DK141338B - Fremgangsmåde til aerob dyrkning af mikroorganismer og et fermenteringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 141338 (S) \fia/ DANMARK <«>'"'ci·3 c 12 « i'»* t(21) Antegning nr. 2707/Υ^ (22) Indleveret den 1 raaJ ^97^ (23) Lebedag 16· maj 197^·

(44) Antegningen fremlagt eg pc fpv iQftO

fremleeggeleesskrfftet offerrtHggJort den * *

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (3°) Prioritet begæret fra den ,

16. maj 1972# 23350/73# OB

3. maj 1974, 25530/75» GB

(71) IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED, Thames House North, Mlllbank,

London SW1P 4QG, GB.

(72) Opfinder: Malcolm Ritchie Gibson, Norton Hall, The Green, Norton, Stockton-on-Tees, TeessideT GB: Prank Peter Maslen# Norton Hall,

The Green, Norton, Stockton-on-Tees# Teesside, GB: Frank Cornelius Roes“ ler, Norton Hall, The Green, Norton, Stockton-on-Tees, Teesside, GB: Stu® art Raymond Leslie Smith, Norton Hall, The Green, Norton, Stockton*· on-Tees, Teesside, ΏΒ. - (74) Fuldmægtig under aagens behandling:

Firmaet Chas. Hude. ____ (54) Fremgangsmåde til aerob dyrkning af mikroorganismer og et fer men te® ringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til aerob dyrkning af mikroorganismer og af den i indledningen til krav 1 angivne art, samt et fermenteringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden og udgør en videre udvikling af den i britisk patent nr. 1.353.008 beskrevne opfindelse.

Reaktioner, som kræver en intim berørring mellem en luftart og en væske, f.eks. aerobe fermenteringer, er hidtil almindeligvis blevet udført i industriel målestok i anlæg, der i det væsentlige består 2 1A1338 af en stor tank, ind i hvilken eller nær ved basis af hvilken luftarten indføres. Intim berøring mellem luftarten og væsken opnås, ved at holde væsken i en regelmæssig cirkulation ved hjælp af mekaniske røreorganer eller ved hjælp af den i væsken indførte luftart eller ved en kombination af disse fremgangsmåder. I det tilfælde, hvor cirkulationen opretholdes ved tilføring af luftart, omfatter cirkulationsmønsteret i disse kendte apparater almindeligvis en forholdsvis hurtig opstigningsfase og en langsommere nedfaldende fase. I på denne måde udførte fermenteringer absorberes den tilførte oxygen i væskekulturen under den forholdsvis korte opstigningsfase, medens væskekulturen under den mere langvarige nedfaldende fase underkastes anaerobe eller næsten anaerobe forhold.

Den almindelige industrielle fremgang og især udviklingen inden for industriel fermentering omfattende indføringen af nye fremgangsmåder til fremstilling af proteiner og andre gæringsprodukter har medført en forøgelse af virksomheden og har nødvendiggjort indføringen af fabrikker med væsentlig forøget kapacitet. De ovenfor beskrevne apparater kan ikke tilpasses til at tilgodese moderne krav på tilfredsstillende måde, da det af forskellige fysiske og biologiske grunde ikke er kommercielt muligt at forøge størrelsen af tankene udover visse grænser.

Ved fermenteringer eller forgæringer, der kræver et stort tilskud af oxygen, er det vanskeligt og dyrt, især når mekaniske rørere benyttes, at tilføre den nødvendige mængde atmosfærisk luft eller anden oxygenbærende luftart til processen til vedligeholdelse af de forskellige krævede egenskaber i den væskekultur, der konstant cirkuleres, i alle punkter i hele tanken og overalt at holde væskekulturen ved en passende og konstant temperatur. Dette medfører en tendens 'til begrænsning af tankens maksimale rumfang og følgelig for at bevare en økonomisk udformning af tanken, begrænses højden almindeligvis også (til ca. 15 m i de fleste tilfælde).

