PL99439B1 - Sposob wytwarzania drozdzy paszowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biomasy oraz odparafinowania paliwa do silników wyso¬ kopreznych metoda ciaglej hodowli drozdzy w warunkach tlenowych na pozywce zawierajacej jako zródlo wegla — weglowodory ropy naftowej, jak np. destylat ropy naftowej.Znana jest hodowla drozdzy wykorzystujacych weglowodory, prowadzona w warunkach tlenowych na weglowodorach ropy naftowej, w wodnej pozywce zawierajacej zwiazki azotu, fosforu, potasu i magnezu przy równoczesnym odparafinowaniu wyjsciowej mieszaniny weglowodorów. Stosuje sie przy tym szczep drozdzy z gatunku Candida sp. H-332, przy czym, w zaleznosci od warunków hodowli, otrzymuje sie biomase zawieraja¬ ca wiecej niz 26% zwiazków tluszczowych i do 35% surowego bialka lub tez 15-18% zwiazków tluszczowych i 40-45% surowego bialka przy równoczesnym odparafinowaniu paliwa do silników wysokopreznych, co prowa¬ dzilo do obnizenia temperatury krzepniecia o 40—45°C.Znane jest stosowanie szczepu drozdzy Candida guilliermondii H—342 przy uzyciu którego otrzymuje sie biomase z zawartoscia do 55% surowego bialka i do 20% zwiazków tluszczowych przy równoczesnym odparafi¬ nowaniu wprowadzonego destylatu ropy naftowej.Szczep drozdzy Candida sp. H-332 wykazuje maksymalna szybkosc wzrostu w hodowli z weglowodorami ropy naftowej, to jest w czasie 0,2 godziny"1. Takawydajnosc prowadzi tylko do nieznacznego ^tezenia biomasy i slabego*wykorzystania n-parafin zawartych w mieszaninie weglowodorów, w wyniku czego produkcja jest nie¬ wielka i niedostateczny spadek temperatury krzepniecia. W hodowli na destylacie z ropy naftowej ze zlóz Mangy- szlak (25% zawartosci n-alkanów) przy zawartosci 10% objetosci w pozywce fermentacyjnej i szybkosci przeply¬ wu D = 0,2 godziny"1 otrzymuje sie stezenie biomasy rzedu 10 - 12 g/litr, co odpowiada 125—150 kg suchych drozdzy na tone destylatu ropy naftowej i wydajnosci 2,0 do 2,5 kg/tone/godzine. Temperatura krzepniecia zmniejsza sie przy tym o 10-12°C. Chociaz szczep Candida guilliermondii H-542 wykazuje zdolnosc do zwie¬ kszonej szybkosci wzrostu, mozliwe jest tylko uzyskanie wydajnosci do 5 kg/tone/godzine. Optymalna szybkosc przeplywu przy stalej hodowli tego szczepu wynosi 0,2 godziny"1.2 99439 Wymienione szczepy drozdzy, które stosuje sie w sposobie prowadzenia fermentacji przy uzyciu destylatu ropy naftowej, wykazuja szereg stron ujemnych, które przede wszystkim wyrazaja sie niedostatecznie wysoka wydajnoscia, malym stezeniem biomasy w obiegu fermentora, przecietnie mala zawartoscia surowego bialka w biomasie oraz niewielkim odparafinowaniem.Niniejszy wynalazek ma na celu zwiekszenie wydajnosci przy równoczesnym zwiekszeniu stezenia biomasy w obiegu fermentora oraz zwiekszeniu zawartosci surowego bialka z otrzymanej biomasy.Zgodnie z wynalazkiem szczep drozdzy Candida guilliermondii D. wykazuje intensywny wzrost na mineral¬ nej pozywce, zawierajacej zwiazki azotu, fosforu, potasu i magnezu oraz sladowe ilosci zelaza, cynku, manganu i miedzi w obecnosci destylatu ropy naftowej, stanowiacej jedyne zródlo wegla. Przy uzyciu tego szczepu do pozywki nie dodaje sie stymulatorów wzrostu. Ciagla hodowla szczepu w niesterylnych warunkach z destylatem ropy naftowej gwarantuje uzyskanie biomasy zawierajacej do 57% surowego bialka i do 15% zwiazków tluszczo¬ wych przy czym równoczesnie nastepuje odparafinowanie frakcji ropy naftowej. Szczep ma zdolnosc stalego wzrostu przy szybkosci przeplywu 0,33 godziny"1. Optymalna szybkosc przeplywu, która uzyskuje sie na skale póltechniczna wynosi 0,25 godziny"1. W warunkach laboratoryjnych, przy szybkosci przeplywu 0,2-0,25 go¬ dziny"1, przy stezeniu destylatu ropy naftowej 10-20% w pozywce fermentacyjnej, osiaga sie wydajnosc do 6 kg/tone/godzine. Towarzyszaca flora bakteryjna w brzeczce fermentacyjnej nie ma wplywu na stabilnosc i aktywnosc procesu.Pr^ zmniejszeniu ponad