ES2222160T3 - Procedimiento de produccion de arabitol por fermentacion continua. - Google Patents
Procedimiento de produccion de arabitol por fermentacion continua.Info
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Abstract
Procedimiento de producción de arabitol por fermentación continua como mínimo de un azúcar por microorganismos productores de arabitol, caracterizado por el hecho de que se procede a las siguientes fases: a) conducción de la producción de arabitol en una primera zona de fermentación, que comprende como mínimo un fermentador, de manera que una parte del azúcar introducido en el medio de fermentación se consume por dichos microorganismos, b) transferencia de una parte del medio de fermentación obtenido de este modo en una segunda zona de fermentación, comprendiendo por lo menos un fermentador, manteniendo simultáneamente el volumen constante en la primera zona de fermentación por añadidura de azúcar, c) continuación de la producción de arabitol en dicha segunda zona de fermentación de forma que se consume el azúcar residual del medio de fermentación, d) separación de forma continua del medio de fermentación de dicha segunda zona de fermentación obtenido de esta manera en una fracción concentrada de microorganismos y otra fracción soluble enriquecida en arabitol, e) recogida del arabitol obtenido.
Description
Procedimiento de producción de arabitol por
fermentación continua.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de producción de arabitol por fermentación continua,
como mínimo, de un azúcar mediante microorganismos productores de
arabitol.
Tiene más específicamente por objeto un
procedimiento de producción de arabitol por fermentación continua
de, como mínimo, un azúcar mediante microorganismos productores de
arabitol que utiliza, como mínimo, dos zonas de fermentación
conectadas entre sí.
De manera más precisa, el procedimiento según la
invención consiste en realizar la producción de arabitol en una
primera zona de fermentación, favoreciendo el consumo de una parte
del azúcar introducido en el medio de fermentación que contiene, y a
continuación transferir una parte de dicho medio de fermentación a
una segunda zona de fermentación, todo ello manteniendo constante el
volumen de dicha primera zona por añadidura de azúcar, y siguiendo
la producción de arabitol en la segunda zona de fermentación de
manera que se consume el azúcar residual.
Se procede a continuación, en la segunda zona de
fermentación, a la separación de forma continua del medio de
fermentación con un reducido contenido de azúcar residual obtenido
de este modo en una fracción concentrada en microorganismos y otra
fracción soluble enriquecida en arabitol, y eventualmente al
reciclado de dichos microorganismos a la entrada de la primera zona
de fermentación.
La preparación industrial del arabitol se basa
principalmente en procedimientos de fermentación.
De modo general, los procedimientos biológicos de
producción de arabitol pueden utilizar dos modos de fermentación
distintos: discontinuo y continuo.
En el modo discontinuo, se utilizan de manera
clásica dos técnicas: la técnica de fermentación discontinua
propiamente dicha (o de lotes) y la técnica de fermentación
discontinua alimentada (o de lote alimentado "fed batch").
En la técnica de fermentación discontinua
propiamente dicha, todos los sustratos necesarios para la
alimentación de los microorganismos son introducidos al principio de
la fermentación, y el arabitol producido es extraído al fin de la
fermentación.
Se entiende por "sustratos" el conjunto de
elementos nutritivos que se introducen en el medio de fermentación.
En el sentido de la invención, los sustratos son principalmente las
fuentes de carbono (comprendiendo entre ellas el azúcar) y
nitrogenadas directamente asimilables por los microorganismos
productores de arabitol.
Esta técnica de fermentación discontinua
presenta, no obstante, el inconveniente de requerir un tiempo
prolongado de fermentación, para permitir el consumo total de azúcar
introducido en el medio de fermentación, y requerir la utilización
de grandes volúmenes del medio de fermentación, y por lo tanto de
fermentadores, para obtener rendimientos de conversión
satisfactorios. Todo ello se traduce en una productividad en volumen
mediocre.
Además, ocurre que la variación de la
concentración de uno de los constituyentes del medio de fermentación
afecta al rendimiento o a la productividad en arabitol.
Una solución consiste en utilizar la segunda
técnica de fermentación discontinua, llamada fermentación
discontinua alimentada.
