RU2755539C1 - Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof - Google Patents

Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2755539C1
RU2755539C1 RU2020126892A RU2020126892A RU2755539C1 RU 2755539 C1 RU2755539 C1 RU 2755539C1 RU 2020126892 A RU2020126892 A RU 2020126892A RU 2020126892 A RU2020126892 A RU 2020126892A RU 2755539 C1 RU2755539 C1 RU 2755539C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biomass
unit
methane
microorganisms
block
Prior art date
Application number
RU2020126892A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Григорьевич Миркин
Анатолий Владимирович Найдин
Сергей Юрьевич Симонян
Виктор Иванович Щербаков
Original Assignee
Сергей Юрьевич Симонян
Виктор Иванович Щербаков
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 Сергей Юрьевич Симонян, Виктор Иванович Щербаков filed Critical Сергей Юрьевич Симонян
Priority to RU2020126892A priority Critical patent/RU2755539C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2755539C1 publication Critical patent/RU2755539C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
    • 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
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: proposed is a method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for implementation thereof. The method includes growing a biomass using a spent medium after the biomass is concentrated and drying said biomass. After the biomass is concentrated, the spent medium is separated and cooled, subjected to aerobic fermentation, followed by separation into the biomass of the associated microbiota and the liquid phase. The liquid phase is returned to the nutrient medium to grow a biomass. The line comprises a unit for preparing a nutrient medium, a unit for cultivating a pure culture, a unit for continuous cultivation of microorganisms, a biomass concentrating unit, and a biomass drying unit. The biomass concentration unit is equipped with two outputs, wherein the first of the outputs is connected with the input of the biomass drying unit through the inactivation unit, and the second is connected with the input of the unit for continuous cultivation of the biomass of methane-oxidising microorganisms.
EFFECT: inventions provide an increase in the efficiency and productivity of industrial production of bioprotein while reducing the consumption of purified water per unit of the finished products.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области микробиологии, более конкретно к способу получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линии для ее производства. Изобретение может найти применение в промышленном производстве биопротеина в виде биомассы аэробных микроорганизмов для биотехнологических целей при использовании в качестве органического сырья газообразного субстрата, например, природного метансодержащего газа, а в качестве метанокисляющих микроорганизмов культур таких, как Methylococcus capsulatus, Methylococcus, Methylosinus, Methylomonas, Methylocystis и др.The invention relates to the field of microbiology, more specifically to a method for producing biomass of methane-oxidizing microorganisms and a line for its production. The invention can find application in the industrial production of bioprotein in the form of biomass of aerobic microorganisms for biotechnological purposes when using a gaseous substrate as an organic raw material, for example, a natural methane-containing gas, and as methane-oxidizing microorganisms in cultures such as Methylococcus capsulatus, Methylococcus, Methylosinus, Methymoncy and etc.

Использование микроорганизмов как биологических агентов для получения биомассы и ее производных является важной составной частью биотехнологии. Решение проблемы производства биопротеина микробиологическим путем является перспективным направлением, поскольку микроорганизмы отличаются высоким содержанием белка, сбалансированного по аминокислотному составу. Высокую интенсивность микробного метаболизма характеризует скорость образования белка у бактерий, которая значительно выше, чем у растений и животных.The use of microorganisms as biological agents for the production of biomass and its derivatives is an important component of biotechnology. Solving the problem of bioprotein production by microbiological means is a promising direction, since microorganisms are distinguished by a high protein content, balanced in amino acid composition. The high intensity of microbial metabolism is characterized by the rate of protein formation in bacteria, which is much higher than in plants and animals.

Метанотрофные бактерии в оптимальных условиях ферментации активно усваивают метан природного газа, быстро размножаются и наращивают свою массу, богатую ценным белком, набором аминокислот, витаминами и иными биологически активными веществами. В восьмидесятых годах в институте ВНИИсинтезбелок (ныне ГосНИИсинтезбелок) была создана технология получения из этой биомассы отличного белково-витаминного кормового продукта с общеизвестным отечественным наименованием - гаприн. В результате выделения активных культур метанотрофов, а также достижения определенных успехов в разработке технологии непрерывного культивирования, стало возможным получать сравнительно высокие урожаи бактерий при таких скоростях протока, которые обеспечивают экономически приемлемую продуктивность процесса.Under optimal fermentation conditions, methanotrophic bacteria actively assimilate natural gas methane, multiply rapidly and build up their mass, rich in valuable protein, a set of amino acids, vitamins and other biologically active substances. In the eighties, the VNIIsintezbelok Institute (now GosNIIsintezbelok) created a technology for producing an excellent protein-vitamin feed product from this biomass with the well-known domestic name - haprin. As a result of the isolation of active cultures of methanotrophs, as well as the achievement of certain successes in the development of continuous cultivation technology, it became possible to obtain relatively high yields of bacteria at such flow rates that provide an economically acceptable productivity of the process.

Развитие производства биопротеина в России позволит обеспечить независимость от импорта белка для кормовых целей и создать национальный источник микробного белка, не подверженный климатическим воздействиям (см. Комплексную программу развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года (утв. Правительством РФ от 24 апреля 2012 г. №1853п-П8). При этом развитие микробиологической промышленности в целом, и конкретно технологии непрерывного культивирования биопротеина, во многом определяется совершенствованием комплекса необходимых мероприятий, связанных с разработкой способов и систем ферментации, проектированием эффективных конструкций биореакторов, разработкой и приобретением соответствующих штаммов бактерий, созданием необходимой засевной культуры и пригодной питательной среды.The development of bioprotein production in Russia will ensure independence from protein imports for feed purposes and create a national source of microbial protein that is not subject to climatic influences (see the Comprehensive program for the development of biotechnology in the Russian Federation for the period until 2020 (approved by the Government of the Russian Federation of April 24, 2012) No. 1853p-P8) At the same time, the development of the microbiological industry in general, and specifically the technology of continuous cultivation of bioprotein, is largely determined by the improvement of a set of necessary measures related to the development of fermentation methods and systems, the design of effective bioreactor designs, the development and acquisition of appropriate bacterial strains, the creation of the necessary seed culture and a suitable nutrient medium.

Анализ известных технических решений и научно-технической литературы в области производства БВК и кормового белка из микроорганизмов указывает на перспективы в создании биотехнологических производств с использованием крупномасштабных ферментационных установок для получения биопротеина и широкой гаммы биопродуктов при его дальнейшей переработке (см., например, публикации: Ручай, Н. С, Гребенникова И. А. «Технология микробного синтеза» Курс лекций по специальности «Биотехнология». - Минск: БГТУ, 2014; Нетрусов А.И. «Микробиология». Ч. 1 // Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Лекции ученых МГУ (VK.COM/TEACHINMSU); Винаров А.Ю., Гордеев Л.С., Кухаренко А.А., Панфилов В.И. под ред. В.А. Быкова. «Ферментационные аппараты для процессов микробиологического синтеза». - М.: ДеЛи Принт, 2005; Андреев А.А., Брызгалов Л.И. «Производство кормовых дрожжей». - М.: 1986 г.; Талонов К.П. «Процессы и аппараты микробиологических производств» - М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1981 г. и др. источники).Analysis of known technical solutions and scientific and technical literature in the field of production of BVK and fodder protein from microorganisms indicates prospects in the creation of biotechnological industries using large-scale fermentation plants for the production of bioprotein and a wide range of bioproducts during its further processing (see, for example, publications: Ruchay , N. S, Grebennikova I. A. "Technology of microbial synthesis" A course of lectures in the specialty "Biotechnology." - Minsk: BSTU, 2014; Netrusov A.I. "Microbiology". Part 1 // Faculty of Biology, Moscow State University. . V. Lomonosov, Lectures of scientists of Moscow State University (VK.COM/TEACHINMSU); Vinarov A.Yu., Gordeev L.S., Kukharenko A.A., Panfilov V.I., ed. By V. A. Bykov. devices for the processes of microbiological synthesis ". - M .: DeLi Print, 2005; Andreev AA, Bryzgalov LI" Production of fodder yeast. "- M .: 1986; Talonov KP" Processes and devices microbiological production "- M .: Leg. and food industry, 1981 and other sources) ...

