ES2220667T3 - Procedimiento para la produccion de biomasa. - Google Patents
Procedimiento para la produccion de biomasa.Info
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Abstract
Procedimiento para la producción de biomasa a partir de organismos halófilos, caracterizado porque se lleva a cabo una fermentación de organismos halófilos dentro de una cavidad en un macizo salino, y a partir de los organismos halófilos se obtienen bacteriorrodopsina, la membrana púrpura o/y la membrana blanca en forma de biomasa.
Description
Procedimiento para la producción de biomasa.
El presente invento se refiere a un procedimiento
para la producción a gran escala técnica de biomasa a partir de
organismos halófilos.
La producción de biomasa a escala técnica se
efectúa usualmente en instalaciones de fermentación. Éstas constan
en lo esencial de uno o varios recipientes cerrados, que
típicamente pueden tener un volumen de 10 a 20 m^{3}, y en algún
caso individual incluso hasta de 100 m^{3}. Además, para las
instalaciones técnicas se requieren dispositivos auxiliares
destinados a llenar y vaciar los recipientes de cultivación y a
controlar las condiciones de cultivación.
Para la producción de cantidades mayores de
biomasa se podría tomar en consideración también una fermentación en
cubas abiertas. Tal modo de ejecución del procedimiento tiene, sin
embargo, la desventaja, de que en el medio de cultivo se pueden
incorporar constantemente contaminaciones desde el exterior. Además,
en el caso de una ejecución del procedimiento en cubas abiertas no
se puede excluir el hecho de que el caldo de fermentación y los
organismos, que se encuentran dentro de éste, sean arrastrados al
medio ambiente y sean liberados allí. Esto no es aceptable, en
particular cuando se trabaja con organismos modificados por
tecnología genética, que eventualmente están sujetos a unas
reglamentaciones de seguridad especiales, o bien cuando se debe
trabajar con otros organismos clasificados como peligrosos o
tóxicos.
tóxicos.
Una misión del presente invento consistió, por
consiguiente, en poner a disposición un procedimiento para la
producción de biomasa, con el que sea posible producir grandes
volúmenes con un esfuerzo pequeño de aparatos y costes en
comparación con el estado de la técnica, y simultáneamente cumplir
los requisitos de las reglamentaciones de seguridad existentes para
microorganismos y en particular para microorganismos modificados
por tecnología genética.
En particular, la misión consistió en poner a
disposición un apropiado procedimiento para la producción de biomasa
a partir de organismos halófilos.
El problema planteado por esta misión se
resuelve, de acuerdo con el invento, mediante un procedimiento para
la producción de biomasa a partir de organismos halófilos, que está
caracterizado porque se lleva a cabo una fermentación de organismos
halófilos dentro de una cavidad en un macizo salino y los organismos
halófilos o componentes de éstos se obtienen en forma de
biomasa.
El concepto de fermentación designa, por lo
general, a procesos, en los que mediando un metabolismo aeróbico o
anaeróbico de microorganismos, se forman productos deseados con
enzimas microbianas o con cultivos de células vegetales o animales.
Una fermentación en el procedimiento de acuerdo con el invento se
efectúa mediando utilización de organismos halófilos.
De acuerdo con el invento, por ejemplo las
galerías de minas o las cavernas en macizos salinos o en minas de
sal se pueden aprovechar como recipientes de reacción para una
fermentación. El volumen de tales galerías de minas o cavernas es
mayor en varios órdenes de magnitud que el de los recipientes de
fermentación artificiales. De esta manera se pueden producir
cantidades considerables de biomasa, sin la necesidad de que se
deberían de poner a disposición a gran escala instalaciones de
producción más caras. Las cavernas de sal se forman en macizos
salinos, minas de sal o yacimientos de sal usualmente por medio de
una extracción con salmuera. Las dimensiones típicas de las
cavernas de sal, que quedan sobrantes en el caso de una obtención de
sal (mineral) por extracción con salmuera, son, por ejemplo, unos
diámetros de aproximadamente 20 a 200 m, en particular de
aproximadamente 60 m, y unas alturas de aproximadamente 100 a 500
m, en particular de aproximadamente 300 m. Tales cavernas de sal
pueden tener un volumen de algunos miles de metros cúbicos, por
ejemplo de aproximadamente 500.000 a 800.000 m^{3}, y constituyen,
por consiguiente, gigantescos recipientes de reacción, que se
pueden aprovechar de acuerdo con el invento para la producción de
biomasa.
