DE2700697A1 - High yield microbiological prodn. of unicellular protein foodstuff - by aerobic yeast fermentation of ethanol in circulating medium - Google Patents

High yield microbiological prodn. of unicellular protein foodstuff - by aerobic yeast fermentation of ethanol in circulating medium

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Abstract

Yeasts are cultivated in a fermentation zone under aerobic conditions, at 20-50 degrees C in a nutritive medium at pH 2.5-4, pref. 3.5. The medium also contains an acid phosphate and a nitrogenous substance in the presence of oxygen. The nutrient medium is circulated continuously, by injecting 1-7 mm pref. 3 mm bubbles of oxygen tangentially at a point in the circuit. The biomass produces is passed without formation of a gaseous plug, and is freed from gas at the exterior of the fermentation zone. The mixt. of gas, liquid and solids remains in the fermentation zone for 0.2-1 hour pref. 0.6 hour. Biomass produced is separated and dried to isolate the protein product.

Description

Vorrichtung zur Getorinnung von mikrobiellen Produkten,Device for the coagulation of microbial products,

insbesondere von tinzeller-Proteinen Infolge ihrer hohen TsJachstumsgeschwindig>eit und Stoffwechselaktivität lassen sich hekanntlich Mikroorganismen biotechnologisch entweder zur Gewinnung von Mikrobenzellen selbst oder ihrer Stoffwechselprodukte nutzen. Dazu ziichtet man bestimmte Mikroorganismenstämme, wie ausgewählte Bakterien, Hefen, Pilze u.. in geeigneten *ährl*sungen und gewinnt Biomasse bzw. Wirkstoffe. so konnte beispielsweise auf der Basis von T<ohlenwasserstosfen oder anderen kohlenstoffhaltigen Substraten als Kohlenstoffquelle das extrem schnelle wachstum von einzelligen, besonders eiweißreichen Milkroorganismen bis in die Dimensionen industrieller Proteinherstellung forciert werden. Die biochemische Forschung entwickelte in diesem Zusammenhang verschiedene Verfahren, wobei neben dem Auffinden geeigneter Mikroorganismen und dem Anbieten von ftir diese vorteilhafte ährmedien das Hauptproblem darin besteht, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, in der diese likroorganismen mit hoher Geschwindigkeit ihre Biomasse vergrößern. Verfahrenstechnische Schwierigkeiten ergeben sich dabei hinsichtlich der Wärmeabfuhr, da es sich bei den Gärungsvorgangen um stark exotherme Prozesse handelt, und auch die Gas-Flüssigkeits-Verteilung und Homogenerhaltung des aus einer rlischung von nährlösung (wässrige Phase, ggf. mit Kohlenwasserstoffphase), Luft bzw. Sauerstoff und Feststoff bestehendes Kulturmedium) sowie Verhinderung von störender Schaumbildung sind Probleme, die eine wirtschaftliche Arbeitsweise maßgebend beeinflussen. Die Effektivität solcher mikrobiologischen Verfahren hangt dementsprechend entscheidend von der verwendeten Fermentationsvorrichtung ab. Eine große wolle spielt auch die Produktivität des Fermenters, weil hiervon das gesamte Fermentervolumen einer Anlage abhängig ist. Mit herkömmlichen Fermenterkonstruktionen sind die zuvor aufgezeigten Probleme nicht befriedigend lösbar. Die Entwicklung auf dem Gebiet der Herstellung von Einzellerproteinen hat zwar schon zu neuen Fermentertypen geführt. Diese sind jedoch nur zum Teil der Aufgabenstellung gewachsen.especially of tinzeller proteins due to their high growth rate and metabolic activity can be known as microorganisms biotechnologically either to obtain microbial cells themselves or their metabolic products to use. For this purpose, certain strains of microorganisms are cultivated, such as selected bacteria, Yeasts, mushrooms, etc. in suitable nutrients and extracts biomass or active ingredients. for example, on the basis of hydrocarbons or others carbonaceous substrates as a carbon source the extremely rapid growth from unicellular, particularly protein-rich microorganisms up to the dimensions industrial protein production. Biochemical research evolved In this context, various methods, in addition to finding more suitable Microorganisms and the supply of nutrient media that are advantageous for them are the main problem is to provide a device in which these likroorganisms increase their biomass at high speed. Procedural difficulties arise in terms of heat dissipation, since it occurs during the fermentation processes are strongly exothermic processes, and also the gas-liquid distribution and Maintaining the homogeneity of the mixture of nutrient solution (aqueous phase, if necessary with Hydrocarbon phase), air or oxygen and solid existing culture medium) as well as the prevention of disruptive foam formation are problems that are an economic one Have a decisive influence on the way of working. The effectiveness of such microbiological The method depends crucially on the fermentation device used away. The productivity of the fermenter also plays a major role because of this the total fermenter volume of a plant is dependent. With conventional fermenter constructions the problems identified above cannot be solved satisfactorily. The development in the field of production of single-cell proteins has already led to new types of fermenters guided. However, these are only partially up to the task.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgeführten Schwierigkeiten zu beheben und eine Vorrichtung zur Gewinnung von mikrobiellen Produkten, insbesondere von Einzeller-Proteinen zu schaffen, mit der sich in wirtschaftlicher Arbeitsweise ein Endprodukt hoher Qualität mit hohen Substrat- und Sauerstoff-Ausbeuten gewinnen läßt.The invention is based on the problem of solving the problems listed to fix and a device for the extraction of microbial products, in particular of unicellular proteins to create with which to work in economical way Obtain a high quality end product with high substrate and oxygen yields leaves.

