Przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania wodnej cieczy hodowlanej z zawiesin biomasy, które zostaly otrzymane przez hodowle mikroorga¬ nizmów z fazy weglowodorowej. Wynalazek do¬ tyczy specjalnie sposobu, w którym faza weglowo¬ dorowa nie zostaje calkowicie zuzyta i w znany sposób razem z przylegajacymi mikroorganizmami tworzy wyplywajaca faze biomasa/weglowodór/ woda, jesli mieszanine hodowlana wprowadza sie do naczynia uspokajajacego.Wynalazek mozna stosowac w urzadzeniach, w których ciekle weglowodory zostaja poddane reakcji mikrobiologicznej za pomoca mikroorga¬ nizmów i oddzielone.Przy kultywowaniu mikroorganizmów na zródle weglowodorów w obecnosci wodnego roztworu od- zywkowego o znanym skladzie tworza sie stabilne emulsje, które wynikaja ze stabilnosci komórek imikrootrgaaiizmólw umiejscowionych z poiwierzchini granicy faz.Do pierwszego oddzielenia cieczy hodowlanej stosuje sie w znany sposób prosty proicels przepro¬ wadzania w zawiesine, dekantacji albo kremowa¬ nia. Ciecz hodowlana, przechodzaca do oddzielenia, zawiera z reguly jeszcze niezuzyte substancje po¬ karmowe, które zostaja oddzielone w celu dalszego wykrystalizowania od biomasy i fazy weglowodo¬ rowej. W tym celu na ogól odciaga sie mieszanine hodowlana w sposób ciagly z fermentora i wpro¬ wadza do naczynia do dekantacji. W tym naczyniu 10 15 25 30 dekantuje biomasa prawie calkowicie razem z faza weglowodorowa i moze byc odprowadzana w spo¬ sób ciagly. Przy dnie naczynia odciaga sie w spo¬ sób ciagly ciecz hodowlana. iWyplywajaca zawiesina biomasy i weglowodo¬ rów zawiera jednakze jeszcze duza czesc wodnej cieczy hodowlanej. W znanych sposobach zawie¬ sine te rozklada sie z reguly przez kilkustopnio¬ wa separacje za pomoca separatorów talerzowych na faze weglowodorowa, wodna oraz wzbogacona w biomase faze wodna.Dla utrzymania niskiego nakladu w separacji pozadane jest osiagniecie juz przez dekanitacje maksymalnego oddzielenia wodnego skladnika cieczy hodowlanej.; W tym celu zbadano juz i opisano rozmaite metody.W niemieckim opisie patentowym DL mr 75944 opisano zastosowanie do emulsji zmiany tempera¬ tury, elektrycznego napiecia zmiennego, napromie¬ niowania za pomoca fal elektromagnetycznych w szczególnosci podczerwonych albo promieni gama.W niemieckim opisie patentowym DT-OS nr 1 545 252 opisano rozdzielanie faz odcieku z fer* mentora przez oddzielenie wiekszej czesci wodnej pozywki przez dekantacje i nastepne dodanie co najmniej 10 g/litr soli metalu, korzystnie halogen¬ ku metalu alkalicznego, i substancji powierzchnio- wo-czynnej w stezeniu co najmniej 5 g/litr. 109 681'"¦'.¦' 3 Obok zastosowania substancji dzialajacych de- mulgujaco znane jest równiez wykorzystanie efek¬ tów flotacyjnych przez, wprowadzanie drobno zdyspergowanego powietrza. Sposoby te maja jed¬ nakze wszystkie te wade, ze przy zastosowaniu przemyslowym powstaja dodatkowe naklady na substancje pomocnicze aljbo urzadzenia flotacyjne.Przy flotacji powstaje oprócz tego jeszczev nie¬ bezpieczenstwo, ze zawiesina wskutek dzialania drobnozdyspergowanego powietrza przyjmuje wlasciwosci spieniania i tym samym jest uciazliwa do manipulacji technicznych.Celem wynalazku jest takie uksztaltowanie roz¬ dzielania faz w dekantacji bez zastosowania kosz¬ townych srodków pomocniczych i energii, ze mozna prze/pjpwadzic nastepujace oddzielanie w stopniu s£j»aracjti befc poruszania wiekszych strumieni produktu i operacje rozdzielania do separatorów z niezmienni jakoscia.Zadaniern wynailstóku jest ulatwienie rozdziela¬ nia faty Jaioniaisi' od^ faz pozostalych przez specy¬ ficzne uksztaltowanie procesu dekantacji. nieoczekiwanie znaleziono^ ze przez wykorzysta- niev wlasciwosci strukturalnych zawiesiny