optimum czasu przebywania nastepuje daleko idace odparafinowanie wprowadzo¬ nego destylatu ropy naftowej. Odparafinowanie moze nastepowac wjednym fermentorze (system jednostopnio- wy) lub w kilku ze soba polaczonych fermentorach.Pr^ dwustopniowej hodowli, kiedy kolejno w dwu fermentorach przy stezeniu 10% destylatu ropy nafto¬ wej w pozywce pierwszego fermentora i bez dodatkowego wprowadzania destylatu ropy naftowej do drugiego fermentora, czas przebywania w kazdym etapie trwa 5 godzin, przy czym osiaga sie obnizenie temperatury krzepniecia destylatu o 36°C.Szczep wedlug wynalazku charakteryzuje sie wysoka opornoscia wobec innych drobnoustrojów i pozwala na prowadzenie dlugotrwalej hodowli przy maksymalnym ponownym zawracaniu przesaczu hodowli (80—90%).Szczep stosowany zgodnie z niniejszym wynalazkiem wykazuje nastepujace cechy morfologiczne i ho¬ dowlane.Morfologia komórek. Komórki w podpowierzchniowej hodowli na brzeczce po 24 godzinach sa przewaznie okragle do owalnych, rzadko w formie wyciagnietej. Wielkosc normalnych komórek wynosi 2-5 m/z x 3-6 nyi, natomiast w formie wyciagnietej wynosi 4—4 mj* x 7-13 mji. Po 24 godzinach hodowli nie tworzy sie pseudomy- celium, a po 48 godzinach hodowli wystepuja komórki w formie wyciagnietej jako symptomy tworzenia sie pseudomycelium.Hodowla na pozywce z brzeczka tworzy mniej lub wiecej zamkniety pierscien na sciance naczynia oraz jasny zbity osad.Na agarze kartoflanym pseudomycelium tworzy lancuchy komórek ksztaltu stalagmitu, a blastospoiy ulo¬ zone sa. w formie.Morfologia kolonii. Szczep Candida guilliermondii D na agarze slodowym tworzy wypukle, ksztaltu kola, gladkie, blyszczace kolonie o zabarwieniu bialym lub kremowym. Brzeg kolonii jest gladki otoczony strefa dobrze wyksztalconych wlosków. Cechy fizjologiczne — biochemiczne.Glukoza i sacharoza sa fermentowane, galaktoza i maltoza nie sa fermentowane lub bardzo slabo; laktoza nie jest fermentowana. Asimilowanym zródlem cukrów sa glukoza, sacharoza i maltoza, podczas gdy laktoza nie jest asymilowana. Szczep nie asymiluje zródel azotu, nie uplynnia zelatyny. Szczep Candida guillermondii D rosnie na plynnych pozywkach mineralnych z weglowodorami, jako jedynym zródlem wegla, bez dodatku substancji wzrostowych. Jako substrat mozna uzyc weglowodory, zwlaszcza n-alkany o dlugim lancuchu 9-25 atomów wegla. Optymalna temperatura hodowli wynosi 32° - 34°C, a optimum wartosci pH 4,0-5,5.Szczep Candida guilliermondii D nie jest drobnoustrojem chorobotwórczym. Opisany szczep jest niewrazli¬ wy na zmiany parametrów procesu technologicznego jak temperature (30°C), wartosc pH srodowiska (2-8 w krótkich okresach), stezenie soli (do 5%, w dlugich okresach).Szczep Candida guilliermondii D w hodowli ciaglej (D = 0,5 godziny"1) mieszaniny jest wyselekcjonowany sposród aktywnych szczepów rodzaju Candida guilliermondii, rosnacych na paliwie do silników wysokopreznych.Tozsamosc szczepu sprawdza sie metoda Lodder'a i Kreger van Rij'a.Nizej podane przyklady nie ograniczaja mozliwosci modyfikacji technologicznych warunków hodowli szczepu Candida guilliermondii.Fermentacja moze byc prowadzona zarówno metoda periodyczna jaki ciagla lub dwustopniowo na róznych zródlach ropy naftowej, zawierajacych n-alkany.99439 3 Przyklad I. Hodowle szczepu drozdzy Candida guilliermondii prowadzi sie w fermentorze o objetosci litrów przy wartosci pH pozywki = 4,2, w temperaturze 32° - 34°C i doprowadzeniu powietrza z szybkoscia y l/l/minute. Substratem jest destylat ropy naftowej ze zlóz Stawropol. Frakcja ta wrze w zakresie temperatur 240° — 360°C; zawartosc weglowodorów, które z mocznikiem tworza addukty wynosi 38% i temperatura krzep¬ niecia wynosi+6° C.Wodna pozywka zawiera NH4OH, H3P04, KCl oraz MgS04.Sklad pozywki: azot 2450 mg pieciotlenekfosforu 1350 mg potas 600 mg magnez 54 mg zelazo 9 mg cynk 7,5 mg mangan 7,5 mg miedz 1,05 mg destylat ropynaftowej 20 procenty