DK161188B - Fremgangsmaade til koncentrering af polysaccharidoploesninger - Google Patents

Fremgangsmaade til koncentrering af polysaccharidoploesninger Download PDF

Info

Publication number
DK161188B
DK161188B DK427481A DK427481A DK161188B DK 161188 B DK161188 B DK 161188B DK 427481 A DK427481 A DK 427481A DK 427481 A DK427481 A DK 427481A DK 161188 B DK161188 B DK 161188B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
membrane
ultrafiltration
polysaccharide
solution
concentration
Prior art date
Application number
DK427481A
Other languages
English (en)
Other versions
DK427481A (da
DK161188C (da
Inventor
Constant Johan Van Lo Campagne
Jacob Bernard Roest
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=10516362&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DK161188(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research
Publication of DK427481A publication Critical patent/DK427481A/da
Publication of DK161188B publication Critical patent/DK161188B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK161188C publication Critical patent/DK161188C/da

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/90Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
    • C09K8/905Biopolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0033Xanthan, i.e. D-glucose, D-mannose and D-glucuronic acid units, saubstituted with acetate and pyruvate, with a main chain of (beta-1,4)-D-glucose units; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02Well-drilling compositions
    • C09K8/03Specific additives for general use in well-drilling compositions
    • C09K8/035Organic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C12P19/06Xanthan, i.e. Xanthomonas-type heteropolysaccharides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

DK 161188 B
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til koncentrering af vandige pseudoplastiske polysaccharidholdige opløsninger, der kan anvendes ved supplerende olieudvinding. Polysaccharider, der er dannet ved fermentering af carbonhydrater under anvendelse af mikro-5 organismer, f.eks. xanthangummi, der er dannet af Xanthomonas-bakterietyper, er velkendte, men er enten tilgængelige i form af pulvere eller som fortyndede vandige opløsninger. Selv om et pulver er særlig foretrukket ud fra et transportsynspunkt i forhold til transport af en fortyndet opløsning, er der med pulvere forbundet nogle håndte-10 ringsmæssige ulemper såsom høj hygroskopicitet, og de er især vanskelige at (gen)opløse i vand. Produktets kvalitet kan desuden forringes under oplagring på grund af, at produktstrukturen ødelægges af oxidation under tørring. Disse ulemper, og de transportmæssige ulemper ved en fortyndet opløsning, kan formindskes ved anvendelse af en 15 koncentreret vandig opløsning, og det har ifølge den foreliggende opfindelse nu vist sig, at egnede koncentrerede opløsninger kan fremstilles ved ultrafiltrering.
Viskositeten af Xanthomonas-producerede polysaccharider er meget høj (f.eks. i størrelsesordenen 70 Pa»s (7000 cP) eller endog mere for en 20 2 vægt/vægtprocents vandig opløsning), hvilket gør, at de er meget vanskelige at underkaste ultrafiltreringsteknik. Desuden har produkter, der dannes af mikroorganismer, sædvanligvis et indhold af stoffer såsom cellerester, som normalt vil tilstoppe filtreringsmembraner og føre til et højt energiforbrug, hvor pumpeudstyr skal 25 udskiftes for tidligt, og det medfører endvidere meget lav gennemstrømning. Det har overraskende vist sig, at meget viskose, fortyndede polysaccharidholdige opløsninger, selv med et indhold af cellerester, kan koncentreres ved ultrafiltrering uden nogen væsentlig tilstopning af membranerne og med acceptable gennemstrømningshastig-30 heder.
Den foreliggende opfindelse bygger på denne erkendelse og angår en fremgangsmåde til koncentrering af vandige opløsninger af vandopløselige pseudoplastiske polysaccharider med en viskositet på mindst 19 Pa»s (1900 cP) målt ved 25°C, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig 35 ved, at der udføres ultrafiltrering af en sådan opløsning ved at bringe opløsningen i kontakt med en porøs membran, som tillader
DK 161188 B
2 passage af makromolekyler med en molekylvægt på højst 65.000, ved en pumpehastighed på mindst 0,28 m/s og en trykforskel over membranen på 2-20 bar (g) og ved at bortlede den væske, som er trængt gennem membranen. Uden at være bundet til en bestemt teori antages det, at 5 forekomsten af pseudoplastiske, dvs. forskydningskrafts-"fortyndende" , viskositetsegenskaber i det mindste delvis er sisyld i den overraskende grad af koncentrering/viskositet, der kan opnås ved ultrafiltrering, hvorfor den foreliggende opfindelse er særlig velegnet til polysaccharider med sådanne egenskaber.
