DE2436793C2 - Aerobic fermentation device - Google Patents
Aerobic fermentation deviceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur aeroben Fermentation eines Substrates durch Mikroorganismen. Um in einem Fermenter geeignete Bedingungen für optimales Wachstum der eingesetzten Mikroorganismen zu schaffen, ist es wichtig, für eine gute Verteilung des Mehrphasensysi-ms zu sorgen, damit der Fermenter-Inhalt an jeder Stelle dumhmischr wird und örtliche Konzentrationsunterschiede vermieden werden, sowie eine ausreichende Zerteilung der wtCrigen Phase zu bewirken zur Erzeugung der erforderlichen Phasengrenzflächen für den Sauerstoffübergang aus einem sauerstoffhaftigen Gas in die Fermenterbrühe.The invention relates to a device for aerobic fermentation of a substrate by microorganisms. In order to create suitable conditions in a fermenter for optimal growth of the microorganisms used It is important to ensure a good distribution of the multiphase sysi-ms so that the fermenter contents At every point it is dumbfounded and local differences in concentration are avoided, as well to bring about a sufficient breakdown of the aqueous phase to generate the necessary phase interfaces for the transfer of oxygen from an oxygen-containing gas into the fermenter broth.
Die bisher bekanntgewordenen Fermenterbauarten arbeiten entweder nach dem Prinzip des begasten Rührfermenters oder nach dem Prinzip der Blasensäule (airlift).The previously known types of fermenter either work according to the fumigated principle Stirred fermenter or according to the principle of the bubble column (airlift).
Rührfermenter weisen einige Nachteile auf, die besonders ins Gewicht fallen, wenn große Einheiten notwendig sind, wie z. B. bei der Erzeugung billiger Massenprodukte. Die Wellenabdichtung und Lagerung der Rührwelle bei großen Rührkesseln, die unter sterilen Bedingungen betrieben werden müssen, ist konstruktiv aufwendig, störanfällig und schlecht zugänglich. Dazu kommt ein vergleichsweise hoher Energieaufwand bei mäßiger Sauerstoff-Ausnutzung. Ein günstiges energetisches Konzept ist schwer zu realisieren, weil eine starre Kopplung von Verteilungs- und Zerteilungsleistung vorgegeben ist.Agitator fermenters have some disadvantages that are particularly significant when large units are used are necessary, such as B. in the production of cheap mass-produced products. The shaft sealing and storage the agitator shaft in large agitator vessels that have to be operated under sterile conditions is constructive expensive, prone to failure and difficult to access. In addition, there is a comparatively high expenditure of energy moderate oxygen utilization. A favorable energetic concept is difficult to realize because it is rigid Coupling of distribution and division service is specified.
Bei Blasensäulen-Fermentern wird die notwendige Homogenisierung des Fermenter-Inhalts durch Undefinierte Verwirbelung durch die aufsteigenden unten eingebrachten Luftblasen bewirkt. Wegen der ungünstigen Kopplung zwischen dem stöchiometrisch notwendigen Luftdurchsatz und dem erforderlichen Rühraufwand ist ein energetisch günstiges Konzept nicht zu verwirklichen. Dazu kommt, daß die Undefinierte Mischung durch ein aufsteigendes expandierendes Gas energetisch ungünstiger ist als die definierte Mischung durch gelenkte Strömungsführung um Leiteinrichtungen und Antrieb der Strömung durch Flüssigkeitspumpen oder-strahlen.In the case of bubble column fermenters, the necessary homogenization of the fermenter content is caused by undefined Turbulence caused by the rising air bubbles introduced below. Because of the unfavorable Coupling between the stoichiometrically necessary air throughput and the required stirring effort an energetically favorable concept cannot be realized. In addition, the undefined Mixing by a rising expanding gas is energetically less favorable than the defined mixture by guided flow guidance around guide devices and drive of the flow by liquid pumps or rays.