Diese Aufgabe wird mit einer Fermentationsvorrichtung, in der ein mit Zuführungen für Nährlösung, Impfmaterial sowie Sauerstoff und Abzügen für Biomasse und Abluft, gewünschtenfalls zusätzlich mit Zuführungen für Hilfsstoffe und Probenentnahmeventil, bestückter Produkteionsf ermeter und eine Umpumpeinrichtung für die Bewegung des Kulturmediums vorhanden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Produktionsfermenter über Kopf bzw. im unteren Teil über zwei Leitungen mit einem gesonderten Wärmeaustauscher verbunden ist, die Pumpe zur Kreislaufführung des Kulturmediums durch Fermenter, oberleitung, Wärmeaustauscher und untere Leitung in der unteren Leitung angeordnet ist, oberhalb der am Boden des Fermenters eintretenden Sauerstoffzuführung ein 1 bis 7 mu große Poren aurweisender Gasstromzerteiler vorhanden und die untere Leitung in Form einer tangentialen Flüssigkeitszuführung kurz oberhalb des Gasstromzerteilers in den Fermenter eintretend angeordnet ist, daß sich in Umlaufrichtung zwischen dem Fermenter und dem Wärmeaustauscher ein Entgasungsraum d befindet und die obere Leitung in Form einer senkrechten Flüssigkeitszurahrung von oben nach unten in den Entgasungsraum eintretend angeordnet ist. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht ein. Begasung der Nährlösung, die zu einer hervorragenden Gas-Flüssigkeits-Feststoff-Verteilung führt und eine solche Mischwirkung hat, daß das im Kreislauf geführte Gemisch im wesentlichen homogen bleibt und die Schaumbildung nachhaltig vermindert ist. Die praktisch vollständige Schaumverhinderung läßt sich mit der Erfindung dadurch erreichen, daß in Umlaufrichtung zwischen dem Fermenter und dem Wärmeaustauscher ein Entgasungsraum angeordnet und die obere Verbindungsleitung zwischen Fermenter und Wärmeaustauscher in Form einer senkrecHsn Flüssigkeitszuführung von oben nach unten in den Entgasungsraum eintretend vorgesehen ist. Aus diesem Entgasungsraum erfolgt die Entgasung des flüssigen Kulturmediums von nicht verbrauchtem Sauerstoff und während des Gärungsprozes-Bes entstandenem C02, die als Abluft abgezogen werden. Die sonst sehr lästige Schaumentwicklung wird damit sicher verhindert. Die Pumpe wird weiter mit einer solchen Leistung betrieben, daß durch den entstehenden Druck möglicherweise im Produktionsfermenter entstehende Gase sofort aus diesem ausgetrieben7udnR sich erst im Entgassungsraum unter Schaumbildung entspannen können. Der Produktionsfermenter wird ständig vollgefahren. Das Bntstehen eines Gaspolsters wird verhindert.This task is done with a fermentation device in which a with feeds for nutrient solution, inoculation material as well as oxygen and exhausts for biomass and exhaust air, if required with additional supplies for auxiliary materials and sampling valve, equipped production meter and a pumping device for moving the Culture medium is present, solved according to the invention in that the production fermenter overhead or in the lower part via two lines with a separate heat exchanger connected, the pump for circulating the culture medium through fermenter, Overhead line, heat exchanger and lower line arranged in the lower line is, above the oxygen supply entering at the bottom of the fermenter, a 1 Up to 7 μm pore size gas flow splitters and the lower line in the form of a tangential liquid feed just above the gas flow divider is arranged entering the fermenter that is in the direction of rotation between the fermenter and the heat exchanger is a degassing space d and the upper one Line in the form of a vertical liquid feed from top to bottom into the Degassing chamber is arranged entering. This device according to the invention enables a. Fumigation of the nutrient solution, which leads to an excellent gas-liquid-solid distribution leads and has such a mixing effect that the circulated mixture in the remains essentially homogeneous and foam formation is sustainably reduced. the practically complete foam prevention can be achieved with the invention achieve that in the direction of rotation between the fermenter and the heat exchanger a degassing space is arranged and the upper connecting line between the fermenter and heat exchanger in the form of a vertical liquid supply from the top to the top is intended to enter the degassing chamber at the bottom. From this degassing room the liquid culture medium is degassed from unused oxygen and the C02 produced during the fermentation process, which is extracted as exhaust air. The otherwise very annoying foam development is safely prevented. The pump continues to operate with such a power that by the resulting pressure Any gases that may arise in the production fermenter are expelled from this immediately7udnR can only relax in the degassing room with foam formation. The production fermenter is constantly full. The formation of a gas cushion is prevented.

