NO140827B - Anvendelse av tankene i et tankfartoey som gjaeringskar - Google Patents

Description

For utvinning av forskjellige produkter, utnyttelse av avfall etc, anvendes i meget stor utstrekning gjæring. Foruten den siden urgamle tider benyttede alkoholgjæringen av forskjellige kornslag og frukter, gjæres nå avluter fra celluloseindustrien til alkohol, hydrokarboner til proteiner osv.

Det er spesielt de raskt økende behov for for-proteiner som nå gjør den mikrobiologiske eggehviteproduksjonen interessant. Man har bl.a. beregnet at den raskt økende prisen på kalvefor, 3000 svenske kr. pr. tonn skummet melk og 2000 svenske kr. pr. tonn myse, har åpnet et europeisk marked på ca. 0,5 millioner tonn mikrobiologisk eggehvite, SCP pr. år. Til dette kommer behov for på lengre sikt å erstatte fiske-melet, 1000 svenske kr. pr.tonn og kanskje også en del av soyaeggehvite, 800 svenske kr. pr. tonn, som nå inngår i høns-

og grisefor. Gjæringsprosesser basert på metanol og på

sulfit- og papiravfall eksisterer, der man har anledning til å regne med priser på omkring 1000 svenske kr. pr. tonn, og med utgangspunkt fra slam, har man kommet ned til så lave sifre som 550 svenske kr. pr.tonn.

Med hensyn til de forskjellige synteseveier som

står til rådighet for produksjon av metanol, er dette en av de mest interessante råvarene. Metanolen kan f.eks. fremstilles fra naturgass i tilslutning til større kilder, men kan også fremstilles fra den syntesegass som ved hjelp av pyrolyse eller plasmabrenning kan produseres fra kull, husholdningsavfall og overskuddscellulose. Som disse veiene antyder, kan behover

for store gjæringsanlegg opptre både på steder der bygging av fabrikker er meget kostbart, eller i tettsteder der tomte-grunnen er mer verdifull enn f.eks. ankerplasser.

Por å kunne ta hånd om store mengder råvarer

eller produsere store mengder forbruksvarer, særlig da gjæringsprodukter for for, må gjæringsanleggene gjøres meget store og blir derfor også kostbare. Som eksempel på størrelsesorden på aktuelle anlegg kan det nevntes BP's anlegg i Skottland på 100.000 tonn gjæret produkt på basis av parafinsubstrat, ICI i Teesside 100.000 tonn pr. år bakterier dyrket på metanol, Finnish Pulp and Paper, Pehilz 10.000 tonn pr. år gjærprodukter dyrket på sulfitavfall, Chemopetrol, Tsjekkoslovakia har et anleggg for 40.000 tonn pr. år og et annet anlegg på 100.000 tonn pr. år med gjæringsprodukter dyrket på etylalkohol.

Dyrkingstankenes størrelse varierer, men

volumene i størrelsesorden 200 - 1000 m^ er ikke uvanlige.

Slike tanker kan gi utbytte på mellom 5.000 og 30.000 tonn

pr. år.

Et problem er at råvarene for gjæring kan komme frem på forskjellige plasser til forskjellige tidspunkter, og dermed skape transportproblemer for et stasjonært gjæringsanlegg. Således kan en viss råvare, f.eks. melasse eller metanol forekomme i store kvantiteter og for en billig pris veden tid og på en plass, mens det på et annet tidspunkt finnes på et helt annet sted. En forflytning av gjæringsanlegget fra den ene plassen til den andre vil dermed kunne løse store transportproblemer. Til dette kommer også muligheten for å minske risikoene ved politiske uroligheter.

En sesongbetonet tilgang på visse råvarer, f.eks. stivelsesholdig jordbruksavfall, gjør for tiden ofte en kapital-intensiv satsing på gjæringsteknikk mindre attraktiv. Fore-liggende oppfinnelse går ut fra dette ogforeslåt* bruk av tank-fartøyer, fortrinnsvis oljetanker som gjæringskar. Olje-transporter kan være uregelmessige og dermed gjøre at tankfartøy må ligge uten frakt lengre eller kortere tid. For bruk av tankfartøyer som gjæringsanlegg trenger man bare å gjøre relativt små endringer, hvorfra et tankfartøy som ligger uten frakt eller går i ballast, ville kunne brukes for gjæring. Tankfartøyene skulle under pågående gjæring også kunne for-flytte seg fra en plass der råvarer påfylles, f.eks. sukkerrør" melasse på Cuba, for deretter f.eks. i Europa å losse produktene, samtidig som en omstilling til oljefrakt gjennom-føres .

De nødvendige konverteringsanordningene for sterilisering, temperaturkontroll, lufting og høsting kan lett rommes i lett lukkbare dekkcontainere, tilsvarende de enkelte oljetankene, noe som vil gi stor fleksibilitet i ut-nyttelsen. Man kan få en forestilling om den produksjons-kapasitet som tankvolumene byr på, når man vet at et SCP-utbytte av 65 kg/m^ pr. døgn ikke er urealistisk. I realiteten kan et ti . liters dyrkningsvolum gi samme daglige proteinut-bytte som en okse.

