmt:In Aufrahmwasser inferred ingredients were determined:

Organischer Stickstoff (mg/l): 65Organic nitrogen (mg / l): 65

Summe wasserdampfflüchtigerTotal steam-volatile

Fettsäuren (mg/l): 130Fatty acids (mg / l): 130

Kohlehydrate (mg/l): 420Carbohydrates (mg / l): 420

Chemischer SauerstoffverbrauchChemical oxygen consumption

(K2Cr2O7) (mgO2/l): 6500(K 2 Cr 2 O 7 ) (mgO 2 / l): 6500

Die Biomassesuspension wird mit dem obengenannten Tensid versetzt und zweistufig bei einer Temperatur von 353-358 K vom größten Teil des teüentparaffinieiten ErdöldesiiMates und von weiterem Prozeßwasser bis zu einer Hefetrockensubstanzkonzentra.ion von 22% aufkonzentriert. Bei der Heißbehandlung treten TherrrHyseerscheinungen des Eiweißes auf, wobei Zellinhaltsstoffe aus der Zelle in die öligen und wäßrigen Medien treten. Die Polysaccharide werden nahezu vollständig an das wäßrige Medium abgegeben. 45m3 Separationssrozeßwasser wird abgetrennt, wobei etwa 30m3 wieder in den Fermentationsprozeß zurückgeführt werden. Das Separationswasser weist folgende Kennwerte auf:The biomass suspension is treated with the above surfactant and concentrated in two stages at a temperature of 353-358 K of most of the expensive paraffinic petroleum ether and of further process water to a yeast solids concentration of 22%. In the heat treatment TherrrHyseerscheinungen of the protein occur, with cell ingredients from the cell in the oily and aqueous media occur. The polysaccharides are almost completely released to the aqueous medium. Separation process water 45m 3 is separated, with about 30m 3 are recycled back into the fermentation process. The separation water has the following characteristics:

Organischer Stickstoff (mg/l):Organic nitrogen (mg / l): 500500 Anorganische. Stickstoff (mg/l):Inorganic. Nitrogen (mg / l): 170170 Summe wasserdampfflüchtigerTotal steam-volatile Fettsäure (mg/l):Fatty acid (mg / l): 385385 Kohlehydrate (mg/l):Carbohydrates (mg / l): 10501050 Phosphor(mg/I):Phosphorus (mg / I): 142142 Kalium (mg/l):Potassium (mg / l): 10101010 /;Ü-Wert:/; Ü value: 6,06.0 Chemischer Sau^rstoffverbrauchChemical oxygen consumption (K2Cr2O7) (mgO2/l):(K 2 Cr 2 O 7 ) (mgO 2 / l): 2100021000

Das abgetrennte Er^ ,destillat wird in einem mehrstufigen Raffinationsprozeß wieder für seinen Einsatz als Mineralölkompoiiente aufbereitet. Dabei fallen fettsaure Ammoniakwaschwässer und organisch beladene Phosphorsäure an, die in den Fermentationsprozeß in einer Größenordnung von 20 bzw. 10m3/h zurückgeführt werden. Die Biomassesuspensic η wird in einem Sprühtrockner getrocknet. Das erhaltene Trockenprodukt mit einem mittleren Korndurchmesser von 180 Mikrometer und einem Wassf ahalt von 7 bis 10Ma.-% wird in einem kontinuierlichen Drehscheibenextraktionsprozeß mit Hilfe eines Extrakt» ',mittelgemisches aus einem Hexanschritt/Ethanol/Wasser der Zusammensetzung 80/19/1 extrahiert, wobei restlich ν iliebene Kohlenwasserstoffe und Lipide entfernt werden. Der lösungsmittelfeuchte Feststoff wird in einem Horizonte Λ/irbelsohichttrockner zweistufig getrocknet. Die ermittelte Zusammensetzung des erfinrlungsgemi'> gewonnenen Endproduktes, lautet:The separated distillate is re-processed in a multistage refining process for use as a mineral oil component. Fatty acid ammonia washing waters and organically loaded phosphoric acid are obtained, which are recycled to the fermentation process in the order of 20 or 10 m 3 / h. The Biomassesuspensic η is dried in a spray dryer. The resulting dry product having an average grain diameter of 180 microns and a Wassf content of 7 to 10Ma .-% is extracted in a continuous rotary disk extraction process using an extract, '' middle mixture of a hexane / ethanol / water composition 80/19/1, removing residual hydrocarbons and lipids. The solvent-moist solid is dried in two stages in a Horizonte / irbelight dryer. The composition of the erfinrlungsgemi '> final product obtained determined is:

Kohlenwasserstoffgehalt (Ma.-%): 0,25Hydrocarbon content (wt.%): 0.25

Rohfettgehalt (Ma.-%): 3,80Crude fat content (% by mass): 3.80

Rohproteingehalt (Ma.-%): 67,1Crude protein content (% by mass): 67.1

Beispiel 2Example 2

Im Vergleich zu Beispiel 1 wird ein weiterer Produktionsversuch unter den beschriebenen Arbeitsbedingungen durchgeführt.Compared to Example 1, another production trial is carried out under the described working conditions.

Demgegenüber wird anstelle eines Erdöldestillates ein im Mitteldruckverfahren hydroraffiniertes Erdöldestillat im analogen Siedebereich eingesetzt.In contrast, instead of a petroleum distillate a hydrotreated in medium pressure petroleum distillate used in the analog boiling range.

Das erzeugte Endprodukt weist folgende charakteristischen Kennwerte auf:The final product produced has the following characteristic values:

Kohlenwasserstoffgehalt (Ma.-%): 0,23Hydrocarbon content (wt.%): 0.23

Rohfettgehalt (Ma.-%): 4,0Crude fat content (% by mass): 4.0

Rohproteingehalt (Ma.-%): 66,7Crude protein content (% by mass): 66.7

Beispiel 3Example 3

Nach Beispiel 1 wurde ein Endprodukt gewonnen, wobei jedoch der Grad der Rückführung des in der Separation abgetrennten Prozeßwassers gegenüber dem in dsn Fermentationsprozeli eingebrachten Trinkwasseranteil erhöht wurde. So wurden 50m3/h Separationswasser in den Fermentiitionsprozeß eingebracht und dieTfinkwassermenge auf 20m3/h reduziert.According to Example 1, a final product was obtained, but the degree of recycling of the separated process water in the separation was increased compared to the introduced in dsn fermentation process drinking water content. Thus, 50 m 3 / h of separation water were introduced into the fermentation process and the amount of drinking water reduced to 20 m 3 / h.

Im Prozeßwasser nach der Aufrahm itufe wird ein Anstieg der organischen Inhaltsstotfe wie folgt festgestellt:In the process water after creaming, an increase in organic content is detected as follows:

OrganischerStickstofffmo/l): 190Organic Nitrogen Flmo / l): 190

Summe waoäerdampfflüc.itiiierSum waoäerdampfflüc.itiiier

Fettsäuren (mg/l): 345Fatty acids (mg / l): 345

Kohlehyd'atG "(mg/1): 890Carbohydrate "(mg / l): 890

Chemischer SauerstoffverbrauchChemical oxygen consumption

(K2Cr2O7) (mgO2/l): 9900(K 2 Cr 2 O 7 ) (mgO 2 / l): 9900

Das im kontinuierlichen Prozoß abgetrennte Separationswasser hat hiernai h einen chemischen Sauerstoffverbrauch von 29950mg O2/l.The separation water separated in the continuous process has a chemical oxygen consumption of 29950 mg O 2 / l.