Für den Gasstromzerteiler hat sich als zweckmäßig herausgestellt, diesen aus einer oder mehreren Sinterplatten aufzubauen.For the gas flow splitter it has been found to be useful build this up from one or more sintered plates.

Vorteilhaft ist der Entgasungsraum in dem Wärmetaustauscher selbst oberhalb der Wärmeaustauscheinrichtungen angeordnet. Damit ergibt sich von selbst, daß die gewonnene Biomasse nach ihrer Entgasung den Wärmeaustauscher infolge ihres Eigengewichtes von oben nach unten durchläuft.The degassing space in the heat exchanger itself is advantageous arranged above the heat exchange devices. It follows by itself that the biomass obtained after their degassing the heat exchanger as a result of their Runs through its own weight from top to bottom.

Für die Abnahme der Biomasse nach deren Durchlauf durch den Wärmetauscher hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Aleitung für die gewonnene Biomasse unmittelbar strömungsabwärts der Pumpe an die untere Leitung angeschlossen ist. Damit steht der volle Pumpendruck auch für die Ableitung der Biomasse zur Verfügung.For the removal of the biomass after it has passed through the heat exchanger has been found to be useful that the Aleitung for the biomass obtained is connected to the lower line immediately downstream of the pump. This means that the full pump pressure is also available for discharging the biomass.

