FR2607148A1 - BIOTECHNICAL PROCESS FOR PREPARING ENZYME INVERTASE - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN PROCEDE BIOTECHNIQUE DE PREPARATION DE L'ENZYME INVERTASE A PARTIR DE LEVURE DE BOULANGER, QUE L'ON UTILISE DE PREFERENCE DANS L'INDUSTRIE ALIMENTAIRE. DANS LE CADRE DE LA PRESENTE INVENTION, LES CELLULES DE LEVURE SONT DESAGREGEES MECANIQUEMENT A PARTIR D'UNE SUSPENSION DE LEVURE DE BOULANGERIE A L'AIDE D'UN MOULIN A ARBRE. LA SEPARATION DES DEBRIS CELLULAIRES D'AVEC LA SOLUTION CONTENANT L'INVERTASE EST ALORS EFFECTUEE. ON SOUMET LA SOLUTION A UNE CLARIFICATION A L'AIDE D'UN FILTRE STRATIFIE. ON PROCEDE AUX PURIFICATIONS, CONCENTRATION ET STERILISATION SUR UNE INSTALLATION COMBINEE D'ULTRA ET DE MICROFILTRATION, OU TOUT D'ABORD ON EFFECTUE LA PURIFICATION ET LA CONCENTRATION AU MOYEN DE L'ULTRAFILTRATION DANS LE CYCLE A L'AIDE DE L'ULTRAFILTRATION, PUIS ON EFFECTUE LA STERILISATION GRACE A LA MICROFILTRATION.THE PRESENT INVENTION CONCERNS A BIOTECHNICAL PROCESS FOR PREPARING INVERTASE ENZYME FROM BAKER YEAST, PREFERABLY USED IN THE FOOD INDUSTRY. WITHIN THE FRAMEWORK OF THE PRESENT INVENTION, THE YEAST CELLS ARE MECHANICALLY DISAGREGLED FROM A BAKERY YEAST SUSPENSION USING A TREE MILL. THE SEPARATION OF THE CELLULAR DEBRIS FROM THE SOLUTION CONTAINING INVERTASE IS THEN CARRIED OUT. THE SOLUTION IS SUBJECT TO CLARIFICATION USING A LAMINATED FILTER. PURIFICATION, CONCENTRATION AND STERILIZATION ARE PERFORMED ON A COMBINED ULTRA AND MICROFILTRATION PLANT, OR FIRST THE PURIFICATION AND CONCENTRATION BY MEANS OF ULTRAFILTRATION IN THE CYCLE USING ULTRAFILTRATION, THEN STERILIZATION IS PERFORMED THANKS TO MICROFILTRATION.
Description
La présente invention concerne un procédé biotechnique de préparation deThe present invention relates to a biotechnical process for the preparation of
l'enzyme invertase à partir de levure de boulanger, que l'on utilise the invertase enzyme from baker's yeast, which is used
de préférence dans l'industrie alimentaire. preferably in the food industry.
On connaît un grand nombre de procédés A large number of processes are known
de préparation de l'invertase à partir de levures. of preparation of invertase from yeasts.
Pour l'essentiel ces procédés se caracté- Essentially these processes are characterized
risent par les étapes opératoires suivantes: - Désagrégation des cellules de levure pour libérer l'invertase - Séparation de l'invertase d'avec les composants de la cellule by the following operating steps: - Disintegration of the yeast cells to release the invertase - Separation of the invertase from the components of the cell
- Concentration et purification de la solution con- - Concentration and purification of the solution
tenant l'invertaseholding the invertase
- Stabilisation de l'invertase.- Stabilization of invertase.
On sait ainsi p. ex. effectuer une destruction de cellules au moyen de solvants organiques, p. We thus know p. ex. carry out cell destruction with organic solvents, e.g.
ex. avec du toluène. Après la fin de la plasmolyse/au- ex. with toluene. After the end of the plasmolysis /
tolyse on procède à une séparation des cellules de levure non dissoutes, p. ex. par filtration sous pression. Après un réglage correspondant de la valeur tolyse a separation of undissolved yeast cells, p. ex. by pressure filtration. After a corresponding adjustment of the value
du pH de l'autolysat s'effectue l'obtention de l'inver- the pH of the autolysate is obtained by obtaining the inversion
tase par l'intermédiaire d'une précipitation d'acétone tase via a precipitation of acetone
à effectuer plusieurs fois. Après une étape supplé- to perform several times. After an extra step
mentaire de séparation et de dissolution, on débar- separation and dissolution,
rasse des restes de solvant la solution d'invertase obtenue p. ex. au moyen d'un évaporateur sous vide removes solvent residues the solution of invertase obtained p. ex. by means of a vacuum evaporator
et on concentre. Ensuite on stabilise avec du glycérol. and concentrate. Then stabilized with glycerol.
