DE2114447B2 - Verfahren zur umwandlung von einem oder mehreren wasserloeslichen sauerstoffhaltigen derivaten von kohlenwasserstoffen in eiweiss-stoffe, aminosaeuren und/oder gummen durch einwirkung von mikroorganismen - Google Patents

Verfahren zur umwandlung von einem oder mehreren wasserloeslichen sauerstoffhaltigen derivaten von kohlenwasserstoffen in eiweiss-stoffe, aminosaeuren und/oder gummen durch einwirkung von mikroorganismen

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DE2114447B2 DE19712114447 DE2114447A DE2114447B2 DE 2114447 B2 DE2114447 B2 DE 2114447B2 DE 19712114447 DE19712114447 DE 19712114447 DE 2114447 A DE2114447 A DE 2114447A DE 2114447 B2 DE2114447 B2 DE 2114447B2
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Description

Es sind Verfahren zur Biosynthese von Eiweißstoffen, Aminosäuren, Gummen und anderen wertvollen mikrobiellen Gärungsprodukten aus Kohlenwasserstoffen bekannt, doch haben diese Verfahren zahlreiche Nachteile. So ist es beispielsweise nachteilig, daß durch die geringe Löslichkeit der Kohlenwasserstoff rohstoffe in den Gärungsmedien nur eine sehr langsame Vergärung erfolgt. Außerdem erfordert die Herstellung von einwandfreien Produkten, die frei von öl und aromatischen Verunreinigungen sind, in der Regel aufwendige Trenn- und Reinigungsverfahren.
Auch die hohen Verweilzeiten des Kohlenwasserstoffrohstoffs in der Gärvorrichtung sind störend. Im Ergebnis sind die bekannten Verfahren zur Herstellung von Protein durch eine mikrobielle Umwandlung von Kohlenwasserstoffen enttäuschend unwirtschaftlich.
Wenn aber wasserlösliche Oxydationsprodukte von Kohlenwasserstoffen oder kohlenstoffhaltigen Materialien als einzige Kohlenstoffquelle für die mikrobielle Gärung verwendet werden, kann die Herstellung der Proteine auf diesem Wege in großem Maßstab und in wirtschaftlicher Weise erfolgen, vergleiche z. B. belgische Patentschrift 7 19 328.
Dabei kann ein Kohlenwasserstoff oder ein anderes kohlenstoffhaltiges Material oxydiert werden und die wasserlöslichen Oxydationsprodukte, wie Alkohole, Aldehyde, Ketone und Carbonsäuren können als Rohstoffe für die mikrobielle Gärung verwendet werden. Man kann aber auch das kohlenstoffhaltige Material oxydieren oder in anderer Weise in Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd und Wasserstoff umwandeln und diese Produkte durch eine Fischer-Tropsch-Synthese oder durch andere Syntheseverfahren in wasserlösliche, sauerstoffhaltige Produkte umwandeln, die ihrerseits als Rohstoffe bei der mikrobiellen Gärun: verwendet werden können.
Die in dieser Weise hergestellten mikrobiellen Pro
duktt sind im wesentlichen frei von Verunreinigungen so daß keine aufwendigen Trenn- und Reinigungsver fahren erforderlich sind, um Produkte zu gewinnen die frei von öl und aromatischen Verunreinigungei
sind.
Als Kohlenwasserstoffe oder als andere kohlenstoff
ίο haltige Materialien, von denen sich die sauerstoffhalti gen Derivate ableiten können, können beliebige oxy dierbare Kohlenwasserstoffe, wie Methan, verwende werden. Das Methan kann z. B. aus Erdgas, Erdöl fraktionen. Produkten aus der Spaltung vonAsphali und aus ähnlichen Quellen stammen. Unter »sauerstoffhaltig« bzw. »oxydiert« oder »oxydierter Kohlenwasserstoff« werden hier nicht nur diejenigen Produkte verstanden, die durch Oxydation erhalten werden, sondern auch diejenigen Kohlenstoffverbindungen, die Sauerstoff enthalten und die durch ein anderes Verfahren als durch die direkte Oxydation erhallen worden sind.