Из уровня техники, отраженного в патентных базах РФ и других стран, известны технические решения, связанные с созданием новых способов ферментации микроорганизмов, систем, аппаратов и установок для их культивирования (см., например, патенты RU: 2064016, 2021350, 161690, 161691, 2580646, 786326, 2678425, 2562146,2626592, 2050788,2266676,2580646, 2144952, 2352626, 160091,2 699 293,2 654 109; патенты US: 3957585, 4204042, 4656138, 4752564; патенты ЕР: 1419234, GB 1353008, KZ 30516, Евразийский патент №001948 и др.).From the prior art, reflected in the patent bases of the Russian Federation and other countries, technical solutions are known related to the creation of new methods of fermentation of microorganisms, systems, apparatus and installations for their cultivation (see, for example, patents RU: 2064016, 2021350, 161690, 161691, 2580646, 786326, 2678425, 2562146,2626592, 2050788,2266676,2580646, 2144952, 2352626, 160091.2 699 293.2 654 109; US patents: 3957585, 4204042, 4656138, 4752564; EP patents: 1419834, GB 1353 30516, Eurasian patent No. 001948, etc.).

Исследование патентной ситуации в отношении заявленного объекта направлено на выявление ближайших аналогов в областях, связанных с получением БВК и биопротеина в широком смысле и, более конкретно, кормового белка в виде биомассы метанокисляющих или метанассимилирующих аэробных микроорганизмов при использовании в качестве органического сырья природного метансодержащего газа.The study of the patent situation in relation to the claimed object is aimed at identifying the closest analogs in the fields related to the production of BVA and bioprotein in a broad sense, and, more specifically, feed protein in the form of biomass of methane oxidizing or methanassimilating aerobic microorganisms using natural methane-containing gas as organic raw materials.

Известен способ получения биомассы, включающий выращивание микроорганизмов, например дрожжей, на питательной среде, содержащей в качестве источника углерода парафиновые углеводороды, стимуляторы роста, необходимые для роста минеральные соли, отбор культуральной среды, разделение ее на фракции: твердую - дрожжи и жидкую, возврат жидкой фракции на начальную стадию выращивания, дозревание дрожжей, дополнительное разделение дрожжей на жидкую и твердую дрожжевую фракции и высушивание дрожжей. С целью увеличения выхода биомассы при одновременном улучшении ее качества, культуральную среду перед разделением ее на фракции и полученную после разделения жидкую фракцию выдерживают при кислом значении рН (2,7-3,5), а после дозревания (при рН 2,7-5,5)дрожжевую суспензию нагревают до 62-68°С в течение 5-15 мин (см. патент РФ 506613, опубл. 12.05.1976).A known method of producing biomass, including the cultivation of microorganisms, such as yeast, on a nutrient medium containing paraffinic hydrocarbons as a carbon source, growth stimulants necessary for growth of mineral salts, selection of the culture medium, dividing it into fractions: solid - yeast and liquid, liquid return fractions for the initial stage of cultivation, maturation of yeast, additional separation of yeast into liquid and solid yeast fractions and drying of yeast. In order to increase the yield of biomass while improving its quality, the culture medium before separating it into fractions and the liquid fraction obtained after separation is kept at acidic pH (2.7-3.5), and after ripening (at pH 2.7-5 , 5) the yeast suspension is heated to 62-68 ° C for 5-15 minutes (see RF patent 506613, publ. 05/12/1976).

Недостатком известного технического решения является тот факт, что снижение рН до 2,7-3,5 возвращаемой отработанной культуральной жидкости позволяет снизить уровень посторонней микрофлоры в процессе, однако не препятствует накоплению продуктов, ингибирующих процесс выращивания. Кроме того, такая обработка возвращаемой культуральной жидкости приведет к значительному повышению расхода аммиачной воды для стабилизации рН процесса.The disadvantage of the known technical solution is the fact that lowering the pH to 2.7-3.5 of the returned spent culture liquid allows to reduce the level of extraneous microflora in the process, but does not prevent the accumulation of products that inhibit the growing process. In addition, such treatment of the returned culture liquid will lead to a significant increase in the consumption of ammonia water to stabilize the pH of the process.

Известна технологическая линия производства кормовых дрожжей. Линия включает блок выращивания дрожжей с раздельным отбором дрожжевой суспензии и после дрожжевой бражки, последовательно соединенные с ним блоки флотационного сгущения, нагрева сгущенной суспензии, ее окончательного концентрирования и сушки дрожжей. Особенностью известного технического решения является соединение, блока флотационного сгущения с блоком выращивания, линией возврата отфлотированной последрожжевой бражки, а между блоками флотационного сгущения и окончательного концентрирования дрожжей установлен блок нагрева дрожжевой суспензии, причем блок ее нагрева выполнен в виде смесителя с горячей водой или последрожжевой бражки, а блок окончательного концентрирования дрожжевой суспензии - в виде отстойника (см. патент РФ №2266676, опублик. 27.12.2005).Known technological line for the production of feed yeast. The line includes a block for growing yeast with separate selection of yeast suspension and after yeast brew, blocks of flotation thickening, heating the thickened suspension, its final concentration and drying the yeast, connected in series with it. A feature of the known technical solution is the connection of a flotation thickening unit with a growing unit, a return line of the floated post-yeast mash, and a yeast suspension heating unit is installed between the flotation thickening and final yeast concentration units, and the unit for heating it is made in the form of a mixer with hot water or post-yeast mash, and the block for final concentration of the yeast suspension is in the form of a settling tank (see RF patent No. 2266676, published on December 27, 2005).

К недостаткам известного технического решения следует отнести выполнение блока нагрева дрожжевой суспензии в виде смесителя с горячей водой и, учитывая, что флотационное разделение не позволяет обеспечить относительно высокую степень сгущения, дополнительное сгущение с горячей водой еще более снижает концентрацию сгущенной биомассы, следствием чего является увеличение нагрузки на последующие стадии производства кормовых дрожжей.The disadvantages of the known technical solution include the implementation of the yeast suspension heating unit in the form of a mixer with hot water and, given that flotation separation does not allow for a relatively high degree of thickening, additional thickening with hot water further reduces the concentration of thickened biomass, resulting in an increase in load at the subsequent stages of the production of feed yeast.

Известен 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. Особенностью известного способа является то, что выращивание биомассы проводят в режиме переменного аэрирования с целью активации молекулярного кислорода путем использования восстановленного кофермента NAD-H (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 (см. патент РФ №2 699 293, опублик. 04.09.2019).A known method for producing biomass of methane-oxidizing bacteria, providing for their cultivation in a fermenter under aeration conditions on a nutrient medium containing methane as a carbon source, sources of nitrogen, phosphorus, mineral salts and trace elements, the separation of biomass from the culture liquid, partial return of the spent culture liquid to the growing stage , dehydration and drying of biomass. A feature of the known method is that the cultivation of biomass is carried out in the alternating aeration mode in order to activate molecular oxygen by using the reduced coenzyme NAD-H (nicotinamide adenine dinucleotide) with keeping the biomass in time without oxygen supply and with oxygen supply in a ratio of 1: 4 minutes to 1 : 6 minutes, and methane is continuously fed into the maximally turbulent aerated zone of the fermenter (see RF patent No. 2 699 293, published 09/04/2019).

Недостатком известного способа является усложнение технологического процесса получения биомассы метанокисляющих бактерий, связанное с использованием восстановленного кофермента и периодичностью подачи в биомассу кислорода в поминутном режиме. С учетом того, что даже при концентрации биомассы 7-8 г/л, исчерпание кислорода в среде происходит в течение 20-30 сек, так что окисление метана без кислорода становится невозможным. Таким образом, процесс будет периодически находится в анаэробных условиях, с повышенным пенообразованием и повышенным выделением продуктов метаболизма в культуральную жидкость. Это не позволит обеспечить высокие показатели процесса получения биомассы, кроме того, повышенные концентрации продуктов метаболизма в отработанной культуральной жидкости (ОКЖ) потребуют снижения количества возвращаемой ОКЖ.The disadvantage of this method is the complication of the technological process of obtaining biomass of methane-oxidizing bacteria, associated with the use of the reduced coenzyme and the frequency of supply of oxygen to the biomass in a minute mode. Taking into account the fact that even with a biomass concentration of 7-8 g / l, the depletion of oxygen in the environment occurs within 20-30 seconds, so that the oxidation of methane without oxygen becomes impossible. Thus, the process will be periodically under anaerobic conditions, with increased foaming and increased release of metabolic products into the culture liquid. This will not allow to ensure high performance of the biomass production process; in addition, increased concentrations of metabolic products in the spent culture fluid (OCL) will require a decrease in the amount of returned OCF.