In der DE-OS 14 42 820 wird eine Vorrichtung zum Einbringen von Gasen in gashaltige Gärflüssigkeiten beschrieben. In den Gärbottich wird ein Gemisch aus Flüssigkeil: und Luft von oben eingebracht Ein Teil der mitgeführten Luft kann deshalb nicht bis in die Tiefe des Gärbottichs gelangen, sondern verläßt mit einem großen Sauerstoffgehalt die Kulturlösung bereits nach kurzer Kontaktzeit Dadurch ergibt sich eine ungünstige Ausnutzung des Sauerstoffs. Die bei dieser Vorrichtung eingesetzte Zentrifuge hat die Aufgabe, die id derIn DE-OS 14 42 820 a device for Introduction of gases into gaseous fermentation liquids described. A mixture is poured into the fermentation vat Liquid wedge: and air introduced from above Part of the Entrained air can therefore not get into the depth of the fermentation vat, but leaves with one high oxygen content the culture solution already after a short contact time This results in an unfavorable Use of oxygen. The one in this device The centrifuge used has the task of identifying the id of
ίο umgepumpten Kulturlösung enthaltenen Gasblasen abzuscheiden, der in diesem Gas noch vorhandene Sauerstoff kann also nicht mehr genutzt werden. Die Flüssigkeil, strömt ungeordnet innerhalb des Gärbottichs in nutzloser energieverbrauchender Verwirbelung.ίο gas bubbles contained in the pumped culture solution to be deposited, so the oxygen still present in this gas can no longer be used. the Liquid wedge, flows disorderly inside the fermentation tub in useless, energy-consuming turbulence.
ii Innerhalb des Gärbottichs sind der Sauerstoffgehalt und die Substratkonzentration ungünstig verteilt Die für den Gärprozeß benötigte Luft wird mittels einer Flüssigkeitsstrahl-Pumpe angesaugt Wegen dieser Kopplung der angesaugten Luftmenge mit der umgewälzten Flüssigkeitsmenge ist eine energetisch optimale Fahrweise nicht möglich.ii Inside the fermentation tub are the oxygen content and the substrate concentration is unfavorably distributed The air required for the fermentation process is by means of a Liquid jet pump sucked in Because of this coupling of the amount of air sucked in with the amount of air that is circulated An energetically optimal driving style is not possible due to the amount of liquid.
In der DE-OS 23 830 wird eine Vorrichtung zum Begasen von Flüssigkeiten beschrieben. Die innerhalb des Fermenters angeordnete Kreiselpumpe ist störanfällig und erschwert die Sterilisierung und die Sterilhaltung des Fermenters. Die Wellendurchführung ergibt Dichtungs- und Schwingungsprobleme. Die Strömungsführung bei dieser Begasungsvorrichtung ist ungünstig, da die vom Pumpenrad geförderte Flüssig-In DE-OS 23 830 a device for gassing liquids is described. The inside The centrifugal pump arranged in the fermenter is prone to failure and complicates the sterilization and the Keeping the fermenter sterile. The shaft feedthrough results in sealing and vibration problems. the Flow guidance with this gas supply device is unfavorable, since the liquid conveyed by the pump wheel
jo keit senkrecht zur gewünschten Strömungsrichtung austritt. Ein großer Teil der mit dem Pumpenrad eingebrrchten Bewegungsenergie kann nicht zum Antrieb der gewünschten Umwälzströmung genutzt werden, sondern wird an der das Pumpenrad umgebenden perforierten Wand oder an der Behälterwand umgewandelt, wodurch der Wirkungsgrad der Förderung kleiner wird. Die Förderung des Gemisches aus Gas und Flüssigkeit im Zentrifugalfeld begünstigt die Entmischung der Phasen, nicht deren Durchmischung.jo speed perpendicular to the desired flow direction exit. A large part of the kinetic energy brought in by the pump wheel cannot be used Drive the desired circulating flow can be used, but is at the one surrounding the pump wheel perforated wall or converted to the container wall, increasing the efficiency of the promotion gets smaller. The promotion of the mixture of gas and liquid in the centrifugal field favors the Segregation of the phases, not their mixing.