(Waldschmidt - Leitz, E. et Balls, A.K. in Handbuch der Lebensmittelchemie Vol. II/2ème partie, Editions (Waldschmidt - Leitz, E. and Balls, A.K. in Handbuch der Lebensmittelchemie Vol II / 2nd part, Editions
Spriniger, Berlin 1935, pp 734-738). Spriniger, Berlin 1935, pp 734-738).
Les inconvénients de ce procédé tiennent surtout à ce que de temps à autre des résidus de The disadvantages of this process are that, from time to time,
toluène toxique subsistent dans la solution d'inver- toxic toluene persist in the solution of inversion
tase, en ce que la désagrégation des cellules est longue, ce qui accroît le danger de contamination, et en ce que les rendements et activités obtenus tase, in that the disintegration of the cells is long, which increases the danger of contamination, and in that the yields and activities obtained
sont faibles, la dépense d'énergie étant relati- are low, the energy expenditure being relatively
vement élevée.high level.
Le traitement additionnel de l'autolysat obtenu par l'addition de toluène au moyen de papaYne The additional treatment of the autolysate obtained by the addition of toluene by means of papain
ainsi que par des mesures ultérieures comme l'ad- and subsequent measures such as ad-
sorption sur alumine hydratée ou phosphate de calcium, l'élution avec une solution de lactate, de l'eau ou une solution de saccharose, la précipitation avec de l'alcool ou une solution de picrate, la dialyse et d'autres opérations de purification ne Sorption on hydrated alumina or calcium phosphate, elution with lactate solution, water or sucrose solution, precipitation with alcohol or a solution of picrate, dialysis and other purification operations born
conduisent pas à un renforcement notable de l'effica- not lead to a significant increase in the effectiveness of
cité du procédé (Hartmeier, W. GORDIAN, 78, 320- city of the process (Hartmeier, W. GORDIAN, 78, 320-
324 (1978)).324 (1978)).
Un autre procédé connu a été décrit dans Another known method has been described in
le brevet de RDA N 1401.the patent of RDA N 1401.
Après la culture de levure habituelle on procède à un enrichissement en substances actives (hexosidases) dans la masse de levure. Suit alors une concentration par séparation avec ensuite addition de corps à action libératrice comme le malt vert ou ses matières actives diastatiques y compris la cytase. La destruction cellulaire s'effectue par After the usual yeast culture, the active substance (hexosidases) is enriched in the yeast mass. This is followed by a concentration by separation followed by the addition of liberating substances such as green malt or diastatic active ingredients including cytase. Cell destruction is done by
action d'ultrasons sur la masse de levure en rotation. ultrasound action on the mass of yeast in rotation.
Après la libération des corps contenus dans la levure s'effectue la séparation de la solution d'invertase des débris cellulaires et autres composants solides par une technique de séparation. La purification du suc celllulaire s'effectue à l'aide d'une résine After the liberation of the bodies contained in the yeast, the separation of the invertase solution from cell debris and other solid components is carried out by a separation technique. The purification of the cellular juice is carried out using a resin
échangeuse faiblement acide.weakly acidic exchange.
L'inconvénient de ce procédé tient surtout au fait The disadvantage of this process lies especially in the fact
que l'importance de la dépense de technique indus- the importance of the expenditure of industrial technology
trielle et le mode de réalisation compliqué qui y est lié ainsi que la grande dépense d'énergie et le temps relativement long passé à la libération des corps contenus dans la levure avec le trop faible rendement ou activité que l'on peut atteindre pour trielle and the complicated mode of realization related to it as well as the great energy expenditure and the relatively long time passed to the liberation of the bodies contained in the yeast with the too low yield or activity which one can reach for
l'invertase obtenue le rendent non rentable. the resulting invertase makes it unprofitable.