wagowe w przeliczeniu na pozywke, woda do 11.Fermentacje prowadzi sie 5 godzin (przy szybkosci przeplywu D = 0,2 godziny-1). Uzyskana biomase oddziela sie od brzeczki hodowlanej i od odparafinowanego destylatu ropy naftowej przez dodanie 0,2% substan¬ cji powierzchniowo czynnej (sulfoureid), a nastepnie suszy. Wydajnosc wynosi 5,6 kg w przeliczeniu na sucha substancje drozdzy/m3/godzine. Biomasa zawiera 57% surowego bialka i 11% zwiazków tluszczowych. Tempera¬ tura krzepniecia odparafinowanej frakcji ropy naftowej obniza sie o 8°C, i wynosi — 2°C.Przyklad II. Hodowle szczepu Candida guilliermondii D prowadzi sie w dwu fermentorach, o pojem¬ nosci 301 kazdy, systemem dwustopniowym w czasie 5 godzin (przy szybkosci przeplywu D = 0,2 godziny"1) kazdy etap, razem w ciagu 10 godzin (przy szybkosci przeplywu D = 0,1 godziny"1). Wartosc pH, temperatura, warunki napowietrzania oraz sklad pozywki sa takie same jak w przykladzie I. Jako substrat stosuje sie destylat ropy naftowej ze zlóz Stawropol, o tych samych wlasciwosciach, jak podano w przykladzie I. Wodna mineralna pozywke zawierajaca 10% destylatu podaje sie do pierwszego fermentora, w którym prowadzi sie pierwszy etap hodowli przy stalym doprowadzaniu powietrza.Brzeczke hodowlana zawierajaca drozdze, nie wykorzystane sole odzywcze i czesciowo odparafinowana rope naftowa z pierwszego fermentora podaje sie do drugiego fermentora, w którym prowadzi sie drugi etap fermentacji przy tych samych wyrunkach napowietrzania, wartosci pH; temperaturze i czasie trwania fermentacji jak w pierwszym etapie. Wydzielanie biomasy z drugiego fermentora przeprowadza sie w tych samych warunkach jak poprzednio podano w przykladzie I. Wydajnosc wynosi 2,6 kg/m3/godzine; zawartosc bialka 54%, zwiazków tluszczowych 15%; temperatura krzepniecia odparafinowanego destylatu obnizyla sie o 36°C i wynosi — 30°C, Przyklad III. Drozdze Candida giulliermondii D hoduje sie w przemyslowym, zaopatrzonym w mie¬ szadlo, fermentorze o pojemnosci 250 m3 (objetosc robocza 90 ton) systemem jednostopniowej fermentacji ciaglej na pozywce zawierajacej frakcje destylatu ropy naftowej Romaskino o temperaturze wrzenia 220°—350°C. Zawartosc parafiny w destylacie wynosi 17 do 18%; temperatura krzepniecia wynosi — 10°C.Skladniki na m3 pozywki: destylat 100 kg kwas fosforowy(75%) 520 ml chlorekpotasu 550 g siarczan magnezu 260 g chlorekzelaza 13,4g siarczan manganu 14,6g , siarczancynku 14,6 g siarczanmiedzi 1,75 g Wartosc pH reguluje sie stezonym roztworem amoniaku. Fermentacje prowadzi sie systemem ciaglego zawracania 90%-owej wodnej pozywki hodowlanej. Czas trwania procesu wynosi 4 godziny, co odpowiada szybkosci rozcienczania D = 0,25 godziny"1; wartosc pH4 do 4,2; temperatura 32°C. Biomase oddziela sie od destylatu z roztworu wodnego brzeczki przez dodanie OAS (0,2% Sulfoureid), po czym suszy w suszarce próznio¬ wo-walcowej. Suche drozdze ekstrahuje sie benzyna. Wydajnosc procesu wynosi 2,3 kg/tone/godzine. Wydajnosc drozdzy 80% w przeliczeniu na wykorzystane alkany. Z 1 tony destylatu otrzymuje sie 90 kg drozdzy. Tempera¬ tura krzepniecia destylatu obnizyla sie o 10%.4 99439 W systemie hodowli ciaglej w dluzszym czasie (80 dni) i przy zawróceniu 90% roztworu wodnej pozywki hodowlanej, kultura Candida giulliermondii D pozostaje stabilna i stosuje sie ja do szczepienia nowych hodowli.Suche drozdze po ekstrakcji zawieraja do 58% surowego bialka, 2 do 3% zwiazków tluszczowych i 0,1% pozostalosci weglowodorów. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania drozdzy paszowych i jednoczesnego odparafinowania paliwa do silników wysokopre¬ znych przez hodowle, w warunkach tlenowych, drozdzy gatunku Candida, na pozywce zawierajacej weglowodo¬ ry ropy naftowej jako zródlo wegla, w tym destylaty ropy naftowej, znamienny tym, ze stosuje sie szczep Candida guilliermondii D. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 4b zl PL