Por medio de las favorables propiedades de una
sal mineral (en particular la sal gema, NaCl), se consigue un
cierre hermético prácticamente total con respecto al entorno. De
este modo, las cavernas de sal son herméticas y estables de una
manera ideal, con el fin de servir como espacio para reacciones de
fermentación. Además, los galerías de minas y las cavernas situadas
bajo tierra se pueden cerrar totalmente de manera hermética con
respecto del mundo exterior, de tal manera que se puede llevar a
cabo una producción incluso tomando en consideración las más
estrictas reglamentaciones de seguridad. Una contaminación del medio
ambiente o por el medio ambiente, tal como la que constituye un
gran problema en el caso de cubas y otros recipientes de reacción,
se excluye en el caso del modo de proceder de acuerdo con el
invento.
En todo el mundo hay grandes cantidades de
cavernas y galerías de minas de sal abandonadas que se han dejado
abiertas, por lo que están a disposición en este caso unos
recipientes de reacción fácilmente disponibles, favorables y
baratos. Hasta ahora, tales cavernas de sal se aprovechan, por
ejemplo, como yacimientos de almacenamiento para desechos, en
particular para desechos radioactivos, y para el almacenamiento de
petróleo o gas natural en su interior. Este modo convencional de
aprovechamiento de las cavernas de sal se describe, por ejemplo, en
la página web http://www.kbbnet.de.
Un sector de aplicación adicional del estado de
la técnica es el aprovechamiento de cavidades subterráneas, tales
como p.ej. cavernas de sal, para la descomposición deliberada y
planificada de un material orgánico (p.ej. carbón) para dar p.ej.
metano, con ayuda de microorganismos.
Las patentes de los EE.UU. n^{os} 4.826.769 y
4.845.034 describen la descomposición de carbón por medio de una
reacción bioquímica para dar productos, tales como p.ej. metano,
mediante microorganismos anaeróbicos en cavidades subterráneas,
tales como p.ej. cavernas subterráneas de sal.
La patente de los EE.UU. nº 6.143.534 se refiere
a la obtención de gases combustibles a partir de substratos de
lignina (tales como p.ej. carbón) por medio de una reacción
bioquímica, para lo que se emplean microorganismos anaeróbicos
apropiados. En el caso del aprovechamiento de cavernas subterráneas
de sal como recipiente de reacción de acuerdo con la patente de los
EE.UU. nº 6.143.534, se emplean microbios halófilos en condiciones
anaeróbicas en el caso de la reacción de biogasificación para la
formación, en particular, de metano.
En contraposición con este estado de la técnica,
en el caso del presente invento las cavidades de macizos salinos no
se utilizan para cultivar microorganismos con la finalidad de
descomponer o transformar un material orgánico, sino que se
describe la constitución de una biomasa. De acuerdo con el invento,
se cultivan organismos halófilos, y los organismos halófilos, o
componentes de éstos, se obtienen en forma de biomasa.
De modo condicionado por los organismos
utilizados, numerosas fermentaciones tienen que llevarse a cabo en
condiciones anaeróbicas. Puesto que las cavidades aprovechadas
conforme al invento, por ejemplo, las cavernas, se pueden cerrar
fácilmente de una manera estanca al aire, se pueden ajustar de
manera sencilla unas condiciones anaeróbicas en el medio de
cultivo. En el caso del procedimiento de acuerdo con el invento, en
una forma preferida de realización, la fermentación se lleva a
cabo, por tanto, en condiciones anaeróbicas. Es ventajoso, en el
caso de la ejecución del procedimiento de acuerdo con el invento,
sobre todo el hecho de que se puede regular la proporción de
oxígeno de la atmósfera, en la que se lleva a cabo el
procedimiento. Esto significa que se puede trabajar de una manera
anaeróbica, parcialmente anaeróbica, aeróbica o también
alternativamente de unas maneras anaeróbica y aeróbica.