On connaît en outre un procédé d'obtention d'invertase soluble à partir de levure tel que décrit Also known is a method for obtaining soluble invertase from yeast as described
dans le brevet allemand N0 26 626.in German Patent No. 26,626.
Ce procédé se caractérise pour l'essentiel en ce que la plasmolyse et l'autolyse s'effectuent par l'action de cellulases, protéases et lipases sur les cellules de levure. Comme levure de départ on utilise la levure lyophilisée, qui est ensuite This process is essentially characterized by the fact that plasmolysis and autolysis are carried out by the action of cellulases, proteases and lipases on the yeast cells. As starting yeast, the freeze-dried yeast is used, which is then
remise en suspension. Une fois réalisée la plasmolyse/au- resuspension. Once the plasmolysis /
tolyse s'effectue la séparation des fragments cellu- the separation of the cell fragments takes place
laires insolubles puis on sépare le filtrat dans l'extrait de levure et l'invertase au moyen d'une then the filtrate is separated into the yeast extract and invertase by means of a
ultrafiltration. On procède ensuite à une stabilisa- ultrafiltration. Then a stabilization
tion ou standardisation de l'invertase au moyen d'une solution de glycérol ou de sorbitol. Il se révèle également dans ce procédé que la dépense d'énergie est relativement importante. Les temps de désagrégation sont comme auparavant élevés (8-20 h), ce qui peut conduire à une contamination et ainsi à des pertes d'activité. En outre il y a dans l'utilisation de la lyophilisation de la levure et l'emploi d'une température élevée qui y est lié (jusqu'à 240 C) un danger d'inactivation tion or standardization of invertase using a solution of glycerol or sorbitol. It is also revealed in this process that the energy expenditure is relatively important. The disintegration times are as before high (8-20 h), which can lead to contamination and thus to loss of activity. In addition there is in the use of lyophilization of yeast and the use of a high temperature attached thereto (up to 240 C) a danger of inactivation
partielle de l'enzyme.partial of the enzyme.
Dans les brevets d'Allemagne de l'Est N In the East German patents N
110 425 et 116 135 sont décrits des procédés d'obten- 110 425 and 116 135 are described methods for obtaining
tion d'extraits de levure, de glycane de levure, d'isolats de protéine de levure à teneur abaissée yeast extract, yeast glycan, lower yeast protein isolates
en acides nucléiques.in nucleic acids.
Les cellules de levure (levure de bière ou de boulanger) sont alors désagrégées de façon connue p. ex. par homogénéisation sous pression, trituration dans un moulin à sable ou à colloïdes, pulvérisation au moyen d'ondes sonores, cycles répétés de congélation-rosée, enzymes lytiques, etc. On procède ensuite à un traitement thermique pour séparer l'acide nucléique de la protéine. On effectue alors une séparation, non décrite plus en détail, de la fraction de produit protéique insoluble d'avec la fraction soluble. L'obtention de l'extrait de levure, du glycane de levure et de l'isolat de protéine de levure avec teneur abaissée en acide nucléique s'effectue par centrifugation, The yeast cells (baker's yeast or baker's yeast) are then broken down in a known manner p. ex. by homogenization under pressure, trituration in a sand or colloid mill, spraying with sound waves, repeated freeze-dew cycles, lytic enzymes, etc. A heat treatment is then carried out to separate the nucleic acid from the protein. The insoluble protein product fraction is then separated, not described in more detail, from the soluble fraction. Obtaining yeast extract, yeast glycan and yeast protein isolate with reduced nucleic acid content is carried out by centrifugation,
concentration sous vide et dessication. concentration under vacuum and drying.
Ces procédés servent en premier lieu à l'obtention d'isolats de protéine de levure à teneur abaissée en acide nucléique, en glycanes de levure These methods are used firstly to obtain yeast protein isolates with reduced nucleic acid content, yeast glycans.
et en extraits de levure.and yeast extracts.
Les étapes du procédé se rapprochent certes pour l'essentiel de celles que l'on applique dans l'obtention d'invertase, mais on ne trouve dans The stages of the process are certainly close to those which are applied in obtaining invertase, but it is not found in
les inventions aucune indication quant à une possi- inventions no indication as to a possible
bilité de transposition de l'enseignement recom-. transposition of teaching recom-
mandé à l'obtention d'invertase.mandated to obtain invertase.