Das Biomasseendproduki hat folgende Zusammensetzung:The biomass end product has the following composition:

Kohlenwasserstoffgohalt (Ma.-%): 0,85Hydrocarbon content (wt.%): 0.85

Rohfettyehalt(Ma.-%): 5,1Crude fines content (% by mass): 5.1

Rohproteingehalt'Ma.-%): 65,3Crude protein content 'Ma .-%): 65.3

Beispiel 4Example 4

Entsprechend Beispiel 3 wurde gleichzeitig die Rückführung von Prozeßwässern aus den Raffinationsstufen der Regenerierung des Erdöldestillates in den Fermentationsprozeß mit 26m3/h Ammoniakwaschwasser und 12m3/h organisch beladene Phosphorsäure erhöht.According to Example 3, the recirculation of process waters from the refining stages of the regeneration of the petroleum distillate in the fermentation process was simultaneously increased with 26m 3 / h ammonia washing water and 12m 3 / h organically loaded phosphoric acid.

Der chemische Sauerstoffverbrauch im Aufrahmwasser stellt sich mit 9800, im Separationswasser mit 30800mg O2/l ein. Die erzeugte Biomasse besitzt folgende Kennzahlen:The chemical oxygen consumption in Aufrahmwasser sets with 9800, in the separation water with 30800mg O 2 / l. The generated biomass has the following key figures:

Kohlf-nwas -stoffgehalt(Ma.-%): 0,91Carbon fiber content (% by mass): 0.91

Roh'- .gel· !(Ma.-%): 4,9Crude gel (% by weight): 4.9

Rohproteingehalt(Ma.-%: 64,9Crude protein content (% by mass: 64.9

Gleichzeitig ist im Prozeß in den Mehrphasensystemen der Fermentation, Aufrahmun.j und Separation eine Erhöhung der Emulgierbarkeit der Stoffe visuell feststellbar, die speziell für Trennprozesse technologische Nachteile bei der Beiriebsführung bewirken können.At the same time in the process in the multiphase systems of fermentation, Aufrahmun.j and separation, an increase in the emulsifiability of the substances can be visually determined, which can cause technological disadvantages in Beiriebsführung especially for separation processes.

Claims (3)

1. Verfahren zur Gewinnung von Biomasse mit verbesserter Extrahierbarkeit durch Züchtung von Mikroorganismen, insbesondere Hefen, auf flüssigen Kohlenwasserstoffgemischen als Substrat, insbesondere n-alkanhaltigen Erdöldestillaten bzw. -Raffinaten, Aufkonzentrierung der Biomassesuspension und extraktive Reinigung des Trockenproduktes, gekennzeichnet dadurch, daß als Kenngröße für die Kontrolle der Extrahierbarkeit des Biomassenproduktes der chemische Sauerstoffverbrauch (CSV-Wert) der nach dem Kultivierungsprozeß anfallenden Aufrahmungsund Seperationsprozeßwässer ν ^rwendet wird.1. A process for the production of biomass with improved extractability by culturing microorganisms, in particular yeasts, on liquid hydrocarbon mixtures as a substrate, in particular n-alkane-containing petroleum distillates or raffinates, concentration of the biomass suspension and extractive purification of the dry product, characterized in that as a parameter for the control of the extractability of the biomass product, the chemical oxygen consumption (CSV value) of the incurred after the cultivation process creaming and separation process waters ν ^ is used. 2. Verfahren nach Anspruch 1, grKennzeichnet durch die Obergrenzen des CSV-Wertes für die Aufrahmwasserphase von 8000 (mg O2/l), vorzugsweise von 6500 (mg O2/l) und für die Seperationsprozeßwasserphase von 23000 (mg O2/l), vorzugsweise von 21000 (mg O2/l).2. Process according to claim 1, characterized by the upper limits of the CSV value for the creaming water phase of 8000 (mg O 2 / l), preferably of 6500 (mg O 2 / l) and for the separation process water phase of 23000 (mg O 2 / l ), preferably 21000 (mg O 2 / l). 3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Obergrenzen der CSV-Werte durch Änderung der Volumenverhältnisse der in den Fermentor zurückgeführten Prozeßwasserphasen zum dosierten Frischwasser eingestellt und nicht überschritten werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the upper limits of the CSV values are set by changing the volume ratios of recycled into the fermenter process water phases for metered fresh water and not exceeded.
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