Esta técnica consiste en especial en introducir
los sustratos progresivamente en el medio de fermentación.
La ventaja de esta técnica es, por lo tanto, no
solamente poder controlar la concentración en sustratos del medio de
fermentación, sino igualmente permitir el consumo total del azúcar
introducido.
La técnica de fermentación discontinua alimentada
permite, por lo tanto, resolver los problemas relacionados con los
efectos inhibidores potenciales de algunos de los constituyentes de
los sustratos de la fermentación con respecto al crecimiento de los
microorganismos o de la producción de arabitol, o regular, por
ejemplo, de manera más fina la aireación que condiciona la
producción del arabitol.
No obstante, para obtener rendimientos y
productividades satisfactorias, es necesario utilizar
concentraciones elevadas de sustratos. Sobre todo, las duraciones de
fermentación son largas y es preciso asegurar un control pesado y
molesto de las diferentes etapas de la fermentación.
Así, por ejemplo, el procedimiento descrito por
ESCALANTE y otros, (en Journal of Fermentation and Bioengineering,
70-4, 228-231, 1990) para la
producción de arabitol mediante Hansenula en fermentación
discontinua alimentada, no permite conseguir rendimientos y
productividades industrialmente interesantes.
En efecto, incluso si el arabitol es producido de
manera selectiva, y si el procedimiento de fermentación discontinua
alimentada permite asegurar el consumo de toda la glucosa
introducida en el medio de fermentación, el arabitol solo se obtiene
con un rendimiento del orden del 14%.
El segundo modo de fermentación utilizado de
manera clásica para la producción de arabitol por vía biológica es
el modo continuo, como se describe, por ejemplo, por JAKOBUS van ZYL
y PRIOR en Appl. Microbiol. Biotechnol. (1990), 33,
12-17.
En el modo continuo, todos los sustratos de
fermentación son ajustados de manera continua en el fermentador, y
se extraen fracciones del medio de fermentación con el mismo caudal
que la aportación de sustratos, de forma que se trabaja a volumen
constante.
Este modo de fermentación permite una ganancia
apreciable de rendimiento y de productividad, pero no permite
obtener un producto de elevada pureza, puesto que el arabitol
retirado está forzosamente contaminado por los sustratos
reintroducidos en el curso de la fermentación.
Por consiguiente, el inconveniente principal de
los procedimientos de fermentación en modo continuo es la necesidad
de purificar el arabitol. Además, las técnicas de purificación solo
permiten separar de manera difícil el arabitol del azúcar residual
no asimilado por los microorganismos.
Por esta razón, se encuentra clásicamente
asociado a estos procedimientos de fermentación continuos,
instalaciones de purificación complejas, pesadas y costosas.
Todos los esfuerzos de los especialistas en
fermentación se dedican, por lo tanto, a la investigación de las
condiciones operativas que conducen a conciliar los mejores factores
de rendimiento y productividad en arabitol, con un reducido
contenido de azúcar residual que permite una purificación poco
costosa y fácil del arabitol producido.
La presente invención tiene, por lo tanto, el
objetivo de resolver el problema de producción de arabitol con una
pureza satisfactoria y con excelentes rendimientos y productividad
por la utilización de una técnica de fermentación de forma continua
específica.
El procedimiento de producción de arabitol
utilizado por la sociedad solicitante consiste en realizar la
fermentación por lo menos de un azúcar por los microorganismos
productores de arabitol en dos zonas de fermentación.
La invención se refiere más particularmente a un
procedimiento de arabitol por fermentación continua como mínimo de
un azúcar por microorganismos productores de arabitol, que se
caracteriza por las fases siguientes:
- a) conducir la producción de arabitol en una primera zona de fermentación, que comprende como mínimo un fermentador, de manera que una parte del azúcar introducido en el medio de fermentación es consumido por dichos microorganismos,
- b) transferir una parte del medio de fermentación obtenido de este modo en una segunda zona de fermentación, que comprende por lo menos un fermentador, manteniendo el volumen constante en la primera zona de fermentación por añadidura de azúcar,
- c) continuación de la producción de arabitol en dicha segunda zona de fermentación de forma que consuma el azúcar residual del medio de fermentación,
- d) separación de forma continua del medio de fermentación de dicha segunda zona de fermentación obtenida de este modo en una fracción concentrada en microorganismos y otra fracción soluble enriquecida en arabitol,
- e) recogida del arabitol producido de esta forma.
