FI85501C - Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. Download PDFInfo
- Publication number
- FI85501C FI85501C FI843311A FI843311A FI85501C FI 85501 C FI85501 C FI 85501C FI 843311 A FI843311 A FI 843311A FI 843311 A FI843311 A FI 843311A FI 85501 C FI85501 C FI 85501C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fermentation
- process according
- medium
- sugar
- ribitol
- Prior art date
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims description 61
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 title claims description 21
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 title claims description 21
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000004386 Erythritol Substances 0.000 claims description 18
- UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N Erythritol Natural products OCC(O)C(O)CO UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 claims description 18
- 229940009714 erythritol Drugs 0.000 claims description 18
- 235000019414 erythritol Nutrition 0.000 claims description 18
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- JVWLUVNSQYXYBE-UHFFFAOYSA-N Ribitol Natural products OCC(C)C(O)C(O)CO JVWLUVNSQYXYBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- HEBKCHPVOIAQTA-ZXFHETKHSA-N ribitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-ZXFHETKHSA-N 0.000 claims description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 241000723128 Moniliella pollinis Species 0.000 claims description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 6
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 6
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 6
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 5
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 5
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 241000908267 Moniliella Species 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-trinitrotoluene Chemical compound CC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O SPSSULHKWOKEEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-QWWZWVQMSA-N D-arabinitol Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 241000006364 Torula Species 0.000 description 1
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000003429 antifungal agent Substances 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000010699 lard oil Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 150000004712 monophosphates Chemical class 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
1 85501
Teollista mittakaavaa oleva sokerien fermentointiin perustuva polyolien valmistusmenetelmä
Keksintö koskee teollista menetelmää glyserolia, 5 erytritolia ja ribitolia sisältävän polyoliseoksen valmis tamiseksi fermentoimalla aerobisesti sopivaa sokeria Moni-liella tomentosa var. pollinis-sienellä, joka on sokeria sietävä.
Tiedetään, että aerobisesti fermentoimalla sopivaa 10 sokeria hiivamaisen sienen Moniliella tomentosa var. pollings: n kanssa, saadaan erytritolia; tämän esittivät ensimmäisinä G.J. Hajny. J.H. Smith ja J.C. Garver, Applied Microbiology 12, sivut 240-246 (toukokuu 1964), jotka ni-mesivät mikrobin Torula I2A:ksi. Myöhemmin Antonie van 15 Leeuwenhoek:ssa sivulla 107-118 (1971), L.Dooms, G.L. Hen- nebert ja H. Verachtert luokittelivat sienen Moniliella tomentosa var. pollinis:ksi ja varmistivat sen kyvyn tuottaa erytritolia; kirjoittajat esittivät myös mikrobin täydellisen morfologisen kuvauksen, johon tässä viitataan. 20 Lisäksi he havaitsivat, että Moniliella voi esiintyä kahdessa eri muodossa hiivamaisena ja homemaisena muotona riippuen pääasiassa käytetyistä kasvatusolosuhteista; sivulla 10 he esittävät: "Agar-vinopinnoilla tuotetaan molempia muotoja. Stationaarisessa nestealustassa syntyy 25 homemaista muotoa, Jolla on runsaasti rihmastoa ja enemmän artrosporeja kuin blastosporeja. Ravistuspulloissa kasva-tetuissa kasvustoissa on vallitsevana hiivamainen muoto, jossa on pyöreitä, soikeita ja suorakulmaisia soluja, jot-ka ovat muodostuneet kuroutumalla ja jakautumalla, samal-30 la kun rihmastoa ei muodostu".
