RU1836427C

RU1836427C - Способ выделени рибофлавина

Info

Publication number: RU1836427C
Application number: SU914894394A
Authority: RU
Inventors: Фауст Тиллманн; Мейэр Еахим; Веллингхофф Георг; Гезэлэ Вальтер; Мартин КРИСТОФ; Гриммер Еханнэс
Original assignee: Басф Аг
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1993-08-23
Also published as: CN1053612A; US5169759A; CA2034853C; DE59009375D1; JPH057495A; DE4002066A1; JPH0728751B2; EP0438767A2; EP0438767A3; EP0438767B1; CA2034853A1; CN1029969C

Abstract

Сущность изобретени : выделение рибофлавина из ферментативных суспензий осуществл ют нагреванием последних в течение от 1 до 3 часов до температуры от 50 до 80&deg;С и последующим охлаждением в течение от 1 до 5 часов до температуры от 0 до 30&deg;С, после чего суспензию центрифугированием раздел ют на шламовую и жидкостную фракции таким образом, что фракци штамма содержит в качестве твердого вещества , преимущественно, кристаллы рибофлавина в количестве не менее 60%, а жидкостна фракци практически не содержит кристаллического рибофлавина, В случае необходимости шламовую фракцию ресуспендируют 0,5-2 объемными част ми воды на одну объемную часть фракции шлама и процесс повтор ют снова. 2 з.п. ф-лы, 1 фиг.

Description

Ё

Изобретение относитс к улучшенному способу выделени рибофлавина из ферментативных суспензий центрифугированием .

Из за вки ФРГ С 2 920 592 известен способ отделени рибофлавина из ферментативных суспензий, согласно которому ферментативные суспензии разбавл ют 25- 100 об. % воды, после чего в течение от 15 до 45 мин нагревают до температуры от 50 до 65°С. После охлаждени суспензий последние дл обогащени рибофлавина дважды центрифугируют. В результате разбавлени получают больший обрабатываемый обьем ферментативных суспензий, что приводит к удорожанию обработки и увеличению потерь рибофлавина из-за его растворени в добавленной воде.

В основу изобретени положена задача проведени выделени рибофлавина из ферментативных суспензий при максимально малых потер х рибофлавина и получени твердого вещества с максимально высокой долей рибофлавина.

Согласно задаче изобретени был найден способ выделени рибофлавина из ферментативных суспензий путем центрифугировани , отличающийс тем, что ферментативные суспензии

а)в течение от 1 до 3 ч нагревают до температуры от 50 до 90°С, после чего

б)в течение от 1 до 10 ч охлаждают до температуры от 0 до 30°С и затем

00 СА О

К

4

W

в)центрифугированием раздел ют на фракцию шлама и фракцию жидкости так, что фракци шлама содержит в качестве твердого вещества преимущественно рибофлавин в виде кристаллов, причем жидкостна фракци ; практически больше .не содержит кристаллического рибофлавина

г)в случае необходимости фракцию шлама ресуспендируют 0,5-2 об. ч. воды на объемную, частьтфракции шлама и весь процесс (а) один или несколько раз повтор ют.

Рибофлавин ферментативных суспензий можно получать по известным способам см. например, за вку Европейского патентного ведомства №№ А 231 605, А 211 289; Т. Szszesntak et a., Aota Microbiological Polonica Ser., В. (1971), том 3 (20), № 1, страницы 29-34; ato. (1971), том 3 (20). № 2, страницы 91-95), например, применением мутантов дрожжевых клеток рода Saccharomyces мутантов штаммов Candida lareri СА 188-62 и 6А 188-62 11 и мутантов штамма Ashbya gossypii.

Эти ферментативные суспензии содержат долю рибофлавина до 20 мае. % (в расчете на общее количество твердых веществ) суспензий. Остающиес доли тэердых веществ состо т в основном из комплексных частей клеток.

Существенным дл способа согласно насто щему изобретению вл етс нагревание ферментативных суспензий, которое провод т преимущественно в течение от 1 до 3 ч, в частности, от 1 до. 2 Л благодар чему происходит преобразование кристаллов рибофлавина, при котором за счет более мелких кристаллов образуютс преимущественно более крупные кристаллы.