La primera etapa del procedimiento según la
invención consiste en conducir la producción de arabitol en una
primera zona de fermentación, que comprende como mínimo un
fermentador, de manera que una parte del azúcar introducido en el
medio de fermentación sea consumida por dichos microorganismos.
Se escoge ventajosamente los microorganismos
entre las levaduras osmotolerantes, naturales o modificadas,
productoras de arabitol a partir de azúcar como fuente de carbono
directamente asimilable.
Por "levaduras osmotolerantes", se
comprenden levaduras capaces de soportar presiones osmóticas
importantes y que corresponden a los géneros Yamadazyma,
Debaromyces, Hansenula, Candida, Zygosaccharomyces y
Saccharomyces...sin que esta lista sea limitativa.
Por "levaduras osmotolerantes naturales", se
comprenden levaduras osmotolerantes que son aisladas de su entorno
por sus capacidades naturales para producir un metabolito
determinado, en este caso, el arabitol.
Por "levaduras osmotolerantes modificadas",
se comprenden levaduras osmotolerantes cuyas capacidades naturales
para producir un metabolito determinado, en este caso el arabitol,
han sido optimizadas por la puesta en práctica de técnicas de
mutagénesis (aleatorias o dirigidas) o técnicas de biología
molecular.
Por "azúcar" se comprenden en la presente
invención todos los azúcares carbonados directamente asimilables por
los microorganismos productores de arabitol.
Es un azúcar de este tipo, por ejemplo, el que se
puede escoger en el grupo constituido por la glucosa, galactosa,
sacarosa, arabinosa, glicerol, fructosa, maltosa, silulosa,
ribulosa, manitol, mio-inositol, etanol, almidón y
maltosa, solos o en mezcla entre sí.
La primera zona de fermentación es utilizada de
manera que asegura una producción elevada de arabitol, favoreciendo
el consumo de una parte del azúcar introducido en el medio de
fermentación.
Se entiende por "una parte de azúcar", de
acuerdo con la invención, una cantidad de azúcar mínima de 50% en
peso, preferentemente como mínimo 80% en peso, y de manera más
preferentemente todavía un mínimo de 90% en peso.
En un primer modo preferente de realización del
procedimiento según la invención, la producción de arabitol se
inicia en la primera zona de fermentación de forma discontinua,
introduciéndose simultáneamente todos los sustratos de fermentación,
estando comprendido en ellos el azúcar y los microorganismos.
En un segundo modo preferente de realización del
procedimiento según la invención, la producción de arabitol se
inicia en la primera zona de fermentación de manera discontinua
alimentada, llevándose a cabo de manera progresiva la alimentación
en azúcar de los microorganismos productores del arabitol.
Se escoge ventajosamente una forma de
alimentación discontinua de tipo alimentado para empezar la
fermentación en el procedimiento según la invención.
Esta forma de alimentación discontinua permite
asegurar el llenado progresivo de la primera zona de fermentación en
sustratos de manera que se mantiene una relación elevada de
crecimiento de microorganismos, una buena conversión del azúcar en
arabitol y una concentración en azúcar del medio de fermentación a
un valor tolerado por el microorganismo productor de arabitol
considerado.
Se comprende por "concentración en azúcar
tolerada por el microorganismo", una concentración de azúcar
mínima que no inhibe ni el crecimiento de dicho microorganismo ni su
producción de arabitol.
De manera general, para todos los microorganismos
productores de arabitol, las condiciones utilizadas son reguladas de
manera que eviten un consumo total del azúcar.
La producción elevada de arabitol en la primera
zona de fermentación conduce en general al mantenimiento de
cantidades igualmente elevadas de azúcar residual no consumido, cuya
importancia es función de los microorganismos considerados. De
manera general, esta relación de azúcar residual es por lo menos
igual a 2,5% en peso.