Die Zuführung für die Nährlösung ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung an den zum Produktionsfermenter ansteigenden Abschnitt der unteren Leitung in einem Abstand von der Ableitung für die Biomasse angeschlossen. Zwischen der Ableitung und der Zuführung liegt ein Vertikalabstand von etwa 2 m.The feed for the nutrient solution is in an expedient embodiment to the section of the lower line rising to the production fermenter in one Distance from the derivation for the biomass connected. Between the derivative and the feed is a vertical distance of about 2 m.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für beliebige Gärungsprozesse unter Verwendung beliebiger Substrate als Rohstoff, beispielsweise für die Herstellung von Antibiotika, von Enzymen oder auch für die biologische Abwasserbehandlung eingesetzt werden und läßt sich mit besonderem Vorteil für die Herstellung von Einzellerproteinen auf Basis von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen, wie Methanol oder Äthanol, einsetzen.The device according to the invention can be used for any fermentation process using any substrate as a raw material, for example for manufacture antibiotics, enzymes or also used for biological wastewater treatment and can be used with particular advantage for the production of single-cell proteins based on hydrocarbons and alcohols such as methanol or ethanol.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist: Fig. 1 eine versinfachte schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise aufgeschnitten, und Fig. 2 eine Aufsicht.Using the example of the embodiment shown in the drawing, the Invention now further described. In the drawing: Fig. 1 is a simplified one schematic view of the device according to the invention, partially cut open, and Fig. 2 is a plan view.

Als Produktionsfermenter 1 ist ein in der Regel aus Stahl, vorzugsweise mit Edelstahl plattiert, gebauter Tank, der ein Fassungsvermögen von etwa 20 bis 150 m3 haben kann, vorhanden. Im Betrieb ist dieser Produktionsfermenter mit im Kreislauf gefUhrter Nährlösung gefüllt. Diese wird mit am Boden des Fermenters 1 über eine Rohrleitung 7 eingeleiteten und dort über einen mit zum Beispiel porösen Sinterplatten bestückten Boden 8 eingeführtem Sauerstoff begast. Die Sinterplatten haben vorzugsweise eine Porenweite von 3 mu, maximal 7 mu. Am Kopf des Produktionsfermenters 1 sitzt eine Leitung 9 an, die am Kopf eines zweiten Kessels einmündet, in dessen oberem Teil sich ein Entgasungsraum 2 befindet und dessen unterer Teil als Wärmeaustauscher 3 ausgebildet ist. Die Leitung 9 ragt in das Innere des Entgasungsraumes 2 hinein und läuft in Form eines Trichters 18 aus. Hier tritt die Fermenterflüssigkeit aus dem Fermenter aus, und zwar senkrecht von oben nach unten. Dadurch erfolgt die Entgasung der Flüssigkeit, und zwar vnn dem nicht verbrauchten Sauerstoff und dem während des Gärungsprozesses entstehenden C02. Für diese Abluft ist ein Abzug 13 am Kopf des Entgasungsraumes 2 vorgesehen. Zur Verstärkung der Entschäumungswirkung ist unterhalb der trichterförmigen Mündung 18 der Leitung 9 eine pyramidenförmig gestitete Pralleinrichtung 17 vorhanden. Auf diese trifft die aus der Trichtermündung 18 in senkrechtem Fall austretende Mittelströmung des Kulturmediums auf und wird so zerteilt, daß darin mitgezogene Gasanteile frei werden. In dem Wärmeaustauscher 3, durch dessen KUhlwasser-Zufuhrung 15 Kaltwasser zugeführt und durch dessen Kühlwasser-Ableitung 16 das erwärmte Kühlwasser abfließt, wird dem Kulturmedium die infolge des stark exothermen Fermentationsprozesses entstandene Wärme entzogen. Hierzu dienen die im Wärmeaustauscher 3 vorgesehenen und vom Kühlwasser durchflossenen Wärmetauscheinrichtungen 19. Durch die am Boden des Wärmeaustauschers 3 abgehende Leitung 10 wird das Kulturmedium wieder in den Produktionsfermenter 1 zurückgeführt. Uber mehrere Temperaturfühler 14 und nicht gezeigte Temperaturregeleinrichtungen wird die gewünschte Temperaturführung eingestellt und geregelt. Eine in der Leitung 10 angeordnete Pumpe 4 hält den Kreislauf der Nährlös'ing mit der gewünschten Umlaufgeschwindigkeit aufrecht.The production fermenter 1 is usually made of steel, preferably Clad with stainless steel, built-in tank that has a capacity of about 20 to 150 m3. This production fermenter is in operation with im Filled with circulating nutrient solution. This is placed on the bottom of the fermenter 1 introduced via a pipe 7 and there via a, for example, porous Sintered plates equipped bottom 8 fumigated introduced oxygen. The sintered plates preferably have a pore size of 3 μm, maximum 7 μm. At the head of the production fermenter 1 sits a line 9, which opens at the head of a second boiler, in its upper part is a degassing space 2 and its lower part as a heat exchanger 3 is formed. The line 9 protrudes into the interior of the degassing space 2 and runs out in the form of a funnel 18. The fermenter liquid exits here the fermenter, vertically from top to bottom. This results in degassing the liquid, namely from the oxygen not consumed and the during C02 produced during the fermentation process. For this exhaust air is a vent 13 on the head of the degassing chamber 2 is provided. To strengthen the defoaming effect is below the funnel-shaped mouth 18 of the line 9 is a pyramidal shape Impact device 17 available. This meets the one from the funnel mouth 18th in the vertical case emergent central flow of the culture medium and becomes so divided so that entrained gas fractions are released. In the heat exchanger 3, fed through its cooling water supply 15 cold water and through its cooling water discharge 16 the heated cooling water flows off, the culture medium becomes strong as a result of the heat generated during the exothermic fermentation process. The provided in the heat exchanger 3 and through which the cooling water flows 19. The culture medium is fed through the line 10 going out at the bottom of the heat exchanger 3 returned to the production fermenter 1. Via several temperature sensors 14 and temperature control devices, not shown, the desired temperature control set and regulated. A pump 4 arranged in line 10 maintains the circuit the nutrient solution maintains the desired rate of circulation.