Por lo general, los organismos halófilos se
multiplican (reproducen) en una atmósfera rica en oxígeno
(aeróbica). La formación de componentes de biomasa, tales como
p.ej. la membrana púrpura, es inducida, por el contrario, en una
atmósfera pobre en oxígeno o bien anaeróbica. De manera preferida,
en el caso del procedimiento de acuerdo con el invento la
multiplicación de los organismos halófilos se lleva a cabo en
condiciones aeróbicas, y la inducción de la formación de los
componentes de la biomasa, tal como p.ej. la membrana púrpura, se
lleva a cabo en condiciones anaeróbicas.
También es posible llevar a cabo el procedimiento
totalmente en el sector parcialmente anaeróbico, de tal manera que
la multiplicación y la inducción se desarrollen paralelamente.
Cuando sólo se desee la multiplicación de los organismos halófilos,
el procedimiento se puede llevar a cabo de manera
ininterrumpidamente aeróbica. Esto presenta utilidad, por ejemplo,
cuando a fin de cuentas no se debe obtener p.ej. la membrana
púrpura sino otros componentes de la biomasa, tales como p.ej. ADN
y proteínas.
En el caso de un ejecución anaeróbica del
procedimiento, éste se lleva a cabo sin oxígeno o con pequeñas
cantidades de hasta < 3% en volumen, de una manera preferida #
2,5% en volumen, de una manera más preferida # 2% en volumen, y de
una manera especialmente preferida # 1,5% en volumen, de oxígeno. El
concepto de anaeróbica significa en particular totalmente exenta de
oxígeno (= un contenido de oxígeno de 0% en peso ) o en presencia
de una cantidad pequeña de O_{2}, de p.ej. \exists 0,5 o
\exists 1% en volumen.
Una realización parcialmente anaeróbica del
procedimiento significa que se trabaja con unos contenidos de
oxígeno de 3 a 8% en volumen. De manera preferida se ajusta un
contenido de O_{2} de 3,5 a 5% en volumen.
El contenido de O_{2}, en el caso de una
ejecución aeróbica del procedimiento, está situado usualmente entre
> 8% en volumen y el contenido de O_{2} del aire, a saber de
21% en volumen, de manera preferida \exists 10% en volumen, y de
manera más preferida \exists15% en volumen. Los datos acerca del
contenido de O_{2} se refieren en este caso a la proporción de
O_{2} en la mezcla gaseosa que se ha aportado al medio de
reacción o por encima del medio de reacción. La medición del
contenido de O_{2} en el espacio gaseoso se puede efectuar con
métodos convencionales, tales como p.ej. mediante electrodos de
oxígeno.
El contenido de O_{2} se ajusta
correspondientemente a la ejecución deseada del procedimiento. Esto
se puede conseguir de una manera sencilla, p.ej. a través de
mangueras de material sintético con una porosidad controlada.
La cantidad del oxígeno disuelto en la solución
de reacción depende de la cantidad aportada de O_{2}, o bien de la
cantidad de O_{2} que está presente en el espacio gaseoso,
ajustándose un equilibrio entre el oxígeno disuelto en la solución
salina y el oxígeno presente en el espacio gaseoso. Al llevar a cabo
el procedimiento de acuerdo con el invento, se conduce dentro del
medio de reacción, o dentro del espacio gaseoso, oxígeno, que se
disuelve entonces de una manera correspondiente en la solución
salina. En estas condiciones aeróbicas, que se presentan entonces,
los organismos se multiplican y consumen de este modo oxígeno,
formándose un medio anaeróbico, tan pronto como ya no se aporte
ninguna cantidad adicional de oxígeno. Dependiendo de si se desea
una multiplicación adicional, se puede gasificar de nuevo. Cuando se
deba efectuar la inducción de la formación de p.ej. la membrana
púrpura, se mantienen las condiciones anaeróbicas. Mediante una
gasificación efectuada de una manera correspondiente con frecuencia,
se puede trabajar también totalmente de manera aeróbica; sin
gasificación, se puede conseguir una ejecución totalmente
anaeróbica del procedimiento. Con el fin de mantener el
procedimiento ininterrumpidamente en el sector parcialmente
anaeróbico, mediante una gasificación a intervalos se puede mantener
un nivel de O_{2} constante.