Aikaisemmat alan tutkijat ovat esittäneet glyserolin, erytritolin ja arabitolin tuottamisen fermentoimalla sokereita Moniliella tomentosa var. pollinis:n kanssa, mutta me olemme havainneet prosessin teollisessa kehittä-35 misessä, että fermentointituote sisältää glyserolia, ery- 2 85501 tritolia ja ribitolia erilaisina määrinä. Glyseroli on hyvin tunnettu kaupallinen artikkeli, mutta erytritolia ja ribitolia ei ole tähän asti ollut saatavana merkittävässä teollisessa mittakaavassa. Molemmilla näillä aineilla on 5 mielenkiintoisia ominaisuuksia kemiallisina välituotteina niiden polyhydroksyylifunktionaalisuuden merkitessä erilaisia käyttötapoja esim. raaka-aineena tuotettaessa polyuretaania ja muita polymeerejä. Siksi on ilmeisesti arvokasta pystyä vaikuttamaan fermentointireaktioon siten, 10 että tuotetaan enemmän erytritolia ja ribitolia kuin glyserolia, koska glyserolia on helposti saatavissa muista lähteistä. Lisäksi fermentoinnin teoreettisesti kulkiessa heksoosin kautta monofosfaattitietä, on suurempi osa fer-mentoitavasta sokerista muutettavissa ribitoliksi (83 %) 15 ja erytritoliksi (66 %) kuin glyseroliksi (50 %).
Me olemme löytäneet menetelmiä, joilla voidaan vaikuttaa fermentoinnin polymeerikomponenttien jakautumiseen kasvavaan ribitolituotannon suuntaan ja samalla suurentaa kokonaispolyolisaantoa kontrolloimalla fermentointialustan 20 ilmastusastetta. Lisäksi voidaan polyolisaantoa kasvattaa uudelleenkierrättämällä edellisten fermentointien soluja fermentointialustaan.
Hanjy on aikaisemmin esittänyt, että alemmilla il-mastusnopeuksilla tuotetaan pääasiassa erytritolia yhdessä 25 etanolin kanssa. Me olemme havainneet, että suuremmilla ilmastusnopeuksilla etanolituotanto minimoituu ja lisäksi ribi tolin osuus tuotteessa kasvaa olennaisesti (alle 2 %:sta aina 20 %:iin tai suuremmaksi). Suuremmilla hapen siirtonopeuksilla siten voidaan optimoida sokerien muutos-30 ta taloudellisesti parhaimmiksi polyoleiksi. Muuttamalla hapen siirtonopeutta voidaan saada erilaisia polyoliosuuk-. siä polyolituotteessa, kuten on toivottavaa erilaisia käyttökohteita varten.
Toinen menetelmä lisätä fermentoinnin muuntosaantoa *:·1: 35 on biomassan uudelleenkierrätys, siis käytetään seuraavas- • « · • · • 1 ♦ · 3 85501 sa fermentoinnissa siirroksena soluja, jotka on poistettu edellisestä fermentoinnista.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että kokonaispolyolisaanto ja ribitolin osuus seoksesta 5 nostetaan nostamalla fermentointialustan ilmastusastetta, jolloin tämä aikaansaadaan nostamalla fermentointiin syötetyn hapen määrää ja/tai nopeuttamalla fermentointialustan sekoitusnopeutta, ja fermentointialustasta eristetään polyolikoostumus, joka sisältää glyserolia, erytritolia ja 10 ribitolia.
Lisäksi voidaan polyolisaantoa vielä kasvattaa uu-delleenkierrättämällä aikaisemman fermentoinnin soluja.
"Ilmastointiaste" on yhdistetty tekijä, jossa ovat mukana reaktioalustaan syötetty hapen määrä ja alustan 15 sekoitusnopeus ilmoitettuna sekoittimen nopeutena tai se- koittimen pyörimisnopeutena. Yleisesti annetun kokoiselle fermentointiastialle aiheuttaa astian sisällön sekoitusas-teen suurentaminen annetulla hapensyöttötilavuudella muodostuneen ribitolimäärän kasvamisen. Samalla tavalla va-20 kiosekoituksella hapen tilavuutta kasvattamalla saadaan aikaiseksi sama vaikutus. Fermentointiastiaan syötetyllä tietyllä hapen tilavuudella on kuitenkin selvästi optimi-sekoitusmäärä ja kääntäen, ja optimiolosuhteet voidaan määrittää yksinkertaisella kokeella muistaen, että opti-25 miin saakka hapen syöttömäärän kasvattaminen tai sekoitus- asteen lisääminen on edullista toivotulle ribitolin tuottamiselle. Me olemme myös havainneet, että optimi vaihte-lee fermentointiastian koon mukaisesti ja yleisesti sekoi-tusaste voi olla pienempi annetulle hapen syöttönopeudelle 30 suuremmassa fermentointiastiassa verrattuna pienempään fermentointiastiaan.