Bei mikrobiellen Umwandlungen der beschriebenen Art ist es sehr erwünscht, das Eindringen von Mikro-Organismen von außen in das Umwandlungssystem zu verhindern. Eine Quelle für eine derartige Infektion des Systems besteht in der Einfünrung der äußeren Mikroorganismen durch das verwendete mineralische bzw. anorganische Medium.
Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile bei einem Verfahren beseitigen kann, wenn die Umwandlung von einer oder mehreren wasserlöslichen sauerstoffhaltigen Derivaten von Kohlenwasserstoffen in Eiweißstoffe, Aminosäuren und/oder Gummen durch Einwirkung von Mikroorganismen in Gegenwart eines mineralischen Mediums und im wesentlichen in Abwesenheit von Kohlenwasserstoffen in vorteilhafter Weise dadurch bewerkstelligt wird, daß das mineralische Medium durch Zugabe eines wasser-
4' löslichen aliphatischen Alkohols in Mengen von 8 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung aus dem mineralischen Medium und dem Alkohol, vor der Berührung mit den Mikroorganismen sterilisiert wird und daß dieses sterilisierte Medium der Gärungszone zugeführt wird.
Durch die Sterilisierung des mineralischen Mediums vor der Berührung mit den Mikroorganismen wird eine Infektion des Gärungsmediums durch das mineralische Medium vermieden und ein gleichmäßiger Verlauf der Umwandlung der sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffderivate gewährleistet. Man erreicht dadurch eine hohe Wirksamkeit des mikrobiellen Ferments und eine höhere Ausbeute an den gewünschten Umwandlungsprodukten. Andererseits dient der wasserlösliche aliphatische Alkohol als Nährstoffquelle in der Gärungszone.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Alkoholkonzentration des Abgangs aus der Gärungszone im Bereich von 0,01 bis 1 Volum-
prozent gehalten. Wenn der Hauptbestandteil des Ausgangsstoffs Methanol ist und dieses durch eine Hefe umgewandelt wird, ist es vorteilhaft, die Meihanolkonzentration in dem Abgang in einem Bereich von 0.2 bis 1,0 Volumprozent, vorzugsweise von 0,6 bis
0,8 Volumprozent zu halten.
Als Beispiele von sauerstoffhaltigen Derivaten von Kohlenwasserstoffen, die als direkte Ausgangsstoffe oder Rohstoffe bei der Erfindung verwendet werden
können, seien wasserlösliche aliphatische Verbindungen, wie Alkohole, Ketone, Aldehyde, Carbonsäuren, Äther und Polyole genannt. Im einzelnen werden als Beispiele für derartige Stoffe folgende Verbindungen genannt: Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol. Pentanol, Hexanol, 1,7-Heptandiol, Pentansäure, 2-Methylbutansäure, Ameisensäure, Essigsäure, Propansäure, Formaldehyd, Azetaldehyd, Propanol, Butanal, Glutarsäure,_ Pimelinsäure, 4-Heptanon, 2-Heptanon, Glyzerin, Äthylenglykol, Propylenglykol, 2-Propanon, 2-Butanon, Diäthyläther, Methyläthyläther, Dimethyläther und Dipropyläther.
Das Vergärungsverfahren wird unter den für die tnikrobielle Vergärung allgemein bekannten Bedingungen durchgeführt. Im allgemeinen liegen die Temperaturen im Bereich von etwa 15 bis etwa 60 C und die Drücke im Bereich von etwa 0.1 bis 100 absoluten Atmosphären. Üblicherweise werden bevorzugt Drücke im Bereich von etwa 1 bis 3 Atmosphären verwendet. Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird häufig bei atmosphärischem Druck gearbeitet. Als Mikroorganismen werden bei dem Gärungsverfahren nach der Erfindung beliebige Mikroorganismen benützt, die sauerstoffhaltige Kohlenstoffverbindungen als Quelle für den Kohlenstoff und die Energie verwenden können.