Наиболее близким техническим решением, к предложенному, является способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов, включающий их непрерывное выращивание на водно-минеральной питательней среде при подаче метансодержащего газа и газа, содержащего свободный кислород, с использованием отработанной среды после концентрирования биомассы, и ее сушку (см. патент РФ №2064016, опублик. 20.07.1996-прототип).The closest technical solution to the proposed one is a method for obtaining biomass of methane-oxidizing microorganisms, including their continuous cultivation on a water-mineral nutrient medium with the supply of methane-containing gas and a gas containing free oxygen, using the spent medium after concentrating the biomass, and drying it (see. RF patent No. 2064016, published on July 20, 1996-prototype).

Особенность известного способа состоит в том, что процесс выращивания микроорганизмов осуществляют при давлении в среде выращивания, выше атмосферного, с частичным использованием в процессе выращивания отработанной среды после концентрирования биомассы, при этом скорость подачи компонентов питания микроорганизмов в процесс и отбора суспензии, содержащей биомассу, из процесса непрерывного выращивания микроорганизмов, устанавливают пропорционально потоку, подаваемому для стабилизации рН среды выращивания. Отношение потока возвращаемой в процесс выращивания отработанной среды, после концентрирования, к потоку отбираемой из процесса суспензии устанавливают так, чтобы обеспечить максимальное значение потока, подаваемого для стабилизации рН среды выращивания, а давление в среде выращивания устанавливают на уровне, минимальном, для обеспечения оптимальной концентрации растворенного кислорода в среде выращивания, но не ниже давления, необходимого для транспортировки и энергетической утилизации отходящих из процесса газовых потоков. Устройство, реализующее известный способ, включает средства для приготовления питательной среды, биореактор для выращивания микроорганизмов с использованием метансодержащего и кислородсодержащего газов, средства для концентрации и сушки биомассы.The peculiarity of the known method is that the process of growing microorganisms is carried out at a pressure in the growing medium, above atmospheric, with partial use in the process of growing the spent medium after concentrating the biomass, while the rate of supply of nutritional components of microorganisms to the process and the selection of a suspension containing biomass from the process of continuous cultivation of microorganisms is set in proportion to the flow supplied to stabilize the pH of the cultivation medium. The ratio of the flow of the spent medium returned to the growing process, after concentration, to the flow of the suspension withdrawn from the process is set so as to provide the maximum value of the flow supplied to stabilize the pH of the growing medium, and the pressure in the growing medium is set at a minimum level to ensure the optimal concentration of dissolved oxygen in the growing medium, but not lower than the pressure required for the transportation and energy utilization of gas streams leaving the process. A device that implements the known method includes means for preparing a nutrient medium, a bioreactor for growing microorganisms using methane-containing and oxygen-containing gases, means for concentrating and drying biomass.

В известном техническом решении одним из существенных признаков является частичное использование в процессе выращивания микроорганизмов отработанной среды после концентрирования биомассы, которое зависит от отношения потока возвращаемой в процесс выращивания отработанной среды к потоку отбираемой из процесса суспензии. Упомянутое отношение зависит от ряда влияющих на процесс выращивания микроорганизмов факторов, таких как, рН среды выращивания, количество растворенного кислорода, рабочего давления и др. По указанным причинам устройство для реализации известного способа отличается сравнительно сложной системой автоматического управления параметрами процесса получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов. Кроме того, в известном техническом решении состав отработанной среды, возвращаемой в процесс выращивания, по содержанию органических веществ, может колебаться в значительных пределах (в пересчете на химическое потребление кислорода). Поскольку в отработанной среде содержится значительное количество сопутствующей микрофлоры, необходимо учитывать соответствие состава отработанной среды и используемой культуры, что возможно при условии дополнительной очистки отработанной среды до начала процесса нитрификации при меньших значениях величины химического потребления кислорода.In the known technical solution, one of the essential features is the partial use of the spent medium in the process of growing microorganisms after concentrating the biomass, which depends on the ratio of the flow of the spent medium returned to the growing process to the flow of the suspension taken from the process. The mentioned ratio depends on a number of factors influencing the process of growing microorganisms, such as the pH of the growing medium, the amount of dissolved oxygen, working pressure, etc. For these reasons, the device for implementing the known method is distinguished by a relatively complex system of automatic control of the parameters of the process of obtaining biomass of methane-oxidizing microorganisms. In addition, in the known technical solution, the composition of the spent medium returned to the growing process, in terms of the content of organic substances, can vary within significant limits (in terms of chemical oxygen consumption). Since the spent medium contains a significant amount of accompanying microflora, it is necessary to take into account the correspondence between the composition of the spent medium and the culture used, which is possible under the condition of additional purification of the spent medium before the start of the nitrification process at lower values of the chemical oxygen consumption.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении технико-экономической эффективности и конкурентоспособности способа производства биомассы метанокисляющих микроорганизмов культур, например, Methylococcus capsulatus, с возможностью оптимизации процесса культивировании белковой массы по показателям продуктивности готового продукта и экологичности его производства.The problem to be solved by the invention is to increase the technical and economic efficiency and competitiveness of the method for the production of biomass of methane-oxidizing microorganisms of cultures, for example, Methylococcus capsulatus, with the possibility of optimizing the process of cultivating the protein mass in terms of the productivity of the finished product and the environmental friendliness of its production.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в устранении недостатков известных технических решений, увеличении эффективности и продуктивности промышленного производства биопротеина при снижении затрат, связанных, в том числе, с потреблением очищенной воды на единицу готовой продукции. Указанное снижение затрат достигается возвратом отработанной среды или отработанной культуральной жидкости (ОКЖ) после концентрирования биомассы в питательную среду при промышленном выращивания микроорганизмов. Дополнительный технический результат состоит в значительном снижении сбросов жидких технологических отходов при производстве биопротеина.The technical result achieved when solving the problem is to eliminate the shortcomings of the known technical solutions, increase the efficiency and productivity of industrial production of bioprotein while reducing costs associated, among other things, with the consumption of purified water per unit of finished product. This cost reduction is achieved by returning the spent medium or spent culture liquid (OKL) after concentrating the biomass in the nutrient medium during the industrial cultivation of microorganisms. An additional technical result consists in a significant reduction in discharges of liquid technological waste in the production of bioprotein.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов, включающем их непрерывное выращивание на водно-минеральной питательней среде при подаче метансодержащего газа и газа, содержащего свободный кислород, с использованием отработанной среды после концентрирования биомассы, и ее сушку, согласно изобретению, после концентрирования биомассы отработанную среду отделяют и охлаждают до температуры 30-32°С, затем подвергают непрерывной аэробной ферментации, в условиях асептического культивирования сопутствующей микрофлоры, с последующим разделением на биомассу сопутствующей микрофлоры и жидкую фазу, которую возвращают в водно-минеральную питательную среду для непрерывного выращивания биомассы метанокисляющих микроорганизмов и покрытия расхода свежей воды.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing biomass of methane-oxidizing microorganisms, including their continuous cultivation on a water-mineral nutrient medium with the supply of methane-containing gas and gas containing free oxygen, using the spent medium after concentrating the biomass, and drying it, according to the invention, after concentrating the biomass, the spent medium is separated and cooled to a temperature of 30-32 ° C, then subjected to continuous aerobic fermentation, under conditions of aseptic cultivation of the accompanying microflora, followed by separation into biomass of the accompanying microflora and a liquid phase, which is returned to the water-mineral nutrient medium for continuous growing biomass of methane-oxidizing microorganisms and covering the consumption of fresh water.

Кроме того, условия асептического культивирования сопутствующей микрофлоры на стадии аэробной ферментации могут обеспечиваться механической и бактериологической стерилизацией воздуха, служащего источником кислорода, а отделенная биомасса сопутствующей микрофлоры может быть частично или полностью направлена на инактивацию и сушку биомассы после ее концентрирования.In addition, the conditions for aseptic cultivation of the accompanying microflora at the stage of aerobic fermentation can be provided by mechanical and bacteriological sterilization of air, which serves as a source of oxygen, and the separated biomass of the accompanying microflora can be partially or completely directed to inactivation and drying of the biomass after its concentration.