10 De vandige polysaccharidopløsninger, der kan koncentreres ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, kan fås ved at opløse egnede vandopløselige polysaccharider i vand; alternativt, og ofte mere bekvemt, kan de være netop den næringsvæske, der dannes ved fermentering af en polysaccharid dannet med mikroorganisme såsom 15 Xanthomonas sp. Det umiddelbare produkt fra fermentering af et egnet næringsmedium (indeholdende assimilerbare carbonkilder, f.eks. stivelse, glucose eller hvedeklid, og assimilerbare kilder til nitrogen, f.eks. ammoniumsalte, gærekstrakt eller affedtet sojabønnemel) med mikroorganismer (f.eks. sædvanlige Corynebacterium- eller Xanthomo-20 nas-bakterier såsom Xanthomonas campestris ATCC 13.951 eller B1459, eller Pseudomonas sp. såsom NCIB 11.264 eller 11.592) er en fermenteringsvæske, som indeholder polysaccharidet, den mikroorganisme, som danner det, og andre stoffer, herunder forskellige uorganiske ioner såsom phosphat, nitrat, kalium og magnesium. En anvendelig koncentra-25 tion kan fås ved ultrafiltrering af fermenteringsvæsker med en viskositet på mindst 19 Pa*s (1900 cP), og fermenteringsvæsker med en startviskositet på endog 40 Pa«s (4000 cP) kan stadig behandles på tilfredsstillende måde.
Ultrafiltreringskoncentreringsfremgangsmåden ifølge den foreliggende 30 opfindelse kan udføres under anvendelse af ultrafiltreringsteknik og udstyr, som er kendt inden for området, naturligvis under forudsætning af, at der anvendes en porøs membran, hvis porer er tilstrækkelig små til at forhindre passage af polysaccharidet gennem membranen.
Egnede membranmaterialer omfatter kommercielt tilgængelige polysul-35 fon- og polyvinylidenfluoridmembraner med en molekylvægtsudelukkelsesgrænse (dvs. den maksimale molekylvægt af produktet, som kan 3
DK 161188B
passere gennem membranen) på højst 65.000 og fortrinsvis ikke over 20.000. Membranen (membranerne) understøttes naturligvis på en understøttelsesplade, som beskytter den (dem) mod fysiske belastninger, der stammer fra ultrafiltreringsteknikken. Normalt udføres ultra-5 filtreringsprocessen under et positivt tryk i området på mellem 2 og 20 bar, fortrinsvis i området på mellem 4 og 10 bar. De stærkt viskose polysaccharidopløsninger kan underkastes ultrafiltrering med kun lave trykfald, hvilket betyder, at stærk gennemstrømning kan opnås og opretholdes. Egnet ultrafiltreringsudstyr omfatter rørformede mem-10 braner, spiralsnoede membraner og plade- og rammemembraner; den sidstnævnte giver generelt de bedste totalresultater, men det foretrukne system i et bestemt tilfælde afgøres i stor udstrækning af de mekaniske og pladsmæssige begrænsninger i forhold til det materialevolumen, som skal behandles, og det nødvendige membranareal.
15 Som anført ovenfor vil polysaccharidopløsningen, når den er en aktuel fermenteringsvæske, normalt indeholde cellerester samt ikke-levende bakterier, som kan forårsage vanskeligheder ved feltanvendelse af polymerstrømmen, idet der kan forekomme tilstopning af sediment og injektionsvandfiltre. I litteraturen har der været forslag om metoder 20 til at klare vandige opløsninger af polysaccharider indeholdende cellerester; f.eks. ved enzymatisk behandling (USA-patent nr.
3.966.610), som kan kombineres med absorption af stoffet på fast kiselsyreholdigt materiale (USA-patent nr. 4.119.491), eller ved ætsende eller flokkulerende teknikker. Enhver metode, som er beregnet 25 til at klare en fermenteringsvæske, kan fordelagtigt anvendes sammen med ultrafiltreringskoncentreringen af en polysaccharidholdig fermenteringsvæske. En sådan kombination af teknikker vil føre til en koncentreret og klaret polysaccharidopløsning.