La segunda etapa del procedimiento según la
invención consiste entonces en transferir una parte del medio de
fermentación obtenido de esta manera en una segunda zona de
fermentación, que comprende como mínimo un fermentador, manteniendo
simultáneamente el volumen constante en la primera zona de
fermentación por adición de azúcar.
Se efectúa de este modo la transferencia de una
parte del medio de fermentación de la primera zona de fermentación a
la segunda, cuando dicho medio de fermentación es enriquecido en
arabitol, pero contiene, no obstante, todavía azúcar residual no
consumido, en cantidad tal que hace pesada y compleja la
purificación del arabitol producido.
Esta transferencia está acompañada de una
alimentación continua de azúcar en la primera zona de fermentación,
con la finalidad no solamente de mantener el volumen constante, sino
sobre todo de continuar la producción de arabitol con una
productividad y un rendimiento de conversión por lo menos iguales a
los valores obtenidos en la fase de iniciación de la producción de
arabitol que se ha descrito anteriormente.
Se escoge ventajosamente alimentar de forma
continua la primera zona de fermentación con los sustratos, en vez
de hacerlo únicamente con azúcar, tal como se indica en un ejemplo
posterior.
La tercera etapa del procedimiento según la
invención consiste en continuar la producción de arabitol en la
segunda zona de fermentación de manera que se consume el azúcar
residual de la parte del medio de fermentación procedente de la
primera zona de fermentación.
La segunda zona de fermentación es utilizada por
lo tanto simultáneamente para continuar la producción de arabitol,
pero sobre todo para terminar el consumo de azúcar que contamina la
parte del medio de fermentación transferida de la primera zona de
fermentación a la segunda, de manera que solo deja una débil
proporción de azúcar residual.
Un reducido contenido de azúcar residual se
entiende ventajosamente de una concentración de azúcar en el medio
de fermentación como máximo igual a 2% en peso, y preferentemente
como máximo igual a 1% en peso.
En un modo preferente del procedimiento según la
invención, se conduce por tanto a esta etapa utilizando
fermentadores de dimensiones distintas, presentando los
fermentadores de la segunda zona de fermentación un volumen inferior
a los de la primera zona de fermentación.
En una forma de realización todavía más
preferente del procedimiento según la invención, se escoge no
utilizar más que un fermentador por zona de fermentación.
La cuarta etapa del procedimiento según la
invención consiste en separar de manera continua el medio de
fermentación con reducido contenido de azúcar residual obtenido de
este modo, en una fracción concentrada en microorganismos y otra
fracción soluble enriquecida en arabitol.
Se realiza la separación continua entre los
microorganismos y la fracción enriquecida en arabitol por cualquier
medio conocido por los técnicos en la materia, por ejemplo,
microfiltrado, utilizando membranas cuyo diámetro de poros se adapta
a las dimensiones del microorganismo considerado o por
centrifugación en un intervalo de 1.000 a 10.000 G, y de manera
preferente por microfiltrado, tal como se indica más adelante con un
ejemplo.
La solución clarificada, enriquecida en arabitol,
obtenida al final de esta etapa de separación, constituye el
arabitol producto.
Se ha descubierto igualmente por la sociedad
solicitante que puede ser ventajoso reciclar la fracción enriquecida
en microorganismos a la entrada de la primera zona de
fermentación.
La ventaja de esta etapa de reciclado de los
microorganismos es la de reintroducir una biomasa cuyas capacidades
de fermentación son completas, y evitar por la misma un retraso en
la puesta en práctica que ocasionaría la preparación de un nuevo
cultivo de microorganismos productores de arabitol.
La recuperación del arabitol producido se
efectúa, por ejemplo, por concentración hasta un valor del orden de
20% y superior, y puede ser continuada por una etapa de
cristalización por cualquier método conocido por los técnicos en la
materia.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán de la lectura de los ejemplos no limitativos que se
describen a continuación.
