DE847184C

DE847184C - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Gewinnung von mikrobiellen Stoffwechselprodukten

Info

Publication number: DE847184C
Application number: DEK6083A
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Rer Nat Keil
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-08-27
Filing date: 1950-08-27
Publication date: 1952-08-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Gewinnung von mikrobiellen Stoffwechselprodukten DU- lrfitttluttg lteltattdelt ein \'erfahren und eine \'ttrriclttttttg zur kontinuierlichen Gewinnung von tnikrohiellen Stoffwecltselltrodukten und geht hierbei vollst:itt(lig treue Wege. Das Verfahren ist schon durch die kontinuierliche Arbeitsweise erheblich rationeller als die bekannten Methoden, auch ist die Wartung der :\nlage billiger. Da kein Rührwerk und keine Schaumbekämpfungsmittel zur Anwendung gelangen, sind wichtige Quellen der Betriebsstörung und Infektion ausgeschaltet. Die Erfindung hat demnach eine große wirtschaftliche Bedeutung.
1a ist bekannt, daß zur Kultivierung von technischen Mikroorganismen mit dem Ziel der Gewiuttung von Gärprodukten, Antibiotika usw. zur Zeit fast nur noch Vorrichtungen im Gebrauch sind, die die \likrobenanreicherung und Durchführung der Uermentation auf sttl)mersem Weg ermöglichen. Es handelt sich dabei meist um entsprechend große, hermetisch verschließbare Kessel mit Zu- und AblaufvorrIchtungen, Rührwerk, Be- und Entlüftungseinrichtung und teils Vorrichtungen zur Temperaturregelung. Da die meisten Substrate beim Rühren, erst recht beim Belüften viel Schaum entwickeln, ist zur Schaumbekämpfung erheblicher Aufwand nötig, z. B. Antischaummittel. Diese Vorrichtungen arbeiten alle diskontinuierlich, d. h. die vorbereiteten Substrate müssen in den Fermentator eingebracht und nach der Fermentierungszeit wieder abgezogen werden. Ein kontinuierliches Verfahren ist insofern erwünscht, als es eine allgemeine Zeitersparnis bringt und durch Ausschalten mehrerer Arbeitsgänge die Infektionsgefahr entsprechend verringert. Zur kontinuierlichen Fermentation sind deshalb schon die verschiedensten Versuche unternommen worden, doch konnten bisher keine Vorteile verzeichnet werden, wie z. B. beim Rieselverfahren.
Die Erfindung beseitigt in Verfahren und Vorrichtung die bestehenden Mängel dadurch, daß Fermentationen vorteilhaft kontinuierlich durchgeführt werden können. Dabei gesellt sich als entscheidender Vorteil, daß eine Schaumbekämpfung nicht notwendig ist, vielmehr eine wirksame Fermentierung sich gerade in der Schaumphase vollzieht und so unter Umständen noch größere Ausbeuten erreicht werden können.
Die Verfahrensart und die Vorrichtung werden dabei in folgender Weise miteinander behandelt: Das Substrat wird, wie üblich, in den Autoklaven bereitet, gegebenenfalls wird ein größerer Verdünnungsgrad gewählt; durch Zuleitung nicht dampfgesättigter, steriler Luft kann während des Prozesses Konzentrierung bis zum höchsterträglichen Grad erfolgen. Unter Druck, gegebenenfalls zusätzlichem Druck, und Umrühren wird die Lösung aus den Autoklaven abgelassen, unten mit steriler Luft vermischt, durch eine Kühlvorrichtung geleitet, welche am Fuße des Fermentators unmittelbar zu diesem überleitet. Das Nährlösung-Luft-Gemisch steigt langsam im Schneckengang hoch, fällt oben in das zentrale Rohr und wird unten von den Korbschleudern aufgefangen. Die Filtrierrückstände werden dabei zweckmäßig nachgewaschen und die vereinigten Filtrate, wie bekannt, weiterverarbeitet. Die Steiggeschwindigkeit wird nach der Schnelligkeit, mit der der Fermentierungsprozeß abläuft, eingestellt. Hiernach richtet sich auch der Ausstoß des Rohproduktes, welcher zwischen io und 30% des Inhalts des Fermentators innerhalb 24 Stunden ausmachen kann.
