RU2699293C1 - Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий - Google Patents
Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699293C1 RU2699293C1 RU2018129656A RU2018129656A RU2699293C1 RU 2699293 C1 RU2699293 C1 RU 2699293C1 RU 2018129656 A RU2018129656 A RU 2018129656A RU 2018129656 A RU2018129656 A RU 2018129656A RU 2699293 C1 RU2699293 C1 RU 2699293C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- methane
- growing
- aeration
- fermenter
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/26—Processes using, or culture media containing, hydrocarbons
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения биомассы метанокисляющих бактерий. Способ включает выращивание бактерий в ферментере в условиях аэрации на питательной среде, выделение биомассы из культуральной жидкости, частичный возврат отработанной культуральной жидкости на стадию выращивания, обезвоживание и сушку биомассы. Причём выращивание биомассы проводят в режиме переменного аэрирования и с непрерывной подачей метана в максимально турбулентную аэрированную зону ферментера. Изобретение обеспечивает повышение выхода биомассы, снижение ее потерь и достижение полной взрывобезопасности процесса. 1 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам получения метанокисляющих бактерий и может быть использовано в угольной, горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности.
Известны способы получения метанокисляющих бактерий при аэрировании и рециркуляции биомассы, в частности авторское свидетельство СССР № 811846, КП С 12 № 1/16, 1979 г.
Недостатком этих способов является получение биомассы метанокисляющих бактерий без активации молекулярного кислорода при постоянной аэрации и контроля растворенного кислорода в ферментере, а также смешение газовых потоков, что снижает взрывобезопасность процесса.
Целью изобретения является повышение выхода биомассы, снижение ее потерь и достижение полной взрывобезопасности процесса выращивания биомассы метанокисляющих бактерий.
Предлагаемый способ получения биомассы метанокисляющих бактерий основывается на биохимической реакции активации молекулярного кислорода восстановленным NAD (NAD соответствует названию химического соединения никотинамидадениндинуклеотида) с последующим окислением органического субстрата – метана.
Поставленная цель достигается путем осуществления процесса выращивания с использованием переменного аэрирования, т.е. прекращения подачи воздуха (кислорода) в ферментер до полного поглощения растворенного кислорода в культуральной среде, выдерживания биомассы в ферментере без кислорода до достижения максимального значения НАD·Н2 с последующим окислением метана при аэрации по реакции:
HAD x H2 + O2 + CH4 | HAD+ + CH3OH + H2O |
При этом осуществляется раздельная подача газовых потоков (метана и воздуха). Метан подается в максимально торбулентную, аэрированную зону ферментера непрерывно.
На основании проведенных экспериментальных исследований было установлено, что выдерживание биомассы по времени без кислорода и подачей кислорода в соотношении от 1:4 минут до 1:6 минут позволяет достигнуть максимальных показателей по производительности процесса выращивания и обеспечить взрывобезопасность процесса.
Выращивание биомассы метанокисляющих бактерий проводят на питательных средах, содержащих в качестве источника углерода – метан, а в качестве минерального питания используют азот, фосфор, калий, магний, медь другие необходимые для питания метанокисляющих бактерий элементы.
Процесс выращивания ведут при температуре 40-42°С, PH 5-7, удельной скорости роста микроорганизмов 0,2-0,25 час-1 при соотношении воздуха: метан от 1:3 до 1:4.
Со стадии выращивания бактериальную суспензию направляют на сгущение и сушку.
Отработанную культуральную жидкость (ОКЖ) после сгущения биомассы возвращают в ферментер.
В результате осуществления предлагаемого способа получили выход биомассы по потребленному субстрату до 99 % и снижению потерь биомассы до 4,0%.
Анализ приведенных в таблице данных указывает на существенность выбранных интервалов значений предлагаемого способа.
Процесс выращивания ведут с использованием датчика растворенного кислорода.
Сравнительные показатели процесса выращивания метанокисляющих бактерий при переменном аэрировании.
№ | Соотношение времен без аэрации/ с аэрацией, мин. |
Концентрация растворенного кислорода анаэробный/аэробный, мг/л | Выход биомассы по потреблённому субстрату, % | Потери биомассы, % |
1 контр. | непрерывная аэрация | 3,9 | 79 | 7,1 |
2 | 1:1 | 0/2,9 | 81 | 6,9 |
3 | 1:2 | 0/2,4 | 85 | 6,1 |
4 | 1:3 | 0/2,2 | 90 | 5,6 |
5 | 1:4 | 0/2,1 | 94 | 5,2 |
6 | 1:5 | 0/1,9 | 97 | 4,5 |
7 | 1:6 | 0/1,8 | 99 | 4,0 |
8 | 1:7 | 0/2,4 | 86 | 5,8 |
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными повышает выход биомассы по потребленному субстрату до 99% и позволяет снизить потери до 4,0%
Приведенные примеры иллюстрируют, но не ограничивают использование предлагаемого способа.
Пример 1.