Указанный технический результат достигается также тем, что в линии для производства биомассы метанокисляющих микроорганизмов по любому из пп.1,2,, содержащей блок для приготовления водно-минеральной питательной среды, блок выращивания чистой культуры со средствами ввода чистой культуры метанокисляющих микроорганизмов, блок непрерывного выращивания микроорганизмов, включающий средства для подачи метансодержащего газа и газа, содержащего свободный кислород, необходимых для роста микроорганизмов в соответствии с потребностями выбранной культуры, блок концентрирования биомассы, выполненный с возможностью использования отработанной среды и блок сушки биомассы, согласно изобретению, блок концентрирования биомассы снабжен двумя выходами, первый из которых соединен через блок инактивации с входом блока сушки биомассы, а второй соединен через блок охлаждения отработанной среды, блок аэробной ферментации, в условиях асептического культивирования сопутствующей микрофлоры, и блок разделения на биомассу сопутствующей микрофлоры и жидкую фазу, с входом блока непрерывного выращивания биомассы метанокисляющих микроорганизмов, совмещенным с входом для покрытия расхода свежей воды, причем блок разделения снабжен двумя дополнительными выходами для соединения с дополнительными входами блока концентрирования биомассы метанокисляющих микроорганизмов и блока аэробной ферментации.The specified technical result is also achieved by the fact that in the line for the production of biomass of methane-oxidizing microorganisms according to any one of claims 1.2, containing a block for the preparation of an aqueous-mineral nutrient medium, a block for growing a pure culture with means for introducing a pure culture of methane-oxidizing microorganisms, a block for continuous cultivation microorganisms, including means for supplying methane-containing gas and gas containing free oxygen necessary for the growth of microorganisms in accordance with the needs of the selected culture, a biomass concentration unit adapted to use the spent medium and a biomass drying unit, according to the invention, the biomass concentration unit is provided with two outlets , the first of which is connected through the inactivation unit with the input of the biomass drying unit, and the second is connected through the spent medium cooling unit, the aerobic fermentation unit, under the conditions of aseptic cultivation of the accompanying microflora, and the bio separation unit. the mass of the accompanying microflora and the liquid phase, with the input of the unit for continuous cultivation of biomass of methane-oxidizing microorganisms, combined with the input for covering the flow of fresh water, and the separation unit is equipped with two additional outputs for connection with additional inputs of the unit for concentrating the biomass of methane-oxidizing microorganisms and the unit of aerobic fermentation.

Такое выполнение способа получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линии для ее производства обеспечивают решение поставленной задачи, с достижением указанного технического результата благодаря тому, что блок концентрирования биомассы выполнен с возможностью непрерывного раздельного отбора отработанной среды или отработанной культуральной жидкости для образования контура ее принудительного возврата в блок непрерывного промышленного выращивания метанокисляющих микроорганизмов через последовательно соединенные блоки: блок охлаждения отработанной среды, преимущественно, до температуры 30-32°С, оптимальной для интенсификации роста сопутствующей микрофлоры, блок аэробной ферментации в условиях асептического культивирования сопутствующей микрофлоры и блок разделения на биомассу сопутствующей микрофлоры и жидкую фазу, для покрытия ею расхода свежей воды. При этом, блок разделения снабжен двумя дополнительными выходами для соединения с дополнительными входами блока концентрирования биомассы метанокисляющих микроорганизмов и блока аэробной ферментации. Наличие в контуре принудительного возврата ОКЖ блока ее охлаждения до указанной температуры обеспечивает оптимальные условия для биологической обработки ОКЖ в блоке аэробной ферментации с помощью сопутствующей микрофлоры, блока разделения, обеспечивающих очистку в непрерывном режиме на стадии аэробной ферментации до начала процесса нитрификации ОКЖ без контакта с окружающей средой.Such an implementation of the method for producing biomass of methane-oxidizing microorganisms and lines for its production provide a solution to the problem, with the achievement of the specified technical result due to the fact that the biomass concentration unit is made with the possibility of continuous separate selection of the spent medium or spent culture liquid to form a loop of its forced return to the continuous unit. industrial cultivation of methane-oxidizing microorganisms through series-connected blocks: a block for cooling the spent medium, mainly to a temperature of 30-32 ° C, which is optimal for intensifying the growth of concomitant microflora, a block of aerobic fermentation under conditions of aseptic cultivation of concomitant microflora and a block for separating the concomitant microflora and liquid phase into biomass to cover the consumption of fresh water. At the same time, the separation unit is equipped with two additional outputs for connection with additional inputs of the unit for the concentration of biomass of methane-oxidizing microorganisms and the unit for aerobic fermentation. The presence of a block for cooling it to the specified temperature in the forced return loop of the ALC to the specified temperature provides optimal conditions for biological treatment of the ALC in the aerobic fermentation unit with the help of accompanying microflora, a separation unit that provides continuous purification at the stage of aerobic fermentation prior to the start of the nitrification of the ALC without contact with the environment. ...

Состав ОКЖ, в зависимости от режимов выращивания на стадии промышленного выращивания метанокисляющей культуры, по общему содержанию органических веществ в пересчете на химическое потребление кислорода (ХПК), может колебаться от 700 до 3000 мг/л. При этом в ОКЖ содержится основное количество сопутствующей микрофлоры, образующейся при выращивании используемой культуры. В итоге процесс биологической обработки ОКЖ на следующей стадии ферментации представляет собой непрерывный аэробный процесс, когда в качестве источника кислорода используется воздух, прошедший механическую и бактериологическую очистку или кислород. В результате, используемые культуры микроорганизмов для окисления органических веществ, содержащихся в обрабатываемой ОКЖ, соответствуют составу сопутствующей микрофлоры, при выращивании производственной культуры в блоке промышленного выращивания метанокисляющих микроорганизмов.The composition of the ALC, depending on the growing regimes at the stage of industrial cultivation of a methane-oxidizing culture, in terms of the total organic matter content in terms of chemical oxygen demand (COD), can range from 700 to 3000 mg / l. At the same time, the ALC contains the bulk of the accompanying microflora formed during the cultivation of the culture used. As a result, the process of biological treatment of ALC at the next stage of fermentation is a continuous aerobic process, when air that has undergone mechanical and bacteriological purification or oxygen is used as a source of oxygen. As a result, the cultures of microorganisms used for the oxidation of organic substances contained in the processed ALC correspond to the composition of the accompanying microflora when growing a production culture in the block for industrial growing of methane-oxidizing microorganisms.

В соответствии с изобретательским замыслом, блок дополнительной стадии аэробной ферментации представляет собой закрытый биореактор любой известной конструкции, имеющий незначительную энергоемкость и функционирующий в условиях асептического культивирования сопутствующей микрофлоры. При этом, глубина очистки ОКЖ на стадии аэробной ферментации ведется, как было указано, до начала процесса нитрификации, обычно до ХПК в диапазоне значений 100-200 мг/л. Для обеспечения стабильного качества очистки ОКЖ, например, в случае резкого повышения содержания органических веществ в исходной ОКЖ, предусмотрена возможность подачи дополнительной биомассы из блока разделения в блок аэробной ферментации.In accordance with the inventive concept, the block of the additional stage of aerobic fermentation is a closed bioreactor of any known design, having a low energy consumption and functioning under conditions of aseptic cultivation of the accompanying microflora. At the same time, the depth of cleaning the ALC at the stage of aerobic fermentation is carried out, as indicated, before the start of the nitrification process, usually up to COD in the range of values of 100-200 mg / L. To ensure a stable quality of cleaning the ALC, for example, in the case of a sharp increase in the content of organic substances in the original AFC, the possibility of supplying additional biomass from the separation unit to the aerobic fermentation unit is provided.