Температура превращени равна преимущественно от 55 до 80°С, в частности, от 60до75°С.

Охлаждение ферментативной суЬпен- зии производ т.до температуры от 0 до 30°С преимущественно в течение от 1 до 8 ч, в частности, от 1 До 5 ч. Благодар этому достигаетс дальнейша оптимизаци формы

кристаллов рибофлавина.

i

Благодар достигаемому таким образом свойству рибофлавиновых кристаллов становитс возможной при применении соответствующего разделительного устройства оптимальна отдел емость кристаллов от удельно более легких комплексных составных частей клеток и среды ферментативных суспензий, то есть разделение на фракцию шлама, содержащую в качестве твердого вещества преимущественно кристаллы ри0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

бофлавинэ, и жидкостную фракцию, котора практически больше не содержит кристаллического рибофлавина, но имеет большую часть комплексных составных частей клеток.

.В качестве разделительных устройств, пригодных дл выделени рибофлавина из ферментативных суспензий, можно использовать центрифуги декантерного типа, по эвол ющие осуществл ть разделение на две фракции при эксплуатации их по принципу классификатора. Классификаторами называютс разделительные устройства, которые разлагают взвесь только на более или менее обезвоженный осаждающийс материал и содержащую тонкие шламы над- осадочную жидкость (ср. Winnacker, Richter, Chemlshe Technologic 1984, том 1, стр. 73 и далее).

Особенно выгодно осуществл ть способ согласно изобретению при использовании дл центрифугировани предварительно нагретой ферментативной суспензии шнековой отстойной центрифуги декантерного типа. Изобретение по сн етс чертежом.

На чертеже показаны барабан 1, винтовой конвейер 2, седиментационна часть 3, коническа обезвоживающа часть 4, впуск 5 суспензии, высота 6 плотины перелива (регулируема ), диаметр 7 перелива, диаметр 8 разгрузки шлама, сток 9 жидкости, разгрузка 10 шлама. .

Геометри и режим ведени способа приведены в согласование оптимальным образом с кристаллической суспензией перекристаллизованного рибофлавина. При этом важными параметрами вл ютс прежде всего форма барабана, число оборотов барабана, дифференциальное число оборотов шнеков, высота плотины перелива 6, а также расход суспензии, то есть нагрузка ни поверхность осветлени .

Чтобы компенсировать колебани в суспензии рибофлавина содержани твердого вещества и соотношени рибофлавина и клеточной массы и других компонентов среды , центрифуга должна содержать максимально большую классифицирующую поверхность. Этого достигают, с одной стороны , использованием барабана 1 с повышенным коэффициентом полноты (коэффициент полноты длина центрифуги/диаметр центрифуги), то есть с коэффициентом от 3 до 6, преимущественно 4 или более 4, и с другой стороны, путем смещени отношени цилиндрической седиментацион- ной части 3 к конической обезвоживающей части 4 выполнением крутого конуса в направлении седиментационной части. Выгодно работать при угле конуса, равном от 10 до 25°, в частности, от 10 до 17.

Впуск суспензии 5 производ т преимущественно приблизительно на переходе от цилиндрической к конической части центрифуги .

Также и высота плотины перелива б де- кантера должна быть согласована с кристаллической суспензией рибофлавина, причем диаметр перелива устанавливают преимущественно таким, чтобы он отличалс от диаметра разгрузки шлама в интервале около ±10 мм. Если выбрать высоту плотины 6 слишком большой (в этом случае вл етс диаметр перелива меньше диаметра разгрузки шлама; отрицательной плотиной ), то может .произойти на выгрузке шлама выпуск поступающей суспензии, что приводит к снижению чистоты продукта. Если же высоту плотины выбирают слишком небольшой (в этом случае диаметр перелива больше диаметра выгрузки шлама), то за счет обратного подпора в обезвоживающей части твердого вещества, повышенна дол . рибофлавина выходит на переливе в виде потери.