I de sidste år er der udfoldet store bestræbelser til udvikling af fremgangsmåder til fremstilling af næringsmiddeladditiver bestående af enkeltcellet protein ved at dyrke mikroorganismer på substrater, der indeholder billige carbonkilder. Hyppigt kræver sådanne processer en stor tilførsel af oxygen, især, når mikroorganismen dyrkes med stor voksehastighed, og når man benytter et substrat, f.eks. en hydrocarbon eller delvis oxideret hydrocarbon, hvor mikroorganismens oxygenbehov er stort. For at gøre det ved en sådan proces dannede pro- 141338 3 dukt økonomisk konkurrencedygtigt med mere traditionelle næringsmidler, er det nødvendigt at gennemføre fermenteringen i et stort anlagt anlæg. Til brug for en gunstig handelsmæssig drift er det nødvendigt, at man opnår en stor hastighed for oxygentilførsel til væskekulturen under processen for at sikre, at det store oxygenbehov for hurtigt voksende kulturer med store værdier for cellemassen kan tilfredsstilles i et fermenteringsapparat af et givet rumfang. Oxygenoverføringshastigheden, som kan opnås i kendte fermenteringsapparater med praktisk anvendelig størrelse, er utilfredsstillende til driften af en handelsmæssig gunstig fremgangsmåde af denne art.

Fra beskrivelsen til britisk patent nr. 1.353.008 kendes en fremgangsmåde til aerob fermentering af et substrat ved hjælp af mikroorganismer i stand til at benytte substratet til vækst, og hvor fermenteringsmediet omfattende substratet og mikroorganismer kontinuerligt cirkuleres mellem to områder, der har forskelligt hydrostatisk tryk, og hvor den atmosfæriske luft og/eller ilten opløses.i fermenteringsmediet i området med større hydrostatisk tryk, og hvor carbon= dioxidet, der fremstilles under fermenteringen forlader fermenterings-mediet i området med et lavere hydrostatisk tryk.

Fra beskrivelsen til britisk patent nr. 1.353*008 kendes også et fermenteringsapparat med to rum (et stigrør og et faldrør) og organer til kontinuerligt at cirkulere fermenteringsmediet mellem rummene, idet der forefindes organer hen imod den nedre ende af det ene rum (stigroret) for tilføring af en luftart ind i fermenterings-apparatet og til at frembringe en forskel mellem de hydrostatiske tryk ved de nedre ender af de to rum tilstrækkelig til at tvinge fermenteringsmediet til at cirkulere kontinuerligt mellem to områder med forskelligt hydrostatisk tryk, når fermenteringsapparatet indeholder et fermenteringsmedium, samt organer for bortledning af luftarter fra fermenteringsapparatets øvre del.

Genstanden ifølge britisk patent nr. 1.353*008 benyttes hensigtsmæssigt ved fermenteringsprocesser i stor skala, da det muliggør en stor grad af oxygenoverføring ind i væskekulturen uden en tilsvarende forøgelse i kraftforbrug i forhold til de kendte ovenfor beskrevne fermenteringsapparater.

Det er nu konstateret, at når processen ifølge det britiske patent 4 1A1338 nr. 1.353.008 udføres i et fermenteringsapparat med en højde, der er større end et vist niveau og med visse relative dimensioner for stigrøret eller stigeledningen og faldrøret og under visse betingelser for tilførslen af luftart, især tilførslen af atmosfærisk luft, opnås særdeles tilfredsstillende resultater (med hensyn til oxygen= overføringshastigheden, kraftoverføringsforholdet og mikroorganismevæksten) for drift i stor skala under forhold, der kræver en oxygen= tilførsel med stor intensitet eller styrke.

Den indledningsvist omtalte fremgangsmåde er ifølge den foreliggende opfindelse ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte.

Fermenteringsapparatet af den i indledningen til krav 2 angivne art er ifølge den foreliggende opfindelse ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 2 anførte.

Det er hensigtsmæssigt, at man under opstartningsperioden for fremgangsmåden ifølge opfindelsen indsprøjter hele eller det meste af luftartmængden i stigrøret(ene) i en tidsperiode for at starte væskens cirkulation. Denne opstartningsprocedure fortsætter, indtil væsken cirkulerer regelmæssigt med en passende hastighed, d.v.s. indtil middelhastigheden for væsken i faldrøret(ene) er mindst 100 cm/sek.