Beim Anlassen wird der vorher mit überhitztem Dampf steril gemachte Fermentator (auf Filtrierung der zurückströmenden Luft ist dabei zu achten) mit i/ioo bis 1/s0 seines Inhalts mit dem Impfmaterial io versetzt. Dann füllt man den Fermentator bis zu einem Viertel mit Nährlösung und belüftet während der Anwachszeit, etwa i bis 3 Tage, entsprechend mit steriler, temperierter, feuchter Luft aus einer fermentatorseitigen, eigens für das Anlassen vorgesehenen Düse B. Nach der kontrollierten Anwachsphase wird das Nährlösungs-Luft-Gemisch, wie verfahrensgemäß oben erwähnt, langsam hinzugedrückt. Die anfängliche Ansatzlösung soll am Ende ihres Fermentierungsprozesses den Überlauf erreichen, im allgemeinen nach weiteren 2 bis 4 Tagen, bei Penicillinbildnern etwa nach 3 Tagen. Die endgültige oder jeweilige Laufgeschwindigkeit wird nach ?Maßgabe der Analysenergebnisse des überlaufenden Rohproduktes (pH, \1'irkstoffgehalt, Gehalt an Stoffwechselprodukten, Gehalt an Restzucker usw.) reguliert. Die bei den Fermentierprozessen entstehende Wärme wird durch Thermometer 12 kontrolliert und kann durch Kühlschlangen i i in Grenzen gehalten werden.
Die sich ergebenden Vorteile durch die Erfindung sind erheblich. Als Beispiel sei angegeben: Substrat: 5 % Melasse, 2 % Hefeextrakt, 0,020/0 K H2 P 04, 010, % Mg S 04; i. Rührkultur (zum Vergleich): beimpft mit Penicillium spec. M 37, nach 5 Tagen 128 OE/ccm; 2. im kontinuierlichen Verfahren: beimpft mit Penicillium spec. -\Z 37 vom 4. Tag an 256 OE/ccm ständig.
In der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens schematisch dargestellt, wobei i die hochstehenden Autoklaven, 2 den Zugang der sterilen Luft, 3 die zwischengeschaltete Kühlvorrichtung, 4 den Fermentator. 5 die Schneckengänge des Fermentators, 6 das ableitende zentrale Rohr, 7 die Korbschleuder, 8 die für das Anlassen vorgesehene Düse, 9 den Regler, io den Einlaß für das Impfmaterial. t i die Kühlschlangen, 12 das Thermometer zeigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: t. Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von mikrobiellen Stoffwechselprodukten, dadurch gekennzeichnet. daß das Substrat, z.13. Nährlösung von 1'enicillinl)ildnern, direkt nach der Sterilisierung vom hochstehenden Autoklav (i), unter Umständen nur wenig abgekühlt, sofort mit der entsprechenden Menge steriler Luft (2) vermischt, durch eine zwischengeschaltete Kühlvorrichtung (3) abgekühlt, auf gewünschter Temperatur mittels Regler (9) gehalten und dann unmittelbar in den Fermentator (4) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ohne Antischaummittel und ohne Rührwerk gearbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zwei oder mehr Autoklaven gearbeitet wird und das zum großen Teil aus Schaum bestehende Rohprodukt abwechselnd von zwei oder mehreren Korbschleudern (7) aufgefangen und mit geeigneten Lösungen bzw. Flüssigkeiten nachgewaschen wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der tonnenförmige, auf rechtstehende, geschlossene Fermentator einen Schneckengang (5) mit fünf bis acht Windungen um ein ableitendes, zentrales Rohr (6) enthält.