Im Bestreben, die Behälterfurm der ungeeigneten Strömungsführung anzupassen, wird ein kugelförmiger Fermenter vorgeschlagen. Kugelbehälter sind konstruktiv aufwendig. Im vorliegenden Fall wird dadurch kein Vorteil erhalten. Außerdem hat der Kugelbehälter die geringste äußere Kühlfläche je Volumeneinheit Das Gas wird an einer Verengung des Pumpenrades angesaugt. Das führt zu einer ungünstigen Kopplung der angesaugten Luftmenge, die durch den Sauerstoffbedarf der Fermentationsbriihe vorgegeben wird, mit derTrying to make the container shape of the unsuitable To adapt the flow guide, a spherical fermenter is proposed. Ball containers are constructive laborious. In the present case, no advantage is obtained thereby. In addition, the ball container has the smallest external cooling surface per unit volume The gas is fed to a narrowing of the pump wheel sucked in. This leads to an unfavorable coupling of the amount of air drawn in, which is caused by the need for oxygen the fermentation broth is given, with the
jo umgewälzten Flüssigkeitsmenge; hierdurch ist eine energetisch optimale Fahrweise nur schwer zu erreichen. Die Ansaugung der Luft bei dieser Vorrichtung ist energetisch aufwendiger als die Erzeugung von Druckluft in einem außerhalb des Fermenters befindlichen Gebläse mit großem Wirkungsgrad.jo circulated amount of liquid; this is a Difficult to achieve energetically optimal driving style. The suction of the air in this device is energetically more expensive than the generation of compressed air in an outside of the fermenter High efficiency blower.
Als Schlaufenreaktoren sind Reaktionsgefäße bekannt, die meist zylindrisch sind mit Schlankheitsgraden von 1:1 bis I :30 und darunter und in deren Innern mindestens ein Leitrohr so angeordnet ist, daß amReaction vessels are known as loop reactors, which are mostly cylindrical with degrees of slenderness from 1: 1 to I: 30 and below and inside at least one guide tube is arranged so that on
w) Reaktorboden und am Reaktorkopf ein Übergang vom Innenrohr zum äußeren ringförmigen Raum und umgekehrt gegeben ist.w) Reactor bottom and a transition from the reactor head Inner tube is given to the outer annular space and vice versa.
Als Beispiel wird hier ein Schlaufenreaktor mit einem koaxialen Leitrohr betrachtet, dessen DurchmesserAs an example, a loop reactor with a considered coaxial guide scope, its diameter
iv5 vorteilhafterweise das 0.5- bis 0,7fache des Reaktordurchmessers beträgt.iv5 advantageously 0.5 to 0.7 times the reactor diameter amounts to.
Schlaufenreaktoren werden in der chemischen Technik für viele Gas/Flüssig-Reaktionen eingesetzt.Loop reactors are used in chemical engineering for many gas / liquid reactions.
Die verschiedenen Ausfuhrungsformen unterscheiden sich durch den Antrieb für die Flüssigkeitsumwälzung in der Schlaufe: sie kann durch einen Rührer mit vertikaler Fördercharakteristik bewirkt werden, durch ein eingeblasenes Gas (Mammutpumpenprinzip) oder durch die Wirkung eines Flüssigkeitsstrahls.The different embodiments differ in the drive for the fluid circulation in the loop: it can be created by a stirrer with vertical conveying characteristics, by a blown one Gas (mammoth pump principle) or by the action of a liquid jet.
Damit stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung mit folgenden Eigenschaften zu schaffen:The task is thus to create a device with the following properties:
— Die Vorrichtung soll auf einfache Weise abgedichtet >° und steril gehallen werden können.- The device should be sealed in a simple manner> ° and can be kept sterile.
— Innerhalb des Reaktionsraumes sollen nur Bauelemente mit geringer Störanfälligkeit vorhanden sein.- Only components with a low susceptibility to failure should be present within the reaction space be.
— Das Gemisch aus Gas und Flüssigkeit soll mit i> möglichst geringem Energieaufwand im Reaktionsraum umgewälzt werden. - The mixture of gas and liquid should with i> be circulated in the reaction space with as little energy as possible.