La solubilidad del oxígeno en la solución salina
acuosa es dependiente de la temperatura. Las temperaturas usuales
de fermentación son, de una manera preferida de 10 a 80ºC, de una
manera más preferida de 25 a 45ºC, y de una manera sumamente
preferida de 30 a 40ºC. Con el fin de ajustar las temperaturas
necesarias, puede ser necesario calentar el medio. Esto se puede
efectuar a través de métodos convencionales o también eventualmente
a través de la radiación solar.
En el caso del procedimiento de acuerdo con el
invento para la producción de biomasa, se cultivan organismos
halófilos, de una manera preferida organismos halotolerantes o/y
extremadamente halófilos, de una manera especialmente preferida
halobacterias. De manera preferida se cultivan Halobacterium
salinarum o/y Haloferax volcanii. La cultivación de
tales organismos se efectúa en unos medios que contienen sal
(mineral), ajustándose el contenido de sal al correspondiente
organismo que se haya de cultivar. Por regla general, el medio
debería tener un contenido de sal desde aproximadamente 5% en peso
hasta el contenido de una solución saturada, p.ej. hasta
aproximadamente 40% en peso. A la temperatura ambiente, una solución
saturada de sal contiene aproximadamente 26% en peso de sal. Una
solución salina con aproximadamente 5% en peso de sal corresponde de
manera aproximada a la concentración de sal del agua marina.
Los organismo halófilos ("que aman a la
sal") son unos organismos, que en unos medios con una proporción
de sal de aproximadamente 5% en peso, es decir, en una solución
aproximadamente 1 M de sal, crecen de manera óptima, y por tanto son
cultivables p.ej. en agua marina. Tales organismos son capaces de
vivir (viables) en el caso de unas concentraciones de sal de por lo
menos 3% en peso.
La multiplicación óptima de los organismos
extremadamente halófilos o bien de los organismos halotolerantes se
desarrolla en el caso de unas concentraciones de sal > 2,5 M
(> que una solución de sal aproximadamente al 15% en peso).
Ejemplos de organismos extremadamente halófilos son Haloferax
volcanii y Halobacterium salinarum. Los organismos
extremadamente halófilos son capaces de vivir a unas
concentraciones de aproximadamente \exists 10% en peso.
Los organismos halotolerantes pueden crecer en un
entorno con un contenido extremado de sal (2,5 M), pero no tienen el
alto contenido de sal en la célula, sino que compensan la presión
osmótica mediante la producción de una sustancia apropiada. la
Dunaniella es, por ejemplo, una especie halotolerante, que
produce glicerol. Estos organismos son capaces de vivir tanto a
unas concentraciones pequeñas, como también a unas concentraciones
muy altas, de sal (una solución saturada), por tanto, p.ej. a
aproximadamente hasta 26% en peso de sal.
La fermentación de organismos halófilos y en
particular de organismos extremadamente halófilos o/y halotolerantes
ha implicado hasta ahora, en el caso de las instalaciones de
fermentación conocidas en el estado de la técnica, unos
considerables requisitos adicionales de aparatos caros, puesto que
se tienen que utilizar unos recipientes de cultivo con una alta
resistencia frente a la corrosión, por ejemplo, unos recipientes de
cultivo con un revestimiento de material cerámico. En el caso de la
ejecución del procedimiento de acuerdo con el invento dentro de una
cavidad en un macizo salino, se suprimen estos requisitos
adicionales de aparatos. Puesto que como recipiente de reacción se
emplea una caverna en un macizo salino, están a disposición
directamente además las muy grandes cantidades de sal que son
necesarias para la cultivación de organismos halófilos. Por ejemplo,
la sal se puede simplemente enjuagar y lavar desde la pared de la
caverna con agua hacia dentro del caldo de fermentación, con lo que
se presentan automáticamente las altas concentraciones de sal que
son necesarias para la cultivación de organismos halófilos. Mediante
este sencillo sistema es posible mantener una densidad constante de
células, lo que proporciona unos rendimientos especialmente buenos.