Предложенное выполнение линии для производства биомассы метанокисляющих микроорганизмов, как было указано, устраняет недостатки известных технических решений в части сброса избыточной ОКЖ. Указанные недостатки свойственны также технологиям производства кормового белка гаприн, включающим последовательное соединение блоков производства чистой культуры микроорганизмов, приготовления растворов минерального питания, производственной ферментации, концентрирования биомассы, инактивации и сушки готового продукта. Реализация предложенного технического решения напрямую связана с увеличением эффективности и продуктивности промышленного производства, с одновременным снижением себестоимости целевого продукта, благодаря введению в технологическую линию контура возврата отработанной среды через блок аэробной ферментации в блок промышленного выращивания метанокисляющих микроорганизмов.The proposed implementation of the line for the production of biomass of methane-oxidizing microorganisms, as indicated, eliminates the disadvantages of the known technical solutions in terms of dumping excess ALC. These disadvantages are also inherent in technologies for the production of feed protein haprin, including the serial connection of blocks for the production of a pure culture of microorganisms, preparation of solutions of mineral nutrition, industrial fermentation, concentration of biomass, inactivation and drying of the finished product. The implementation of the proposed technical solution is directly related to an increase in the efficiency and productivity of industrial production, with a simultaneous decrease in the cost of the target product, due to the introduction into the process line of the return circuit of the spent medium through the aerobic fermentation unit to the industrial cultivation unit for methane-oxidizing microorganisms.

На Фиг. 1 приведена блок-схема линии для производства биомассы метанокисляющих микроорганизмов или кормового белка.FIG. 1 is a block diagram of a line for the production of biomass of methane oxidizing microorganisms or feed protein.

Линия для производства кормового белка содержит блок 1 для производства чистой культуры метанокисляющих или метанассимилирующих микроорганизмов для начального выращивания засевной биомассы и запуска промышленного ферментера. При этом, для получения микробной биомассы используется непатогенная и конкурентно способная, по отношению к применяемым видам метанокисляющих бактерий, культура вида Methylococcus capsulatus, Methylococcus, Methylosinus, Methylomonas, Methylocystis и др. Линия для производства кормового белка содержит блок 2 для раздельного приготовления и непрерывной подачи раствора питательной среды (минерального питания) на вход блока 3 для промышленного выращивания микроорганизмов (произволственный ферментер). Блок 2 включает средства для подготовки минеральной питательной среды путем растворения в свежей или очищенной воде минеральных солей до нужных концентраций и в определенных соотношениях, соответствующих используемой культуре метанассимилирующих микроорганизмов. В состав питательной среды входят соли магния, калия, железа, марганца, натрия, кальция и др., при этом рН среды поддерживают на требуемом уровне, например, с использованием аммиачной воды и сульфата натрия, которые одновременно являются, соответственно, источниками азота и серы. Блоки 1 и 2, соответственно, включают технические средства для производства чистой культуры метанассимилирующих микроорганизмов и приготовления стерильного раствора питательной среды (емкости, трубопроводную арматуру, дозаторы, датчики и измерители давления температуры и состава сред, запорные и регулирующие вентили, насосы и пр.). В частном случае, выход блока 1 может быть соединен с одним из входов блока 2, как это показано на Фиг. 1. Выход блока 2, в свою очередь, соединен с одним из входов блока 3 для промышленного выращивания микробной белковой массы в соответствии с потребностями выбранной культуры на принятых режимах выращивания микроорганизмов. На другие входы блока 3 промышленного ферментера также поступают дополнительные компоненты для организации процесса биосинтеза в культуральной жидкости. В известных промышленных ферментерах это свежая вода, жидкие элементы минерального питания, метансодержащий и кислородсодержащий газы, необходимые для роста микроорганизмов в рабочем объеме блока 3 (входы компонентов показаны условно стрелками). В соответствии с предложенной блок -схемой выход блока 3 соединен через блок 4 концентрирования биомассы, блок 5 инактивации, блок 6 сушки биомассы, блок 7 грануляции, блок 8 фасовки с блоком 9 упаковки готового продукта.The feed protein production line contains block 1 for the production of a pure culture of methane oxidizing or methanassimilating microorganisms for the initial cultivation of the seed biomass and the start-up of an industrial fermenter. At the same time, to obtain microbial biomass, a non-pathogenic and competitive culture of the species Methylococcus capsulatus, Methylococcus, Methylocystis, etc. nutrient medium solution (mineral nutrition) at the inlet of block 3 for industrial cultivation of microorganisms (industrial fermenter). Block 2 includes means for preparing a mineral nutrient medium by dissolving mineral salts in fresh or purified water to the desired concentrations and in certain ratios corresponding to the culture of methanassimilating microorganisms used. The nutrient medium contains salts of magnesium, potassium, iron, manganese, sodium, calcium, etc., while the pH of the medium is maintained at the required level, for example, using ammonia water and sodium sulfate, which are simultaneously sources of nitrogen and sulfur, respectively ... Blocks 1 and 2, respectively, include technical means for the production of a pure culture of methanassimilating microorganisms and the preparation of a sterile solution of a nutrient medium (containers, pipeline fittings, dispensers, sensors and pressure gauges for temperature and composition of media, shut-off and control valves, pumps, etc.). In a particular case, the output of block 1 can be connected to one of the inputs of block 2, as shown in FIG. 1. The outlet of block 2, in turn, is connected to one of the inputs of block 3 for industrial cultivation of microbial protein mass in accordance with the needs of the selected culture on the accepted modes of growing microorganisms. Additional components for organizing the biosynthesis process in the culture liquid are also supplied to other inputs of block 3 of the industrial fermenter. In well-known industrial fermenters, these are fresh water, liquid elements of mineral nutrition, methane-containing and oxygen-containing gases, which are necessary for the growth of microorganisms in the working volume of block 3 (the inlets of the components are shown conventionally by arrows). In accordance with the proposed block diagram, the outlet of unit 3 is connected through a biomass concentration unit 4, an inactivation unit 5, a biomass drying unit 6, a granulation unit 7, a packing unit 8 with a finished product packaging unit 9.

Блок 4 концентрирования биомассы выполнен с возможностью непрерывного отбора отработанной культуральной жидкости. Для этого блок 4 снабжен дополнительным выходом для отбора и принудительной подачи ОКЖ через блок 10 охлаждения, блок 11 аэробной ферментации меньшей производительности и блок 12 разделения, на дополнительный вход блока 3 промышленного выращивания микроорганизмов в покрытие расхода свежей воды. Выполнение блока 4 концентрирования биомассы с возможностью непрерывного раздельного отбора ОКЖ обеспечивает функционирование контура, обеспечивающего полный возврат ОКЖ в блок 3 для промышленного выращивания микроорганизмов. Контур возврата ОКЖ формируется путем соединения дополнительного выхода блока 4 концентрирования биомассы через циркуляционный насос (цн), блок 10 охлаждения, блок 11 стадии аэробной ферментации и блок 12 разделения, с дополнительным входом блока 3 для промышленного выращивания микроорганизмов в покрытие расхода свежей воды. Выращенная при этом биомасса может подаваться, по одному варианту, на стадию промышленной ферментации в блок 3, обеспечивая работу внешнего контура циркуляции, или, по другому варианту, после разделения бактериальной суспензии в блоке 12 - на дополнительный вход блока 4 концентрирования биомассы. По третьему варианту часть сгущенной биомассы через дополнительный выход блока 12 разделения направляется обратно на дополнительный вход в блок 11 аэробной ферментации для стабилизации качества биологической обработки ОКЖ, например, в случае резкого повышения в ней содержания органических веществ. В случае снижения концентрации биомассы сопутствующей микрофлоры, связанной со снижением концентрации органических загрязнений в ОКЖ, поступающей на вторую стадию ферментации, выход блока 11 может быть соединен напрямую с дополнительным входом блока 3. Конструктивное выполнение блоков 1-12 может быть новым или содержать известные конструктивные решения для биотехнологических систем и устройств.The biomass concentration unit 4 is configured to continuously collect the spent culture liquid. For this, block 4 is equipped with an additional outlet for the selection and forced supply of OLC through the cooling block 10, the aerobic fermentation block 11 of lower productivity and the separation block 12, to an additional input of the block 3 for industrial growing of microorganisms to cover the fresh water flow rate. Implementation of block 4 for biomass concentration with the possibility of continuous separate selection of OKF ensures the functioning of the circuit, which provides a complete return of OKF to block 3 for industrial cultivation of microorganisms. The return loop of the OKL is formed by connecting an additional outlet of the biomass concentration unit 4 through a circulation pump (cn), a cooling unit 10, an aerobic fermentation unit 11 and a separation unit 12, with an additional inlet of unit 3 for industrial cultivation of microorganisms into the fresh water flow cover. The biomass grown in this case can be fed, according to one version, to the stage of industrial fermentation in block 3, ensuring the operation of the external circulation loop, or, alternatively, after separating the bacterial suspension in block 12, to an additional input of the block 4 for biomass concentration. According to the third option, a part of the thickened biomass through the additional outlet of the separation unit 12 is directed back to the additional inlet to the aerobic fermentation unit 11 to stabilize the quality of biological treatment of the ALC, for example, in the case of a sharp increase in the content of organic substances in it. In the case of a decrease in the concentration of biomass of the accompanying microflora associated with a decrease in the concentration of organic pollutants in the ALC entering the second stage of fermentation, the output of block 11 can be connected directly to the additional input of block 3. The design of blocks 1-12 can be new or contain known design solutions for biotechnological systems and devices.