— Die Strömung im Reaktionsraum soll geordnet verlaufen.- The flow in the reaction chamber should be orderly.
— Die Gasphase soll mit der Flüssigphase möglichst 2U intensiv durchmischt werden; Strömungsgebiete, die die Phasentrennung begünstigen, sollen nicht vorhanden sein.- The gas phase should be mixed intensively with the liquid phase for 2U as much as possible; Flow areas that promote phase separation should not be present.
— Die in den Reaktionsraum eingebrachte Gasmenge soll unabhängig von der umgewälzten Flüssigkeits- 2> menge eingestellt werden können.- The introduced into the reaction chamber gas amount to 2> volume can be adjusted independently of the circulating fluid.
— Der mit dem Gas eingebrachte Sauerstoff soll bei der Fermentation möglichst weitgehend verbraucht werden.- The oxygen introduced with the gas should be used up as much as possible during fermentation will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schlaufenreaktor, der gekennzeichnet ist durch eine Zweistoffdüse, die auf der Achse des Leitrohres liegt und deren Austrittsstelle in der Nähe eines Endes des Leitrohres angebracht ist. Die Zweistoffdüse ist bevorzugt eine konzentrische Ringdüse; sie wird bevorzugt in derNähe des unteren Endes des Leitrohres angebracht.According to the invention, this object is achieved by a loop reactor which is characterized by a two-fluid nozzle that lies on the axis of the guide tube and its exit point near one end of the guide scope is attached. The two-fluid nozzle is preferably a concentric ring nozzle; she will preferably mounted near the lower end of the guide tube.
Der interne gelenkte Flüssigkeitsumlauf um das Leitrohr wird bewirkt durch mindestens einen Flüssigkeitsstrahl, der entweder von oben nach unten vorzugsweise aber von unten nach oben mit Hilfe einer Düse in den Fermenter eingeführt wird. Die Düse wird zweckmäßigerweise mittels einer außerhalb des Fermenters aufgestellten Pumpe mit aus dem Fermenter entnommener Flüssigkeit beaufschlagt; für einen kontinuierlicher, Betrieb können auch frisches Nährmedium oder Kreislauffiltrat und Substrat mittels der Düse oder mittels einer weiteren in den Fermenter führenden Leitung zugeführt werden, während ein Teil der Fermenterbrühe aus dem Fermenter direkt oder über einen Abzweig in der Druckleitung der Umwälzpumpe abgezogen wird.The internal directed fluid circulation around the guide tube is caused by at least one fluid jet, either from top to bottom but preferably from bottom to top with the help of a Nozzle is inserted into the fermenter. The nozzle is expediently by means of an outside of the fermenter applied pump with liquid removed from the fermenter; for a continuous, Fresh nutrient medium or circulating filtrate and substrate can also be operated using the nozzle or be fed by means of another line leading into the fermenter, while part of the Fermenter broth from the fermenter directly or via a branch in the pressure line of the circulation pump is deducted.
Ein sauerstoffhaltiges Gas, ζ. B. Luft, wird durch einen geeigneten Verteiler, ζ. B. eine Ringdüse, an der Mündung der Flüjsigkeitsdüse so an den Flüssigkeitsstrahl geführt, daß der Strahl das Gas erfassen und zerteilen kann. Gasförmige Nährmedien wie Ammoniakgas können bei Bedarf dem sauerstoffhaltigen Gas beigemischt oder mittels einer weiteren Zuleitung an den Flüssigkeitsstrahl herangeführt werden.An oxygen-containing gas, ζ. B. air, is through a suitable distributor, ζ. B. an annular nozzle to which The mouth of the liquid nozzle is guided to the liquid jet in such a way that the jet captures the gas and can divide. Gaseous nutrient media such as ammonia gas can be added to the oxygen-containing gas if required mixed in or brought up to the liquid jet by means of a further feed line.