razem z efektami sciennymi, w szczególnosci odmiennego zachowaniazwilzania miedzy woda i weglowodo¬ rami^w odniesieniu do prawie wszystkich tech¬ nicznych przyjetych tworzyw aparaturowych moz¬ na uzyskac intensywne wplywanie na zawiesine, które wykorzystane celowo daje w efekcie znaczne polepszenie oddzielania wodnej cieczy hodowlanej z wyzej wymienionej zawiesiny. Te zawiesiny skladaja sie, ogladane pod mikroskopem, z prawie ciaglej fazy wodnej w kropli weglowodoru o róz¬ nej wielkosci a takze rozdzielone sa drobno ba* nieczki powietrza.Mikroorganizmy, np. komórki .drozdzowe, przy¬ czepiaja sie przewaznie do kropelek weglowodoru.Czesto mozna równiez obserwowac klaczkowate . zbrytetfua kropel i komórek mikroorganizmów.Obok tego widoczne sa znowu wtracenia wody.Mikrostruktura zawiesin jest zgodnie z tym bardzo niejednorodna* w szczególnosci równiez pod wzgle¬ dem stosunków gestosci. Platki maja na podstawie swej wysokiej zawartosci weglowodorów mniejsza gestosc niz otaczajaca je faza wodna.Jesli np. mieszanine hodowlana, zlozona z Can- dida Guilliermondii na 20*/o destylacie ropy naf¬ towej o zakresie temperatur wrzenia 220h-380°C i wodnej cieczy hodowlanej wprowadzi sie do zlewki wypelnionej ksztaltkami siodelkowymi, roz¬ dziela sie mieszanina w ciagu okolo 5 minut na okolp 50P/o objetosciowych fazy wodnej i okolo 50% objejtosciowych zawiesiny biomasy. Po uplywie dalszych 10 minut stosunki objejtosciowe nie ulegly zmianie, to znaczy nie osiagnieto dalszego istot¬ nego oddzielenia wody. Mozna jednak zaobserwo¬ wac plalskie, powoM powiekszajace sie wtracenia wody wewnatrz zawiesiny/które jednak nie prze¬ nikaja przez zawiesine ku dolowi. Jesli teraz przet znajdujacy sie jrzy dnie karóciec dodaje sie powoli wo8%- do naczynia, tak ze zawiesina biomasy we¬ druje ku górze, mozna zaobserwowac, ze plaskie wtracenia wody przy zetknieciu z powierzchnia ksztaltek siodelkowych albo sciankami zbiornika «81 4 podczas plyniecia powoli przyjmuja ksztalt kuli i opadaja ku dolowi.Jesli powtórzy sie to samo doswiadczenie bez ksztaltek siodelkowych, to rozpoznaje sie wyraznie, -* - ze plaskie wtracenia wody zostaja w wiekszej czesci wyniesione ku górze z zawiesina. Dalsze systematyczne przeprowadzone badania pozwolily' znalezc, ze na stopien oddzielenia od cieczy ho¬ dowlanej mozna wplywac decydujaco przez dobór w stosunku powierzchni scian do objetosci naczynia do dekantacji i przez strumien objetosciowy za¬ wiesiny.Najwyzsze stopnie oddzielenia uzyskano, gdy w maiczyiniiu stworzono dodatkowe powierzchnie 15 kontaktowe w postaci blach, sit, ksztaltek siodel¬ kowych, pierscieni Raschig'a albo wiórów tokar¬ skich.Procesy zachodzace na powierzchni granicznej maja widocznie zlozony charakter, przy czym 20 z pewnoscia pewna role odgrywaja równiez weglowodory adsorbowane w blonach monomo- lekularnych albo tez mikrobiologiczne produkty przemiany materii. Przejawiaja' s8j one jednakze ogólem w podwyzszeniu oddzielania cieczy hodow- 25 lanej eto podwójnego przy poza tymjtajuch sa¬ mych warunkach, jak to jeszcze zostanie przed¬ stawione w nastepujacych przykladach.Obok zwiekszenia stopnia oddzielania zaobser¬ wowano równiez, ze zawartosc duzych kropel 30 weglowodorów w zawiesinie po przejsciu naczynia do dekantacji z dodatkowymi powierzchniami kontaktowymi znacznie sie zwiekszyla, co z pew¬ noscia wplywa równiez korzystnie na oddzielanie wody z zawiesiny. .-¦ .. ;- 35 Na ogól w doswiadczeniach stosowano charak¬ terystyczne dla tych procesów predkosci przeplywu zawiesiny w naczyniu do dekantacji wynoszace okolo 0,2—10 cm/minute. Wieksze predkosci prze¬ plywu wplywaja na proces zasadniczo ujemnie, 40 poniewaz wtenczais moze zostac przekroczona predkosc spadku kropelek w zawiesinie.