Функционирование предложенной линии для производства кормового белка осуществляется следующим образом.The functioning of the proposed line for the production of feed protein is as follows.

Производство белковой массы из метансодержащего сырья в предложенной линии для производства кормового белка связано с выполнением ряда стадий, в которых происходит подготовка необходимых составляющих для выращивания биомассы метанокисляющих микроорганизмов и ее переработки в целевой продукт.Стадии подготовки засевной биомассы и функционирование блока 2 для раздельного приготовления и непрерывной подачи растворов питательных солей, а также метансодержащего и кислородсодержащего газов в блок 3 промышленного производства метанокисляющих микроорганизмов, в соответствии с потребностями выбранной культуры, обеспечивают выращивание биомассы на принятых режимах. Как было указано, в качестве органического сырья может использоваться газообразный субстрат, например, природный метансодержащий газ, а в качестве микроорганизмов - культуры Methylococcus capsulatus, Methylococcus, Methylosinus, Methylomonas, Methylocystis и др.The production of protein mass from methane-containing raw materials in the proposed line for the production of feed protein is associated with a number of stages, in which the preparation of the necessary components for the growth of biomass of methane-oxidizing microorganisms and its processing into the target product takes place. feeding solutions of nutrient salts, as well as methane-containing and oxygen-containing gases to block 3 of industrial production of methane-oxidizing microorganisms, in accordance with the needs of the selected culture, ensure the cultivation of biomass in the adopted modes. As indicated, a gaseous substrate, for example, natural methane-containing gas, can be used as organic raw materials, and cultures of Methylococcus capsulatus, Methylococcus, Methylosinus, Methylomonas, Methylocystis, etc. can be used as microorganisms.

Подготовка кислородсодержащего (воздуха) и углеродсодержащего сырья (метана) осуществляется в дополнительных блоках, включающих средства для разделения воздуха на кислород и азот, очистки метансодержащего природного газа и их дозированной подачи в блок 3 промышленного производства метанокисляющих микроорганизмов (не показаны). В большинстве случаев используется природный газ - метан и/или метансодержащие газы, содержащие не менее 90% метана. В отношении использования кислородсодержащего газа необходимо учитывать следующее условие - содержание в газе кислорода, должно обеспечивать оптимальные удельные значения в отношении текущей и прогнозируемой концентрации микроорганизмов в культуральной жидкости ферментера блока 3. Непрерывный процесс выращивания биомассы микроорганизмов осуществляется в условиях аэрации и многократного циклического перемешивания ферментационной среды. В процессе циркуляции и турбулизации культуральной жидкости в блоке 3 происходит многократный захват и растворение в жидкости кислорода воздуха, обеспечивается выравнивание концентраций питательных компонентов в ферментационном объеме и отвод газообразных продуктов метаболизма (в частности, СО2), которые вместе с остаточными количествами не растворившихся газов выводятся из блока 3. Отходящие газы, выделяющиеся в процессе выращивания микроорганизмов, могут быть направлены в блоки 5, 6, соответственно, инактивации и сушки биомассы после ее концентрирования для снижения расхода свежего газа и дополнительного повышения эффективности промышленного производства биопротеина.Preparation of oxygen-containing (air) and carbon-containing raw materials (methane) is carried out in additional blocks, including means for separating air into oxygen and nitrogen, purification of methane-containing natural gas and their dosed supply to block 3 of industrial production of methane-oxidizing microorganisms (not shown). In most cases, natural gas is used - methane and / or methane-containing gases containing at least 90% methane. With regard to the use of oxygen-containing gas, it is necessary to take into account the following condition - the oxygen content in the gas should provide optimal specific values in relation to the current and predicted concentration of microorganisms in the culture liquid of the fermenter of block 3. The continuous process of growing the biomass of microorganisms is carried out under conditions of aeration and repeated cyclic mixing of the fermentation medium. In the process of circulation and turbulization of the culture liquid in block 3, the oxygen of the air is repeatedly captured and dissolved in the liquid, the concentration of nutrients in the fermentation volume is equalized and the gaseous products of metabolism (in particular, CO 2 ) are removed, which, together with the residual amounts of undissolved gases, are removed from block 3. Waste gases released during the growth of microorganisms can be directed to blocks 5, 6, respectively, inactivation and drying of biomass after its concentration to reduce the consumption of fresh gas and further increase the efficiency of industrial production of bioprotein.

Как было указано, в блок 3 промышленного производства метанокисляющих микроорганизмов, кроме метана (природный газ) и кислорода (воздух), непрерывно подается водный раствор аммиака, фосфорная кислота, растворы элементов минерального питания и биологически обработанная отработанная среда для разбавления. При этом количество используемой биологически обработанной отработанной среды для разбавления культуральной жидкости составляет не менее 90-95% от общей потребности предприятия в технологической воде. Скорость жидкостного протока в биореакторе блока 3 поддерживается равной удельной скорости роста бактерий (режим хемостата), что обеспечивает постоянную концентрацию биомассы в процессе культивирования. Суспензия бактериальной биомассы, в жидкой фазе которой содержатся экзоцеллюлярные продукты метаболизма и продукты окисления гомологов метана, непрерывно выводится из блока 3 и направляется в блок 4 концентрирования для отделения биомассы от жидкой фазы. Технологическая вода, получаемая в условиях промышленного производства из природных источников, должна пройти необходимую очистку и обеззараживание до установленных требований. Отработанная среда выращивания содержит продукты метаболизма микроорганизмов, часть которых, при определенных концентрациях, ингибирует процесс роста микроорганизмов. В отработанной среде также имеются продукты окисления гомологов метана, содержащихся в природном газе, которые оказывают ингибирующее влияние на рост основной культуры метанокисляющих бактерий.As indicated, in addition to methane (natural gas) and oxygen (air), an aqueous solution of ammonia, phosphoric acid, solutions of mineral nutrition elements and a biologically treated spent medium for dilution are continuously supplied to block 3 of the industrial production of methane-oxidizing microorganisms. In this case, the amount of biologically treated waste medium used for diluting the culture liquid is at least 90-95% of the total enterprise demand for process water. The speed of the liquid flow in the bioreactor of block 3 is maintained equal to the specific growth rate of bacteria (chemostat mode), which ensures a constant concentration of biomass during cultivation. Suspension of bacterial biomass, the liquid phase of which contains exocellular metabolic products and oxidation products of methane homologues, is continuously removed from unit 3 and sent to concentration unit 4 to separate biomass from the liquid phase. Process water obtained in industrial production from natural sources must undergo the necessary purification and disinfection to meet the established requirements. The spent growing medium contains metabolic products of microorganisms, some of which, at certain concentrations, inhibit the growth of microorganisms. The waste medium also contains oxidation products of methane homologues contained in natural gas, which inhibit the growth of the main culture of methane-oxidizing bacteria.

Особенностью метанокисляющих бактерий является высокая чувствительность к концентрации указанных органических веществ в жидкой фазе, на которых развивается сопутствующая микрофлора, частично снижающая в процессе своего роста их уровень. Практически, технологически интересный рост чистой культуры без сопутствующей микрофлоры, для которой питанием являются органические соединения, содержащиеся в жидкой фазе, невозможен. Видовой состав сопутствующей микрофлоры зависит от режимов выращивания основной культуры и содержания гомологов метана в природном газе. В связи с этим, в промышленных ферментационных установках культивируются примерно 70-90% основной культуры и 30-10% сопутствующей микрофлоры. По этой причине снижение уровня продуктов метаболизма в возвращаемой культуральной жидкости, в результате ее обработки в блоках 10, 11 и 12, позволяет обеспечить возможность полного использования обработанной культуральной жидкости в блоке 3 без снижения эффективности процесса.A feature of methane-oxidizing bacteria is their high sensitivity to the concentration of these organic substances in the liquid phase, on which the accompanying microflora develops, partially reducing their level during its growth. In practice, a technologically interesting growth of a pure culture without accompanying microflora, which feeds on organic compounds contained in the liquid phase, is impossible. The species composition of the accompanying microflora depends on the growing regimes of the main crop and the content of methane homologues in natural gas. In this regard, approximately 70-90% of the main culture and 30-10% of the accompanying microflora are cultivated in industrial fermentation plants. For this reason, a decrease in the level of metabolic products in the returned culture fluid, as a result of its processing in blocks 10, 11 and 12, makes it possible to fully use the treated culture fluid in block 3 without reducing the efficiency of the process.