Las dos zonas de fermentación utilizadas
comportan cada una de ellas un fermentador, pero de dimensión
distinta. El primer fermentador de marca CHEMAP® tiene un volumen de
20 l (17 l útiles), y el segundo, de la misma marca, un volumen de 5
l (4 l útiles).
Un precultivo del microorganismo Yamadazyma
ohmeri, cepa ATCC 20209, es realizado en principio en otro
fermentador de 20 l.
El medio de precultivo está constituido por
glucosa con una concentración de 50 gr/l, licor de "corn steep"
con una concentración de 8 gr/l, KH_{2}PO_{4} a una
concentración de 2 gr/l y MgSO_{4} con una concentración de 1
gr/l. El precultivo se realiza a 30ºC, con una agitación a 600 rpm,
una aireación de 1 vvm, durante 12 horas, y una regulación del pH a
4,5 con NH_{4}OH al 20%.
El fermentador de la primera zona de fermentación
es inseminado con 1 l de este precultivo. Se completa a 6 l con un
medio que comprende glucosa con una concentración de 50 gr/l, licor
de "corn steep" con una concentración de 8 gr/l,
KH_{2}PO_{4} con una concentración de 2,5 gr/l, MgSO_{4} con
una concentración de 1 gr/l y FeSO_{4} con una concentración de
0,05 gr/l.
La temperatura se fija a 30ºC. El pH se regula al
valor 4,5 hasta 35 horas con ayuda de NH_{4}OH 20%, y a
continuación la regulación es fijada a valor 3 con ayuda de KOH 5
N.
La añadidura de glucosa se asegura tal como se
indica en la siguiente tabla I. La biomasa se estima por la medición
de la absorbancia (densidad óptica o DO) del medio a 620 nm.
Para la Yamadazyma ohmeri, una unidad de
absorbancia a 600 nm equivale a una biomasa del orden de 0,2
gr/l.
Después de 40 horas de fermentación, se alcanza
el volumen útil del fermentador de la primera zona de fermentación,
y la concentración en glucosa residual es de 29 gr/l.
Entonces se transfieren 4 l del medio de
fermentación de este primer fermentador en el fermentador de la
segunda zona de fermentación, y se añaden entonces 800 gr de glucosa
en un volumen de 2 l en el primer fermentador. La temperatura de la
segunda zona de fermentación se fija a 38ºC, y el pH se regula a 3,5
con ayuda de KOH 5 N.
Los fermentadores evolucionan a continuación
separadamente hasta 46 horas, a partir de la cual se efectúa la
primera extracción de arabitol en el segundo fermentador.
A partir de las 46 horas, el fermentador de la
primera zona de fermentación es alimentado en glucosa con una
concentración de 250 gr/l con un caudal del orden de 0,4 l/h y en
licor de "corn steep" con un caudal de 50 gr/l con un caudal
del orden de 10 ml/h.
El medio círculo de la primera zona de
fermentación a la segunda mediante una bomba PCM®, y a continuación
de la segunda zona de fermentación a un módulo de filtrado
tangencial MEMBRALOX®, que permite recuperar un permeado rico en
arabitol y un retenido rico en microorganismos.
El retenido es reintroducido entonces a la
entrada de la primera zona de fermentación.
Para mantener los niveles en los dos
fermentadores, el volumen del líquido resultado del filtrado
saliente es igual al caudal de alimentación en glucosa.
Este caudal evoluciona en el curso del tiempo en
función de la velocidad de consumo de glucosa por los
microorganismos en los fermentadores. Al cabo de 200 horas, la
alimentación se detiene, y el fermentador de la segunda zona de
fermentación es vaciado.
Se deja terminar la fermentación en el
fermentador de la primera zona de fermentación durante 10 horas
suplementarias, antes de trazar el medio en el módulo de filtración
tangencial.
La tabla II que se adjunta a continuación
presenta las mediciones efectuadas después de la transferencia del
medio de fermentación de la primera zona de fermentación a la
segunda.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Globalmente, se han recuperado 8,8 kg de arabitol
para 18,7 kg de glucosa utilizados, es decir, un rendimiento de 47%
y una productividad de 2,2, gr/l/h.