Det har vist sig, at kombinationen af ultrafiltrering og enzymatisk 30 behandling giver en værdifuld kombination af god klaring sammen med koncentrering. En foretrukken udførelsesform af· den foreliggende opfindelse er derfor en fremgangsmåde til at koncentrere og klare en viskos, vandig opløsning af en vandopløselig polysaccharidopløsning, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at opløsningen underkastes 35 ultrafiltrering og tillige indvirkning af et cellelytisk enzym.
Enzymet kan tilsættes enten før eller efter ultrafiltreringsbehand- 4
DK 16118 8 B
Ungen. Ved en bekvem udførelsesform, som beskrives nærmere nedenfor, forekommer enzymet i ultrafiltreringsretentatet, som recirkuleres gennem ultrafiltreringssystemet, hvorved de enzymatisk nedbrudte produkter med tilstrækkelig lav molekylvægt bliver i stand til at 5 passere gennem membranen og fjernes i permeatet.
Det enzym, som skal anvendes i den enzymatiske behandling, skal være i stand til^.t nedbryde mikrobielle celler eller cellerester i en sådan udstrækning, at polysaccharidopløsningen klares uden væsentligt viskositetstab. Enzymer, der hensigtsmæssigt kan anvendes til denne 10 behandling, omfatter blandt andre "Alcalase" og "Esperase" (fra N0V0), "Maxazyme" og "Maxatase" (fra Gist-Brocades) og "Kitalase" (fra Rumiai). Særlig gode resultater kan fås ved at anvende "Esperase" som det enzym, der har cellelytisk virkning.
Den enzymatiske behandling kan udføres på i og for sig kendt måde.
15 F.eks. kan enzymet eller en enzymholdig opløsning tilsættes i en· lille mængde til en vandig fermenteringsvæske indeholdende polysac-charid og cellerester, og blandingen lades henstå, med eller uden agitation, i et tilstrækkeligt tidsrum til at lade den enzymatiske virkning medføre en tilstrækkelig nedbrydning og opløsning af det 20 cellulære materiale. Koncentrationen af anvendt enzym vil variere alt afhængig af den anvendte polysaccharidkoncentration og den udstrækning, i hvilken den er forurenet med uopløselige cellerester. Normalt anvendes enzymmængder i størrelsesordenen 10 - 500 ppm, fortrinsvis i størrelsesordenen 50 - 250 ppm. Koncentrationen kan også udtrykkes 25 som aktuel proteasevirkning, målt i Ans on-enheder, hvor en bekvem koncentration ligger på 0,5 eller 1 Au/kg væske. Selv om den enzymatiske behandling kan udføres uden omrøring, foretrækkes det at omrøre fermenteringsvæsken for at nedsætte tiden og undgå udfældning af faste stoffer. Den enzymatiske behandling kan udføres bekvemt ved 30 stuetemperatur eller lidt derover. Den enzymatiske behandling er ofte mere virksom, når den udføres ved moderat forhøjede temperaturer, dvs. temperaturer op til 70°C. Især når "Esperase" anvendes som enzymet, kan den enzymatiske behandling udføres fordelagtigt ved en temperatur på mellem 50 og 70°C, fortrinsvis på mellem 60 og 65°C.
35 Temperaturer på over 70°C bør undgås, da der så er tilbøjelighed til hurtig nedbrydning af de cellelytiske enzymer. Til optimal cellened- 5
DK 161188 B
brydende aktivitet holdes den vandige polysaccharidopløsning hensigtsmæssigt på en pH-værdi på mellem ca. 2 og ca. 11, fortrinsvis ved en pH-værdi på mellem 4 og 10. Der er opnået gode resultater ved anvendelse af "Esperase" og "Maxatase" som enzym ved en pH-værdi på 5 henholdsvis ca. 9 og ca. 7.
Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse kan udføres batch-vis eller kontinuert. Når ultrafiltreringen kombineres med en enzymatisk behandling, foretrækkes det at udføre hele processen kontinuert, hvor den bekvemt kan udføres ved at sætte den enzymholdige opløsning 10 til en beholder eller tank, som indeholder den vandige polysaccharidopløsning som fortyndet eller ikke-fortyndet fermenteringsvæske, eller, om ønsket, som en vandig opløsning, der er dannet ud fra uklaret kommercielt tilgængeligt eller isoleret polysaccharid, f.eks. xanthangummi. Reaktionsbeholderen bør have tilstrækkelig størrelse, 15 og den hastighed, hvormed enzym og polysaccharid tilsættes, skal være sådan, at den vandige opløsning indeholdende faste cellerester gives tilstrækkelig opholdstid i nærværelse af det hensigtsmæssige enzym for at få den ønskede udstrækning af cellenedbrydning. Om ønsket kan beholderen opvarmes til den temperatur, ved hvilken enzymet har 20 optimal aktivitet. Efter endt reaktionstid overføres den enzymatisk behandlede polysaccharidopløsning til ultrafiltreringsenheden for at få et koncentreret produkt, som enten kan anvendes som sådant, eller som, om ønsket, kan undergå yderligere klaringsbehandling, f.eks. ved at bringe i det mindste en del af produktet i kontakt med fast kisel-25 syreholdigt materiale som beskrevet nedenfor. Det er også muligt at recirkulere i det mindste en del af den koncentrerede opløsning, der er dannet på et hvilket som helst trin under ultrafiltreringen, til den beholder, hvori den enzymatiske behandling udføres. Dette har den fordel, at cellerester, som endnu ikke er nedbrudt, behandles endnu 30 engang med enzymet, som i forvejen forekommer eller tilsættes under celleresternes opholdstid.
Som det fremgår af det ovenstående, ligger fordelene ved den koncentrerede vandige opløsning af polysaccharid, der fremstilles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, i de transportmæssige fordele og ved 35 den meget lettere anvendelse ved kilden. Det er imidlertid klart for fagmanden, at koncentratet ikke kan anvendes som sådant til vand-
DK 161188B
6 fyldning under medvirkning af polymer, men må fortyndes til en passende koncentration, alt afhængig af det nødvendige fyldningssystems viskositet. Normalt vil egnede koncentrationer være på mellem 200 og 1500 ppm, især på mellem 500 og 1250 ppm. Selv om det vandige kon-5 centrat, der er fremstillet ifølge opfindelsen, meget lettere kan fortyndes til sådanne arbejdskoncentrationer end de polysaccharid-pulvere, der hidtil er blevet anvendt, har det ikke destomindre ofte vist sig, at en effektiv og homogen fortynding af koncentratet lettes ved en trinvis fortynding. Ved en bekvem udførelsesform for denne 10 fremgangsmåde afmåles en strøm af det vandige koncentrat ind i en vandstrøm, som recirkulerer til og fra en lagertank. Strømmen af koncentrat og vand gennem recirkulationspumpen tjener normalt til at bevirke tilfredsstillende blanding, men om nødvendigt kan de samlede strømme yderligere ledes gennem en statisk mixer, før de ledes til 15 lagertanken.
Det fortyndede koncentrat af polysaccharid kan anvendes direkte til indsprøjtning i permeable formationer linder overfladen, f.eks. i operationer med vandfyldning, men det er ofte ønskeligt at give den fortyndede opløsning en klaringsbehandling til slut, hensigtsmæssigt 20 ved filtrering med et filterhjælpemiddel såsom diatoméjord. Om ønsket kan et sådant klaringstrin indgå i fremstillingen af koncentratet; dvs. den fortyndede startvæske kan underkastes en sammensat proces, som består i enzymatisk cellesønderdeling, filtrering over diatoméjord og ultrafiltreringskoncentrering. Alternativt kan eventuelle 25 cellerester også fjernes ved mikrofiltrering, dvs. ved passage gennem en porøs membran med porestørrelse på 0,2-0,8 mikron. For at gøre membrantilstopningen mindst mulig, bør væskestrømmen være tangentiel i forhold til membranen, som det er tilfældet ved "Pellicon"-milli-porefilterkassetten. Dette system er noget analogt med det, som 30 anvendes ved ultrafiltrering, idet den væsentlige forskel - i nærværende sammenhæng - ligger i, at det ønskede produkt fra mikrofiltrer ings trinnet er det cellefri permeat (dvs. filtrat), hvorimod det ønskede produkt i ultrafiltreringstrinnet er det koncentrerede reten-tat - hvor permeatet i det væsentlige er vand. Selv om en sådan 35 sammensat proces kan give et produkt, der nødvendiggør minimal behandling ved kilden (f.eks. kun fortynding), gør den stigende viskositet i det koncentrerende ultrafiltreringsretentat det generelt 7
DK 161188 B
vanskeligt at opretholde en effektiv strømning gennem et filterleje eller en filtermembran.