Beispiele für geeignete Mikroorganismen sind Pseudomonas methanica NRRL B-3449, Pseudomonas fluoreszenz NRRl. B-3452, Methanomonas methanica NRRL B-3450, Methanomonas methanooxidans NRRL B-3451, Arthobacter parafficum NRRL B-3452 und Corynebaterium simplex NRRL B-3454, wobei diese Bezeichnung von den Northern Utilization Research and Development Division Peona. Illinois. USA, stammen. Diese hinterlegten Kulturen vind der Öffentlichkeit zugänglich.
Andere Beispiele von Mikroorganismen, die verwendet werden können, sind Bazillus, Mycobakterium, Actinomyces und Nocardia-Arten. Weitere Beispiele von brauchbaren Mikroorganismen sind: Micrococcus, Rhodobazillus, Chromatium, Nitrosomonas, Serratia, Nitrobacter, Rhizobium, Azotobacter, Aerobacter, Escherichia, Streptococcus, Bactrillum und Corynebakterium, Weitere geeignete Klassen von Mikroorganismen schließen Hefen, Schimmelpilze, andere Pilzarten (fungi) u. dgl. ein. Man kann auch Mischungen der verschiedenen Mikroorganismen verwenden. Die nachstehend genannten Hefen sind Beispiele von Hefen, die zur Assimilation von sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffderivaten, wie Methanol geeignet sind und mit gutem Erfolg verwendet werden können: Candida Hefearten wie Candida mycoderma, Candida rugosa, Candida utitis, Candida stellatoidea, Candida robusta, Candida claussenii, Candida krusei, Saccharomyces species wie Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces fragilis, Saccharomyces rosei, Saccharomyces acidifaciens, Saccharomyces elegans, Saccharomyces rouxii, Saccharomyces lactis, Saccharomyces fractum, Pichia Hefearten wie Pichia farinosa, Pichia polymorpha, Pichia membranefaciens, Debaryomyces Hefearten wie Debaryomyces vini, Debaryomyces nicotianae, Hansenula Hefearten wie Hansenula minuta, Handcnula saturnus, Hansenula californica, Hansenula mrakii, Hansenula silvicola, Lypomyces Hefearten wie Lipomyces stakeyi, Cryptococucs Hefearten wie Cryptococcus neoformans, Cryptococcus albious, Cryptococcus luteolus, Nematospora Hefearten wie Nematospora coryli, Torulopsis Hefearien wie Torulopsis Candida, Torulopsis bolmii, Torulopsis versatilis. Bretianomyces Hefearten wie Brettanomyces bruxellensis u. dgl.
In das Reaktionsgefäß wird außerdem in bekannter Weise eine Quelle für biologisch zugänglichen Stickstoff eingeführt. Beispiele derartiger Stickstoffquellen sind Amoniumhydroxid, Amoniumnitrat, Harnstoff und Ammoniak. Ferner werden dem Medium ausreichende Mengen an Wasser, geeigneten Mineralien, Wachstumsfaktoren, Vitaminen und anderen üblichen
ίο Zusatzstoffen für die Gärung beigegeben, wobei die besonderen Bedürfnisse der im einzelnen verwendeten Mikroorganismen berücksichtigt werden.
Nach der Erfindung wird das mineralische Medium, das gegebenenfalls Wachstumsfaktoren, Vitamine
u. dgl. enthalten kann, vor der Zugabe zu dem Gärungsgefäß dadurch sterilisiert, daß man dem mineralischen Medium 8 bis 15 Gewichtsprozent eines wasserlöslichen aliphatischen Alkohols, wie Methanol, bezogen auf die Mischung aus dem mineralischen Medium und dem Alkohol, zusetzt. Die Sterilisation kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden, wobei Sterilisationszeiten von 30 min bis 24 h im allgemeinen in betracht kommen. Die Verwendung von höheren oder niedrigeren Temperaturen ist möglich, doch ist darauf zu achten, daß das sterilisierte mineralische Medium bei einer die Gärung nicht störenden Temperatur zugesetzt wird.