En particulier le procédé d'homogénéisation à haute pression recommandé de préférence pour la destruction cellulaire et le procédé de traitement thermique recommandé laissent apparaître des doutes In particular, the high-pressure homogenization method preferably recommended for cell destruction and the recommended thermal treatment process give rise to doubts.
quant à une préparation efficace de l'invertase. as for an effective preparation of invertase.
Le brevet allemand N 26 39 129 décrit des procédés de séparation d'enzymes dans lequel les enzymes sont solubilisées par désagrégation p. ex. de cellules de levure de bière et/ou traitement avec des détergents et dispersées avec les débris de cellules ou cellules entre différentes phases d'un système aqueux à plusieurs phases contenant au moins un corps à haut poids moléculaire parmi les groupes formés par des polyalcools, polyéthers, polyesters, polyvinylpyrrolidones et polysaccharides German Patent No. 2639129 discloses enzyme separation methods in which the enzymes are solubilized by disintegrating p. ex. of yeast cells and / or treatment with detergents and dispersed with the debris of cells or cells between different phases of a multi-phase aqueous system containing at least one high molecular weight body among the groups formed by polyalcohols, polyethers, polyesters, polyvinylpyrrolidones and polysaccharides
éventuellement substitués et au moins un sel inorga- optionally substituted and at least one inorganic salt
nique, ou contenant au moins deux corps à haut poids moléculaire, puis les phases sont séparées entre elles p. ex. par précipitation, ultrafiltration, dialyse, perméation sur gel, adsorption, échange nique, or containing at least two bodies with high molecular weight, then the phases are separated from each other p. ex. by precipitation, ultrafiltration, dialysis, gel permeation, adsorption, exchange
d'ions ou électrophorèse.ions or electrophoresis.
Dans l'enseignement recommandé, il est certes dit que l'on peut obtenir n'importe quelles enzymes, mais concrètement on ne se réfère qu'aux pullulanases ou maltases. Les résultats atteints avec le procédé recommandé quant aux activités et aux rendements par rapport aux dépenses en moyens In the recommended teaching, it is certainly said that one can obtain any enzymes, but concretely one only refers to pullulanases or maltases. The results achieved with the recommended process in terms of activities and yields compared to expenditure on resources
nécessaires ne peuvent cependant satisfaire. necessary, however, can not satisfy.
L'objet de l'invention consiste à mettre au point un procédé biotechnique économe en énergie pour la préparation d'invertase d'activité et de pureté élevées à partir de levure de boulanger, dans lequel on n'utilise pas de solvants organiques ou autres produits chimiques et/ou enzymes et l'on atteint des durées de préparation courtes. En outre le procédé, de par l'utilisation de dispositifs correspondants, doit être facile à maîtriser et peu compliqué, et doit pouvoir être mis en oeuvre de façon continue, et l'on doit simultanément obtenir un rendement élevé en invertase concentrée et pouvoir The object of the invention is to develop an energy-efficient biotech process for the preparation of invertase of activity and purity raised from baker's yeast, in which no organic or other solvents are used. chemicals and / or enzymes and short preparation times are achieved. Furthermore, the method, by the use of corresponding devices, must be easy to control and uncomplicated, and must be able to be implemented continuously, and one must simultaneously obtain a high yield of concentrated invertase and be able to
traiter plus avant les produits résiduaires ou sous- further treat the residual or sub-products
produits qui apparaissent.products that appear.
On rompt de façon continue les cellules The cells are continuously broken
de levure d'une suspension active de levure de bou- yeast of an active yeast suspension of bou-
langer avec une substance de levure sèche (HTS) d'environ 10% et une température de 8-15 C dans change with a dry yeast substance (HTS) of approximately 10% and a temperature of 8-15 C in
un moulin à arbre, et les microbilles de verre présen- a mill with a tree, and glass microbeads presented
tent un diamètre de 0,5-1,2 mm et la vitesse de diameter of 0.5-1.2 mm and the speed of
l'arbre d'agitation s'élève à 2500-400 tours/min. the stirring shaft is 2500-400 rpm.
Dans un séparateur subséquent s'effectue de façon continue la séparation macroscopique entre débris In a subsequent separator, the macroscopic separation between debris is carried out continuously.
cellulaires et solution contenant de l'invertase. cell and solution containing invertase.