Den foreliggende opfindelse er egnet til aerobe fermenteringer, der kræver en meget stor intensitet for optagelsen af oxygen. Processer, til hvilke den foreliggende opfindelse er meget egnet, omfatter· fremstillingen, af enkeltcellet protein ved at dyrke mikroorganismer på hydrocarbon eller delvist oxideret hydrocarbon (f.eks. methanol= holdige) substrater, eller fremstillingen af aminosyrer (f.eks. ly= sin, glutaminsyre og methionin) eller fremstillingen af citronsyre og enzymer (f.eks. glucoseisomerase) eller fremstillingen af antibiotika (f.eks. penicillin). I beskrivelsen skal termen middelhastighed for væsken eller væskekulturen i stigrøret(ene) eller faldrøret (ene) forstås som væskens eller væskekulturens gennemsnitlige hastighed i stigrøret(ene) eller faldrøret(ene) som målt over kammerets fulde tværsnit. Da det indre tværsnitsareal for disse kamre, især for stigrøret(ene) ikke behøver at være den samme i dens eller deres fulde længde, kan væskens eller væskekulturens hastighed i begge kamre variere i disses længderetning.

141338 5

Ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse omdanner indsprøjtningen af luftart til væskekulturen hele det cirkulerende medium til et fluidum med nedsat vægtfylde bestående af luftartbobler, væske og mikroorganismer og tomrums-eller hulrumsforskellen mellem stigrøret(ene) og faldrøret(ene) fremkaldt af den indsprøjtede luftart meddeler dette fluidum en hastighed, der er tilstrækkelig stor under normale driftsbetingelser til at gøre dispersionen af bobler i det væsentlige homogen. I denne form cirkulerer væskekulturen rundt i systemet i det væsentlige i en propagtig strøm, dvs. en prop^gtig strøm, hvor der sker en vis mængde blanding ved hjælp af turbulensvirkning.

Under processen cirkulerer alle væskekulturens rumfangselementer hurtigt og ensartet mellem områder med stort og lavt hydrostatisk tryk i henholdsvis systemets lavere og højere beliggende dele. I højtryksområdet absorberes den for mikroorganismernes vækst nødvendige oxygen ind i kulturen, medens C02 luftarten, der er frembragt under processen, frigøres i lavtryksområdet. I systemets . øvre del frigøres den forbrugte luftart fra den cirkulerende væskekultur i lavtryksområdet.

Den oxygenoverføringshastighed ind i væskekulturen, som kan opnås 1 en aerob fermenteringsproces er en vigtig faktor, da den bestemmer den produktionshastighed for mikroorganismerne, som kan opnås i et fermenteringsapparat med et givet rumfang. Ved drift i stor skala foretrækkes det, at overføringshastigheden er mindst 2 kg 02/m^ h eller mere hensigtsmæssigt mellem 4 til 12 kg 02/m^ h.

Da overføringshastigheden blandt andet afhænger af systemets totale højde er det vigtigt, hvis en passende hastighed for mikrobiologisk vækst og produktiviteten for processen skal opretholdes, at højden skal overstige en mindste størrelse. I fermenteringsorganet ifølge opfindelsen kan man opnå en passende overføringshastighed, når den totale højde er 20 m. Imidlertid foretrækker man højder på mindst 30 m, især højder på 40 til 60 m.

Den i systemet indsprøjtede luftart, der kan være oxygen, atmosfærisk luft eller en anden oxygenholdig luftartblanding, tjener flere formål: 141338 6 1. Den forårsager cirkulering af kulturen indenfor systemet.

2. Den tilfører den oxygen, der kræves af mikroorganismerne.

3. Ved valg af hensigtsmæssige positioner for luftartindsprøjtningen og de relative luftartmængder, der skal indsprøjtes ved de forskellige punkter, kan der udøves en væsentlig styringsgrad for processen. Især kan strømningshastigheden og dermed mediets cirkulationstid styres. Ligeledes kan man styre fordelingen af koncentrationen af opløst oxygen.

4. Overfladearealet af de bohier, der dannes ved hjælp af den indsprøjtede luftart, er til rådighed for desorptionen eller afgivelsen af CO^. Rumfanget og sammensætningen af den indsprøjtede luftart kan benyttes til at styre fordelingen af (^-koncentrationen i væsken eller væskekulturen.

