NO742344L - - Google Patents

Info

Publication number
NO742344L
NO742344L NO742344A NO742344A NO742344L NO 742344 L NO742344 L NO 742344L NO 742344 A NO742344 A NO 742344A NO 742344 A NO742344 A NO 742344A NO 742344 L NO742344 L NO 742344L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
product
fermentation
microorganisms
destruction
continuous
Prior art date
Application number
NO742344A
Other languages
English (en)
Inventor
T B Young
M Koplove
Original Assignee
Squibb & Sons Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Squibb & Sons Inc filed Critical Squibb & Sons Inc
Publication of NO742344L publication Critical patent/NO742344L/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P1/00Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/812Foam control

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Description

" Fermenteringsprosess"
Det er et stadig økende marked for fermenteringsprodukter, spesielt på det farmasøytiske område og på næringsmiddelområdet. Imidlertid er produksjonskostnadene for disse materialer relativt
høye. Eftersom produksjonen av disse materialer øker har man i tillegg fått problemer med å bli kvitt anvendte fermenterings-materialer. Det er gjort en meget stor forskningsinnsats for å øke produksjonen, redusere kostnadene og gjøre forurensningene til omgivelsene minst mulig, spesielt i den farmasøytiske industri som anvender fermenteringsprosesser i utstrakt grad for fremstilling av antibiotika og andre biologisk virksomme midler. Vanligvis fremstilles antibiotika ved satsvise prosesser. Antibiotika oppnås ved adskillelse fra de mikrobielle buljonger. Anvendt buljong-materiale anvendes vanligvis ikke omigjen, men man kvitter seg med
det som et avfallsutslipp. Det er omtalt forsøk på å benytte mikrobielle cellulære materialer omigjen; i disse tilfeller ble materialet adskilt fra produktet, behandlet og tilsatt som en separat tilsetning til en påfølgende satsvis fermentering i den første satstilsetningen.
Foreliggende oppfinnelse vedrører kontinuerlig fjernelse
av buljong fra et fermenteringsapparat, efterfulgt av en delvis eller fullstendig ødeleggelse av cellulær levedyktighet i nærvær av antibiotika uten et adskillelsestrinn hvor antibiotika fjernes fra buljongen, og ved kontinuerlig tilbakeføring av den resulterende behandlede buljongen som inneholder antibiotika og ikke-levedyktig. cellulært materiale til fermenteringsapparatet under den samme fortløpende fermentering. Foreliggende oppfinnelse vedrører dessuten anvendelsen av kontinuerlig mikrobiell celleødeleggelse Og resirkulasjon, hvorved det finner sted en adskillelse av. antibiotika i resirkulasjonsstrømmen. Foreliggende oppfinnelse vedrører dessuten en kontinuerlig eller halvkontinuerlig fermentering som ibefatter den angitte resirkulasjonsstrøm. Endelig vedrører oppfinnelsen den tilsiktede ødeleggelse av celler direkte inne i fermenteringsapparatet når fermenteringsprosessen er på sitt høyeste.
Mens den foretrukne anvendelsen av foreliggende oppfinnelse er rettet på fremstillingen av antibiotika, spesielt penicillin, nystatin, tetracyklin og amfotericin, omfatter oppfinnelsen også andre nyttige fermenteringer slik som produksjonen av aminosyrer og vitaminer, spesielt B12 og produksjonen og overføringen av steroider, spesielt triamkinolon.
Foreliggende oppfinnelse beskrives ved hjelp av figurene: Figur 1: Fermenteringsapparatet (10) som er utstyrt med midler for omrøring (7) tilføres fra tilførselsreservoaret (5)
ved hjelp av en pumpe (4). Dessuten tilsettes et skumhindrings-middel fra et lagringsområde (1) ved hjelp av en pumpe (2). Oksygeninnholdet av fermenteringsapparatet styres og reguleres