In an sich bekannter Weise können dem Produktionsfermenter 1 Vorfermenter und/oder Zwischenfermenter vorgeschaltet sein, die der Schaffung der nötigen Mengen an Impfmaterial und Nährlösung, das zu Beginn des Verfahrens durch die Leitung 11 in den Produktionsfermenter 1 eingebracht wird, dienen. Im laufenden Betrieb wird die Nährlösung über die Zuführung 5 eingefüllt. Für die fertige Biomasse ist der Abzug 6 vorgesehen. Dieser sitzt unmittelbar strömungsabwärts der Pumpe 4 und in einem größeren vertikalen Abstand in der Größenordnung von etwa 2 m unterhalb der Zuführung 5.In a manner known per se, the production fermenter 1 pre-fermenter and / or intermediate fermenter to create the necessary quantities of inoculum and nutrient solution, which at the beginning of the process through line 11 is introduced into the production fermenter 1, serve. On the fly will the nutrient solution is filled in via feed 5. For the finished biomass is the Deduction 6 provided. This sits immediately downstream of the pump 4 and in a larger vertical distance of the order of about 2 m below the Feed 5.

Die Einmündung der Leitung 10 in den Produktionsfermenter 1 befindet sich kurz oberhalb des mit Sintermetallplatten bestückten Bodens 8 und ist seitlich so angeordnet, daß das Kulturmedium tangential in den Fermenterraum strömt. Durch den tangentialen Eintritt der sich im Kreislauf befindenden Gärflüssigkeit und durch das Einleiten des Sauerstoffes in der durch die Porenweite von vorzugsweise 3 mu, maximal 7 mu der Sinterplatten bedingten feinzerteilten Form wird in dem Produktionsfermenter 1 eine günstige Gas-Flüssigkeits-Verteilung und -mischung erzielt.The confluence of the line 10 in the production fermenter 1 is located is located just above the bottom 8 equipped with sintered metal plates and is to the side arranged so that the culture medium flows tangentially into the fermenter space. By the tangential entry of the fermentation liquid in the circuit and through the introduction of oxygen in the area due to the pore size of preferably 3 mu, A maximum of 7 microns of the finely divided form due to the sintered plates is in the production fermenter 1 achieved a favorable gas-liquid distribution and mixing.