Edullisesti happi syötetään ilmana tai happi/inert-tikaasu -seoksena, joka läheisesti muistuttaa ilman kaasu- • · · seossuhdetta, nopeudella, joka on 0,1 - 1,5 edullisesti *:**: 35 0,5 1,5 litraa/litra fermentointialustaa/minuutti siten, 4 85501 että sekoitusaste valitaan optimiksi tällä alueella olevalle ilmamäärälle tietyn kokoiselle fermentointiastialle.
"Edellisen fermentoinnin solujen uudelleenkierrä-tyksellä" me tarkoitamme, että osa siirrostuksessa käyte-5 tyistä soluista on johdettu aikaisemmasta fermentoinnista. Uudelleenkierrätetyn biomassan prosentuaalinen määrä voi vaihdella 5 - 100 %:iin aikaisemmasta fermentoinnista. Typpilähdettä, joka esitetään tämän jälkeen, voidaan myös lisätä erilaisina määrinä fermentointiastiaan, riippuen 10 uudelleenkierrätetyn biomassan määrästä. Kun soluista kierrätetään 100 % voidaan typpilähde jättää lisäämättä siten, että solut fermentoivat ainoastaan sokeria samalla pienentäen merkittävästi fermentointialustan muodostamis-kustannuksia. Jokaisessa tapauksessa tulisi uudelleenkier-15 rätettyjen solujen määrä ja lisätyn typpilähteen määrä valita siten, että varmistetaan tehokas fermentoimisteho kasvatuksesta toiseen.
Toimittaessa kyseisen keksinnön prosessin mukaisesti voi fermentoinnissa tuotettu polyolien seos, siis gly-20 serolin, erytritolin ja ribitolin seos, sisältää enemmän kuin 20 p-% ribitolia.
Moniliella tomentosa var. pollinis’ta toimittaa Centraal Bureau voor Schimmelcultures (CBS), Baarn, Hollanti merkinnällä CBS 461.61 ja sitä oli myös tallennettu-‘25 na ja on yleisesti saatavissa Commonwelt Mycological Institute Culture Collection'1ta (CMI cc) Ferry Lane, Kew, Richmond, Surrey TW9 3AF, Yhdistynyt Kuningaskunta numerolla (CMI cc) 271648. Mikrobisolut kasvatetaan kiinteässä alustassa, joka sisältää mallasuutetta (4 %), hiivauutetta 30 (0,2 %) ja agaria (2 %). Näin muodostunut kasvusto siir- rostetaan tämän jälkeen steriloidulle alustalle, jossa on _ . sokeria (määrästä puhutaan myöhemmin) ja typpilähdettä.
Fermentointi suoritetaan lämpötilassa 27-32 °C aloi-tus-pH:n ollessa 3-6, edullisesti 4-5. Fermentointi lope-35 tetaan, kun kaikki sokeri on käytetty. Alustan sisältämä 5 85501 sokerimäärä voi olla 20-45 %, edullisesti se on 30-35 %. Sopivia sokereita käytettäväksi sekä kasvatuksessa että fermentoinnissa ovat dekstroosi (glukoosi), sakkaroosi, fruktoosi tai maltoosi. (Selityksessä ja patenttivaati-5 mukeissa on kaikki prosentit ja osat annettu tilavuutta kohti, ellei toisin ole ilmoitettu).