Pour éviter les pertes de rendement en enzyme, on arrête l'introduction de la suspension avant le déschlammage (Entschlammung) et on lave le rotor pendant environ 5 minutes avec de l'eau, l'espace de décantation n'étant vidé que lorsque de l'eau In order to avoid losses of enzyme yield, the introduction of the suspension before desliming (Entschlammung) is stopped and the rotor is washed for about 5 minutes with water, the emptying space being emptied only when the water
claire sort lors de l'écoulement du séparateur. clear when the separator flows.
La filtration par clarification continue, Continuous clarification filtration,
qui vient ensuite, de la solution contenant de l'in- which comes next, from the solution containing
vertase, s'effectue sur un filtre stratifié, les couches de filtre présentant une perméabilité de 425-475 l/h.m2. On dispose alors endessous du côté clair des couches de filtre du papier-filtre, les couches de filtre étant humidifiées avant le vertase, is carried out on a stratified filter, the filter layers having a permeability of 425-475 l / h.m2. Then there is the clear side of the filter layers of the filter paper, the filter layers being moistened before
début de la filtration pendant environ 20 minutes. start of filtration for about 20 minutes.
La différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre ne doit pas être supérieure à 200-250 kPa The pressure difference between the inlet and the outlet of the filter must not be greater than 200-250 kPa
pendant la filtration.during filtration.
Le filtre stratifié est monté de manière qu'outre le processus de filtration un circuit fermé soit possible, si bien qu'on évite l'apparition d'une surpression pouvant aboutir à endommager les The laminated filter is mounted so that in addition to the filtration process a closed circuit is possible, so that the occurrence of an overpressure which can result in damaging
plaques de filtration. Le reste de la solution d'in- filtration plates. The rest of the solution of
vertase à clarifier subsistant de par le mode de vertase to be clarified, remaining in the mode of
conduite du cycle est de nouveau soumis à une sépa- conduct of the cycle is again subject to a separate
ration. La purification, la concentration et la stérilisation de la solution d'invertase s'effectuent ration. Purification, concentration and sterilization of the invertase solution are carried out
sur une installation combinée d'ultra- et de micro- on a combined installation of ultra- and micro-
filtration. L'unité de séparation d'ultrafiltration est disposée par rapport à l'unité de séparation de microfiltration de manière que la solution soit filtration. The ultrafiltration separation unit is arranged with respect to the microfiltration separation unit so that the solution is
d'abord purifiée et concentrée sur l'unité de sépara- first purified and concentrated on the separating unit
tion d'ultrafiltration puis conduite à la stérili- ultrafiltration and then sterilization
sation en passant par l'unité de séparation de la microfiltration. La perméabilité des membranes d'UF utilisées dans l'unité de séparation de l'ultrafiltration s'élève à 80-140 l/h.m2, la pression d'entrée s'élevant à environ 0,15-0,4 et la pression de sortie à environ 0,1-0,3 MPa. Pour accroître la stabilité mécanique des membranes planes on introduit entre les membranes et les plaques de dérivation de la filtration un tissu de soutien, par exemple un textile passing through the microfiltration separation unit. The permeability of the UF membranes used in the ultrafiltration separation unit is 80-140 l / h.m2, the inlet pressure being approximately 0.15-0.4 and the outlet pressure at about 0.1-0.3 MPa. To increase the mechanical stability of the flat membranes, a support fabric, for example a textile, is introduced between the membranes and the bypass plates of the filtration.
non tissé.nonwoven.
La solution d'invertase est concentrée The invertase solution is concentrated
à environ 1/10 par l'unité de séparation de l'ultra- at about 1/10 by the separation unit of the ultra-
filtration. Pour poursuivre la purification du concentré de solution d'invertase, on procède à une diafiltration filtration. To continue the purification of the invertase solution concentrate, a diafiltration is carried out
additionnelle sur l'unité de séparation de l'ultra- addition to the separation unit of the ultra-
filtration. On dilue alors le concentré avec de l'eau dans un rapport 1:1 et on diafiltre dans le cycle jusqu'à ce qu'on atteigne à nouveau le volume filtration. The concentrate is then diluted with water in a ratio of 1: 1 and diafiltered in the cycle until the volume is again reached.
de départ de concentré.starting point of concentrate.