Opfindelsen illustreres nærmere i nedenstående eksempler: EKSEMPEL 1 5 For at illustrere virkningen af en enzymatisk behandling på poly-saccharidopløsninger måles de optiske tætheder (sammen med Brook-field-viskositeter bestemt ved 25°C med en forskydningshastighed på 6,28/sek.) for en fermenteringsvæske (fra TNO) som sådan og efter behandling med "Esperase" (200 mg/kg væske) ved 52°C og pH-værdi 9,4.
10 Den optiske tæthed af den ubehandlede opløsning ligger på 2,7 (abs/-cm), hvorimod den optiske tæthed af den "Esperase"-behandlede opløsning ligger på 0,13 efter 1 time, hvilken værdi forbliver konstant i mindst den næste time. Behandling af en yderligere prøve af samme fermenteringsvæske med "Maxatase" (402 mg/kg væske) ved 52°C og 15 pH-værdi 7,25 viser en optisk tæthed på 2,1 efter 1 time og på 1,8 efter 2 timer. Viskositeten i den ubehandlede fermenteringsvæske 19-22 Pa*s (1900-2200 cP) ændres ikke væsentligt i observationstiden.
EKSEMPEL 2
For at illustrere den reducerede nitrogenmængde (stammende fra celle-20 rester) i biopolymeren efter en kombineret enzymatisk/koncentrerings-behandling udføres en nitrogenanalyse under anvendelse af prøver, både af biopolymeren og af forskellige permeater, der er vundet under ultrafiltrering. Forsøgene udføres under anvendelse af en fermenteringsvæske (fra TNO) med en Brookfield-viskositet på ca. 37 Pa*s 25 (3700 cP) (målt ved 25°C og en forskydningshastighed på 6,28/sek.) og en optisk tæthed på 2,6 (abs/cm). Af nitrogenanalysen fremgår det, at nitrogenindholdet i biopolymerkoncentratet, der fås fra en ikke-en-zymbehandlet fermenteringsvæske, ligger på 6,8 vægtprocent, hvorimod indholdet i en "Esperase"-behandlet fermenteringsvæske ligger på 5 30 vægtprocent, hvilket viser, at den oprindelige nitrogenmængde er gået betydeligt ned. Nitrogenindholdet i de forskellige permeater mindskes 8
DK 161188 B
hurtigt til værdier på under 0,01 vægtprocent. Viskositeten i den "Esperase"-behandlede fermenteringsvæske ligger stadig i størrelsesordenen på 33 Pa»s (3300 cP), og den optiske densitet ligger på 0,17 (abs/cm). Lignende virkninger iagttages, når der anvendes en "Maxa-5 zyme"-behandlet fermenteringsvæske. Viskositeten i denne enzymbehandlede fermenteringsvæske er endog større end i udgangsfermenteringsvæsken. Nitrogenmængde og optisk tæthed viser lignende mønstre som observeret for den "Esperase"-behandlede fermenteringsvæske.