Bei der Verwendung dieser Fermentervorrichtung für die Herstellung von Einzellerprotein auf Basis von Äthanol wird der Produktionsfermenter 1 zunächst mit Hefekulturen, die in einer gesonderten Brutstation bzw. in Vor- und Zwischenfermentern gezüchtet worden sind, gefüllt, und zwar in der Weise, daß auch der Wärneaustauscher 3 bis zu dem in Fig. 1 durch das eingezeichnete offene Dreieck angedeuteten Spiegel gefüllt ist. Hiernach wird die Pumpe 4 eingeschaltet, die die gesamte Nährlösung vom Wärseaustauscher 3 tangential in den Fermenter 1 einspeist. Dieser weist noch ein Mannloch 12 auf. Durch dieses kann er unter anderem e zum Auswechseln und Warten der den Boden 8 bildenden Sinterplatten begangen werden.When using this fermentation device for the production from Production fermenter 1 will initially be single-cell protein based on ethanol with yeast cultures in a separate hatchery station or in pre- and intermediate fermenters have been grown, filled in such a way that also the heat exchanger 3 to the mirror indicated in FIG. 1 by the drawn open triangle is filled. The pump 4 is then switched on, which carries the entire nutrient solution feeds tangentially from the heat exchanger 3 into the fermenter 1. This still shows a manhole 12. Through this he can, among other things, change and wait of the sintered plates forming the bottom 8.

Die Flüssigkeit wird während des FErmentationsprozesses 10- bis lO0-mal, vorzugsweise 30 mal, in der Stunde in der angegebenen Richtung umgepumpt. Die Begasung erfolgt mit dem wie zuvor beschrieben über die rohrleitung 7 und durch die porösen Sinterplatten 8 in den Fermenter 1 geleiteten Sauerstoff.During the fermentation process, the liquid is added 10 to 10 times, preferably 30 times per hour in the indicated direction. The fumigation takes place with the as previously described via the pipe 7 and through the porous Sintered plates 8 in the fermenter 1 conducted oxygen.

Die Aufenthaltszeit des dabei entstandenen Gas-Flüssigkeits-Feststoffgemisches im Fermenter 1 beträgt vorzugsweise 0,6 -1 3 Bei einem FErmentervolumen von 20 m und 30-facher UmwAlzung/h verbleibt der Inhalt jeweils 1,66 Minuten im Fermenter.The residence time of the resulting gas-liquid-solid mixture in fermenter 1 is preferably 0.6-1 3 with a fermenter volume of 20 m and 30-fold circulation / h, the contents remain in the fermenter for 1.66 minutes.

Die Temperatur wird so geregelt, daß die Eintrittstemperatur im Fermenter 1 25 bis 350C, vorzugsweise 330C, und die Ausgangstemperatur im Fermenter 1 35 bis 400C, vorzugsweise 39ob, beträgt.The temperature is regulated so that the inlet temperature in the fermenter 1 25 to 350C, preferably 330C, and the outlet temperature in the fermenter 1 35 to 400C, preferably 39ob.

Der gesamte Gärungsprozess kann in der erfindungsgernäßen Vorrichtung chargenweise oder kontinuierlich gefahren werden.The entire fermentation process can be carried out in the device according to the invention run in batches or continuously.