Aikaisemmissa prosesseissa, kuten Hajnyn esittämässä prosessissa, esitetään fermentoinnissa käytettäväksi erilaisia typpilähteitä kuten esimerkiksi hiivauutetta, 10 ureaa, maissin liotusnesteitä, mallasituja, sokeriruokome-lassia, mallasuutetta ja tislainten kuivia liukoisia aineita. Kyseisen keksinnön prosessissa saavutetaan hyviä tuloksia käyttämällä 0,5 % hiivauutetta ja 0,1 % ureaa tai 2 % maissin liotusnestettä ja 0,2 % ureaa. Aloitus-pH:n 15 tulisi olla noin 3,0 - 6,0 ja se laskee noin 2,0 - 3,5 fermentoinnin aikana. L. Hanssensin, A. Van Regenmortelin ja H Veractertin, Applied Microbiology, Voi. 24, No. 5 sivut 831-833 (marraskuu 1972), mukaan saadaan erilaisia kokonaispolyolien ja erytritolin saantoja laboratoriofer-20 mentoinneilla, jotka on suoritettu erilaisilla vakio pH-arvoilla. Me olemme havainneet, että työskenneltäessä suuremman mittakaavan fermentoreilla (2-litran fermenttorit tai suuremmat), ovat kokonaispolyoli- ja erytritolisaannot vähemmän herkkiä aloitus-pH:lie, sen vaihdellessa alueella : * 25 4,0 - 6,0. Kontaminoitumisongelmien välttämiseksi tai nii den tekemiseksi mahdollisimman pieniksi, on edullinen aloitus-pH 4-5. Fermentointia jatketaan, kunnes kalkki sokeri on käytetty (fermentoimisaika vaihtelee tavallisesti alueella 4-12 päivää riippuen käytetyn sokerin määrästä), 30 jonka jälkeen kasvatus lopetetaan ja solut poistetaan kas-vatusliuoksesta esimerkiksi sentrifugoimalla. Kasvatus-. liuos, josta on poistettu solut ja joka sisältää erytrito- lia, ribitolia ja glyserolia, voidaan käyttää sellaise- • · · ·* naan, joko puhdistettuna tai ilman puhdistusta (esim. ult- *:*·: 35 rasuodatus ja demineralisointi), tiettyihin sovellutuksiin 6 85501 esim. polymeeri teollisuudessa. Puhdistettua kasvatusliuos-ta voidaan myös konsentroida 60-80 % liuotettua kiintoainesta ja kiteyttää erytritoli siitä esim. menetelmällä, jonka ovat esittäneet J.M. Roxburg, J.F.T. Spencer ja H.R.
5 Sallens, Canadian Journal Of Technology, Voi. 34 sivut 248-253 (1956). Erytritolikiteiden kiteyttämisen jälkeen jäänyt liuos, jossa on seoksena (kiteytymätöntä) erytrito-lia, ribitolia ja glyserolia, voidaan myös käyttää sopivan käsittelyn jälkeen.
10 Keksinnön mukainen prosessi suoritetaan edullisesti siten, että läsnä on polysakkaridi ksantaanikumi, jolla on kyky säilyttää Moniliella tomentosa var. pollinis:n solut fermentointialustassa ja vähentää niiden poistumista vaahdon välityksellä, jota muodostuu fermentoinnin aikana.
15 Läsnä voi edullisesti olla 100-500 ppm ksantaanikumia ja erinomaisia tuloksia saadaan noin 300 ppm:llä. Voidaan käyttää myös enemmän kumia kuin on tarpeellista solujen pitämiseksi fermentointialustassa (siis enemmän kuin noin 500 ppm), mutta tällainen ylimäärä on epätaloudellista.
20 Kokonaisprosessia parannetaan myös lisäämällä fer- mentointialustaan konventionaalista vaahtoamisenestoainet-ta. Edullisempia ovat synteettiset vaahtoamisenestoaineet (esim. silikonityyppi tai rasva-alkoholit) kuin luonnontuotteet (kuten sianihraöljy), koska niitä voidaan käyttää 25 pienempinä pitoisuuksina ja koska lopullista fermentointi-liuosta ei tarvitse tehokkaasti puhdistaa niiden poistami-; ' : seksi. Useimmilla synteettisillä kaupallisilla vaahtoani! - senestoaineilla on 200-300 tai 400 ppm riittävä optimi-vaahtoamiskontrolliin.