Чтобы обеспечить оптимальное класси

фицирующее действие между кристаллами рибофлавина , с одной стороны, и клеточным материалом, а также составными част ми среды, с другой стороны, то есть достигнуть оптимального времени обработки в декан- тере, должны быть приведены в соответствие между собой при заданном размере декантера число оборотов, дифференциальное число оборотов шнеков и расход суспензии . Если, например, при предварительно заданном расходе суспензии выбирают слишком небольшое число оборотов барабана , то вследствие слишком небольшого ускорени седиментации происходит выход высокой доли кристаллов рибофлавина как потери на переливе. Если же, напротив, число оборотов барабана выбрано слишком высоким , то из-за увеличившейс седиментации клеточного материала или составных частей среды происходит незначительное повыше- ние чистоты продукта.

Поэтому предметом изобретени вл етс также и способ выделени рибофлавина из ферментативных суспензий согласно определенному выше способу, который от- личаетс тем, что в реакционном приеме в) ферментативную суспензию центрифугированием разлагают на фракцию шлама и фракцию жидкости так, что дол твердого вещества фракции шлама состоит минимум

п

0

5 0 5 0

5

до 60% из кристаллического рибофлавина, а жидкостна фракци содержит значительную часть комплексных составных частей клеток. Этого можно выгодно достигать благодар тому, что в реакционном приеме в) центрифугирование провод т к декантер- ной центрифуге, котора работает по принципу классификатора. Особенно выгодно, когда при осуществлении реакционного приема в) центрифугирование провод т в шнековой отстойной центрифуге декантер- ного типа с коэффициентом полноты, который равен или больше 4, и углом конуса от 10 до 25°, причем шнековую отстойную центрифугу эксплуатируют по принципу классификатора и ее диаметр перелива равен диаметру разгрузки шлама ± 10 мм.

При этом особенно выгодным считаетс , когда число оборотов шнека составл ет от ± 0,1 % до ± 1 % числа оборотов барабана , а нагрузка на поверхность осветлени (нагрузка на поверхность осветлени -отно- шение расхода суспензии к эквивалентной поверхности осветлени (при первом процессе декантировани составл ет от 0,8 до 1,8 л/(м ч), преимущественно от 1 до 1,5 л/(м ч), а в случае необходимости при повторном процессе декантировани составл ет от 0,2 до 0,8 л/(м ч) преимущественно от 0,4 доО.б л/(м2 ч),

Как правило, услови центрифугировани выбирают такими, чтобы полученна фракци шлама содержала еще от 65 до 90 мае. %. преимущественно от 70 до 85 мае. % воды.

Содержащеес в шламовых фракци х твердое вещество состоит до свыше 60 весов % из рибофлавина. Дл дальнейшего повышени доли рибофлавина в общем содержании твердых веществ шламовую фракцию можно ресуспендировать и центрифугирование повторить вновь.

Дл проведени ресуспендировани примен ют преимущественно от 0,5 до 2 об. ч,, в частности, от 0,7 до 1,5 об, ч. воды на об. ч. шлама.

Фракции шлама, содержащие свыше 60 весов. % рибофлавина можно тотчас после обезвоживани использовать в виде добавок к корму животных или же примен ть после дополнительной очистки дл фармацевтических целей.

Сушку шламовой фракции можно производить , например, гранул цией при помощи распылени в псевдоожиженном слое.

При реализации способа согласно изобретению можно простым путем и при незначительных потер х рибофлавина

получать из ферментативных суспензий при одноразовом декантировании приблизительно до 60% чистого рибофлавина, а при повторном процессе декантировани выход чистого рибофлавина может составить от приблизительно 75% до 88%.

П р и м е р 1. Ферментативную суспензию , котора состо ла приблизительно до 85 мае. % из воды и до 15 мае. % из твердых веществ, причем дол рибофлавина в твердом веществе составл ла около 17 мае, %, нагрели в течение двух часов до температуры 60°С. После этого ферментативную суспензию охладили в течение п ти часов до температуры 20°С, Обработанную таким образом суспензию центрифугировали с помощью шнековой отстойной центрифуги, имевшей коэффициент пол ноты, равный 4, угол конуса 17°, диаметр перелива, меньший на 3 мм, чем диаметр сброса шлама, впуск суспензии приблизительно на переходе от цилиндра к конусу и нагрузку на поверхность осветлени , равную 1,3 л/(м . ч), таким образом, что фракци шлама состо ла до 20 мае. % из твердых веществ и до 80 мае. % из воды.