Tankfartøyene byr med sin konstruksjon plass som med ubetydelige endringer enkelt kan gjøres om til gjæringsanlegg. Por lufting og omrøring av mosten med såkalt airlift kan det anordnes ringformede eller radielle rør med tallrike hull ved bunnen i tankerens oljetanker. Likeledes kan rør av porøse keramiske materialer eller sintrede metaller benyttes.

Oksygentilsettingsbehov og kjølekrav ved konstant produksjon, 3,5 g/l/time, på forskjellige karbonkilder er betydelig og nedenfor angis verdiene fra Cooney og Levine, Adv. Appl. Microbiol. 15, 337,1972:

Ved gjæring og spesielt ved aerobe gjæringsprosesser dannes altså meget store varmemengder. For å holde temperaturen optimal og konstant må det derfor tilføres store mengder kjølemedium. Dette byr ved et tankfartøy ikke på noen spesielle vanskeligheter, der kjølevannet kan- tas direkte fra havet, passere gjennom kjøleslynger i fermenteringsmediet eller varmevekslere og ledes tilbake ut i havet igjen. Dette kan skje gjennom lokket på fermenteringsbeholderen, men man kan også tenke seg å lage hull i bunnen på tankene og på fartøyet og lede kjølevann inn og ut den veien.

Et problem som tidligere ville ha utgjort en alvorlig hindring for utnyttelse av tankfartøyer for gjæring, er sterilisering av gjæringsmediet. Når man arbeider med renkulturer kreves det en spesiell steriliseringsteknikk, og ved tekniske prosesser skjer steriliseringen alltid ved hjelp av damp. En sterilisering av rommene i de relativt tynnveggede beholderne i en oljetanker, med den nøyaktighet som kreves for gjæringen, kan imidlertid ikke gjøres med damp, men derimot med fordel ved hjelp av forskjellige preparater, såsom betapropiolakton, etylenoksyd, formalin etc. En tåke av betapropiolakton er særskilt attraktiv da denne substans ved sin hydrolyse går over i B-hydroksypropionsyre som kan tjene som karbonkilde for mange mikroorganismer. Også en rekke alkoholer kan i relativt konsentrert form brukes som desin-feksjonsmiddel for i høyere utspedninger å fungere som substrat. For å oppnå en sikker dreping av alle sporer krever imidlertid alkoholene spesielle tilsetninger. Fermenteringsmediet kan imidlertid som vanlig valgfritt steriliseres med damp eller på kjemisk vei.

Et annet problem som også løses lett ved gjæring

i tankfartøyer, er å bli kvitt avfallet. Ved f.eks. alkohol-gjæring fåes etter avdestillering av alkoholen et avfall som kan benyttes som dyrefor i en viss utstrekning, men som i større mengder medfører store problemer å bli kvitt. Et slikt avfall kan imidlertid slippes ut i ganske store mengder i havet uten at dette medfører noen som helst forurensnings-problemer, da avfallet meget lett omsettes i havvannet som næring for organismer i havet og ved nedbrytning.

Det er ovenfor angitt hvorledes tankfartøyer

med fordel kan anvendes for å gjære f.eks. sukkerrørsmelasse fra Cuba under ballasttur til f.eks. Europa, og på den måte utnytte transporttiden for gjæringen. En annen gjærings-prosess som bedrives i stadig økende skala er proteingjæring av metanol. For en slik gjæring kan innlasting skje ved en

eller annen naturgasskilde, der metanol syntetiseres samtidig som energioverskuddet fra metanolfremstillingen kan benyttes for fremstilling av kvelstofforbindelser som tjener som næringssalter for gjæringskulturen. Proteingjæringen kan enten skje stasjonært eller slik at gjæringen skjer samtidig med transporten til den plass der sluttproduktet skal benyttes. Utførelseseksempel.

En liten kysttanker med et tankvolum på ca. 100 m^ ble rengjort og sterilisert ved tåkesprøyting med betapropiolakton. 20 m^ melasse fra sukkerbitfremstilling med et tørrstoff-innhold på 77 vekt?, et sukkerinnhold på 50 vekt?, raffinose 1 vekt?, askeinnhold 11 vekt? og med 18 vekt? uforgjærbare, organiske stoffer ble spedd til 80 m ■ 7. og det ble tilsatt 100 kg pressgjær.

Melassen inneholdt meget store mengder av nitrogen og fosforforbindelser, men for å få tilstrekkelige mengder næringssalter for gjæringen ble det tilsatt også 100 kg ammoniumfosfat.

Gjæringen skjedde ved en temperatur på 27°C, og temperaturen ble opprettholdt ved hjelp av en kjøleslynge i hvilken havvann ble sirkulert. Den dannede karbondioksyd, ca.

2 tonn, ble kjølt ned til tørris.

Etter 38 timers gjæring, ble den ferdiggjærte satsen pumpet over til et destillasjonsanlegg, der det ble utvunnet 4.800 liter alkohol.

Claims (3)

1. Anvendelse av tankene i et tankfartøy som beholdere eller gjæringskar ved fermenteringsprosesser.

2. Anvendelse ifølge krav 1, hvor tankene før gjæringen steriliseres ved hjelp av et kjemisk preparat, fortrinnsvis betapropiolakton .

3. Anvendelse ifølge krav 1 eller 2, hvor fermenterings-prosessen gjennomføres samtidig med transporten til forbruks-stedet for sluttproduktene.