Mediante una sencilla adición dosificada o eliminación de agua, se
puede adaptar el volumen de la solución de fermentación a la
deseada densidad de células, ajustándose automáticamente de nuevo la
deseada solución salina concentrada, puesto que, al eliminar agua,
precipita sal, y al añadir agua, se disuelve y desprende una
cantidad adecuada de sal desde la pared o bien desde las
existencias en el suelo. Para llevar a cabo una fermentación de
organismos halófilos, se utiliza dentro de la cavidad en un macizo
salino, de manera preferida, una solución salina saturada, que
tiene una proporción de sal de manera preferida de aproximadamente
26% en peso a la temperatura ambiente (TA). Una ventaja adicional
de la realización de fermentaciones en soluciones salinas saturadas,
consiste en que, en el caso de unas concentraciones tan altas de
sal, prácticamente no aparece ninguna contaminación por otros
microorganismos perturbadores. Si para la cultivación de los
microorganismos se necesita una concentración de sal, que sea menor
que la de una solución saturada, entonces la correspondiente
concentración de la solución se puede ajustar añadiendo
continuamente agua con una determinada velocidad de afluencia, de
tal manera que la sal se disuelve y desprende desde la pared o bien
desde el suelo del recipiente con mayor lentitud que la adición de
agua. De esta manera es posible cultivar organismos, cuyo
crecimiento óptimo tiene lugar en soluciones salinas concentradas
pero no saturadas, pudiéndose regular o bien mantener constante,
simultáneamente también aquí la densidad de células. Además, se
suprimen los costes de transporte y almacenamiento, puesto que la
sal necesaria para la cultivación está presente directamente en el
lugar de la producción.
Una clase especialmente interesante de organismos
extremadamente halófilos son las cepas de halobacterias, que
producen bacteriorrodopsina, la membrana púrpura, la membrana
blanca, halorrodopsina, las sensorrodopsinas I o/y II, ATPasas,
motores flagelares y otras enzimas o productos aprovechables
técnicamente. De acuerdo con el invento, como productos de la
fermentación se pueden producir también sustancias, que se obtienen
mediante una modificación, en particular mediante una modificación
por tecnología genética, de los citados productos, así como
productos, que tan sólo después de una modificación por tecnología
genética de los microorganismos, son producidos por éstos. De
acuerdo con el invento se pueden obtener en forma de una biomasa,
por consiguiente, todos los productos conocidos de halobacterias,
así como estos productos en una forma modificada. Además de esto,
es posible producir también productos no naturales en
microorganismos, en particular en halobacterias, es decir productos
que producen los microorganismos, después de que se haya implantado
en ellos la correspondiente información genética. En este caso, los
microorganismos, en particular las halobacterias, actúan como un
puro anfitrión hospedante.
Para obtener los productos deseados, tales como
ilustrativamente bacteriorrodopsina, en el caso de la cultivación
de cepas de halobacterias se requiere, sin embargo, frecuentemente
iluminar el medio de cultivo adicionalmente con luz o llevar a cabo
una cultivación anaeróbica. Puesto que, como se ha expuesto
anteriormente, en el caso del procedimiento de acuerdo con el
invento es posible una ejecución anaeróbica del procedimiento de una
manera sencilla, se puede prescindir de las estructuras internas
necesarias en el estado de la técnica, que hacen posible una
iluminación o una gasificación o bien una evacuación de los
gases.
Puesto que, además de esto, las cantidades de
sal, que son necesarias para la fermentación de organismos
halófilos, se pueden extraer directamente desde el yacimiento de sal
o bien desde el macizo salino, el procedimiento de acuerdo con el
invento es manifiestamente más barato que los procedimientos
convencionales desde puntos de vista tanto técnicos de aparatos,
logísticos, así como también técnicos de costes.