Diese Mischung enthält jetzt ein wasserlösliches sauerstoffhaltiges Derivat eines Kohlenwasserstoffs als Rohstoff in einem sterilisierten Medium für die direkte Einführung in d'f* mikrobielle Gärvorrichtung. Die Mischung kann als solche den einzigen Ausgangsstoff für die Gärung darstellen; es können aber auch andere sauerstoffhaltige Kohlenstoffverbindungen, wie sie vorher erwähnt wurden, zugegeben werden.
Um einen besonders gleichmäßigen Verlauf der Gärung sicherzustellen, wird die Zugabe der angegebenen Mischung aus Alkohol und dem mineralischen Medium bevorzugt derartig gesteuert, daß die dem Reaktor zugeführte Menge und/oder die Konzentration des Alkohols darin so eingestellt wird, daß in dem Abgang aus dem Gärungsgefäß eine Alkoholkonzentration im Bereich von etwa 0.01 bis 1 Volumprozent aufrecht erhalten wird. Dabei können beliebige Mikro-Organismen verwendet werden, die alkoholische Ausgangsstoffe als Nahrungsmittelquelle für ihren Stoffwechsel verwenden können. Durch Aufrechterhaltung der Alkcholkonzentration in dem Abgang aus dem Reaktor in den angegebenen Grenzen kann eine maximale Wirksamkeit des mikrowellen Ferments erreicht werden. Dieser Vorteil wird erreicht, ohne daß eine Abhängigkeit von dem verwendeten speziellen Mikroorganismus, seiner besonderen Wachstumsgeschwindigkeit u. dgl. besteht, so daß eine maximale Bildung von zellartigen Produkten aus dem genannten Ferment erreicht wird. Wegen der unterschiedlichen Zusammensetzung des Abgangs aus der Gärungsvorrichtung ist es im allgemeinen vorteilhaft, das Gas oder den Dampf oberhalb des Abgangs aus der Gärungsvorrichtung zu analysieren, um die Alkoholkonzentration in der Flüssigkeit zu bestimmen, insbesondere dann, wenn ein Interesse an einer kontinuierlichen Analyse besteht. Dadurch ist eine kontinuierliche Überwachung des abfließenden Stroms möglich, ohne daß die Gefahr
6S einer Verunreinigung oder Verstopfung der Analysiervorrichtung eintritt.
Hierzu können automatische Analysiervorrichtungen verwendet werden, die in einem vollautomatischen
System eingebaut sind, das von dem Analysator Signale BeisDiel 1
j abgibt, um Absperrvorrichtungen, Pumpen u. dgl.
ein- oder abzuschalten, wodurch die Zuführung des Ein Reaktor wird mit Methan und Sauerstoff im Mediums und/oder Alkohols zu der Gärungsvorrich- Molverhältnis von 81 : 10 beschickt. Der Reaktor betung gesteuert werden kann. Dadurch kann in Abhän- 5 findet sich bei einem Druck von 107 atm absolut und gigkeit von dem Analysator ein Mittel zur Steuerung einer Temperatur von 3500C. Die Dauer der Reaktion des Flusses in der Gärungsvorrichtung geändert wer- beträgt 5,5 min. Der Abgang aus dem Reaktor wird den, so daß die Geschwindigkeit und/oder Konzentra- auf etwa 50 C gekühlt und durch Wasser geleitet, tion der der Gärungsvorrichtung zugeführten Mi- Für 100 Mol Methan, die umgesetzt werden, werden schung aus Alkohol und mineralischem Medium io 16,6MoI Methanol und 0,3 Mol Formaldehyd in Form gesteuert wird. einer wäßrigen Lösung erhalten. Wegen ihrer geringen
Im allgemeinen ist es sehr zweckmäßig, einen Analy- Löslichkeit werden Methan und Reaktionsprodukte
sator zu verwenden, der kontinuierlich den Abgang aus wie Kohlendioxid und Kohlenmonoxid u. dgl. von der
der Gärungsvorrichtung überwacht, so daß die ent- wäßrigen Lösung nicht in nennenswerten Mengen
Sprechenden Änderungen in der Konzentration und/ »5 aufgenommen.