Непрерывный отбор отработанной культуральной жидкости из блока 4 концентрации осуществляется через дополнительный выход, с принудительной подачей ОКЖ, и последовательно соединенные блок 10 охлаждения, блок 11 дополнительной стадии аэробной ферментации меньшей производительности и блок 12 разделения на дополнительный вход блока 3 для промышленного выращивания микроорганизмов в покрытие расхода свежей воды. Часть культуральной жидкости, в составе сгущенной бактериальной биомассы, после блока 4 концентрации направляется через блок 5 инактивации, блок 6 сушки, блок 7 грануляции и блок 8 фасовки на блок 9 упаковки готового продукта - кормового белка, содержащего более 70% протеина, для отправки потребителю.Continuous selection of the spent culture liquid from the concentration block 4 is carried out through an additional outlet, with forced supply of OKL, and serially connected cooling block 10, block 11 of an additional stage of aerobic fermentation of lower productivity and a separation block 12 to an additional input of block 3 for industrial cultivation of microorganisms in the flow cover fresh water. Part of the culture liquid, as part of the condensed bacterial biomass, after the concentration unit 4, is sent through the inactivation unit 5, drying unit 6, granulation unit 7 and packing unit 8 to packing unit 9 of the finished product - fodder protein containing more than 70% protein, to be sent to the consumer ...

В известных технических решениях отделенная отработанная среда или ОКЖ составляет до 95% от исходного потока через биореактор. Как было указано, ОКЖ содержит экзоцеллюлярные продукты метаболизма и фоновые концентрации минеральных солей. Кроме того, необходимо учитывать, что в ОКЖ содержится до 70 -100 мг/л фосфора (требуемая степень очистки до ПДК в водоеме 2 мг/л), азот аммонийный 40 -100 мг/л (ПДК в водоеме 0,5 мг/л), сульфаты - больше 100 мг/л (ПДК в водоеме 100 мг/л). Поэтому очистка ОКЖ для ее утилизации является не только сложной технически, но и весьма затратным мероприятием. Кроме того, при выделении фосфора образуется достаточно большое количество осадка, утилизация которого также является проблемой. Обычно концентрация биомассы в суспензии на выходе биореактора составляет величину 1,5-3,0%, в зависимости от режима его работы. Таким образом, в случае крупного промышленного производства биопротеина, стоимость 1 м3 свежей воды является величиной большей, в 3-4 раза, чем стоимость 1 м3 природного газа, что при прямоточном режиме, значительно влияет на себестоимость производства кормового белка.In the known technical solutions, the separated spent medium, or OLC, constitutes up to 95% of the initial flow through the bioreactor. As indicated, the ALC contains exocellular metabolic products and background concentrations of mineral salts. In addition, it should be borne in mind that the ALC contains up to 70-100 mg / l of phosphorus (the required degree of purification to MPC in the reservoir is 2 mg / l), ammonium nitrogen 40-100 mg / l (MPC in the reservoir is 0.5 mg / l ), sulfates - more than 100 mg / l (maximum concentration limit in the reservoir is 100 mg / l). Therefore, cleaning the OKL for its disposal is not only technically difficult, but also very costly. In addition, during the release of phosphorus, a fairly large amount of sludge is formed, the disposal of which is also a problem. Typically, the concentration of biomass in the suspension at the bioreactor outlet is 1.5-3.0%, depending on the mode of its operation. Thus, in the case of large-scale industrial production of bioprotein, the cost of 1 m 3 of fresh water is 3-4 times higher than the cost of 1 m 3 of natural gas, which, in a direct-flow mode, significantly affects the cost of production of fodder protein.

С целью исключения накопления экзоцеллюлярных продуктов метаболизма и продуктов окисления гомологов метана, при возврате в процесс выращивания биомассы, ОКЖ подвергается биологической обработке в блоке 11, являющимся биореактором аэробной ферментации второй или дополнительной ступени. В отличие от известного метода двух стадийной ферментации, когда ферментер второй ступени используется для повышения производительности ферментационного процесса в целом, дополнительная ступень аэробной ферментации, в предложенном техническом решении, используется для снижения концентрации органических соединений до концентрации, позволяющей вернуть обработанную ОКЖ в основной процесс без ущерба для его продуктивности. При этом микроорганизмы, обеспечивающие конверсию экзоцеллюлярных продуктов и продуктов окисления гомологов метана, представлены бактериями, являющимися сопутствующими культурами основного процесса.In order to exclude the accumulation of exocellular metabolic products and oxidation products of methane homologues, when returning to the biomass growing process, the ALC is subjected to biological treatment in block 11, which is a bioreactor for aerobic fermentation of the second or additional stage. In contrast to the well-known method of two-stage fermentation, when a second-stage fermenter is used to increase the productivity of the fermentation process as a whole, an additional stage of aerobic fermentation, in the proposed technical solution, is used to reduce the concentration of organic compounds to a concentration that allows the treated ALC to be returned to the main process without damage for its productivity. At the same time, microorganisms providing the conversion of exocellular products and oxidation products of methane homologues are represented by bacteria, which are accompanying cultures of the main process.

Целесообразность использования предложенного функционирования контура возврата ОКЖ в блок 3 можно пояснить следующим образом. На первой или основной стадии промышленной ферментации осуществляется прямоточный режим выращивания метанокисляющих микроорганизмов, поэтому концентрация сопутствующей биомассы коррелируется с уровнем продуктов метаболизма в блоке 3. Учитывая, что для сопутствующих бактерий используемая температура выращивания основной культуры (41-43°С) не является оптимальной для сопутствующей культуры, их скорость роста будет ниже удельной скорости роста основной культуры. Поэтому сопутствующие бактериальные культуры вымываются из процесса ферментации первой ступени, что снижает их эффективность для снижения образующихся продуктов метаболизма. В этой ситуации, некоторое увеличение уровня сопутствующей микрофлоры, за счет рециркуляции ее со второй стадии ферментации в блоке 11, позволяет дополнительно снизить уровень продуктов -метаболизма в процессе ферментации первой ступени и, тем самым, повысить продуктивность процесса выращивания основной культуры в предложенной линии для производства кормового белка.The expediency of using the proposed functioning of the return circuit of the OKL in block 3 can be explained as follows. At the first or main stage of industrial fermentation, a direct-flow mode of growing methane-oxidizing microorganisms is carried out, therefore the concentration of the accompanying biomass correlates with the level of metabolic products in block 3. Considering that for the accompanying bacteria, the used temperature for growing the main culture (41-43 ° C) is not optimal for the accompanying crops, their growth rate will be lower than the specific growth rate of the main crop. Therefore, the accompanying bacterial cultures are washed out of the first stage fermentation process, which reduces their effectiveness in reducing the resulting metabolic products. In this situation, a slight increase in the level of accompanying microflora, due to its recirculation from the second stage of fermentation in block 11, makes it possible to further reduce the level of metabolic products during fermentation of the first stage and, thereby, increase the productivity of the process of growing the main culture in the proposed production line. feed protein.