EKSEMPEL 3 10 Filtreringsevnen for flere fermenteringsvæsker måles, både med og uden ultrafiltrering og/eller enzymatisk behandling ved anvendelse af en trykcylinder med et positivt tryk på 1 bar. Der anvendes millipo-refiltre på henholdsvis 1,2 μια og og 0,45 μτα. Polysaccharidkoncentra-terne opnået efter ultrafiltrering fortyndes med permeat til 1,4 15 vægtprocent og fortyndes derefter med destilleret vand til en koncentration på 1000 ppm. Til sammenligningsformål udføres filtrerbar-hedstests under anvendelse af en "Xanflood" - opløsning (A) , en fermen-teringsvæske (fra TNO) (B), begge uden nogen koncentreringsbehandling, og en "Esperase"-behandlet fermenteringsvæske (fra TNO) uden 20 ultrafiltrering (UF)-behandling (C). Filtrerbarhedsdata, udtrykt som totalfiltrat efter bestemte tidsrum ved den pågældende porestørrelse, er anført i nedenstående tabel I:
Tabel I
9
DK 161188 B
Totalfiltrat Efter
Fermente- (ml) (min.) rings- ___ 5 væske Behandling 1,2 /um pore 0,45 μια pore (1000 ppm) ___ min. ml min. ml A - 0,5 62 0,5 2,9 10 1 95 4 13 B - 0,25 42 1 13 1 102 10 47 C "Esperase" 0,5 180 1 40 4 90 15 B UF 0,25 172 1 68 0,5 308 10 82 B UF+"Esperase" 0,25 155 1 105 0,5 282 4 286 20 EKSEMPEL 4
En ultrafiltreringsenhed, De Danske Sukkerfabrikker (DDS) Lab. Modul, og pumpe arrangeres ifølge leverandørens instruktioner under anvendelse af en GR 50P membrantype med en nominel molekylvægtsudelukkelsesgrænse på 65.000. En 1%'s vandig opløsning af det kommercielle 25 xanthanprodukt "Kelzan" MF recirkuleres gennem denne enhed med en hastighed, som er tilstrækkelig til at opretholde et indgangstryk på mellem 7 og 15 bar (gauge). Xanthankoncentrationen bestemmes både i permeatet og i det recirkulerende retentat; i permeatet er den negligerbar, medens den i retentatet forøges fra startværdien på 1% til en 30 slutværdi på 18%.
EKSEMPEL 5
Xanthanholdige vandige væsker fra fermentering af Xanthomonas sp. fås fra forskellige kilder og underkastes ultrafiltreringskoncentrering under anvendelse af et DDS-modul (type 35-2,25), der er installeret i 35 et 200 liters testkredsløb. Modulet har 7 membranplader forbundet parallelt, hvilket giver et totalt membranareal på 1,05 m^, og mem- 10
DK 161188B
branen er en sådan, som fås fra DDS under reference GR5, hvilket er en polysulfonmembran med en molekylvægtsudelukkelsesgrænse på 60.000.
I visse tilfælde tilsættes et cellelytisk enzym til fermenterings -væsken for at sønderbryde celleresterne. Trykforskellen over mem-5 branen forøges, og pumpehastigheden formindskes, medens koncentreringen skrider frem, og de vundne resultater er vist i nedenstående tabel II, hvoraf det fremgår, at polysaccharidkoncentrationen kan forøges til over 10 vægtprocent.
Indgangsmaterialerne er følgende: 10 I forsøg nr. 1: Ubehandlet Xanthomonasvæske indeholdende 5000 ppm formaldehyd.
I forsøg nr. 2: Koncentrat fra forsøg 1 fortyndet med ledningsvand til en begyndelsesxanthankoncentration som angivet i tabellen.
I forsøg nr. 3: Koncentrat fra forsøg 2 fortyndet med ledningsvand 15 til den indledende xanthankoncentration og "Esperase"-behandlet med en mængde på 1 Anson-enhed/kg væske.
Forsøg nr. 4: Xanthomonasvæske behandlet med "Maxatase" (0,50 Au/kg).

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til koncentrering af vandige opløsninger af vandopløselige pseudoplastiske polysaccharider med en viskositet på 35 mindst 19 Pa»s (1900 cP) målt ved 25°C, kendetegnet ved, at der udføres ultrafiltrering af en sådan opløsning ved at bringe opløsningen i kontakt med en porøs membran, som tillader passage af makromolekyler med en molekylvægt på højst 65.000, ved en pumpehastighed på mindst 0,28 m/s og en trykfor-40 skel over membranen på 2-20 bar (g) og ved at bortlede den væske, som er trængt gennem membranen. DK 161188 B
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pumpehastigheden højst er 0,60 m/s.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at membranen tillader passage af makro-5 molekyler med en molekylvægt på højst 20.000.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at polysaccharidopløsningen har en viskositet på mindst 70 Pa*s (7000 cP) (målt ved 25°C).