Дол рибофлавина в твердом веществе шламовой фракции составила 63 мае. % при потере рибофлавина, составившей 1,8 мае.

%,.

Пример 2. Ферментативную суспензию с описанным в примере 1 составом нагрели в течение часа до температуры 75°С. после чего ее центрифугировали, как это было описано в примере 1.

В результате этого была получена шламова фракци , состо вша до 66 мае. % из рибофлавина, причем потер рибофлавина составила 1,9 мае, %.

Пример 3. Полученную согласно примеру 1 фракцию шлама разбавили 0,8 об. ч. воды на одну объем, часть шламовой фракций и с целью дальнейшего повышени концентрации провели центрифугирование при помощи шнековой отстойной центрифуги с коэффициентом полноты около 4, углом конуса 17°, равными диаметрами перелива и сброса шлама, ввода суспензии приблизительно на переходе от цилиндрической се- диментационной части к конической обезвоживающей части и с нагрузкой на поверхность осветлени , равной 0,5 л/(мх хч). Дифференциальное число оборотов было при этом согласовано с притоком так, что не возникало обратного подпора твердого вещества. Дол рибофлавина в твердом веществе полученной фракции составила 88 весов. % при потер х рибофлавина, равных

1,0% использованной в примере 1 кристаллической суспензии рибофлавина.

Пример 4 (сравнительный: термическа обработка и центрифугирование проводилось не по предмету изобретени ).

Ферментативную суспензию описанного в примере 1 состава нагрели аналогично примеру из за вки ФРГ № 29 20 592 в течение 30 минут до температуры 60°С, выдержали в течение 10 минут при температуре 60°С, после чего суспензию охладили в течение 1 часа до температуры 20°С.

Затем было проведено повышение концентрации при помощи отстойной центрифуги с коэффициентом полноты около 3 углом конуса 10°, путем сушки 115 мм (обусловленным разностью 20 мм между диаметрами перелива и сброса шлама), вводом

суспензии приблизительно на переходе цилиндр/конус и нагрузкой на поверхность осветлени , равной 0,8 л/(м2. ч). Дол рибофлавина в твердом веществе полученной шламовой фракции составила 46 мае. %

при потер х рибофлавина, равных 6,5% исходной суспензии.

П р и м е р 5 (сравнительный: не по предмету изобретени проводилась только термическа обработка).

Ферментативную суспензию с приблизительно аналогичным составом, который описан в примере 1, термически обработали таким же образом, как это описано в сравнительном примере 4.

После этого провели повышение концентрации при помощи отстойной центрифуги с коэффициентом полноты около 3 и углом конуса 10°, с диаметром перелива-ди- аметру сброса шлама, вводом суспензии

приблизительно на переходе от цилиндра к конусу при нагрузке на поверхность осветлени , равной 1.1 л/(м2. ч). Дифференциальное число оборотов было согласовано с притоком так, что не образовывалось никакого обратного подпора твердого вещества, Содержание рибофлавина в твердом веществе полученной шламовой фракции составило 58 весов. % при потер х рибофлавина, равных 4,4%.

Claims

Формула изобретени

1, Способ выделени рибофлавина, предусматривающий нагрев ферментативной суспензии рибофлавина, охлаждение ее, центрифугирование, отличающийс

тем, что, с целью повышени выхода кристаллического рибофлавина, нагревают ферментативную суспензию в течение 1-3 ч до , охлаждают ее в течение 1-10 ч до 0-30°С, центрифугируют до достижени

содержани кристаллического рибофлавина в твердой фракции шлама по крайней мере 60 мае. %.
2. Способ по п. 1,отличающийс тем, что в случае необходимости полученную твердую фракцию шлама ресуспендируют 0,5-2.0 об. ч. воды и центрифугируют один или несколько раз.
3. Способ по п. 1.отличающийс тем, что ферментативную суспензию после охлаждени центрифугируют в шнековой Отстойной центрифуге декантерного типа.