Получение биомассы метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus, штамм ВСБ874, осуществляется на питательной среде следующего состава из расчета на 1 г, абсолютно сухой биомассы (АСБ)
Н3РО4 (80% р-р) – 0,09 мл.
Макроэлементы, г
MgSO4 x 7H2O – 0,02
К2SO4 – 0,0025
Микроэлементы, мг
Zn SO4 7H2O – 0,3
Mn SO4 4H2O – 0,8
Cu SO4 5H2O – 0,5
Fe SO4 7H2O – 0,1
Co SO4 7H2O – 0,048
Na Mo O4 – 0,045
H3 BO3 – 0,3
Аммиачная вода NH3 ON (20% раствор)- 4,0 г/л
Метан CH4 – 10 г/л культуральной жидкости (КЖ)
В качестве источника азота используется аммиачная вода из расчета 110 / 120 мг на 1 г АСБ. Соотношение азота метана к воздуху NH3 / O2 – 3:1.
Подачу метана осуществляли в зону аэрирования при максимальном перемешивании жидких и газообразных фаз при переменном аэрировании.
Переменное аэрирование осуществляли с выдерживанием биомассы по времени без кислорода и подачей кислорода в соотношении 1:6 минут.
Процесс выращивания вели при температуре 40°С, PH-6, с удельной скоростью роста 0,25 час -1
Биомассу со стадии выращивания направляли на обезвоживание – сепарацию, выпарку. Сгущенную биомассу направляли на окончательное обезвоживание – сушку.
В результате получили выход биомассы 99%, потери на стадии обезвоживания 4,0%. Полученный продукт содержит 71% белка, 6,5 % золы.
Пример 2
Биомассу метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus штамм ВСБ874 получили как в примере 1, за исключением того, что переменное аэрирование с выдерживанием биомассы по времени без кислорода и с подачей кислорода в соотношении 1:4
В результате получили выход биомассы по потребленному субстрату 94%, потери биомассы на стадиях обезвоживания 5,2%.
Получен продукт с содержанием белка 70,3%, золы 6,8%
Пример 3
Получение биомассы метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus штамм ВСБ874 осуществляли аналогично, как в примере 2, за исключением того, что биомассу на стадии выращивания выдерживали по времени без кислорода и с подачей кислорода в соотношении 1:7. В результате получили выход биомассы по потребленному субстрату 86%, потери биомассы на стадиях обезвоживания 5,7%.
Получен продукт с содержанием белка 69,5%, золы 6,9%.
Пример 4
Получение биомассы метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus штамм ВСБ874 осуществляли при непрерывной аэрации и непрерывной подачи метана в ферментер при интенсивном перемешивании.
В результате получили выход биомассы по потребленному субстрату 79%, потери биомассы на стадиях обезвоживания 7,1%.
Получен продукт с содержанием белка 68%, золы 7,1%.
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными (при постоянной аэрации) повышает выход биомассы на 20% и снижает потери биомассы на 3,1%.
Claims (1)
- Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий, предусматривающий выращивание их в ферментере в условиях аэрации на питательной среде, содержащей метан в качестве источника углерода, источники азота, фосфора, минеральные соли и микроэлементы, выделение биомассы из культуральной жидкости, частичный возврат отработанной культуральной жидкости на стадию выращивания, обезвоживание и сушку биомассы, отличающийся тем, что выращивание биомассы проводят в режиме переменного аэрирования с целью активации молекулярного кислорода путем использования восстановленного кофермента NAD⋅Н (никотинамидадениндинуклеотида) с выдерживанием биомассы по времени без подачи кислорода и с подачей кислорода в соотношении от 1:4 минут до 1:6 минут, причем метан подается в максимально турбулентную аэрированную зону ферментера непрерывно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018129656A RU2699293C1 (ru) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018129656A RU2699293C1 (ru) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699293C1 true RU2699293C1 (ru) | 2019-09-04 |
Family
ID=67851359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018129656A RU2699293C1 (ru) | 2018-08-14 | 2018-08-14 | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699293C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2755539C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-09-17 | Сергей Юрьевич Симонян | Способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линия для ее производства |
CN114729300A (zh) * | 2019-10-07 | 2022-07-08 | 凯利斯塔公司 | 用于培养甲烷氧化细菌和从细菌生物质分离蛋白质的方法 |
RU2777669C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий с добавлением формиата натрия |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU811846A1 (ru) * | 1979-07-27 | 1983-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Способ выращивани микроорганизмов |
US4752564A (en) * | 1983-07-12 | 1988-06-21 | Phillips Petroleum Company | Fermentation method and apparatus |
RU2032737C1 (ru) * | 1989-11-20 | 1995-04-10 | Валерий Шакирович Мирзазянов | Способ выращивания метанокисляющих микроорганизмов |
RU2064016C1 (ru) * | 1992-11-26 | 1996-07-20 | Акционерное общество открытого типа "Биотех" | Способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и способ управления непрерывным процессом получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов |
RU2236451C1 (ru) * | 2003-07-24 | 2004-09-20 | Винаров Александр Юрьевич | Аппарат для аэробной жидкофазной ферментации |
RU2322488C2 (ru) * | 2006-01-26 | 2008-04-20 | Борис Алексеевич Зимин | Способ производства биомассы аэробных микроорганизмов |
RU2352626C2 (ru) * | 2006-03-30 | 2009-04-20 | Борис Алексеевич Зимин | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
RU2607782C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-01-10 | Винаров Александр Юрьевич | Биореактор для выращивания метанутилизирующих микроорганизмов |
-
2018
- 2018-08-14 RU RU2018129656A patent/RU2699293C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU811846A1 (ru) * | 1979-07-27 | 1983-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Способ выращивани микроорганизмов |
US4752564A (en) * | 1983-07-12 | 1988-06-21 | Phillips Petroleum Company | Fermentation method and apparatus |
RU2032737C1 (ru) * | 1989-11-20 | 1995-04-10 | Валерий Шакирович Мирзазянов | Способ выращивания метанокисляющих микроорганизмов |
RU2064016C1 (ru) * | 1992-11-26 | 1996-07-20 | Акционерное общество открытого типа "Биотех" | Способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и способ управления непрерывным процессом получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов |
RU2236451C1 (ru) * | 2003-07-24 | 2004-09-20 | Винаров Александр Юрьевич | Аппарат для аэробной жидкофазной ферментации |
RU2322488C2 (ru) * | 2006-01-26 | 2008-04-20 | Борис Алексеевич Зимин | Способ производства биомассы аэробных микроорганизмов |
RU2352626C2 (ru) * | 2006-03-30 | 2009-04-20 | Борис Алексеевич Зимин | Аппарат для выращивания микроорганизмов |
RU2607782C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-01-10 | Винаров Александр Юрьевич | Биореактор для выращивания метанутилизирующих микроорганизмов |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114729300A (zh) * | 2019-10-07 | 2022-07-08 | 凯利斯塔公司 | 用于培养甲烷氧化细菌和从细菌生物质分离蛋白质的方法 |
RU2755539C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-09-17 | Сергей Юрьевич Симонян | Способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линия для ее производства |
RU2777669C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2022-08-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий-Газпром ВНИИГАЗ" | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий с добавлением формиата натрия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2699986C1 (ru) | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus | |
Toledo-Cervantes et al. | Long-term photosynthetic CO2 removal from biogas and flue-gas: Exploring the potential of closed photobioreactors for high-value biomass production | |
RU2699293C1 (ru) | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий | |
EP3374489A2 (en) | Process for producing biomass using a gaseous substrate comprising co2 and methane | |
EP2670715B1 (en) | Installation and method for biomass conversion into methane | |
WO2015068054A1 (en) | Process for sequential bio-hydrogen production through integration of dark fermentation process with photo fermentation process | |
Xie et al. | Biogas conditioning and digestate recycling by microalgae: Acclimation of Chlorella vulgaris to H2S-containing biogas and high NH4-N digestate and effect of biogas: Digestate ratio | |
He et al. | Production of coenzyme Q10 by purple non-sulfur bacteria: current development and future prospect | |
Zhang et al. | The occurrence of putative nitric oxide dismutase (nod) in an alpine wetland with a new dominant subcluster and the potential ability for a methane sink | |
JP2751183B2 (ja) | ピロロキノリンキノンの製造方法 | |
CN116676233A (zh) | 一种甲烷氧化细菌利用甲烷生产单细胞蛋白的方法 | |
BR112021009004A2 (pt) | composição de meio de crescimento, processo para preparação da mesma e métodos para produção de biomassa e de produtos de valor agregado | |
SU421199A3 (ru) | Способ получения биомассы | |
US20210380452A1 (en) | Method for treatment and resource utilization of acidic organic wastewater | |
JP2020054334A (ja) | 微生物タンパク質を得るための共棲菌 従属栄養細菌Cupriavidus gilardii GBS−15−1菌株 | |
Mohd et al. | Nutrients assessment of anaerobic palm oil mill effeluent (AnPOME) as an alternative media for microalgae culture | |
RU2720121C1 (ru) | Способ получения микробного белка на основе углеводородного сырья | |
RU2032737C1 (ru) | Способ выращивания метанокисляющих микроорганизмов | |
Suhaimi et al. | NH+/4‐N assimilation by Rhodobacter capsulatus ATCC 23782 grown axenically and non‐axenically in N and C rich media | |
EP1918382A1 (en) | Semi-continuous cascade fermentation process for pantothenate production | |
RU2755539C1 (ru) | Способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линия для ее производства | |
RU2768401C1 (ru) | Способ культивирования аэробных метанассимилирующих микроорганизмов | |
RU2777669C1 (ru) | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий с добавлением формиата натрия | |
RU2807059C1 (ru) | Способ получения биомассы метанокисляющих бактерий | |
RU2743396C1 (ru) | Способ получения биомассы энтеробактерий escherichia coli или salmonella в производственных биореакторах |