5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-4, 10 kendetegnet ved, at polysaccharidopløsningen recirkuleres over den porøse membran i en retning, som er parallel med membranens plan.
5 Forsøgs- Tryk Pumpe- tion i Gennem- nr. hastig- retentat strømning Ind Ud hed Vægt- Bar(g) Bar(g) m/s procent kg/πη dag 10 _ 1 2,1 1,0 0,60 2,6 537 2,4 1,0 0,53 3,9 569 3.3 1,0 0,48 5,8 377 3.3 0,6 0,46 7,1 329 15 3,6 0,6 0,45 9,5 206 2 2,0 1,0 0,52 2,0 507 2,2 1,0 0,52 4,1 507 2.6 1,0 0,51 5,2 366 20 3,6 1,0 0,43 7,6 293 3 1,7 1,0 0,51 2,8 510 2,1 1,0 0,38 5,7 391 2.7 1,0 0,36 7,6 302 25 3,7 1,0 0,28 10,4 137 4 3,8 3,0 0,4 1,80 225 3.8 2,5 0,4 3,32 263 4,6 2,5 0,4 5,24 295 30 5,5 3,0 0,4 6,30 259
6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at polysaccharidopløsningen udgøres af et 15 næringsmedium, der fås som fermenteringsprodukt af en mikroorganisme, der frembringer pseudoplastisk polysaccharid.
7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at der til fermentationsmediet sættes et cellelytisk enzym, enten før eller efter ultrafiltreringen.
DK427481A 1980-09-29 1981-09-25 Fremgangsmaade til koncentrering af polysaccharidoploesninger DK161188C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8031404 1980-09-29
GB8031404 1980-09-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK427481A DK427481A (da) 1982-03-30
DK161188B true DK161188B (da) 1991-06-10
DK161188C DK161188C (da) 1991-11-25

Family

ID=10516362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK427481A DK161188C (da) 1980-09-29 1981-09-25 Fremgangsmaade til koncentrering af polysaccharidoploesninger

Country Status (16)

Country Link
EP (1) EP0049012B1 (da)
JP (1) JPS5786296A (da)
KR (1) KR880002534B1 (da)
AU (1) AU552082B2 (da)
BR (1) BR8106153A (da)
CA (1) CA1173769A (da)
DE (1) DE3172841D1 (da)
DK (1) DK161188C (da)
FI (1) FI69084C (da)
HU (1) HU191222B (da)
IE (1) IE51749B1 (da)
IL (1) IL63939A (da)
NO (1) NO157898B (da)
NZ (1) NZ198465A (da)
RO (1) RO85215B (da)
ZA (1) ZA816672B (da)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO158658C (no) * 1981-07-01 1988-10-19 Pfizer Fremgangsmaate for konsentrering av vandige pseudoplastiske loesninger.
EP0078621A1 (en) * 1981-10-29 1983-05-11 Kelco Biospecialties Limited Treatment of Xanthan gum solutions
EP0078556B1 (en) * 1981-11-03 1986-03-12 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for cell disruption
JPS5941303A (ja) * 1982-08-10 1984-03-07 Asahi Chem Ind Co Ltd 海藻抽出物の精製濃縮方法
IT1212892B (it) * 1983-10-11 1989-11-30 Della Valle Francesco Acido ialuronico ottenuto per mezzodi filtrazione molecolare sprovvisto di attivita' infiammatoria e sua utilizzazione terapeutica
FR2548676B1 (fr) * 1983-07-04 1986-03-21 Rhone Poulenc Spec Chim Compositions de biopolymeres et leur procede de preparation
FR2551087B1 (fr) * 1983-08-30 1986-03-21 Rhone Poulenc Spec Chim Procede de traitement d'une solution de polysaccharide et son utilisation
ATE51012T1 (de) * 1983-09-09 1990-03-15 Shell Int Research Biopolymerzusammensetzungen und verfahren zur herstellung derselben.