ved hjelp av en måler og regulator (3). Materialet pumpes ut av fermenteringsapparatet (10) ved hjelp av en utløpspumpe (8) som er koblet til en timer (9) til et destruksjonkammer (13 eller 14). Destruksjonskammeret 1 styres av et pH-meter og regulator (12) og materialet føres tilbake til fermenteringsapparatet (10) ved hjelp av en resirkulasjonspumpe (11).
Figurene 2 og 3 er kurver hvor penicillin-konsentrasjon (PEN), cellekonsentrasjon på tørrvektbasis (DCW), uorganisk løselig fosfatkonsentrasjon (PI) og konsentrasjonen av.ammoniakk-nitrogen (NH^-N) er tegnet mot tiden ved å anvende et destruksjonskammer med ultralyd eller med et felt med høye skjærkrefter.
Fordelene ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse fremfor- de som nå vanligvis anvendes på området for antibiotisk fermentering er mange. Fermenteringen kan utføres, slik som cellevekst kan reguleres med en ønsket spesifikk veksthastighet uten de store volumetriske gjennomløp som man har ved en entrinns, ettomløps kontinuerlig fermentering. Gjenvinningen av produktet omfatter derved et mindre buljongvolum, mer konsentrert i produkt-, innhold, i motsetning til større buljongvolum, mer fortynnet i produktinnhold. Man får økonomisk forbruk av råmaterialer ved at karbonenergien, nitrogen og mineraler i det cellulære materiale resirkuleres, istedenfor å anvendes i en ettomløps-passasje. Man får lave kostnader ved behandling av avfallet ved at volumet av forbrukt materiale reduseres betraktelig. Man får økonomiske besparelser ved at fermenteringsperioden kan gjøres lengere og således reduserer stopptidene for den totale satscyklus og øke fermenteringsapparatets produktivitet på årsbasis.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse krever destruksjonsmetoder som ikke forårsaker spaltning av produktet i det tilfelle hvor det ikke finner sted noen adskillelse av antibiotika i resirkulasjonsstrømmen. Den cellulære leve-dyktighet kan således ødelegges ved regulerbar ultralyd, forandring i pH, temperatur-forandring, mangel på næring, homogenisering og høye skjærkrefter og den foretrukne metode for ødeleggelse er høye skjærkrefter.
Dersom ødeleggelsen utføres in situ synes teknikken med høye skjærkrefter å være mest egnet.
I den følgende beskrivelse og eksempler anvendes de
nedenfor angitte symboler:
V = volum av fermenteringsapparatur, ml
X = konsentrasjon av levedyktig cellemasse, mg/ml
y = spesifikk veksthastighet, h 1
F = tilførsels/uttappingshastigheter, ml/h.
F R= resirkulasjonshastighet ml/h
K = fraksjon drepte
D = F/V = fortynningshastighet, h 1
K_ = FDK = spesifikk destruksjonshastighet, h 1.
DR
~v
Siden det er ønskelig å bibeholde en viss spesifikk hastighet er det nødvendig å ødelegge celler i resirkulasjonen med en slik hastighet at det tilsvarer veksthastigheten. Dette kan oppnås ved å innstille destruksjonshastigheten slik at man ødelegger i en time det antall celler som fremstilles i fermenteringsapparatet i en time. For ethvert system- kan beregninger lett utføres for å bestemme strømningshastigheten ved hjelp av den følgende formel:
Et utluftet og vel omrørt fermenteringskar tilsettes således passende medium, steriliseres, avkjøles til en ønsket temperatur og podes med en podekultur av ønsket mikroorganisme. Man tillater cellevekst inntil næringsstoffene i den første tilsetningen er oppbrukt. Derefter begynner tilførselen eller tilførslene av sterile næringsstoffer. Når cellemassekonsentrasjonen har nådd et ønsket nivå fjernes kontinuerlig fermenteringsbuljongen aseptisk fra fermenteringsapparatet og pumpes gjennom et celledestruksjons-trinn, hvor cellene gjøres, delvis eller fullstendig ikke-levedyktige, og føres derefter tilbake til fermenteringsapparatet. Resirkulasjonshastigheten beregnes efter formelen:
Det oppnås en stabil tilstand hvor
(a) spesifikk celleveksthastighet og cellemassekonsentrasjon i fermenteringsapparatet holdes på et ønsket nivå og (b) produktet fremstilles kontinuerlig i høyere konsentrasjon. Størrelsen av produktkonsentrasjonen kan bestemmes ved hjelp av relative.verdier av spesifikk veksthastighet og anvendt fortynningshastighet.