Den i alt indsprøjtede, luftartmængde, de positioner, hvor den indsprøjtes, og de relative mængder indsprøjtet ved de forskellige positioner varierer afhængig af mikroorganismernes krav og de krævede cirkulationshastigheder. Luftart kan indsprøjtes i fald-røret(ene) ved et eller flere niveauer, f.eks. 2 til 5. Fortrinsvis indsprøjtes luftarten i stigrøret(ene) ved et niveau, skønt den også kan indsprøjtes i stigrøret ved et antal niveauer. Hensigtsmæssige positioner for indsprøjtning af luftart i hvert kammer er fordelt langs med faldrøret(ene), men koncentreret ved eller nær ved stigrøret (ene) s basis.

Ved nogle udformninger af apparatet ifølge opfindelsen, hvor fald-røret(ene) og stigrøret(ene) er fuldstændigt adskilte og er forbundet ved hjælp af rør ved deres øvre og nedre ender, kan stig-rørsluftarten indføres i et nedre forbindelsesrør, som til dette formål anses at udgøre en del af stigrøret(ene). Når dette gøres foretrækkes det, at det nedre forbindelsesrør hælder skråt opad i retning af hoveddelen af stigrøret(ene). For lettere at starte fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilvejebringes en særlig luftarttilførsel, ved hvilken luftart indsprøjtes i den øvre del af stigror et (ene). Det foretrækkes, at mængden af den luftart, som indsprøjtes eller indføres i faldrøret(ene) ligger mellem 20 og 40?6 af det i alt i systemet indsprøjtede luftartrumfang.

7 141338

Fermenteringsapparatets nøjagtige geometriske udformning kan variere meget, således som vist på tegningen. Stigrøret(ene) og faldrøret(ene) er hensigtsmæssigt anbragt fri af hinanden, enten fuldstændig adskilt fra hinanden, bortset fra forbindelsesrør ved deres øvre og nedre ender eller anbragt inden i en enkelt beholder, der indvendig er opdelt ved hjælp af en eller flere skillevægge med åbninger ved de øvre og nedre ender. Stigroret(ene) og faldrøret(ene) kan være cylindre, der er anbragt eksternt i forhold til hinanden og forbundet ved hjælp af rør, som kan være vandrette,eller i forbindelse med den nedre forbindelse, U-formede. Alternativt kan systemet f.eks. omfatte to kamre, som er coaksiale, hvor det ene kammer, fortrinsvis stigrøret, omgiver det andet. Det foretrækkes, at systemet omfatter et antal stigrør, der er anbragt eksternt i forhold til og forbundet til et enkelt faldrør, især 3 til 8 stigrør forbundet til et enkelt faldrør.

I det sidste tilfælde kan hver enkelt stigrør have det samme tvær-snitsareal som faldrøret, således at det kombinerede tværsnitsareal for stigrøret bliver større. Et sådant system forudfremstilles nemt.

De hastigheder, der opnås af væskekulturen henholdsvis i faldrøret (ene) og i stigrøret(ene) afhænger af disse kamres tværsnitsareal, d.v.s. af deres diametre, såfremt de er cylindriske. Kamrene har ikke nødvendigvis den samme diameter i deres fulde længde, og det er i virkeligheden nogen gange ønskeligt, at stigrøret(ene) består af to sektioner anbragt lodret over hinanden, hvor den nedre sektion har et større tværsnitsareal. I dette tilfælde er tværsnitsarealet for stigrøret(ene)s nedre sektion fortrinsvis mellem tre til otte gange større end tværsnitsarealet for den øvre sektion. Det foretrækkes, at den nedre sektion udgør 30 til 60$ af stigrørets totale længde. Alternativt kan stigrørets(enes) tværsnitsareal aftage jævnt med højden.