Der Flüssigkeitsstrnhl ist so auf doppelte Weise wirksam: als Antrieb für den internen Umlauf um das Leitrohr in der Schlaufe zum Durchmischen des Fernienter-Inhalts und zum Dispergieren eingebrachter Gase und/oder schwerlöslicher Flüssigkeiten zur Erzeugung großer Phasengrenzflächen für den Stoffübergung.The flow of liquid is thus effective in two ways: as a drive for the internal circulation around the Guide tube in the loop for mixing the Fernienter content and for dispersing the introduced Gases and / or sparingly soluble liquids to generate large phase interfaces for material transfer.
Die erfindungsgemäßr Fermentationsvorrichuing beThe fermentation devices according to the invention be
b" sitzt innerhalb des Fermenters keine beweglichen Teile. Das einzige rotierende Element ist die außerhalb des Fermenters aufgestellte Pumpe, die gut zugänglich ist und deren Wartung normale Anforderungen nicht übersteigt und die gegebenenfalls stopfbuchslos z. B. als Spaltrohrpumpe ausgeführt werden kann. b "there are no moving parts inside the fermenter. The only rotating element is the pump installed outside the fermenter, which is easily accessible and whose maintenance does not exceed normal requirements and which can be designed without a stuffing box, e.g. as a canned pump.
Die Verteilung der Flüssigkeit, der interne Umlauf in der Schlaufe, ist eine Funktion der Düsenaustrittsgeschwindigkeit, während die Zerteilung des Flüssigkeits-Gas-Gemisches, d.h. die Bereitstellung der für den Sauerstoff-Obergang erforderlichen Phasengrenzfläche von der eingebrachten Strahlleistung abhängt. Hierfür haben sich Geschwindigkeiten des Flüssigkeitsstrahls von 10—100 m/s, insbesondere 20—40 m/s als zweckmäßig gezeigt.The distribution of the liquid, the internal circulation in the loop, is a function of the nozzle exit speed, while the division of the liquid-gas mixture, i.e. the provision of the Oxygen transition required phase interface depends on the beam power introduced. Therefor speeds of the liquid jet of 10-100 m / s, in particular 20-40 m / s, have proven to be expedient shown.
Durch geeignete Dimensionierung der Flüssigkeitsdüse bzw. gegebenenfalls der Flüssigkeitsdüsen und durch die richtige Wahl der Flüssigkeitszirkulation mit Hilfe der außerhalb des Fermenters angebrachten Pumpe kann für jedes Substrat und für alle gewünschten Fermentationsbedingungen (Wachstumsgeschwindigkeit, spezifischer Sauerstoff-Bedarf der eingebrachte Strahl hinsichtlich Durchfluß und Staui'ruck so ausgelegt werden, daß die Umwälzung innerhalb der Schlaufe so groß ist, daß die erforderliche Durchmischung des Fermenter-lnhalts gegeben ist, außerdem gerade die Austauvchfläche für den Sauerstoff-Obergang bereitgestellt wird, die für die Versorgung der Kultur erforderlich ist. Die Anwendung des Schlaufenreaktors mit Strahlantrieb erlaubt es daher, für jede Kultur von Mikroorganismen, deren Wachstumsbedingungen bekannt sind, einen Fermenter auszulegen, der unter energetisch günstigen Bedingungen arbeitet.By suitably dimensioning the liquid nozzle or, if necessary, the liquid nozzles and through the correct choice of liquid circulation with the help of the ones placed outside the fermenter Pump can be used for each substrate and for all desired fermentation conditions (growth rate, specific oxygen requirement of the introduced jet with regard to flow and back pressure be that the circulation within the loop is so great that the required mixing of the Fermenter content is given, also just provided the exchange area for the passage of oxygen which is necessary for the supply of the culture. The application of the loop reactor jet propulsion therefore allows for any culture of microorganisms whose growth conditions are known are to design a fermenter that works under energetically favorable conditions.