oder der Geschwindigkeit der Zuführung der Mischung Die in der wäßrigen Lösung enthaltenen wasserlös-
*us dem als Ausgangsstoff verwendeten Alkohoj und liehen Oxydationsprodukte der Kohlenwasserstoffe
dem mineralischen Medium gemacht werden, so daß bestehen aus 98,3 Gewichtsprozent Methanol und
Sichergestellt wird, daß die Alkoholkonzentration in 1,7 Gewichtsprozent Formaldehyd. Die in dieser Weise
dem Abgang aus der Gäruntsvorrichtung im Bereich »o entstehende wäßrige Lösung, wird wenn sie etwa 15Ge-
ron 0,01 bis 1 Volumprozent bleibt. wichtsprozent Wasser enthält, auf etwa 34CC gekühlt
Da Stickstoff für das Zellwachstum sowohl zur Neu- und als Ausgangsstoff, der das wasserlösliche sauer-
tralisation der gebildeten Säuren und als Stickstoff- stoffhaltige Kohlenwasserstoffderivat enthält, in eine
quelle für die Synthese der Eiweißstoffe benötigt wirü, mit einem Rührer ausgerüstete Gärvorrichtung nvt
dient die Zugabe einer stickstoffhaltigen Verbindung, as einer Kapazität von 14 1 eingeleitet. Die Temperaturen
wie Ammoniak oder Harnstoff, vor der Vergärung werden während der Versuche im Bereich von 32 bis
dazu, um gleichzeitig diese Aufgaben zu erfüllen und 40 C gehalten. Die Gärvorrichtung wurde vorher mit
zusätzlich den Ausgangsstoff für die Mikroorganismen 7 1 des Basismediums 1J und mit 500 cm3, einer Zube-
ungiftig zu machen, falls Aldehyde vorhanden sind. reitung von Pseudomonas methanica NRRL B-3449
Das beim mikrobiellen Stoffwechsel während des 3« beschickt, wobei dieser Mikroorganismus so ausge-
Gährungsverfahrens gebildete Kohiendioxid kann wählt und konditioniert wurde, daß er Methanol als
einer Verwertung dadurch zugeführt werden, daß man Kohlenstoff- und Energiequelle verwertet. Das mine-
es im Kreislauf führt und als Ausgangsstoff in einer rausche Basismedium wurde vor dem Einbringen in
Fischer-Tropsch-Synthese oder für andere Synthese- die Gärvorrichtung durch Zugabe eines derartigen
verfahren verwendet. 35 Teils des methanolischen Ausgangsstoffs, daß ein
Es wird angenommen, daß die Umwandlung der für Methanolgehalt von 10 Gewichtsprozent in der
die Mikroorganismen schädlichen Aldehyde, wie Mischung entsteht, sterilisiert. Die Vergärung wird in
Formaldehyd, in stickstoffhaltige Produkte, wie Hexa- kontinuierlicher Weise durchgeführt, indem konti-
methylentetramin u. dgl., in hohem Ausmaß dafür nuierlich der Ausgangsstoff dem Reaktor zugeführt
verantwortlich ist, daß derartige Stoffe als Ausgangs- 4<> und die erhaltenen mikrobiellen Vergärungsprodukte
stoffe bei der Gärung nach der Erfindung verwendet abgeführt werden. Das Oxydationsverfahren wird im