Dersom y>>D, dvs. fermenteringsapparatet tilføres konsentrert næringstilførsel med lavt volum, er resirkulasjonshastigheten tilnærmet lik^jformelen:
og produktkonsentrasjonen er maksimal. Dersom fortynningshastigheten som skyldes næringstilsetningene er betydelig innstiller man ut-byttet slik at fermenteringsapparatet tillater at man bibeholder
et regulert reaksjonsvolum via periodisk, permanent fjernelse av buljong fra fermenteringsapparatet. I dette tilfelle består en kontinuerlig fremgangsmåte av en kontinuerlig næringstilførsel, kontinuerlig destruksjon og resirkulasjon av celler og periodisk fjernelse av buljong fra fermenteringsapparatet for gjenvinning av konsentrert produkt.
Eksempel 1
Fremstilling av kaliumpenicillin G ved hjelp av stammen, penicillin chrysogenum.
Metode
Et glassfermenteringsapparat med omrøring og med et 8 liters arbeidsvolum ble oppstilt som vist i figur 1. Fermenterings-
apparatet tilsettes med medium som beskrevet i tabell I og steriliseres ved 121°C i 1 time i en autoklav. Fermenterings-temperaturen avkjøles til 2 5°C og bibeholdes ved denne temperatur ved automatisk temperaturregulering. pH-verdien av mediet justeres til 7,0 og holdes ved denne pH ved automatisk tilsetning av 10 volum% vandig NaOH-løsning (ved å anvende enveis av-på regulering). Man begynner med utlufting ved 0,5 WM og omrøring ved 600-800 omdr./min. og tillater metning av mediet med oppløst oksygen. En oppløst oksygenprøve kalibreres ved å innstille 100% tilsvarende mettet
medium ved 25°C og atmosfærisk trykk. Oppløst oksygennivå holdes i
et overskudd på 5.0% ved å øke utluftingen og/eller omrøringen om nødvendig.
Når pH, temperatur og oppløst bksygenkonsentrasjon er
innstilt podes fermenteringsapparatet med 100 ml soppkultur som tidligere har vokst ved 25°C i samme medium i en rysteflaske. Fermenteringen får forløpe som en enkel satsvis prosess i 24 timer og derefter tilsettes løsningen beskrevet i. tabell II med en hastighet på 13 ml/h. Samtidig fjernes buljong aseptisk fra fermenteringsapparatet med en hastighet på 133 ml/h. En prøve på 13 ml/time fjernes og.den gjenværende mengde på 120 ml/time av buljong pumpes ned i et 4-liters ikke-gjennomluftet kar.
Mycelie-buljongen holdes i destruksjonskaret under høye skjærkrefter og uten tilsetning av næringsstoffer i en gjennom-
snitlig oppholdstid på 33 timer og føres derefter tilbake til det 8-liters fermenteringsapparat i en kontinuerlig resirkulasjonsstrøm. Produktet konsentreres i 300 timer på samme måte som vist i
figur 2 mens den levedyktige cellemassekonsentrasjonen holdes
konstant. Det observeres en oppbygning av total cellemasse-konsentras jon som skyldes ufullstendig gjenutnyttelse av ødelagte celler i 8-litérs fermenteringsapparatet.
Eksempel 2
Produksjonen av kaliumpenicillin G ved hjelp av stammen penicillin chrysogenum.
Metode
Man anvender en metode som er identisk med metoden i eksempel 1 bortsett fra at det anvendes et ultralyd-destruksjons-apparat for celler med kontinuerlig gjennomstrømning istedenfor 4-liters destruksjonskar. Buljongen fjernes igjen kontinuerlig fra 8-liters fermenteringsapparat med en hastighet på 120 ml/h og pumpes aseptisk gjennom en ultralyd strømnings-celle (20 Kh 2) hvor temperaturen holdes ved 10°C ved hjelp av en vannfylt kjølemantel. Kaliumpenicillin G konsentreres, mens leve-dyktig cellemasse holdes konstant som vist i figur 3.
Eksempel 3
Fremstilling av nystatin med Streptomyces noursei.
Man innstiller en resirkulasjonsstrøm som følger:
Blandingen ovenfor ble innstillet på 8 liter i glassfermenterings-apparatur ved hjelp av springvann.
Løsningen ble innstilt til 16 liter med springvann og sterilisert en time i en autoklav ved 121°C.