El procedimiento de acuerdo con el invento se
puede emplear también para cultivar organismos modificados por
tecnología genética. De esta manera se pueden obtener unos
productos de fermentación específicos, deseados, eventualmente
modificados. El tratamiento o bien la elaboración de los organismos
modificados por tecnología genética es posible, puesto que las
cavernas se pueden cerrar herméticamente con facilidad de manera
total con respecto del mundo exterior, y por consiguiente, junto a
una exclusión del aire, se puede impedir de manera prácticamente
total también una contaminación en o desde el medio de
cultivación.
Por consiguiente, con el procedimiento de acuerdo
con el invento, el deseado componente de organismos halófilos, por
ejemplo bacteriorrodopsina o una bacteriorrodopsina modificada por
tecnología genética, la membrana púrpura, la membrana blanca u otro
producto producido en cultivos celulares, se puede obtener en
grandes cantidades como un producto de la fermentación. Por ejemplo,
por cada caverna se puede obtener biomasa en una cantidad de
aproximadamente 50 toneladas / año. La biomasa puede extraerse a
partir del medio de una manera continua o por tandas
(discontinua).
En el caso de una correspondiente ejecución del
procedimiento, los organismos halófilos cultivados contienen otros
componentes tales como, por ejemplo, ADN y proteínas solubles, que
se pueden obtener eventualmente en forma de biomasa. El ADN o/y las
proteínas solubles se pueden disgregar p.ej. de una manera parcial o
total directamente allí mismo (por medios ácidos o alcalinos, o
bien mecánica o térmicamente), y entonces éstos se pueden utilizar
en esta forma como fuentes de carbono para fermentaciones
adicionales o se pueden aislar también en forma de biomasa.
En el caso de las cavidades utilizadas, se puede
tratar tanto de una cavidad natural como también de una cavidad
formada artificialmente en un macizo salino o en un yacimiento de
sal. Las cavidades producidas artificialmente resultan en
particular al extraer con salmuera formaciones de sal a fin de
obtener sal. Las cavidades pueden tener unos volúmenes arbitrarios,
siendo usuales unos volúmenes en el orden de magnitud de algunos
cientos de miles de m^{3} para las cavernas de sal.
Mediante la utilización de acuerdo con el invento
de cavidades en macizos salinos como recipientes de reacción en el
caso de la producción de biomasa, o bien en el caso de la
producción en grandes cantidades de deseados productos de
fermentación, se obtienen en particular las siguientes ventajas. En
primer lugar, los costes por unidad de volumen de fermentación son
esencialmente más favorables (baratos) que en el caso de las
instalaciones de fermentación utilizadas usualmente, puesto que las
cavernas de sal existen ya en un gran número, y en la mayoría de los
casos sin aprovechar. Además, las enormes cantidades de sal, que se
necesitan para la fermentación para organismos extremadamente
halófilos, se pueden extraer de manera barata directamente desde el
macizo salino, de tal manera que no se plantea ningún problema de
transporte o almacenamiento. Además, las cavernas en macizos salinos
se pueden cerrar herméticamente con facilidad de una manera total
con respecto del mundo exterior. De esta manera se excluye, por una
parte, una contaminación del caldo de fermentación por impurezas
del exterior, y por otra parte, se impide que ciertos componentes
del caldo de fermentación, por ejemplo organismos, y en particular
organismos modificados por tecnología genética, puedan acceder al
mundo exterior. De esta manera se puede establecer una producción
mediando utilización de organismos modificados por tecnología
genética incluso bajo unas estrictas reglamentaciones de seguridad
biológica. A través del cierre hermético frente al mundo exterior es
posible, además, llevar a cabo la reacción precisamente en
condiciones anaeróbicas.
Puesto que las cavernas de sal están rodeadas
totalmente por gruesas capas de sal, no existe ningún tipo de
vínculo con las aguas subterráneas. Por lo tanto, se excluye una
contaminación de las aguas subterráneas con sustancias
constituyentes o bien microorganismos desde del medio de
fermentación. Esto constituye también una ventaja de las cavidades
en macizos salinos frente a las cuevas normales, puesto que las
cuevas tienen, por regla general, siempre algún tipo de hendiduras,
fisuras, etc.
Una ventaja técnica más del procedimiento de
acuerdo con el invento reside en el hecho de que el medio de
fermentación se puede emplear, después de la fermentación y de la
separación de los microorganismos, directamente en forma de sal
líquida, para p.ej. la descongelación y el deshielo de carreteras.