En fermentación discontinua realizada en las
mismas condiciones de medio de producción, con la misma aportación
de glucosa, el rendimiento es de 40% y la productividad es solamente
de 1,5 gr/l/h.
El procedimiento según la invención permite por
lo tanto asegurar rendimientos de productividad más elevados.
Además, la reducida proporción de glucosa
residual permite recuperar un arabitol que presenta una pureza muy
satisfactoria.
Se lleva a cabo la preparación de arabitol en
condiciones de fermentación idénticas a las del ejemplo 1, pero
utilizando el microorganismo Yamadazyma ohmen, cepa ATCC 20209
modificado por la técnica de mutagénesis aleatoria clásica mediante
rayos ultravioleta (utilizando como mínimo un ciclo de mutagénesis
con rayos ultravioleta con enriquecimiento con la niastina),
habiéndose seleccionado la cepa según su aptitud para producir
arabitol con el rendimiento de 8 a 10 puntos superior a la cepa
matriz.
Después de la obtención de un precultivo de dicha
cepa modificada, y transferencia a la primera zona de fermentación
tal como se ha indicado en el ejemplo 1, la añadidura de glucosa
está asegurada como presenta la siguiente tabla III.
Después de 40 horas de fermentación, se alcanza
el volumen útil del fermentador de la primera zona de fermentación,
y la concentración en glucosa residual es de 28 gr/l.
A continuación se transfieren 4 l de medio de
fermentación de este primer fermentador al fermentador de la segunda
zona de fermentación, y se añaden entonces 800 gr de glucosa en un
volumen de 2 l en el primer fermentador.
La temperatura de la segunda zona de fermentación
se fija en 38ºC, y el pH se regula en 3,5 con ayuda de KOH 5N.
Los fermentadores evolucionan a continuación
separadamente hasta 46 horas, hora a partir de cuyo momento se
efectúa la primera extracción de arabitol en el segundo
fermentador.
A partir de 46 horas, el fermentador de la
primera zona de fermentación es alimentado en glucosa a una
concentración de 250 gr/l con un caudal del orden de 0,4 l/h, y en
licor de "corn steep" a 50 gr/l con un caudal del orden de 10
ml/h.
La tabla IV que se adjunta a continuación
presenta las mediciones efectuadas después de transferencia del
medio de fermentación de la primera zona de fermentación a la
segunda.
Globalmente, se recuperan 12 kg de arabitol para
19 kg de glucosa utilizada, es decir, un rendimiento de 63% y una
productividad de 4 gr/l/h.
En fermentación discontinua realizada en las
mismas condiciones de medio de producción, con la misma aportación
de glucosa, el rendimiento es de 55% y la productividad es solamente
de 2,5 gr/l/h.
El procedimiento según la invención permite, por
lo tanto, asegurar rendimientos mejores y mejor productividad.
Además, la reducida proporción de glucosa
residual permite siempre recuperar un arabitol que presenta una
pureza completamente satisfactoria.
Las dos zonas de fermentación se utilizan como en
el ejemplo 1.
Se realiza inicialmente un precultivo de
microorganismo Candida polymorpha, cepa ATCC 20213 natural, en un
fermentador CHEMAP® de 20 l, en las mismas condiciones que para la
cepa Y. ohmeri del ejemplo 1.
El fermentador de la primera zona de fermentación
es inseminado con 1 l de este precultivo.
Se completa hasta 6 l con un medio que contiene
glucosa con una concentración de 50 gr/l, de extracto de levadura a
una concentración de 3 gr/l, KH_{2}PO_{4} a una concentración de
2 gr/l y MgSO_{4} a una concentración de 1 gr/l.
La temperatura se fija a 30ºC. El pH se regula a
4,5 hasta 30 horas con ayuda de NH_{4}OH 20%, y a continuación
con ayuda de KOH 5 N.
La añadidura de glucosa es controlada tal como se
ha indicado en la siguiente tabla III.
La biomasa se calcula por la medición de la
absorbancia (densidad óptica) del medio a 620 nm.
Para Candida polymorpha, una unidad de
absorbancia a 600 nm equivale a una biomasa del orden de 0,22
gr/l.