Beim Chargenbetrieb wird der gesamte Inhalt nach 0,6 hl abgezogen. Bei der kontinuierlichen Gärung wird bei der Einspeisstelle 5 entsprechend der Aufenthaltszeit im Fermenter 1 die erforderliche Menge frischer Nährlösung zugeführt, während bei der Entnahmestelle 6 ebenfalls die entsprechende Menge Hefesuspension abgenommen wird.In batch operation, the entire content is withdrawn after 0.6 hl. In the case of continuous fermentation, the feed point 5 is based on the residence time in the fermenter 1 supplied the required amount of fresh nutrient solution, while at the removal point 6 also removed the corresponding amount of yeast suspension will.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich hohe Raum-Zeit-Ausbeuten und Biomasse-Konzentrationen erzielen und ausgezeichnete Endprodukt-Qualitäten erreichen. Der Energiebedarf ist vergleichsweise niedrig; die ReaktionswRrmeabfuhr ist ausgezeichnet.With the device according to the invention, high space-time yields can be achieved and biomass concentrations and achieve excellent end product qualities. The energy requirement is comparatively low; the heat dissipation from the reaction is excellent.

Bot spiel Uner Verwendung eines Kulturmediums mit der Zusammensetzung 0,02 bis 0,2 % saures Kaliumphosphat (oder der entsprechenden Menge Phosphorsäure), 0,02 - 1% Ammoniumsulfat (oder dem Stickstoff entsprechende zunge Harnstoff), 0,01 bis 1 z Magnesiumsulfat sowie 0,1 bis 10 ml % Lösung mit anderen Wachstumsfaktoren sowie einer Beimischung von ethanol, vorzugsweise synthetisches äthanol, zwischen 1 % bis 13 %, vorzugsweise 10 %, sowie unter Verwendung der Hefespezies Hansenula anomala und der Einleitung von reinem Sauerstoff wurde im Fermenter die Hefevermehrung im erwünschten Rhythmus mit vollständiger Ausbeute der Stickstoffquelle (Harnstoff oder Ammoniumsulfat) und Kohlenstoff (Äthanol) ermöglicht.Bot play using a culture medium with the composition 0.02 to 0.2% potassium acid phosphate (or the equivalent lot Phosphoric acid), 0.02 - 1% ammonium sulfate (or tongue equivalent to nitrogen Urea), 0.01 to 1 z magnesium sulfate, as well as 0.1 to 10 ml% solution with others Growth factors as well as an admixture of ethanol, preferably synthetic ethanol, between 1% to 13%, preferably 10%, and using the yeast species Hansenula anomala and the introduction of pure oxygen was carried out in the fermenter Yeast propagation in the desired rhythm with complete recovery of the nitrogen source (Urea or ammonium sulfate) and carbon (ethanol).

Bei einem Fermentervolumen von 20 m³, einer 30-fachen Umwälzung/h und einer Aufenthaltszeit im Fermenter von 0,6 hl einer Eintrittstemperatur von 33°C und einer Austrittstemperatur von 39 0C und unter Zuführung von reinem Sauerstoff durch die porösen Sinterplatten mit Porenweiten von 3 m/u maximal 7 m/u, wurden folgende Ergebnisse erzielt: 0 rtittlere Fermentertemperatur ca. 35 C pH-Wert 3,5 Substratkonzentration 0,01% Aufenthaltszeit 0,6 h-1 Produktivität 45 kg/m³ h Substratausbeute 75 % Sauerstoffausbeute 80 % Die Produktivitit des Fermenters ist bezogen auf Trockenhefe.With a fermenter volume of 20 m³, a 30-fold circulation / h and a residence time in the fermenter of 0.6 hl at an inlet temperature of 33 ° C and an outlet temperature of 39 0C and with the addition of pure oxygen through the porous sintered plates with pore sizes of 3 m / u maximum 7 m / u The following results are achieved: 0 rtittler fermenter temperature approx. 35 C pH value 3.5 Substrate concentration 0.01% residence time 0.6 h-1 productivity 45 kg / m³ h substrate yield 75% oxygen yield 80% The productivity of the fermenter is based on dry yeast.