30 Seuraavat esimerkit on tarkoitettu esittämään ky seisen keksinnön käytännöllistä puolta.
Siirrosviljelmien valmistaminen 500 ml:n Erlenmeyerelhln, joissa on 50 ml kasvatus-\ alustaa, joka sisältää 20 % dekstroosia, 0,5 % hiivauutet- ' ·: 35 ta, 0,1 % ureaa ja 300 ppm ksantaanikumia, siirrostettiin 7 85501 kasvustoa kiinteästä alustasta ja kasvatusta jatkettiin 3-4 päivää aloittaen pH-arvosta 5, lämpötilassa 30 °C ja edestakaisella sekoituksella, jonka nopeus oli 100 heilahdusta minuutissa. Näitä kasvustoja käytettiin seuraavissa 5 esimerkeissä.
Esimerkki 1
Kuuteen 2-litran fermenttoriin, joissa oli 1,5 litraa kasvatusalustaa, jossa oli 32 % dekstroosia, 0,5 % hiivauutetta, 0,1 % ureaa, 300 ppm ksantaanikumia ja 300 10 ppm SAG 471® (dimetyylipolysiloksaani vaahtoamisenestoaine
Union Carbidilta), siirrostettiin siirrosviljelmällä 2 %:n määrällä fermentoimisalustan tilavuudesta. Ilman virtausnopeus oli 0,6 litraa ilmaa/litra fermentointialustaa/ minuutti. Fermenttorissa käytettiin erilaisia sekoittimen 15 nopeuksia, jotka vaihtelivat välillä 400-740 kierrosta mi nuutissa. Lämpötila pidettiin vakiona 30 °C:ssa ja fermen-tion annettiin jatkua 11 päivää. Tämän ajan lopussa analysoitiin fermentointialustan koostumus ja laskettiin poly-olisaannot ja koostumukset. Tulokset esitetään taulukossa 20 1.
Taulukko 1
SekoUtLlnc-n nopeus EvtrlloU Glyseroli RlMtoll kierrosta min aanto |~--Saanto | % Saanto Γ~ 25__% (D (2) % ^ (2) * (1) 400 28,5 87 3;8 12 0,4 1 V 485 28 89 3,2 10 0,3 1 :*: 30 535 30,7 88 3,5 10 0,5 2 620 36,8 80 6,5 14 2,4 6 665 35,8 70 10;0 20 5 ,2 10 740 29/6 56 13,7 26 9, 1 17 -“· 35 (1) käytettyä dekstroosia kohti *:·*: (2) kokonaispolyolia kohti β 85501
Esimerkki 2
Viiteen 2-litra fermentoriin, joissa oli 1,5 litraa kasvatusalustaa, jossa oli 3 % dekstroosia, 300 ppm ksantaanikumia ja 300 ppm SAG 471, siirrostettiin soluja, 5 jotka oli otettu talteen aikaisemmasta fermentoinnista sentrifugoimalla. Uudelleen kierrätettyjen solujen määrä vaihteli välillä 7-100 % ja typpilähteen määrä vaihteli välillä 0,5 - 0 % siis käänteisesti uudelleen kierrätettyjen solujen määrään verrattuna. Ilman virtausnopeus oli 10 0,6 litraa/litra/ minuutti ja sekoittimen nopeus oli 680 kierrosta minuutissa. Aloitus-pH oli säädettv 4:ään laimealla suolahapolla. Fermentoimisalustan koostumus analysoitiin 9 päivän kuluttua ja laskettiin saannot. Tulokset esitetään taulukossa 2.
15 Taulukko 2
Solujen uudel- Kokonaispolyoli- leen kierrätys Erytritolisaanto saanto (1) % 20__(1) %__ 7 35 43 20 40 47 40 38 55 : 25 60 38 55 100 50 70 :Y: 30 (1) käytettyä dekstroosia kohti "Kokonaispolyoleihin" kuuluvat erytritoli, glyseroli ja ... ribitoli.