Après cette ultra- et diafiltration on introduit la solution purifiée de concentré d'invertase dans l'unité de séparation de la microfiltration aux fins de séparation des protéines dénaturées After this ultra- and diafiltration, the purified invertase concentrate solution is introduced into the microfiltration separation unit for separation of the denatured proteins.
contenues dans la solution ainsi que des microorga- contained in the solution as well as micro-organisms
nismes. Le diamètre des pores de la matière de micro- nisms. The pore diameter of the microbial material
filtration utilisée s'élève à 0,2 um, et l'on ne filtration used amounts to 0.2 μm, and one does not
doit pas dépasser une pression d'entrée de 0,3 MPa. must not exceed an inlet pressure of 0.3 MPa.
Pour accroître la stabilité mécanique de la matière filtrante utilisée, on utilise un tissu de soutien, To increase the mechanical stability of the filter material used, a support fabric is used,
comme il est dit dans l'unité de séparation de l'ultra- as it says in the separation unit of the ultra-
filtration. Avec la stabilisation subséquente, en soi connue, on règle la solution à une activité d'environ filtration. With the subsequent stabilization, known per se, the solution is adjusted to an activity of about
1500 U.ml-1 et on la rend apte à la conservation. 1500 U.ml-1 and makes it suitable for preservation.
Le procédé selon l'invention convient parti- The process according to the invention is particularly suitable
culièrement pour préparer des préparations d'invertase d'activité spécifique élevée (400-800 U/mg) pour lesquelles, dans des buts analytiques, existe un intérêt particulier, en ce que la diafiltration specifically to prepare invertase preparations of high specific activity (400-800 U / mg) for which analytical purposes are of particular interest, in that diafiltration
est répétée 3 à 8 fois de la manière décrite ci- is repeated 3 to 8 times as described above.
dessus.above.
Le rendement en solution d'invertase stabi- The yield of stable invertase solution
lisée au glycérol obtenu selon le mode opératoire mentionné ci-dessus s'élève à 75% par rapport à glycerol obtained according to the procedure mentioned above is 75% relative to
la levure de boulanger active employée. active baker's yeast used.
EXEMPLE DE REALISATIONEXEMPLARY EMBODIMENT
L'exemple de réalisation est explicité à l'aide The exemplary embodiment is explained using
d'une figure dans laquelle les signes de référence repré- of a figure in which the reference signs represent
sente les éléments suivants.feel the following.
On met 120 kg de levure de boulanger active (HTS 30-33%) conservée à 24 C avec 240 1 d'eau dans un récipient de mélange et de mise en équilibre de température 1. Au bout d'environ 30 minutes apparaît une suspension de levure homogène de HTS 10-15%, que l'on conserve à une température située entre 120 kg of active baker's yeast (HTS 30-33%) stored at 24 C with 240 L of water are placed in a mixing and equilibrium temperature container 1. After about 30 minutes a suspension is homogeneous yeast of HTS 10-15%, which is stored at a temperature between
et 12 C.and 12 C.
La suspension refroidie est alors ajoutée par l'intermédiaire d'une pompe de dosage 2 d'un The cooled suspension is then added via a dosing pump 2 of a
moulin à arbre fonctionnant de façon continue 3. shaft mill operating continuously 3.
La désagrégation des cellules de levure s'effectue alors dans un récipient de broyage d'environ 3 litres refroidi avec de l'eau, qui est rempli avec environ 2400 g de microbilles de verre de 0,8 à 1 mm. La vitesse de l'arbre d'agitation s'élève à environ The disintegration of the yeast cells is then carried out in a milling vessel of about 3 liters cooled with water, which is filled with about 2400 g of 0.8 to 1 mm glass microbeads. The speed of the stirring shaft is approximately
3000 tours/rainet le débit de la suspension à 16 1/h. 3000 turns / rainet the flow of the suspension at 16 1 / h.
La suspension de levure désagrégée s'écoule par l'intermédiaire du dispositif d'écoulement supérieur du récipient de broyage dans un récipient de mélange et de mise en équilibre de la température 4. Par l'intermédiaire d'une pompe de dosage 5 on introduit la suspension dans un séparateur 6. On The disaggregated yeast suspension flows through the upper flow device of the grinding vessel into a mixing vessel and equilibrates the temperature 4. By means of a metering pump 5 is introduced the suspension in a separator 6. On
sépare ici la plus grande partie des débris cellu- separates here most of the cellular debris
laires d'avec la solution contenant l'invertase. with the solution containing invertase.