werden können. Gleichgewicht mit dem Gärungsprozeß gehalten, so
Bei derartigen Ausgangsstoffen ist es wesentlich, daß daß der Ausgangsstoff entsprechend der Gärungs-
die stickstoffhaltigen Verbindungen, die sich mit den geschwindigkeit zugeführt und optimale Ausbeuten
Aldehyden umsetzen können, mit den Ausgangsstoffen, 45 erhalten werden. Während der Betriebsperiode von
die die saucrstoffhaltigen Derivate von Kohlenwasscr- 52 bis 72 h wird eine stationäre Betriebsweise einge-
stoffen enthalten, vor der Einführung in die Gährungs- halten. Das im Verlauf der Gärung zugegebene mine-
vorrichtung gemischt werden. ralische Medium wird in gleicher Weise wie das vor-
AIs typische Beispiele für geeignete stickstoffhaltige gelegte Basismedium sterilisiert. Tabelle I zeigt die bei
Verbindungen seien Ammoniak, Ammoniumhydroxid, 5<> diesem Versuch verwendeten Betriebsbedingungen und
Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat, Ammonium- die Ergebnisse der mirkobiellen Eiweißsynthese durch
phosphat, Acetonitril, Harnstoff, Guanidin und Harn- dieses kontinuierliche Verfahren,
säure genannt. Die stickstoffhakige Verbindung wird
in derartigen Mengen zugegeben, daß die störenden Tabelle I
Verbindungen in dem Ausgangsstoff im wesentlichen 55
unwirksam gemacht werden. Im allgemeinen werden Betriebsbedingungen
etwa 0,01 bis etwa 10 Moläquivalente von diesen stick- Basismedium1) BH 61)
stoffhaltigen Verbindungen für jedes Mol Aldehyd Wachstumsfaktoren keine
benützt. Luftzufuhr 10 l/min
Nachdem die Gärung bis zu der gewünschten Stufe 6° Rührgeschwindigkeit 1000 UPM
geführt worden ist, werden die Eiweißstoffe, Amino- Druck 1 atm abs.
säuren bzw. Gummen durch bekannte Mittel dbge- , . .
trennt, wie z. B. durch Zentrifugieren, Filtrieren, Zufuhrgeschwindigkeit
Extraktion mit Lösungsmitteln, Abdestillieren der Wäßriger Ausgangsstoff 0,140 l/h
flüssigen Bestandteile, Zugabe von Fällungsmitteln, 65 NH4OH (22 bis 26% NH3) 0,028 l/h
wie Aceton, Äthanol, Methanol und ähnliche Lösungs- Mineralisches Medium1) 1,200 l/h
mittel, die zu einer Ausfällung dieser Umwandlungs- Spuren-Mineralien4) 0,016 l/h
produkte führen. Gesamtzufuhr 1,384 l/h
Fermcnlcr-Volumcn in stationärem Zustand 5.5 I
ius diesen Bedingungen lassen sich folgende Werte rrechnen:
Vcrwcilzeit in der Gärungsvorrichtung 3.97 h
Zellkonzcntration des Gärungsprodukts3) 27,15 g 1
Ausbeute an trockenen Zcllcn/100 kg
verbrauchtes Methanol 18,0 kg
Ausbeute an trockenen Zellen/100 kg verbrauchtes Cl I1M 36,0 kg