• · *
Claims (9)
1. Teollinen menetelmä glyserolia, erytritolia ja ribitolia sisältävän polyoliseoksen valmistamiseksi fer- 5 mentoimalla aerobisesti sopivaa sokeria Moniliella tomen-tosa var. pollinis-sienellä, tunnettu siitä, että kokonaispolyolisaanto ja ribitolin osuus seoksesta nostetaan nostamalla fermentointialustan ilmastusastetta, jolloin tämä aikaansaadaan nostamalla fermentointiin syötetyn 10 hapen määrää ja/tai nopeuttamalla fermentointialustan se-koitusnopeutta, ja fermentointialustasta eristetään poly-olikoostumus, joka sisältää glyserolia, erytritolia ja ribitolia.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n-15 n e t t u siitä, että ilmaa tai happi/inerttikaasuseos- ta, joka läheisesti muistuttaa ilman kaasuseossuhdetta, syötetään nopeudella 0,1 - 1,5 litraa/litra fermentointi-alustaa/minuutti.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että Moniliella tomentosa var. pollinis-sienen soluja aikaisemmasta fermentoinnista kierrätetään uudelleen.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5-100 % aikaisemman fermentoinnin 25 soluista uudelleenkierrätetään prosessiin.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen mene-telmä, tunnettu siitä, että sokeri on dekstroosi.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sokeria on fermentoin- 30 tiliuoksessa fermentoinnin alussa määrässä 20-45 %.
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että pH fermentoinnin alussa säädetään arvoon 3-6, edullisesti arvoon 4-5.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen mene- ·:·1: 35 telmä, tunnettu siitä, että ksantaanikumia on läs-.· nä 100-500 ppm fermentointialustasta. · · * · · 10 85501
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että myös tavanomaista vaahdonestoainetta lisätään fermentointiin. n 85501
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8322750 | 1983-08-24 | ||
| GB838322750A GB8322750D0 (en) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | Production of polyols |
| GB8327193 | 1983-10-11 | ||
| GB838327193A GB8327193D0 (en) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | Production of polyols by fermentation of sugars |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI843311A0 FI843311A0 (fi) | 1984-08-22 |
| FI843311L FI843311L (fi) | 1985-02-25 |
| FI85501B FI85501B (fi) | 1992-01-15 |
| FI85501C true FI85501C (fi) | 1992-04-27 |
Family
ID=26286792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI843311A FI85501C (fi) | 1983-08-24 | 1984-08-22 | Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0136802B1 (fi) |
| JP (1) | JPH0630592B2 (fi) |
| BR (1) | BR8404196A (fi) |
| DE (1) | DE3484289D1 (fi) |
| DK (1) | DK402584A (fi) |
| ES (1) | ES8600396A1 (fi) |
| FI (1) | FI85501C (fi) |
| MX (1) | MX7665E (fi) |
| YU (1) | YU45200B (fi) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4939091A (en) * | 1986-09-09 | 1990-07-03 | Director Of National Food Research Institute, Ministry Of Agriculture, Forestry And Fisheries | Novel auerobasidium sp. microorganisms, method for obtaining the same and method for preparing erythritol with the same |
| JPH0734749B2 (ja) * | 1988-02-03 | 1995-04-19 | 日本碍子株式会社 | エリスリトールの製造方法 |
| EP0939133A3 (en) * | 1998-02-03 | 1999-12-29 | Nikken Chemicals Company, Limited | Method for producing polyol by recycling microorganisms |
| JP3890744B2 (ja) | 1998-05-27 | 2007-03-07 | 日本錬水株式会社 | グルコースを出発原料としたｌ−リボースの製造方法 |
| FR2780414B1 (fr) | 1998-06-24 | 2001-06-08 | Roquette Freres | Procede de production d'erythritol par fermentation discontinue alimentee repetee |
| FI106853B (fi) | 1998-11-18 | 2001-04-30 | Xyrofin Oy | Menetelmä polyolien valmistamiseksi arabinoksylaania sisältävästä materiaalista |
| EP1151128A1 (en) * | 1999-12-10 | 2001-11-07 | Bolak Co., Ltd. | A fermentation process for preparing erythritol using mother liquor produced from purification process of palatinose |