Claims (7)

1. Fermenteringsfremgangsmåte, karakterisert ved at man dyrker mikroorganismer som gir et nyttig produkt i et gjennomluftet næringsmedium i en omrørt fermenteringsapparatur, fjerner kontinuerlig og aseptisk mikroorganismene med en forutbestemt strømningshastighet og ødelegger levedyktigheten av en del eller alle mikroorganismene i nærvær av det nyttige produktet under betingelser somQElske er ødelegg ende for produktet og kontinuerlig resirkulerer strømmen som inneholder produktet og delvis eller fullstendig ikke-levedyktige mikroorganismer til den samme fermenteringsapparaturen med samme strømningshastighet.
2. Fremgangsmåte som .angitt i krav 1, karakterisert ved at mikroorganismene adskilles kontinuerlig fra produktet i resirkulasjonsstrømmen og at strømmen som bare inneholder mikroorganismen føres gjennom en destruksjons-sone og kontinuerlig føres tilbake til den samme fermenteringsapparaturen.
3. Fremgangsmåte som angitt i kravene 1 eller 2, karakterisert ved at fermenteringsfremgangsmåten er en satsvis, "fed-batch", halvkontinuerlig eller kontinuerlig fremgangsmåte.
4. Fremgangsmåte som angitt i kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at produktene er antibiotika..
5. Fremgangsmåte som angitt i kravene 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at produktet er valgt fra penicillin, nystatin og tetracyklin.
6. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at destruksjons-midlene er valgt blant varme, homogenisering, skjærkrefter, forandring i pH, ultralydbølger eller ultrafiolett lys.
7. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst .av kravene 1 til 6, karakterisert ved at den ' spesifikke destruksjonshastighet ligger i området fra 0,01 til 0,02 h" <1> .
NO742344A 1973-06-28 1974-06-27 NO742344L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US374721A US3886046A (en) 1973-06-28 1973-06-28 Recycle fermentation process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO742344L true NO742344L (no) 1975-01-27

Family

ID=23477954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO742344A NO742344L (no) 1973-06-28 1974-06-27