Produktivität der Gärvorrichtung5) . 6,84 g-'l'h Kohlenwasserstofflichall der Zellen . 0
i) Basis Medium »BH 6« enthalt auf 1 I wäßriges Medium die folgenden Mengen der nachstehenden Stoffe:
KH2IO, 2.5 g
K2HPO,
2.5 g
(NH4I2SO4 2.0 g
NaCl 0.1 g
MgSO, · 7 H.O 3,0 g
CaCU 0,02 g
Spuren-Mineralien 10 ml
2) Unter Spuren-Mineralien wird eine wäßrige Lösung verstanden, die die folgenden Mengen der nachstehend angc- ' führten Mineralien, b/w. anorganischen Stoffe auf 1 I der Lösung enthalt:
CuSO, ■ 5 H.O O.Od g
KJ " 0.OS g
FcCI3-OH2O 4.80 g
MnSO,- H.O 0,30 g J
Na2MoO4- 2 H„O 0,20 g
ZnSO1 · 7 H.O 2,00 g
H3BO3 0.02 g
3) Trockengewicht der Zellen pro Liter des Gärungsprodukts
4) Unter Annahme einer 100'.'„igcn theoretischen Umwandlung von CH, in CH3OH
») Produktivität in Gramm trockener Zeilen pro Liter der Gärungslösung pro Verwcilzcit in der Gärvorrichtung. Die trockenen Zellen zeigten bei der Analyse stets einen Eiweißgehalt von höcr als 65%
40
Durch das vorstehende Beispiel wird die hohe biochemische Umwandlung bei dem Verfahren der vorliegenden Lrfindung veranschaulicht. Dadurch, daß ein Teil des Ausgangsstoffs Methanol dem mineralischen Medium vordem Eintritt in die Gärvorrichtung in derartigen Mengen zugegeben wird, daß der Mcthanolgehalt der erhaltenen Mischung 10 Gewichtsprozent beträgt, wird sichergestellt, daß auswärtige Mikroorganismen von dem System ferngehalten werden.
Beispiel 2
Als Ausgangsstoff wird einer Gärvorrichtung ein handiesübliches Methanol zugeleitet, das 80 bis 85 Gewichtsprozent Methanol, 5 bis 10 Gewichtsprozent Wasser und als restliche Bestandteile Dimethyläther, Aceton. Aldehyde und ähnliche Produkte enthält. Die Gärung wird unter im wesentlichen gleichen Bedingungen und mit dem gleichen Mikroorganismus wie in Beispiel 1 in einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt. Es wird eine Ausbeute von etwa 18,0 kg Zellen für 100 kg verbrauchtes Methanol erhalten. Die ge trockneten Zellen besaßen einen Eiweißgehalt von mehr als 65 °p.
Beispiel 2 zeigt die nute Verwendbarkeit eines preis werten, handiesüblichen Rohstoffs, der sich von einem Kohlenwasserstoff ableitet und eine hohe Ausbcuie von eiweißreichen 7c!len erciht
Beispiel 3
Die Gärung wurde unter den gleichen Bedingungen und mit dem gleichen Pseudomonas Stamm wie in Beispiel 1 durchgeführt, doch wurden jeweils Äthanol, Acetaldehyd und n-Propanol der Gärvorrichtung nach dem Mischen mit Ammoniumhydroxid zugeführt. Es zeigte sich, daß diese sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffderivate geeignete Ausgangsstoffe für den Mikroorganismus waren.