For at undgå akkumulering af store C02 mængder cirkuleres væskekulturen hurtigt mellem høj-og lavtryksområderne i fermenteringsappa-ratet. Det foretrækkes, at den tid det tager for væskekulturen at cirkulere fuldstændig rundt i systemet ligger mellem 0,5 og 5 minutter, fortrinsvis mellem 1 og 3 minutter. Den af væskekulturen på et vilkårligt punkt i stigrøret(ene) eller faldrøret(ene) opnåede hastighed afhænger af tværsnitsarealet af den pågældende kammerdel. For at væskekulturen skal cirkulere i det væsentlige i en propagtig 8 141338 ι strøm, skal den minimale hastighed i stigrøret(ene) være større end 10 cm/sek. Foretrukne middelhastigheder er 20 til 80 cm/sek, i stigroret (ene) (i den nedre del, hvis dette kammer ikke har et ensartet tværsnitsareal) og 200 til 500 cm/sek i faldrøret(ene.

Fermenteringsapparatet kan drives enten charge-vist eller kontinuerligt.

Væskekulturen cirkulerer i det væsentlige i en propagtig strømning, hvilket muliggør, at man kan opnå en høj grad af homogenitet. Næsten hele fermenteringsapparatets rumfang kan benyttes til dyrkning af mikroorganismer, og rum hvor anaerobe betingelser er rådende er blevet elimineret. Dette muliggør, at man kan opnå en stor styringsgrad over fermenteringsparametrene, såsom temperaturen, pH og substratkoncentrationen, hvorved man kan opnå et forbedret og mere ensartet produkt. Hvis f.eks. fremgangsmåden ifølge opfindelsen benyttes til fremstilling af enkeltcellet protein, udviser de fremstillede mikroorganismer en høj grad morfologisk ensartethed, og man opnår en forbedret omdannelse af substratcarbon til cellecarbon. Opfindelsen muliggør også, at man opnår en effektiv cirkulation og undgår brugen af ydre cirkulationsveje til bortledning af reaktions- og fermen= teringsvarmen.

Opfindelsen giver gode resultater målt i opnåelige oxygenoverføringshastigheder og kraftforbrug. De resultater, der kan opnås som angivet ved forsøgsresultater og beregninger baseret på disse, beskrives nedenfor.

Oxygenrumfangsoverføringshastighederne og kraftoverføringshastighederne, som kan opnås i fermenteringsapparater med forskellig højde, blev beregnet teoretisk for fermenteringsapparater af den i fig. 1 viste konstruktion.

Oxygenrumfangsoverføringshastigheden er den hastighed målt i kg 0o -x *- pr. time og m af væsken, ved hvilken oxygenet opløses i væskekulturen.

Kraftoverføringshastigheden er forholdet mellem oxygenoverføringen og kraftforbruget udtrykt i kg 0^ opløst i væskekulturen pr kilowatt arbejdstime benyttet til at komprimere luften før indsprøjtning i 9 141338 væskekulturen. Kraftsoverføringsforholdet aftager med voksende overføringshastighed og til økonomisk drift af et fermenteringsapparat er det ønskeligt at begge parametre skal være.så store som muligt.

Beregningerne blev udført ved at udligne ligninger for overførselen af luftarter (især oxygen og CC^) mellem luftartboblerne og væskekulturen og ved også at beregne trykforandringerne mellem de forskellige dele i systemet.

Den kraft, der var nødvendig til at komprimere luftarten, blev beregnet på grundlag af følgende antagelser: 1. Trykket i systemets øvre del (hvor luftartfrigørelsen sker) er 1,5 bar absolut.

2. Der tabes et tryk på 1 bar mellem kompressoren og fermenteringsorganets indløbsåbning.

3. Det antages, at man benytter atmosfærisk luft med en oprindelig tilstand på 1 bar og 20°C som den luftartkilde, dér leverer oxygenen. Kompressionen antages at være adiabatisk (isentropisk), og at den er tilstrækkelig til at opnå en tilstrækkelig trykstigning til at overvinde det angivne tab på 1 bar og indsprøjte luftarten i fermenteringsapparatet under dette tryk (eller disse tryk), der eksisterer ved indsprøjtnin£spunktet (eller punkterne).

Disse antagelser resulterer i en bedømmelse af kompressionsarbejdet, som er realistisk med hensyn til store aksiale kompressorers krav for akselkraft med køling mellem to'trin. Det antoges at op til af luften blev indsprøjtet i faldrøret ved op til 3 punkter.

De opnåede resultater er angivet i tabellen.