De l'écoulement du produit du séparateur 6 s'écoule From the product flow of the separator 6 flows
la phase largement débarrassée des débris cellu- phase largely free of cellular debris
laires dans un récipient intermédiaire 7. La vitesse d'introduction de la suspension à séparer s'élève i1 in the intermediate container 7. The rate of introduction of the suspension to be separated amounts to
à environ 50 1/h. Le séparateur 6 est ici à déschlam- at about 50 1 / h. The separator 6 is here to disarm
mer à chaque fois au bout d'environ 3/4 d'h. Pour éviter de plus grandes pertes de rendement en enzyme, on arrête avant le déschlammage l'introduction de la suspension de levure et on lave le rotor avec de l'eau jusqu'à ce que de l'eau claire sorte à l'écoulement du produit. On introduit alors l'eau sea every time after about 3/4 of an hour. In order to avoid greater losses of enzyme yield, the introduction of the yeast suspension is stopped before desliming and the rotor is washed with water until clear water comes out of the water. product. We then introduce the water
de réglage et on vide la boue.adjustment and empty the sludge.
A partir du récipient intermédiaire 7 on cunduit la solution contenant l'invertase à l'aide d'une pompe de dosage 8 à un filtre stratifié 9 From the intermediate container 7 the solution containing the invertase is added using a dosing pump 8 to a laminate filter 9
pour procéder à une clarification par filtration. to carry out clarification by filtration.
La clarification s'effectue par l'utilisation de couches de filtre de type KP-10 A (40 x 40 cm) ayant une perméabilité d'environ 450 l/h.m Pour accroître la qualité de la filtration, on dispose sous le côté clair des couches de filtre The clarification is carried out by the use of KP-10A type filter layers (40 x 40 cm) with a permeability of approximately 450 l / hm. In order to increase the quality of the filtration, the filter layers
du papier filtre Niederschlag 291 (40 x 40 cm). Niederschlag 291 filter paper (40 x 40 cm).
Avant le début de la filtration on humidifie les couches de filtre introduites pendant environ 20 minutes. On règle la vitesse de filtration à environ -100 1/h. La différence de pression maximale entre l'entrée et la sortie de la filtration ne doit pas Before the beginning of the filtration, the filter layers introduced are humidified for about 20 minutes. The filtration rate is set at about -100 l / h. The maximum pressure difference between the inlet and the outlet of the filtration must not be
ici être supérieure à 200 ou selon les cas 250 kPa. here be greater than 200 or depending on the case 250 kPa.
Le filtre stratifié 9 est ici monté de manière qu'outre le processus de filtration on a The laminated filter 9 is here mounted so that in addition to the filtration process,
une circulation moyenne, si bien qu'on évite l'appa- average traffic, so that
rition d'une surpression, qui peut conduire à une overpressure, which may lead to
destruction précoce de la matière filtrante. early destruction of the filter material.
Le résidu, subsistant de par le mode de circulation, de la solution contenant de l'invertase à clarifier, est de nouveau conduit vers le séparateur The residue, remaining in the circulation mode, of the solution containing invertase to be clarified is again conveyed to the separator.
6 après la fin de la clarification par filtration. 6 after the end of the clarification by filtration.
- On transfère la solution à traiter plus avant dans un récipient intermédiaire 10. Les étapes - The solution to be treated is transferred further into an intermediate container 10. The steps
ultérieure de purification, concentration et stéri- subsequent purification, concentration and sterility
lisation de la solution contenant de l'invertase the solution containing invertase
s'effectuent dans une installation spéciale d'ultra- made in a special installation of ultra-
microfiltration combinée 11.combined microfiltration 11.
Le paquet de plaques se trouvant sur un support est utilisé avec une surface de filtration de 5 m2 pour l'ultrafiltration et de 4 m2 pour la microfiltration. Pour l'unité de séparation de l'ultrafiltration 12 on utilise des membranes UF The plate package on a support is used with a filtration area of 5 m2 for ultrafiltration and 4 m2 for microfiltration. For the ultrafiltration separation unit 12, UF membranes are used
d'une perméabilité de 80-140 1/h.m2 de type CAM- a permeability of 80-140 l / h.m2 of CAM-type
UF-120-CP (VEB Zellstoff- und Zellwollewerke Witten- UF-120-CP (VEB Zellstoff- und Zellwollewerke Witten-
berge). Ce type assure une sélectivité par rapport à l'invertase de plus de 99%. Pour accroître la stabilité mécanique on dispose en outre entre la membrane et la plaque de dérivation de filtration bank). This type provides a selectivity over invertase of over 99%. To increase the mechanical stability is also available between the membrane and the filter bypass plate
un tissu de soutien de textile non tissé. a nonwoven textile support fabric.