Puesto que las halobacterias se lisan p.ej. mediando adición de
agua, ellas, al esparcirlas en el medio ambiente y en la dilución
resultante, se lisarían automáticamente, de tal manera que tal
utilización ulterior de la solución salina es inofensiva.
La fermentación propiamente dicha se realiza de
manera preferida en un lago artificial subterráneo de sal, que se
forma mediante introducción de agua por proyección, inyección o
lavado en la cavidad. De manera preferida, al establecer el lago
artificial de sal se desprende sal desde la pared de la caverna por
el enjuague y el lavado con agua, formándose directamente el
deseado medio nutricio. En este caso, se pueden ajustar las
necesarias concentraciones de sal. De esta manera se puede aportar
de una manera sencilla la sal que se necesita para la cultivación de
bacterias halófilas, sin que sean necesarios para ello unos
aparatos técnicamente costosos.
El procedimiento de acuerdo con el invento se
lleva a cabo preferiblemente de la siguiente manera:
Mediante desprendimiento de sal desde las paredes
de la caverna por enjuagado y lavado con agua se forma en primer
lugar una solución salina. A continuación, se puede analizar la
composición iónica de la solución salina, y completar la solución
eventualmente mediante adición de más iones adicionales, p.ej. de
potasio, magnesio, calcio, etc., en unas cantidades tales como las
que se requieren para la fermentación. El lago de sal formado se
puede eventualmente regular termostáticamente, según sea el tamaño
de la caverna, agitando o haciendo circular por bombeo la salmuera.
De manera preferida, con un tubo se extrae salmuera desde el fondo
del lago hacia arriba, se regula termostáticamente ésta y se
conduce por arriba de nuevo al lago. Por medio de una regulación
termostática se puede aumentar adicionalmente el crecimiento de los
microorganismos y, por consiguiente, la cantidad del producto de la
fermentación. Finalmente, a la solución salina se le pueden añadir
todavía fuentes de carbono para la fermentación, por ejemplo, una
peptona o materiales hidrolizados de almidón.
El lago de sal producido tal como se ha expuesto
anteriormente, que sirve como caldo de fermentación, se inocula con
un cultivo de bacterias, en particular con un cultivo de
halobacterias. A continuación, se vigila el crecimiento de las
bacterias, hasta que se haya alcanzado una densidad de células
aceptable o preestablecida. Seguidamente, se efectúa la separación
de la biomasa formada desde el medio. La separación se puede
efectuar de una manera continua, p.ej. mediante una denominada
filtración en un módulo de corriente transversal (en inglés
"ACross-flow Module"). Sin embargo, también es
posible llevar a cabo la extracción en un procedimiento discontinuo
(por tandas, en inglés "batch"). La cantidad de sal que se ha
eliminado en común con la biomasa es repuesta continuamente por las
paredes, al ser simplemente disuelta, por causa de la solubilidad de
saturación, dependiente de la temperatura, de la sal en agua o bien
de la salmuera.
Claims (9)
1. Procedimiento para la producción de biomasa a
partir de organismos halófilos, caracterizado porque se lleva
a cabo una fermentación de organismos halófilos dentro de una
cavidad en un macizo salino, y a partir de los organismos halófilos
se obtienen bacteriorrodopsina, la membrana púrpura o/y la membrana
blanca en forma de biomasa.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, estando caracterizado el procedimiento porque se lleva a
cabo primeramente de manera aeróbica para la multiplicación de los
organismos halófilos y luego de manera anaeróbica para la inducción
de la formación de componentes de la biomasa.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo de
una manera parcialmente anaeróbica.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplean
organismos halotolerantes o/y organismos extremadamente
halófilos.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplean
halobacterias.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplean
Haloferax volcanii o/y Halobacterium salinarum.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
aprovecha una cavidad que se ha formado de una manera natural o/y
artificial.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las
cantidades de sal, que son necesarias para la fermentación de los
organismos halófilos, se extraen desde el macizo salino.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplean
organismos modificados por tecnología genética.
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