10 1A1338

Overførings- Kraftover- Fermenterings- hastighed førings- apparatets højde for oxygen forhold (m) til mediet (kg/kWh) (kg/hm3) 2 2,7 20 6 3,0 30 8 2,7 40 10 2,5 50 12 2,3 60 14 2,1 70 16 1,9 80

Tabellen er beregnet på grundlag af forsigtigt ansatte antagelser vedrørende masseoverførselskoefficienten og middelboblestørrelsen.

Den viser, at oxygenrumfangsoverføringshastigheden øges med fermen-teringsapparatets højde. De for opfinderne bedst kendte tidligere resultater for kendte fermenteringsapparater er overføringshastig-heder på ca. 3 kg pr. time pr. nr væskekultur, og disse er kun blevet opnået ved lavere kraftoverføringsforhold end de, der kan opnås ifølge den foreliggende opfindelse. Således forbedrer fermenteringsapparat et ifølge opfindelsen på markant vis de bedst kendte resultater, således som de kendes af opfinderne. Det ses, at fermen-teringsapparatets højde er vigtig til opnåelse af denne forbedring.

Det bemærkes, at fremgangsmåden med at berige den oxygenleverende luftart under brug af-rent oxygen eller en blanding af rent oxygen med atmosfærisk luft kan føre til endnu højere overføringshastigheder. Denne fremgangsmåde er ikke et specielt særkende for den foreliggende opfindelse, men kan på enkel vis kombineres med den. På tilsvarende måde kan overføringshastigheden forøges ved at konstruere hele fermenteringsapparatet som en trykbeholder, således at trykket i hele apparatet hæves over det atmosfæriske tryk.

Også denne fremgangsmåde kan kombineres med den foreliggende opfindelse. Men begge disse to kendte fremgangsmåder til forøgelse af over- 141338 11 føringshastigheden, nemlig brugen af ren oxygen eller en total tryk-forøgelse har også mangler, der kendes af fagmøandene. Det er en særlig fordel ved den foreliggende opfindelse, at overføringshastigheder af den størrelse, der er vist i tabellen, kan opnås med atmosfærisk luft som den luftart, der leverer oxygenen, og.med et godt kraftoverføringsforhold, og uden at hæve koncentrationen af opløst C02 i væskekulturen til et højt niveau.

Foretrukne udførelsesformer for den foreliggende opfindelse forklares nedenfor under henvisning til tegningen. På denne viser fig. 1 et fermenteringsapparat med et stigrør og et faldrør, der er anbragt udenfor hinanden, set fra siden og delvis i tværsnit, fig. 2 et fermenteringsorgan hvor stigrøret og faldrøret er koaksi-ale, og hvor .stigrøret har et ringformet tværsnit, set fra siden, delvis i snit, fig.3 en alternativ udformning af fermenteringeapparatet, vist i fig. 2, hvor stigrøret har et cirkulært tværsnit, fig. 4 et fermenteringsapparat, hvor stigrøret har et konstant tværsnitsareal i hele fermenteringsapparatets længde, set fra siden, delvis i snit, fig. 5 en yderligere udførelsesform af fermenteringsapparatet vist i fig. 4, hvor stigrøret har et cirkulært tværsnit, set fra siden og delvis i snit, fig. 6 et snit langs linien x-x i fig. 6A af en alternativ udformning af fermenteringsapparatet vist i fig. 1, hvor der er et antal stigrør, og hvor stigrøret har et konstant tværsnitsareal i hele fermenteringsapparatets længde, fig. 6A viser fermenteringsapparatet ifølge fig. 6, set fra oven, fig. 7 et delsnit langs linien x-x i fig. 7A af en yderligere udførelsesform for det i fig. 1 viste fermenteringsapparat, hvor der er et antal stigrør, 141338 12 fig. 7A fermenteringsapparat et ifølge fig. 7 vist i snit tinder linien Ύ-Υ i fig. 7-

For at lette overskueligheden er en passende position for en varmeveksler til bortledning af fermenteringsvarme, eller til at fjerne eller tilføre nødvendig varme for at kemisk reaktion kan finde sted, kun vist i fig. 1.