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3886046A (no)
JP (1) JPS5036680A (no)
AR (1) AR203852A1 (no)
BE (1) BE817062A (no)
DE (1) DE2431002A1 (no)
DK (1) DK346274A (no)
FR (1) FR2235195B3 (no)
NL (1) NL7408666A (no)
NO (1) NO742344L (no)
SE (1) SE7408531L (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1563392A (en) * 1975-11-28 1980-03-26 Ici Ltd Production of single cell protein by continuous fermentation
US4127447A (en) * 1976-05-03 1978-11-28 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Biomass growth restriction in a packed bed reactor
FR2481317A1 (fr) * 1980-04-24 1981-10-30 Roquette Freres Procede microbiologique perfectionne
BE890086A (fr) * 1981-08-26 1982-02-26 Acec Procede et installation de production de composes liquides ou gazeux dans un reacteur microbiel
US4883759A (en) * 1983-07-12 1989-11-28 Phillips Petroleum Company Fermentation method and apparatus
US4752564A (en) * 1983-07-12 1988-06-21 Phillips Petroleum Company Fermentation method and apparatus
FR2581055A1 (fr) * 1985-04-26 1986-10-31 Fives Cail Babcock Perfectionnements aux procedes de fermentation lactique avec traitement biologique des effluents
JP2655618B2 (ja) * 1990-03-31 1997-09-24 工業技術院長 微生物凝集剤noc―1の製造方法
US8414940B2 (en) * 2002-11-06 2013-04-09 Urth Tech, LLC Reduction of acrylamide formation in cooked starchy foods
EP1731617A1 (de) * 2005-06-06 2006-12-13 DSM IP Assets B.V. Rückführung lysierter Biomasse als Nährmedium bei der fermentativen Herstellung von Riboflavin
WO2016072960A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Young Thomas Benton Municipal waste water treatment plant design to produce byproducts and recycle water of drinking water quality

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2609327A (en) * 1948-12-10 1952-09-02 Seagram & Sons Inc Continuous process for penicillin production
US3062724A (en) * 1960-08-31 1962-11-06 Upjohn Co Method for preventing culture degeneration in a continuous fermentation
US3591455A (en) * 1968-02-14 1971-07-06 Nalco Chemical Co Continuous microbial process

Also Published As

Publication number Publication date
US3886046A (en) 1975-05-27
NL7408666A (no) 1974-12-31
DE2431002A1 (de) 1975-01-30
JPS5036680A (no) 1975-04-05
FR2235195A1 (no) 1975-01-24
SE7408531L (no) 1974-12-30
FR2235195B3 (no) 1977-05-06
AR203852A1 (es) 1975-10-31
DK346274A (no) 1975-03-17
BE817062A (fr) 1974-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roukas Ethanol production from non-sterilized beet molasses by free and immobilized Saccharomyces cerevisiae cells using fed-batch culture
US3973043A (en) Feedlot animal wastes into useful materials
CN101353672B (zh) 由木质纤维素制备含糖水解产物的方法
US4044500A (en) Integrated fermentation-photosynthesis biomass process
NO742344L (no)
Hosler et al. Penicillin from chemically defined media
JPS6212988B2 (no)
US3328262A (en) Heteropolysaccharide fermentation process
Park et al. Effect of dissolved oxygen concentration and impeller tip speed on itaconic acid production by Aspergillus terreus
US2906622A (en) Production of growth stimulating agents
US6451565B1 (en) Method of producing γ-decalactone using Yarrowia lipolytica strain HR 145 (DSM 12397)
CN101268179A (zh) 连续培养产醇细菌的装置和培养该细菌的方法
NO146331B (no) Fremgangsmaate til fremstilling av et enecellet proteinmateriale ved dyrking av termofile bakterier
Bai et al. Ammonium lactate production by Lactobacillus lactis BME5-18M in pH-controlled fed-batch fermentations
Ichii et al. Development of a new commercial-scale airlift fermentor for rapid growth of yeast
CN106544293A (zh) 一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法
NZ243827A (en) Preparation of natamycin by continuous fermentation
NO161811B (no) Fremgangsmaate til fremstilling av etanol ved hjelp av fermentering i to trinn.
EP0844308B1 (en) Method for producing L-glutamic acid by continuous fermentation
Pfeifer et al. Pilot plant vitamin B12 by fermentation with Streptomyces olivaceus
JPS5913276B2 (ja) 酵母による工場廃液の浄化方法
EP2287324A2 (en) Fermentation processes with low concentrations of carbon- and nitrogen-containing nutrients
US4229543A (en) Process for culturing methanol-utilizing yeasts
KR100513996B1 (ko) 연속발효에의한l-글루탐산의제조방법
Malek et al. Continuous cultivation of microorganisms