A travers l'unité de microfiltration 13 est tendu un microfiltre pour traces de noyaux fait de polyester (ZfK AdW Rossendorf) ayant un Through the microfiltration unit 13 is stretched a microfilter for traces of cores made of polyester (ZfK AdW Rossendorf) having a
diamètre de pores de 0,2 um. Pour accroître la sta- pore diameter of 0.2 μm. To increase the
bilité cette matière de filtration est renforcée this filtration material is reinforced
d'un textile non tissé.a non-woven fabric.
A partir du récipient intermédiaire 10 on pompe la solution contenant l'invertase à l'aide d'une pompe de dosage 14 à travers un réfrigérant à double tube 15 dans l'unité d'ultrafiltration 12. On conduit la solution selon le principe de From the intermediate container 10 the invertase-containing solution is pumped by means of a metering pump 14 through a double-tube cooler 15 into the ultrafiltration unit 12. The solution is conducted according to the principle of
répartition sur les plaques de filtre, o les molé- distribution on the filter plates, where the
cules ayant un poids moléculaire supérieur à 150 000 sont retenues. La vitesse d'écoulement de perméation se situe ici à environ 80-140 1/h à une pression de départ de 0,1-0,3 MPa. L'activité d'invertase dans le produit de perméation se situe ici en-dessous molecules with a molecular weight greater than 150 000 are retained. The permeate flow rate here is about 80-140 l / h at a starting pressure of 0.1-0.3 MPa. The invertase activity in the permeate product is located below
de 0,5%.0.5%.
La solution obtenue après la clarification par filtration est concentrée par l'ultrafiltration à 1/10e de son volume. On dilue ensuite le concentré obtenu après l'ultrafiltration, avec de l'eau dans The solution obtained after clarification by filtration is concentrated by ultrafiltration to 1 / 10th of its volume. The concentrate obtained after the ultrafiltration is then diluted with water in
un rapport 1:1 et on le diafiltre en vue d'une puri- a ratio of 1: 1 and diafiltrate it for purification.
fication ultérieure dans le cycle, à travers l'unité de séparation de l'ultrafiltration 12, jusqu'à ce que le volume de départ du concentré soit à nouveau atteint. Par le blocage du cycle d'ultrafiltration, le concentré ultra- ou selon les cas diafiltré qui se trouve dans le récipient intermédiaire 10 est transporté par l'intermédiaire d'une pompe de dosage 16 en passant par le réfrigérant 15 vers l'unité Subsequent charging in the cycle, through the ultrafiltration separation unit 12, until the starting volume of the concentrate is reached again. By blocking the ultrafiltration cycle, the ultra- or diafiltered concentrate which is in the intermediate container 10 is transported via a metering pump 16 through the refrigerant 15 to the unit.
de microfiltration 13.microfiltration 13.
Là les protéines dénaturées contenues dans le concentré ainsi que les microorganismes qui affectent la qualité du produit, sont séparés. La surface de filtration active mentionnée ci-dessus est réglée à un débit d'environ 20 1/h, la pression d'entrée There the denatured proteins contained in the concentrate as well as the microorganisms which affect the quality of the product, are separated. The active filtration surface mentioned above is set at a flow rate of about 20 l / h, the inlet pressure
ne devant pas être supérieure à 0,3 MPa. not to be greater than 0.3 MPa.
On introduit la solution d'invertase puri- The purified invertase solution is introduced
fiée, concentrée et stérilisée dans un récipient concentrated and sterilized in a container
de mélange et de mise en équilibre de la tempéra- mixing and balancing the temperature
ture 17 et on l'y mélange avec du glycérol dans un rapport 1:1 et on l'y stabilise. Le rendement de la solution d'invertase stabilisée s'élève à kg (75% par rapport à la levure de boulanger 17 and mixed with glycerol in a 1: 1 ratio and stabilized therein. The yield of the stabilized invertase solution is kg (75% relative to baker's yeast)
active utilisée).active used).
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