A las 40 horas de fermentación, se alcanza el
volumen útil del fermentador de la primera zona, y la concentración
de glucosa residual es de 30 gr/l.
4 l de medio de fermentación de este primer
fermentador son transferidos a continuación al fermentador de la
segunda zona de fermentación, y se añaden 800 gr de glucosa en un
volumen de 2 l en el primer fermentador.
La temperatura de la segunda zona de fermentación
se fija en 37ºC, y el pH se regula a 4,5 por KOH 5 N.
Los fermentadores evolucionan a continuación
separadamente hasta 46 h, a partir de la cual se efectúa la primera
extracción de arabitol en el segundo fermentador.
A partir de 46 horas, el fermentador de la
primera zona de fermentación es alimentado en glucosa a 250 gr/l con
un caudal del orden de 0,4 l/h, y el licor de "corn steep" a 50
gr/l con un caudal del orden de 10 ml/h.
La siguiente tabla IV presenta las mediciones
efectuadas después de transferencia del medio de fermentación de la
primera zona de fermentación a la segunda.
Globalmente, se recuperaron 4,1 kg de arabitol
por 17,4 kg de glucosa utilizados, es decir, un rendimiento de 23,6%
y una productividad de 1 gr/l/h.
En fermentación discontinua realizada en las
mismas condiciones de medio de producción, con la misma aportación
de glucosa, el rendimiento es de 16,5% y la productividad es
solamente de 0,6 gr/l/h.
El procedimiento según la invención permite de
esta manera, por una cepa considerada, asegurar mejores rendimientos
y productividad que los procesos clásicamente utilizados.
Por otra parte, la reducida producción de glucosa
residual permite recuperar un arabitol que presenta de esta manera
una pureza muy satisfactoria.
Claims (8)
1. Procedimiento de producción de arabitol por
fermentación continua como mínimo de un azúcar por microorganismos
productores de arabitol, caracterizado por el hecho de que se
procede a las siguientes fases:
- a) conducción de la producción de arabitol en una primera zona de fermentación, que comprende como mínimo un fermentador, de manera que una parte del azúcar introducido en el medio de fermentación se consume por dichos microorganismos,
- b) transferencia de una parte del medio de fermentación obtenido de este modo en una segunda zona de fermentación, comprendiendo por lo menos un fermentador, manteniendo simultáneamente el volumen constante en la primera zona de fermentación por añadidura de azúcar,
- c) continuación de la producción de arabitol en dicha segunda zona de fermentación de forma que se consume el azúcar residual del medio de fermentación,
- d) separación de forma continua del medio de fermentación de dicha segunda zona de fermentación obtenido de esta manera en una fracción concentrada de microorganismos y otra fracción soluble enriquecida en arabitol,
- e) recogida del arabitol obtenido.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado porque se recicla a la entrada de la primera
zona de fermentación dicha fracción concentrada en
microorganismos.
3. Procedimiento, según una u otra de las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la parte de
azúcar consumido por los microorganismos productores de arabitol en
la primera zona de fermentación es como mínimo de 50% en peso,
preferentemente un mínimo de 80% en peso, y más preferentemente
todavía un mínimo de 90% en peso del azúcar introducido en el medio
de fermentación.
4. Procedimiento, según una u otra de las
reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque el contenido de
azúcar residual en la segunda zona de fermentación es como máximo de
2% en peso, preferentemente como máximo 1% en peso.
5. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los
fermentadores de la segunda zona de fermentación presentan un
volumen inferior a los de los fermentadores de la primera zona.
6. Procedimiento, según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que la primera y segunda zonas
de fermentación comprenden cada una de ellas un solo
fermentador.
7. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los
microorganismos productores de arabitol se escogen dentro del grupo
constituido por levaduras osmotolerantes naturales o modificadas del
género Yamadazyma, Debaromyces, Hansenula, Candida,
Zygosaccharomyces y Saccharomyces.
8. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el azúcar se
escoge entre las fuentes de carbono directamente asimilables por los
microorganismos productores de arabitol, y es preferentemente
glucosa.
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