GB8431653D0 (en) * 1984-12-14 1985-01-30 Shell Int Research Filterability of microbial broth
US5354671A (en) * 1992-06-26 1994-10-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Enzymatic clarification of polysaccharides

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3541006A (en) * 1968-07-03 1970-11-17 Amicon Corp Ultrafiltration process
CA980261A (en) * 1972-08-16 1975-12-23 Uniroyal Ltd. Process for the purification and concentration of solutions derived from marine algae
US3966618A (en) * 1974-03-11 1976-06-29 Merck & Co., Inc. Clarification of xanthan gum
US4010071A (en) * 1974-10-10 1977-03-01 Merck & Co., Inc. Clarification of xanthan gum
JPS5276413A (en) * 1975-12-18 1977-06-27 Kureha Chem Ind Co Ltd Production of oncostatic substances
US4135979A (en) * 1976-08-24 1979-01-23 Merck & Co., Inc. Treatment of xanthan gum to improve clarity
JPS5394012A (en) * 1977-01-27 1978-08-17 Kureha Chem Ind Co Ltd Novel polysaccharide and its preparation
US4119491A (en) * 1977-05-16 1978-10-10 Shell Oil Company Enzyme-filtration clarification of xanthan gum polymer solution
US4299825A (en) * 1980-07-03 1981-11-10 Celanese Corporation Concentrated xanthan gum solutions

Also Published As

Publication number Publication date
KR830007842A (ko) 1983-11-07
FI69084B (fi) 1985-08-30
IE51749B1 (en) 1987-03-18
BR8106153A (pt) 1982-06-15
JPS5786296A (en) 1982-05-29
HU191222B (en) 1987-01-28
DK427481A (da) 1982-03-30
RO85215B (ro) 1984-10-30
AU552082B2 (en) 1986-05-22
EP0049012A1 (en) 1982-04-07
AU7566981A (en) 1982-04-08
JPH0369921B2 (da) 1991-11-05
CA1173769A (en) 1984-09-04
EP0049012B1 (en) 1985-11-06
DE3172841D1 (en) 1985-12-12
KR880002534B1 (ko) 1988-11-28
NO813265L (no) 1982-03-30
NO157898B (no) 1988-02-29
DK161188C (da) 1991-11-25
FI69084C (fi) 1985-12-10
IL63939A0 (en) 1981-12-31
IE812234L (en) 1982-03-29
RO85215A (ro) 1984-09-29
FI812992L (fi) 1982-03-30
ZA816672B (en) 1982-09-29
NZ198465A (en) 1985-01-31
IL63939A (en) 1985-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK161188B (da) Fremgangsmaade til koncentrering af polysaccharidoploesninger
US20110244102A1 (en) Removal Of Reaction Byproducts And Impurities From Caramel Color And A Shelf Stable Caramel Color Concentrate
Lukanin et al. The effect of content of apple juice biopolymers on the concentration by membrane distillation
CN103717759A (zh) 糖液的制造方法
AU2017299082A1 (en) Separation of enzymes from trichoderma reesei by filter press and tangential filtration on a ceramic membrane
CA2875083C (en) Process for producing sugar solution
DK163936B (da) Fremgangsmaade til udvinding af alfa-amylase
EP0039962B1 (en) Clarification of polysaccharide-containing fermentation products
Giorno et al. Study of fouling phenomena in apple juice clarification by enzyme membrane reactor
SU1429938A3 (ru) Способ обработки содержащей полисахарид культуральной жидкости ХаNтномоNаS самреSтRIS
DK172131B1 (da) Fremgangsmåde til forbedring af filtrerbarheden af en mikrobiel dyrkningsvæske
CA2879851C (en) Method for producing sugar solution
US20180273647A1 (en) Method for concentrating beta-glucans
JPWO2019189651A1 (ja) 精製糖液の製造方法
JPH03133387A (ja) マルトオリゴ糖の製造方法
JP2022517218A (ja) フィコシアニンを抽出するための方法
JP2516006B2 (ja) 廃糖蜜の脱色方法
JP2683813B2 (ja) 濾過性の増加を目的とする、多糖類を含む醗酵液の処理方法および石油の二次回収におけるこの液の使用
CN107406866B (zh) 糖液的制造方法
Tontul Clarification of fruit juices and wine using membrane processing techniques
JP3371783B2 (ja) 菌体分離方法
WO2023094907A1 (en) A method for producing hydrolyzed gelatin
CN117987017A (zh) 一种制备明胶的方法
Olsen Membrane filtration as a tool in biotechnical down-stream processing
JPS6040831B2 (ja) 微生物培養液の処理方法