Bei einer Umwälzleistung von 600 m³h wurden stündlich 12 m³ Kulturmedium abgezogen und ca. 12 m3 frische Nährlösung zugegeben.With a circulation rate of 600 m³h, 12 m³ of culture medium per hour were generated withdrawn and added approx. 12 m3 of fresh nutrient solution.

Claims (5)

ANSPRÜCHE Öl Vorrichtung zur Gewinnung von mikrobiellen Produkten, insbesondere von Einzellerproteinen, in der ein mit Zuführungen für Nährlösung, Impfmaterial sowie Sauerstoff und Abzügen für Biomasse und Abluft, gewünschtenfalls zusätzlich mit ZufUhrung(en) für Hilfsstoffe und Probeentnahmeventil, bestückter Produktionsfermenter und eine Umpumpeinrichtung für die Bewegung des Kulturmediums vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktionsfermenter (1) über Leitungen (9) und (10) mit einem gesonderten Wärmeaustauscher (3) verbunden ist, die Pumpe (4) zur Kreislaufführung des Kulturmediums durch Fermenter (1), obere Leitung (9), Wärmeaustauscher (3) und untere Leitung (10) in der unteren Leitung (10) angeordnet ist, oberhalb der am Boden des Fermenters (1) eintretenden Sauerstoffzuführung (7) ein 1 bis 7 mu große Poren aufweisender Gasstromzerteiler (8) vorhanden und die untere Leitung (10) in Form einer tangentialen Flüssigkeitszuführung kurz oberhalb des Gasstromzerteilers (8) in den Fermenter (1) eintretend angeordnet ist, daß sich in Umlaufrichtung zwischen dem Fermenter (1) und dem Wärmeaustauscher (3) ein Entgasungsraum (2) befindet und die obere Leitung (9) in Form einer senkrechten Flüssigkeitszuführung von oben nach unten in den Entgasungsraum (2) eintretend angeordnet ist.CLAIMS Oil device for the extraction of microbial products, in particular of single-cell proteins, in which one with feeds for nutrient solution, Inoculation material as well as oxygen and fume cupboards for biomass and exhaust air, if desired additionally equipped with feed (s) for auxiliary materials and sampling valve Production fermenter and a pumping device for moving the culture medium are present, characterized in that the production fermenter (1) via lines (9) and (10) is connected to a separate heat exchanger (3), the pump (4) for circulating the culture medium through fermenter (1), upper line (9), The heat exchanger (3) and the lower line (10) are arranged in the lower line (10) is above the oxygen supply (7) entering at the bottom of the fermenter (1) a 1 to 7 μm pore size gas flow splitter (8) is present and the lower line (10) in the form of a tangential liquid supply just above of the gas flow divider (8) entering the fermenter (1) is arranged that a degassing space in the direction of rotation between the fermenter (1) and the heat exchanger (3) (2) and the upper line (9) in the form of a vertical liquid feed is arranged entering the degassing chamber (2) from top to bottom. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gasstromzerteiler (8) eine oder mehrere Sinterplatten vorhanden sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that as a gas flow divider (8) there are one or more sintered plates. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgasungsraum (2) in dem Wärmeaustauscher (3) oberhalb der Wärmeaustauscheinrichtungen (19) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the degassing space (2) in the heat exchanger (3) above the heat exchange devices (19) is arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitung (6) für die gewonnene Biomasse unmittelbar strömungsabwärts der Pumpe (4) an die untere Leitung (10) angeschlossen ist.4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the discharge line (6) for the biomass obtained immediately downstream of the pump (4) is connected to the lower line (10). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (5) für Nährlösung an den zum Produktionsfermenter (1) ansteigenden Abschnitt der unteren Leitung (10) in einem Abstand von der Ableitung (6) für Biomasse angeschlossen ist.5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the feed (5) for nutrient solution to the rising to the production fermenter (1) Section of the lower line (10) at a distance from the discharge line (6) for biomass connected.
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