DE1792003C3 - Verfahren zur Abtrennung der nach der Fermentation zurückbleibenden Koh lenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen aus einer Fermentationsflussigkeit - Google Patents

Verfahren zur Abtrennung der nach der Fermentation zurückbleibenden Koh lenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen aus einer Fermentationsflussigkeit

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung der nach der Fermentation zurückbleibenden Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismenzellcn aus einer Fermentationsflüssigkeit, die bei der Kultivierung eines Kohlenwasserstoffe assimilierenden Mikroorganismus in einer einen Kohlenwasserstoff als Hauptkohlenstoffquelle enthaltenden Nährlösung erhalten wurde.
In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren, organischen Sauren, Antibiotika und anderen Verbindungen auf fermentativem Wege durch Kultivierung von Kohlenwasserstoffe assimilierenden Mikroorganismen entwickelt, mit deren Hilfe es möglich ist, die gewünschten Verbindungen in großtechnischem Maßstabe herzustellen. In solchen Verfahren, die auch kontinuierlich durchgeführt werden, ist es natürlich erforderlich, auch die Abtrennung und Reinigung der gewünschten, in der Fermentationsflüssigkeit angereicherten Produkte in großtechnischem Maßstabe durchzuführen, was voraussetzt, daß die nach der Fermentation zurückbleibenden Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismenzcllen aus der Fermentationsflüssigkeit abgetrennt werden.
Bei solchen Verfahren ist es nun bekanntlich sehr schwierig, die in der Fermentationsflüssigkeit zurückbleibenden Mikroorganismenzellen zusammen mit den Kohlenwasserstoffen durch Zentrifugieren oder durch Filtrieren mit einem üblichen Filtermaterial abzutrennen, da die in der Fermentationsflüssigkeit vorhandenen Zellkomponenten und die restlichen Kohlenwasserstoffe die zurückbleibenden Mikroorganismenzellcn emulgieren, wodurch die Abtrennung durch Zentrifugieren oder Filtrieren beträchtlich erschwert wird.
Alle Versuche, dieses Problem zufriedenstellend zu lösen, blieben bisher erfolglos.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, die nach der Fermentation zurückbleibenden Kohlenwasserstoffe zusammen mit den Mikroorganismenzellen in
ίο einfacher Weise von der Fermentationsflüssigkeit abzutrennen, das auch im Rahmen eines großtechnischen kontinuierlichen Fermentationsprozesses angewendet werden kann.
Gegenstand ι' Erfindung ist nun ein Verfahren zur Abtrennung Jer nach der Fermentation zurückbleibenden Kohlenwasserstoffe und Mikroorganisnienzellen aus einer Fermentationsflüssigkeit, die bei der Kultivierung eines Kohlenwasserstoffe assimilierenden Mikroorganismus in einer einen Kohlenwasserstoff als Hauptkohlenstoffquelle enthaltenden Nährlösung erhalten wurde, das duich gekennzeichnet ist, daß die F.-rmentationsflüssigkeit in der Weise in eine die Kohlenwasserstoffe und die Mikroorganismenzellen enthaltende obere Phase und eine wäßrige untere Phase aufgetrennt wird, daß in den unteren Teil der Fermentationsflüssigkeit Wasser oder ein vorher abgezogener Teil der Fermentationsflüssigkeit, das bzw. der unter Druck gelöste Luft oder andere Gase enthält, eingeführt wird und daß nach der Phasentrennung durch die durch die Entspannung entstehenden mikrofeinen Blasen die obere Kohlenwasserstoff-Mikroorganismenzellen-Phase abgezogen und die wäßrige untere Phase gewonnen wird.
Alle Verfahrensschritte können kontinuierlich durchgeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung werden die gemeinsam abgetrennten Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismen erneut in Wasser aufgeschlämmt und erneut dem vorstehend beschriebenen Verfahren unterworfen.
Mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Verfahrens werden die Nachteile der bisher angewendeten Verfahren ausgeschaltet. Denn es kann dadurch eine wirksame Abtrennung der nach der Fermentation zurückbleibenden Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen aus der Fermentationsflüssigkeit erzielt werden, ohne daß für die Gewinnung der beiden Phasen rMe Verwendung einer Vorrichtung zum Zentrifugieren und Filtrieren erforderlich ist.
Im einzelnen läuft das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise ab, daß durch Einführung von unter Druck gelöstes Gas enthaltendem Wasser oder eines dieses Gas enthaltenden, vorher abgezogenen Teils der Fermentationsflüssigkeit — als Folge der herrsehenden Druckdifferenz — die gelösten Gase, insbesondere Luft, in dem unteren Abschnitt des Behälters in Form mikrofeiner Bläschen freigesetzt werden und aufsteigen. Die hierdurch in den oberen Teil der Fermentationsflüssigkeit geschwemmten Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen können mit Wasser erneut aufgeschlämmt und wiederum auf die beschriebene Art und Weise behandelt werden, wodurch eine Abtrennung und Gewinnung der Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen aus der Fermentationsflüssigkeit bis zu etwa 99% oder mehr erzielbar ist.