In der Zeichnung ist als Beispiel eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fermentationsvorrichtung dargestellt:The drawing shows an advantageous embodiment of the fermentation device according to the invention as an example shown:
In dem zylindrischen Fermenter-Außenmantel 1 ist konzentrisch ein Leitrohr 2 eingebaut. Durch die Zweistoffringdüse 4 wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 5 ein Flüssigkeitsstrahl zentrisch in das Leit/ohr 2 eingebracht, der die Aufwärtsbewegung des Gas/Flüssigkeits-Gemisches beschleunigt. Durch die Leitung vovn Verdichter 3 wird ein sauerstoffhaltiges Gas über die konzentrische Ringdüse so an den Flüssigkeitsstrahl herangeführt, daß er durch Gasdispergiemng eine große Phasengrenzfläche für den Sauerstoffübergang erzeugt. Die großen Gasblasen treten nach Durchströmen des Leitrohres aus der Flüssigkeit aus und verlassen den Reaktor über Leitung 8. Dieses Gas kann über den Verdichter 3 in den Reaktionsraum zurückgeführt werden zur weiteren Ausnutzung des darin enthaltenen Sauerstoffs. Die Weinen Gasblasen werden zusammen mit der Flüssigkeit umgelenkt und strömen >m Zwischenraum zwischen Leitrohr 2 und Fermenterman-H n. eh unten und werden mit dem Flüssigkeitsumlauf innerhalb des Reaktors um die Unterkante des Leitrohres rezirkuüert. Ein Teilstrom der Flüssigkeit wird mittels der Pumpe 5 abgezogen und zur Düse 4 gefördert.A guide tube 2 is installed concentrically in the cylindrical outer casing 1 of the fermenter. Through the A two-substance ring nozzle 4 is injected centrally into the guide ear 2 with the aid of the circulation pump 5 introduced, which accelerates the upward movement of the gas / liquid mixture. Through the line From the compressor 3, an oxygen-containing gas is fed to the liquid jet via the concentric ring nozzle suggested that it creates a large phase interface for the oxygen transfer through gas dispersion generated. The large gas bubbles emerge from and leave the liquid after flowing through the guide tube the reactor via line 8. This gas can be returned to the reaction chamber via the compressor 3 are used to further utilize the oxygen it contains. The crying gas bubbles will come together deflected with the liquid and flow> m gap between guide tube 2 and Fermenterman-H n. anyway below and are with the liquid circulation inside the reactor around the lower edge of the Guide scope recirculated. A partial flow of the liquid is drawn off by means of the pump 5 and to the nozzle 4 promoted.
Viele FermeMationsprozesse verlaufen mit positiver Wärmetönung. In der Druckleitung 7 der Umwälzpumpe 5 kann daher ein Kühler 6 eingebaut werden zur Abführung der Fermentationswärme, fall? cafür die Mantelkühlung des Fermenters und die Zusatzkühlung des Leitrohres nicht ausreichen.Many FermeMation processes are positive Heat tint. In the pressure line 7 of the circulation pump 5, a cooler 6 can therefore be installed for Dissipation of the fermentation heat, case? caffor jacket cooling of the fermenter and additional cooling of the guide scope are not sufficient.
Im kontinuierlichen Betrieb wird ständig ein Tcilstrom über Leitung 9 aus dem Prozeß entfernt, während über Zuleitung 11 ständig frisches Nährmedium oderIn continuous operation there is a constant stream of oil removed from the process via line 9 while constantly fresh nutrient medium or via supply line 11
Kreislauffilirat und Substrat zugeführt werden. Der /um Aufbau der Zellsubsianz erforderliche Stickstoff wird in Form von Ammoniakgas über die Leitung IO dem Luftstrom beigemischt.Circulation filrate and substrate are fed. The / um Nitrogen required to build up the cell subsidence is in the form of ammonia gas via the line IO dem Air flow mixed in.