| MY169799A (en) * | 2011-12-22 | 2019-05-16 | Xyleco Inc | Processing biomass for use in fuel cells related applications |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59174215A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-10-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | コイラにおけるストリツプ先端位置のトラツキング装置 |
| JPS59174216A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-02 | Kawasaki Steel Corp | 冷間タンデム・ミルの巻取張力制御方法 |
| JPS59174213A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-02 | Hitachi Ltd | 冷間圧延機の圧延油制御装置 |
-
1984
- 1984-08-21 MX MX84974U patent/MX7665E/es unknown
- 1984-08-22 EP EP84305746A patent/EP0136802B1/en not_active Expired
- 1984-08-22 YU YU1441/84A patent/YU45200B/xx unknown
- 1984-08-22 DE DE8484305746T patent/DE3484289D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-08-22 FI FI843311A patent/FI85501C/fi not_active IP Right Cessation
- 1984-08-22 BR BR8404196A patent/BR8404196A/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-08-23 JP JP59174214A patent/JPH0630592B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1984-08-23 ES ES535359A patent/ES8600396A1/es not_active Expired
- 1984-08-23 DK DK402584A patent/DK402584A/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES535359A0 (es) | 1985-09-16 |
| JPH0630592B2 (ja) | 1994-04-27 |
| BR8404196A (pt) | 1985-07-23 |
| MX7665E (es) | 1990-06-29 |
| DE3484289D1 (de) | 1991-04-25 |
| EP0136802A2 (en) | 1985-04-10 |
| YU45200B (en) | 1992-05-28 |
| EP0136802A3 (en) | 1987-04-15 |
| FI843311A0 (fi) | 1984-08-22 |
| JPS60110296A (ja) | 1985-06-15 |
| FI843311L (fi) | 1985-02-25 |
| YU144184A (en) | 1987-02-28 |
| EP0136802B1 (en) | 1991-03-20 |
| DK402584D0 (da) | 1984-08-23 |
| ES8600396A1 (es) | 1985-09-16 |
| FI85501B (fi) | 1992-01-15 |
| DK402584A (da) | 1985-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1210718A (en) | Continuous bioreactor and process | |
| US4346113A (en) | Process for the continuous fermentation of aqueous slurries for the production of alcohol and yeast biomass | |
| US11866756B2 (en) | Methods for co-producing erythritol and arabinose by using xylose mother liquor | |
| Schoutens et al. | Continuous butanol production from whey permeate with immobilized Clostridium beyerinckii LMD 27.6 | |
| Ohleyer et al. | Continuous production of lactic acid from glucose and lactose in a cell-recycle reactor | |
| FI85501C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. | |
| EP0154647A1 (en) | Continuous fermentation process | |
| FI85502C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. | |
| FI85500B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. | |
| Gianetto et al. | The production of ethanol from lactose in a tubular reactor by immobilized cells of Kluyveromyces fragilis | |
| FI85503C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av polyoler genom pao industriell skala baserad fermentation av socker. | |
| EP2890799B1 (en) | A selective microbial production of xylitol from biomass based sugar stream with enriched pentose component | |
| Futamura et al. | Kojic acid production in an airlift bioreactor using partially hydrolyzed raw corn starch | |
| US2951017A (en) | Cobalamin producing fermentation process | |
| JPWO1997012987A1 (ja) | バクテリアセルロースの製造方法 | |
| US6132998A (en) | Process for continuously preparing bacterial cellulose | |
| JPH09173090A (ja) | Ｌ（＋）−乳酸の製造法及びその製造装置 | |
| US4830964A (en) | Ethanol production by high performance bacterial fermentation | |
| CA2521419A1 (en) | Fermentation processes with low concentrations of carbon-and nitrogen-containing nutrients | |
| CN115044489B (zh) | 一种利用连续发酵分离一体化技术培养酿酒酵母的方法 | |
| SU1643606A1 (ru) | Способ получени биомассы кормовых дрожжей | |
| SU1620478A1 (ru) | Способ получени биомассы кормовых дрожжей при комплексной переработке мелассы | |
| CN116949106A (zh) | 利用赖氨酸芽孢杆菌处理发酵酿酒废弃物制备农用级γ-聚谷氨酸的方法 | |
| CN101260414B (zh) | 采用发酵法制备核糖醇的制备工艺 | |
| JP2000041662A (ja) | 新規微生物およびそれを用いたエリスリトールの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: CPC INTERNATIONAL INC. |