Fermenteringsorganer vist i fig. 1, 2, 3 og 7 har et eller flere stigrør 4f der omfatter cylindriske eller ringformede øvre og nedre sektioner 1 og 2, der indbyrdes er forbundet ved en reduktionsdel 3, idet den nedre sektion 2 har en større diameter end den øvre sektion 1.

De i fig. 4, 5 og 6 viste fermenteringsapparater har et stigrør eller flere stigrør 4, der omfatter en cylinder eller en ring med konstant tværsnitsareal.

Stigrorets øvre ende er forbundet til den øvre ende af et faldrør 5 gennem en øvre forbindelsesdel 6, som kan være vandret cylindrisk som vist i fig. 1, 6 og 7,eller omfatte en lodret cylindrisk sektion 7 og koniske forbindelsesdele 8 og 9, der danner en forlængelse af henholdsvis stigrøret og faldrøret som vist i fig. 2,3,4 og 5.

Den nedre ende af stigrøret er forbundet til den nedre ende af faldrøret ved en nedre forbindelsesdel 10, der kan være cylindrisk som vist i fig. 1, 6 og 7 eller vandret cirkulær, idet den udgør en basis for fermenteringsapparatet som vist i fig. 2, 3, 4 og 5.

• En luftart, f.eks. atmosfærisk luft fødes ind i stigrorets nedre sektion gennem føderør 11 til frembringelse af kontinuerlig cirkulation af en væskefase, som fylder fermenteringsapparatet op til niveauet A-A. Den øvre forbindelsesdel 6 må ikke fyldes fuldt ud med væske for at muliggøre en fri overflade, hvorfra luftartbobler undviger fra væsken og passerer ud gennem udstrømningsåbningen 12.

Ekstra luftarter, f.eks. atmosfærisk luft fødes ind i faldrøret gennem et eller et antal føderør 13, hvoraf to er vist i fig. 1-7.

Et næringsmiddelmedium, der indeholder dele, der er væsentlige for

Claims (2)

141338 13 fermenteringen, føres ind i fermenteringsapparatet gennem et rør 14, og kulturen fjernes fra fermenteringsapparatet gennem et rør 15. Stigrørssektionen indeholder boblesønderdelingsorganer, såsom angivet ved henvisningstallet 16. I fig. 1 vises varmeveksleren 17 i faldrøret 5, skønt varmeveksleren kan anbringes på et vilkårligt punkt i stigrøret eller i faldrøret. Alternativt kan antal varmevekslere anbringes i enten stigrørssektionen eller faldrørssektionen eller i begge. Nærværende patent omfatter ikke fremgangsmådens anvendelse ved tilvirkning af næringsmidler til mennesker. Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til aerob dyrkning af mikroorganismer i et næringsmedium, der fortrinsvis indeholder en hydrocarbon eller en delvis oxideret hydrocarbon som carbonkilde, hvor dyrkningsvæsken cirkuleres kontinuerligt rundt i et fermenteringsapparat omfattende mindst et stigrør og mindst et faldrør, hvor det totale nyttige tværsnitsareal i faldrøret, henholdsvis faldrørene, er mindre end det totale nyttige tværsnitsareal i stigrøret, henholdsvis stigrø-rene, og hvor de øvre og nedre ender af faldrøret, henholdsvis faldrørene er forbundet til de pågældende øvre og nedre ender af stigrøret, henholdsvis stigrørene, samt hvor cirkulation af væsken rundt i systemet effektueres ved at indsprøjte en oxygenholdig luftart ind i denne, især ved bunden af stigrøret, men eventuelt også på punkter i faldrøret, kendetegnet ved, at dyrkningsap-paratet har en højde på mindst 20 m, og at væsken i stigrøret, henholdsvis stigrørene har en middelhastighed på mindst 15 cm/sek. 1 Fermenteringsapparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 omfattende mindst et stigrør (4) og mindst ét faldrør (5), hvor det totale nyttige tværsnitsareal i faldrøret eller faldrørene er mindre end det totale nyttige tværsnitsarel for stigrøret eller stigrørene, og hvor de øvre og nedre ender af stigrøret eller stigrørene er forbundet til de respektive øvre og nedre ender af faldrøret eller faldrørene, kendetegnet ved, at ap-