Ein Fermenter der in der Zeichnung dargestellten Art von 6.90 m Höhe und einem Durchmesser von 0.29 m mit einem Einsetzrohr von 5,10 m Länge und 0.17 m Durchmesser wurde mit 350 I einer üblichen Nährlösung (0,65g MgSO4 · 7 H2O/I. 2,0g (NH4J2HPO4/!. 1.15g KCI/I. 0.17 g ZnSO4/!. 0.045 g MnSO4 · H2O/I. 0.Of 8 g FeSO4 · 7 H2O/I. 0,025 g Hefeextrakt/I) gefüllt. Pro Stunde wurden 1.25 mJ Flüssigkeit umgepumpt bei einem Staudruck von 9.5 kp/cm1 und 16.8 Nm1 (entsprechend 0,8 vvm) Luft durch die Zweistoffdüse am Fermenterboden zugeführt.A fermenter of the type shown in the drawing with a height of 6.90 m and a diameter of 0.29 m with an insertion tube of 5.10 m length and 0.17 m diameter was filled with 350 l of a conventional nutrient solution (0.65 g MgSO 4 · 7 H2O / l. 2.0g (NH 4 I 2 HPO 4 /!. 1.15g KCI / I. 0.17 g ZnSO 4 /!. 0.045 g MnSO 4 · H 2 O / I. 0.Of 8 g FeSO 4 · 7 H2O / I. 0.025 g yeast extract / I) filled. Per hour 1.25 m were J liquid pumped at a back pressure of 9.5 kp / cm 1 and 16.8 Nm 1 (corresponding to 0.8 vvm), air supplied through the two-fluid nozzle at the bottom of the fermenter.
Die Nährlösung wurde mit dem Hefestamm Candida lipolitica CBS 2078 angeimpft: als Substrat diente ein n-Paraffin-Schnitt (Ci4-Ci8). je nach Veiutüueu während der Fermentation wurden Substrat und Ammoniak nachdosiert: der pH-Wert wurde bei 4, die Temperatur bei JO'C konstant gehalten.The nutrient solution was inoculated with the yeast strain Candida lipolitica CBS 2078: an n-paraffin section (Ci 4 -Ci 8 ) served as the substrate. Depending on the content of the fermentation, substrate and ammonia were added: the pH value was kept constant at 4, the temperature at 3 ° C.
Bei einer Zellkonzentration von 20 g/l wurde eine Produktivität von 2.5 kg/m' · h erreicht. Dabei betrug die eingebrachte Leistung mit dem Flüssigkeitsstrahl 0,9kW/m!, mit der Luft 0,7 kW/m1, zusammen also l.bkW/11)1. Der Restsauerstoff in der Abluft betrug 13.0 VoL-%.At a cell concentration of 20 g / l, a productivity of 2.5 kg / m '· h was achieved. The power brought in with the liquid jet was 0.9 kW / m ! , with the air 0.7 kW / m 1 , together so l.bkW / 11) 1 . The residual oxygen in the exhaust air was 13.0% by volume.
Zum Vergleich wurde in einem 300 I-Rührfcrmenter mit drei übereinander angeordneten Rührflügeln (1200 Upm) mit demselben Hefcstnmm unter denselben Fermentationsbedingungen dieselbe Produktivität von 2,5 kg/m' h bei einer Zellkonzentration von 22 g/l erreicht, dabei mußte jedoch allein mit dem Rührer eine Leistung von 7,5 kW/m1 eingebracht werden. Der Fermenter war mit 1801 Flüssigkeit gefüllt, der erforderliche spezifische Luftdurchsatz betrug 1.5 vvm entsprechend lb.2Nni'/h. In der Abluft waren noch ίσ.9 Vol.-For comparison, the same productivity of 2.5 kg / m 2 h at a cell concentration of 22 g / l was achieved in a 300 l stirred fermenter with three impellers arranged one above the other (1200 rpm) with the same yeast strainer under the same fermentation conditions, but with only one a power of 7.5 kW / m 1 can be introduced into the stirrer. The fermenter was filled with 180 liters of liquid, the required specific air throughput was 1.5 vvm, corresponding to lb. 2 Nni '/ h. In the exhaust air there were still ίσ.9 vol.
iSkiff C-iiiluiliOii.iSkiff C-iiiluiliOii.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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