[Niewielkie predkosci powoduja, ze naczynia musza byc niewspólmiernie duze. Nalezy jednak stwierdzic, ze przy tych niewielkich predkosciach 48 .przeplywu prawie nie wystepuje zaklócenie wew¬ netrznej struktury kremowej zawiesiny.Jesli z drugiej strony próbuje sie spowodowac zaklócenie przez mieszanie, to nie osiaga sie rów¬ niez skutecznego efektu, poniewaz przez mieszanie M zostaja rozdzielone ponownie aglomeraty wody.Przyklady wykonania. W nastepujacej tablicy podano przyklady wykonania dla ciaglej pracy komórki dekantacyjnej o pojemnosci 1,1 m3 o róz¬ nych elementach wbudowanych. W celu uwypukle- 55 nia efektu rozwiazania wedlug wynalazku podano w rubryce 1 tablicy doswiadczenie kontrolne bez elementów wbudowanych a proces prowadzono oprócz zmiany elementów wbudowanych, poza tym przy takich samych parametrach technologicznych. •o Komórki do dekantacji stanowia naczynie szes¬ cienne o dlugosci krawedizi 1 m, w którego dnie ma wylot wierzcholek w ksztalcie piramidy. Przy dnie odciaga sie oddzielona ciecz hodowl&na- Na wysokosci okolo 0,3 m nad krawedzia podstawy w doprowadza sie produkt przez trzy pierscienie109 5 rozdzielacza, w której sa wywiercone otwory. Po¬ wierzchnia naczynia zostala pokryta przez „urza¬ dzenie usuwajace", napedzane przez gasiennice, przez które odwodniona zawiesina byla transporto¬ wana do odbieralnika. Komórki do dekantacji za- 5 silane sa w sposób ciagly mieszanina hodowlana, zlozona z okolo 2C°/o destylatu ropy naftowej o za¬ kresie temperatur wrzenia 220^3S0°C, 8,lfy* ko¬ mórek drozdzowych (= okolo 2,0*/o suchej sub¬ stancji drozdzowej) i równo 82°/o dajacej sie od- 10 dzielic mechanicznie cieczy hodowlanej (wody) z urzadzenia fermentacyjnego pracujacego w spo¬ sób ciagly. Doprowadzana ilosc wynosila równo 2 f/h. Czas trwania doswiadczenia wynosil równo 120 h. Podczas doswiadczenia warstwa rozdziela- 15 jaca zostala ustalona w przyblizeniu w srodku na¬ czynia. Co 2 godziny analizowano odwodniona za¬ wiesine z zawartosci suchej substancji drozdzo¬ wej, aby oznaczyc stopien oddzielania. 20 Przeprowadzono badania w* nastepujacych przy¬ kladach: Przyklad I. Doswiadczenie kontrolne bez elementów wbudowanych. u Przyklad II. Blachy zawieszone w odstepde 0,1 m.. Przyklad III. Na pólce posredniej na wy¬ sokosci 0,4 m az do górnego brzegu nasypane cera- 30 miczne destylacyjne ksztaltki siodelkowe o. sred¬ nicy 10 cm.Przyklad IV. Na tej samej pólce naniesione wióry tokarskie z teflonu (policzterofluoroetylen), 35 grubosc wiórów 0,5 mm, wytoczone z materialu teflonowego o srednicy 5 cm. t Uzyskano nastepujace wynika: Koncentrat su¬ chej substancji drozdzowej */• Oddzielanie wo- | dy °/o °/q suchej sub¬ stancji drozdzo¬ wej w oddziel¬ nej cieczy i 3,01 41,6 0,0116 II 3,52 53,0 0,015 III 4,02 61,0 0,015 1 IV { 5,51 1 77,5 J 0,014 W taiblicy widoczne jest zwiekszenie stopnia od¬ dzielania wody ze zwiekszeniem .powierzchni kon¬ taktowej.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oddzielania wodne} cieczy hodowlanej z zawierajacych weglowodory zawiesin biomasy przez dekantacje, znamienny tym, ze dekantacje przeprowadza sie przez powierzchnie kontaktowe w postaci blach, sit, ksztaltek siodelkowych, pierscieni Raschig'a, albo wiórów tokarskich przy obciazeniu powderzchni ponizej 10 cm8 zawiesiny na cm2 powierzchni kontaktowej i godzine przy predkosci przeplywu zawiesiny 0,5—10 cm na minute. 2. Sposób oddzielania wodnej cieczy hodowlane] wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie zawiesine zawierajaca 5—80P/e weglowodorów. 3. Sposób oddzielania wodnej cieczy hodowlanej wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie weglowodory o temperaturze wrzenia w warun¬ kach normalnych 100^400°C. PL