Bei der großtechnischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das flotierte Gemisch
aus Kohlenwasserstoffen und Mikroorganismenzellen aus dem oberen Teil der Fermentationsnüssigkeit kontinuierlich abgezogen und der untere Teil in Form einer klaren Flüssigkeit kontinuierlich entfernt werden, während kontinuierlich eine ausfermentierte Fermentationsflüssigkeit zugeführt und kontinuitrlich mikrofeine Bläschen in der erfindungsgemäßen Weise erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar zur Abtrennung von Mikroorganismenzellen zusammen mit Kohlenwasserstoffen aus bekannten Fermentationsflüssigkeiten, die mit Kohlenwasseisiüm: assimilierenden Mikroorganismen erhalten wurden. Beispiele für solche Mikroorganismen sind solche, die zu den Genera Micrococcus. Pseudomonas, Achromobacterium, Arthrobacter, Bacillus, Corneybacterium und '-lavobacterium gehören. Besonders gut geeignete Mikroorganismen sind Arthrobacter paraffineus ATCC 21 167 und Arthrobacter roseoparaffineus ATCC 15 584.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Die darin angegebenen Prozentangahen beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht.
Beispiel 1
Zu 100 1 einer 1600 g L-Glutaminsäure und 4,3" u restliches η-Paraffin enthaltenden Fermentationsflüssigkeit, die durch Kultivierung des L-Glutaminsäure bildenden Mikroorganismus Arthrobacter paraffineus ATCC 21 167 bei einem pH-Wert von 7,2 während 60 Stunden unter Verwendung von 10%> (V/V) η-Paraffin als einer Hauptkohlenstoffquelle erhalten worden war, wurden 20 1 Wasser zugefügt, in dem unter einem Druck von 2 kg/cm2 Luft gelöst war. Das Wasser wurde in den unteren Abschnitt des Behälters eingespritzt. Danach trat eine deutliche Auftrennung der Flüssigkeit in zwei Phasen ein, eine untere wäßrige Phase und eine aus ii-Paraffin und Mikroorganismenzellen bestehende obere Phase.
Die untere wäßrige Phase wurde vom unteren Abschnitt des Behälters abgezogen. Zu der ooeren Phase wurden erneut 100 1 Wasser zugegeben, und es wurden 20 1 Wasser, das Luft unter einem Druck vor. 2 kg/cm2 darin gelöst enthielt, in den unteren Abschnitt des Behälters eingespritzt. Es erfolgte erneut eine Phasentrennung und die wäßrige untere
ίο Phase wurde abgetrennt. Die aus der wäßrigen Phase gewonnene L-Glutaminsäure betrug 1585 g. Der Pro-7.entgehalt an gewonnener L-Glutaminsäure lag bei etwa 99,10Zo und der Prozentgehalt an abgetrennten Mikroorganismenzellen zusammen mit dem n-Paraffin lag bei 96.20Z0.
Beispiel 2
Um Zellen aus 20 1 einer 0,4 0O restliches Kerosin enthaltenden Fermentationsflüssigkeit, die durch 4tägige Kultivierung von Arthrobacter roseoparaffineus ATCC 15 584 bei 30 C unter Verwendung von 4,50Zo (V/V) Kerosin als Hauptkohlenstoffquelle erhalten worden war, abzutrennen, wurden nach Beendigung der 'Fermentation zusätzlich 0.6 1 Kerosin zu der Flüssigkeit unter Rühren zugesetzt. Dann wurden 5 I Wasser, in dem Luft gelöst war, zum unteren Teil der Fermentationsflüssigkeit unter einem Druck von 1,5 kg/cm- zugefügt. Die Flüssigkeit trennte sich beim Stehenlassen in zwei Phasen, eine transparente untere, wäßrige Phase und eine aus Kerosin und Mikroorganismenzellen bestehende obere Phase. Nach dem Abziehen der transparenten Phase aus dem unteren Abschnitt des Behälters wurden die Mikroorganismenzellen zusammen mit dem Kerosin gewonnen. Die Prozem^ehalt an gewonnenen Mikroorganismenzellen lag bei 95 0Zo.
Es sei bemerkt, daß der Phasen-Trenneffekt durch die Anwesenheit eines Ageregiermittels u. dgl. in der Fermentationsflüssigkeit noch gesteigert werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Abtrennung der nach der Fermentation zurückbleibenden Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen aus einer Fermentationsflüssigkeit, die bei der Kultivierung eines Kohlenwasserstoffe assimilierenden Mikroorganismus in einer einen Kohlenwasserstoff als HauptkohlenstolTquelle enthaltenden Nährlösung erhalten wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentationsflüssigkeit in der Weise in eine die Kohlenwasserstoffe und die Mikroorganismenzellen enthaltende obere Phase und eine wäßrige untere Phase aufgetrennt wird, daß in den unteren Teil der Fermentatior.sfiiissigkeit Wasser oder ein vorher abgezogener Teil der Fermentationsflüssigkeit, das bzw. der unter Druck gelöste Luft oder andere Gase enthält, eingeführt wird, und daß nach der Phasentrennung durch die durch die Entspannung entstehenden mikrofeinen Blasen die obere Kohlenwasserstoff-Mikroorganismenzellen - Phase abgezogen und die wäßrige untere Phase gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zusammen abgetrennten Kohlenwasserstoffe und Mikroorganismen erneut in Wasser aufgeschliimmt und erneut dem Verfahren gemäß Anspruch 1 unterworfen werden
DE1792003A 1967-07-19 1968-07-11 Verfahren zur Abtrennung der nach der Fermentation zurückbleibenden Koh lenwasserstoffe und Mikroorganismenzellen aus einer Fermentationsflussigkeit Expired DE1792003C3 (de)

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