Beispiel 4
Es wurde eine aerobe Gärung in kontinuierlicher Weise unter Verwendung des Candida-Stamms NRRL B- Y-7236 als Mikroorganismus und Methanol als einziger Kohlcnstoffquelle durchgeführt. Die kontinuierliche Gärung dauerte etwa 265 h. Bei dem Versuch wurde ein Medium der folgenden Zusammensetzung verwendet:
Zusammensetzung des Mediums Menge/Liter
H3PO, (85°,,) 2 ml
KCl 1.0 gm
MgSO1 · 7 H0O 1.5 gm
CaCl.,-2 H.,Ö 0.2 gm
NaCl 0,2 gm
Lösung der Spuren-Mineralien1).. . . 5 ml
Vitamin-Mischung2) 2 ml
Methanol 9 Gewichtsprozent
bezogen auf das
Medium
1I Zusammensetzung der Lösung der Spuren-Mineralien
35 g/l in de: Vorratslösung
CaCU · 2 H.O 0.0M3
KJ 0.080
FeCI3 -6 H.O 4,8
MnCl. · 4 H.O 0,30
NaMoO, ■ 2 H.O 0.20
ZnCl, 2 0
H3BOn O.o:
■> Yitamin-Mis<.i-...:-.g mg 100 ml
der Yorratslösung
1 hiamin 40
Nikotinsäure . . 40
Ca-pantothenat 40
Pyridoxin-HCI 40
p-Aminobenzoesäure 20
Riboflavin 20
Biotin 0,2
Folinsäure 0,2
Es ist zu beachten, daß wesentlich höhere ode niedrigere Konzentrationen an Methanol als 9% dem Medium der Ausgangsstoffe verwendet werdei „ können, wenn dafür gesorgt wird, daß die Methanol konzentration in dem Abgang aus der Gärungszon im Bereich von 0,2 bis 1,0 Volumprozent bleibt. Di Betriebsbedingungen und die Ergebnisse der EiweiD synthese sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführ
60
Tabelle Ii Gärungsbedingungen Zuführgeschwindigkeit des
Mediums 450 ml h
Zuführgeschwindigkeit des
NH1OH 15.5 ml h
*. losami/ufutirecschwiniiipkeu . . 465.5 ml h Volumen des Mediums im Reaktor 4500 ml
809 526/31
9 & ίο
Rührgeschwindigkeit IDOO unm Ergebnisse
Belüftung ή lmin Eiweißgehalt der Hefe 55",,
Temperatur C 30 Ausbeute bezogen auf das ver-
PH 5-r , wendete Methanol 29,6",,
Verweilzeit 9,7 h 5
HeFekonzentration im Abgang ... 22,3 g/l Wenn die Gärung entsprechend diesem Beispiel
(Trockengewicht) durchgeführt, aber die Methanolkonzcntration in dem
Restliches Methanol im Abgang.. 0,23 Volum- Abgang außerhalb der angegebenen Grenzen gehalten
(äquivalent der Menge an prozent wurde, so wurde ein wesentlicher und scharfer Abfall
Methanol im Gärungsmedium) i° der Wachstumsgeschwindigkeilen beobachtet.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Umwandlung von einem oder mehreren wasserlöslichen sauerstoffhaltigen Derivaten von Kohlenwasserstoffen in Eiweißstoffe, Aminosäuren und/oder Gummen durch Einwirkung von Mikroorganismen in Gegenwart eines mineralischen Mediums und im wesentlichen in Abwesenheit von Kohlenwasserstoffen, d adurch gekennzeichnet, daß das mineralische Medium durch Zugabe eines wasserlöslichen aliphatischen Alkohols in Mengen von 8 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung aus dem mineralischen Medium und dem Alkohol, vor der Berührung mit den Mikroorganismen sterilisiert wird und daß dieses sterilisierte Medium der Gärungszone zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholkonzentration des Abgangs aus der Gärungszone im Bereich von 0,01 bis 1 Volumprozent gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstoff in erster Linie Methanol als sauerstoffhaltiges Derivat von Kohlenwasserstoffen enthält und die Methanolkonzentration in dem Abgang aus der Gärungszone im Bereich von 0,2 bis 1,0 Volumprozent gehalten wird.
DE19712114447 1970-04-13 1971-03-25 Verfahren zur Umwandlung von einem oder mehreren wasserlöslichen sauerstoffhaltigen Derivaten von Kohlenwasserstoffen in Eiweiß-Stoffe. Aminosäuren und/oder Gumtnen durch Einwirkung von Mikroorganismen Expired DE2114447C3 (de)

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US2807470 1970-04-13
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AU27901/71A AU437120B2 (en) 1968-08-12 1971-04-20 MICROBIAL SYNTHESIS FROM DERIVATIVES OF HYDROCARBONS This Specification contains the amendments allowed
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DK95975A (de) 1975-08-04
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