Для интенсификации роста сопутствующей микрофлоры на стадии аэробной ферментации в блоке 11 температура процесса должна удерживаться, как было указано, преимущественно, на уровне 30-32°С. Для локализации возможных флуктуаций режимов выращивания на первой ступени промышленной ферментации в блоке 3 и дополнительного повышения эффективности конверсии продуктов метаболизма и окисления гомологов метана, на второй стадии аэробной ферментации в блоке 11, предусмотрен внешний контур циркуляции. Данный контур обеспечивает поступление бактериальной суспензии от блока 11 на вход блока 12 разделения, через дополнительный выход которого часть отделенной биомассы возвращается на ферментацию второй ступени в блок 11 через дополнительный вход, как показано на Фиг. 1. Указанная схема работы линии для производства кормового белка позволяет, при резком изменении концентрации продуктов метаболизма в ОКЖ, повысить концентрацию биомассы на второй стадии ферментации и обеспечить постоянство остаточных продуктов метаболизма в ОКЖ, подаваемой на первую стадию промышленной ферментации блока 3. Такое техническое решение позволяет оптимизировать процесс промышленного получения белковой массы метанокисляющих микроорганизмов при соответствующем изменении режимов асептического культивирования сопутствующей микрофлоры. С целью исключения возможности внесения в процесс на второй стадии ферментации посторонней микрофлоры система «первая ферментация - выделение биомассы после первой стадии ферментации - вторая ферментация» должна быть защищена известными методами, исключающими термическую обработку ОКЖ.To intensify the growth of the accompanying microflora at the stage of aerobic fermentation in block 11, the process temperature should be kept, as indicated, mainly at the level of 30-32 ° C. To localize possible fluctuations of the growing modes at the first stage of industrial fermentation in block 3 and to further increase the efficiency of conversion of metabolic products and oxidation of methane homologues, an external circulation loop is provided in the second stage of aerobic fermentation in block 11. This loop provides the supply of bacterial suspension from unit 11 to the inlet of separation unit 12, through the additional outlet of which part of the separated biomass is returned to the second stage fermentation in unit 11 through an additional inlet, as shown in FIG. 1. The specified scheme of the line for the production of feed protein allows, with a sharp change in the concentration of metabolic products in the ALC, to increase the concentration of biomass at the second stage of fermentation and to ensure the constancy of the residual metabolic products in the ALC supplied to the first stage of industrial fermentation of block 3. This technical solution allows to optimize the process of industrial production of the protein mass of methane-oxidizing microorganisms with a corresponding change in the modes of aseptic cultivation of the accompanying microflora. In order to exclude the possibility of introducing extraneous microflora into the process at the second stage of fermentation, the system "first fermentation - separation of biomass after the first stage of fermentation - second fermentation" should be protected by known methods that exclude heat treatment of the ALC.

Состав ОКЖ, в зависимости от режимов функционирования биореактора, на первой стадии выращивания производственной культуры в блоке 3, по общему содержанию органических веществ в пересчете на химическое потребление кислорода (ХПК), может колебаться от 700 до 3000 мг/л. Как было указано, процесс биологической обработки ОКЖ, на второй стадии ферментации в блоке 11, представляет собой непрерывный аэробный процесс - прямоточный или с внешним контуром циркуляции биомассы. В качестве источника кислорода используется воздух, прошедший механическую и бактериологическую очистку или кислород. Режим эксплуатации блока 11, потребность в кислороде, та или иная степень рециркуляции биомассы, определяются величиной концентрации органических веществ в обрабатываемой ОКЖ. Используемые культуры микроорганизмов для окисления органических веществ, содержащихся в обрабатываемой ОКЖ, соответствуют составу сопутствующей микрофлоры при выращивании производственной культуры в биореакторе блока 3 первой ступени. Глубина очистки ОКЖ на второй стадии ферментации ведется до начала процесса нитрификации, обычно до ХПК 100-200 мг/л. Конструктивно блок 11 второй ступени аэробной ферментации представляет собой герметичный биореактор известной конструкции с незначительной энергоемкостью.The composition of the ALC, depending on the operating modes of the bioreactor, at the first stage of growing a production culture in block 3, in terms of the total organic matter content in terms of chemical oxygen demand (COD), can range from 700 to 3000 mg / l. As mentioned, the process of biological treatment of the ALC, at the second stage of fermentation in block 11, is a continuous aerobic process - direct flow or with an external biomass circulation loop. Air that has undergone mechanical and bacteriological purification or oxygen is used as a source of oxygen. The operating mode of unit 11, oxygen demand, one or another degree of biomass recycling are determined by the concentration of organic substances in the processed OLC. The cultures of microorganisms used for the oxidation of organic substances contained in the processed ALC correspond to the composition of the accompanying microflora when growing a production culture in the bioreactor of block 3 of the first stage. The depth of OLC purification at the second stage of fermentation is carried out before the start of the nitrification process, usually up to a COD of 100-200 mg / l. Structurally, the block 11 of the second stage of aerobic fermentation is a sealed bioreactor of a known design with low energy consumption.

В настоящее время синтез кормового белка из природного газа является приоритетным направлением развития биотехнологической промышленности в России и за рубежом. Предложенное выполнение способа получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линии для ее производства обеспечивают повышение эффективности и продуктивности промышленного производства биомассы микроорганизмов с характеристиками целевого продукта, соответствующего свойствам перспективного продукта гаприн, в том числе, за счет снижения затрат, связанных с кардинальным снижением потребления очищенной воды на единицу готовой продукции и соответствующего уменьшения количества сбросов жидких отходов.At present, the synthesis of fodder protein from natural gas is a priority area for the development of the biotechnological industry in Russia and abroad. The proposed implementation of the method for producing biomass of methane-oxidizing microorganisms and lines for its production provide an increase in the efficiency and productivity of industrial production of biomass of microorganisms with the characteristics of the target product corresponding to the properties of the promising product gaprin, including by reducing costs associated with a dramatic decrease in the consumption of purified water per unit finished products and a corresponding reduction in the amount of discharges of liquid waste.

Проведенный анализ уровня техники и существа известных технических решений свидетельствуют о том, что предложенный способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов и линия для производства биопротеина относятся к новым объектам, имеющим изобретательский уровень и промышленную применимость в микробиологической промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях экономики.The performed analysis of the state of the art and the essence of the known technical solutions indicate that the proposed method for producing biomass of methane-oxidizing microorganisms and a line for the production of bioprotein are new objects having an inventive step and industrial applicability in the microbiological industry, agriculture, health care and other sectors of the economy.

Claims (3)

1. Способ получения биомассы метанокисляющих микроорганизмов, включающий их непрерывное выращивание на водно-минеральной питательней среде при подаче метансодержащего газа и газа, содержащего свободный кислород, с использованием отработанной среды после концентрирования биомассы, и ее сушку, отличающийся тем, что после концентрирования биомассы отработанную среду отделяют и охлаждают до температуры 30-32°С, затем подвергают непрерывной аэробной ферментации в условиях асептического культивирования сопутствующей микрофлоры с последующим разделением на биомассу сопутствующей микрофлоры и жидкую фазу, которую возвращают в водно-минеральную питательную среду для непрерывного выращивания биомассы метанокисляющих микроорганизмов и покрытия расхода свежей воды.1. A method of obtaining biomass of methane-oxidizing microorganisms, including their continuous cultivation on a water-mineral nutrient medium with the supply of methane-containing gas and a gas containing free oxygen, using a spent medium after concentrating the biomass, and drying it, characterized in that after concentrating the biomass, the spent medium separated and cooled to a temperature of 30-32 ° C, then subjected to continuous aerobic fermentation under conditions of aseptic cultivation of the accompanying microflora, followed by separation into biomass of the accompanying microflora and a liquid phase, which is returned to the water-mineral nutrient medium for continuous growth of biomass of methane-oxidizing microorganisms and covering the flow rate fresh water. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что условия асептического культивирования сопутствующей микрофлоры на стадии аэробной ферментации обеспечиваются механической и бактериологической стерилизацией воздуха, служащего источником кислорода, а отделенная биомасса сопутствующей микрофлоры частично или полностью направлена на инактивацию и сушку биомассы после ее концентрирования.2. The method according to claim 1, characterized in that the conditions of aseptic cultivation of the accompanying microflora at the stage of aerobic fermentation are provided by mechanical and bacteriological sterilization of air serving as a source of oxygen, and the separated biomass of the accompanying microflora is partially or completely directed to inactivation and drying of the biomass after its concentration. 3. Линия для производства биомассы метанокисляющих микроорганизмов способом по любому из пп.1, 2, содержащая блок для приготовления водно-минеральной питательной среды, блок выращивания чистой культуры со средствами ввода чистой культуры метанокисляющих микроорганизмов, блок непрерывного выращивания микроорганизмов, включающий средства для подачи метансодержащего газа и газа, содержащего свободный кислород, необходимых для роста микроорганизмов в соответствии с потребностями выбранной культуры, блок концентрирования биомассы, выполненный с возможностью использования отработанной среды, и блок сушки биомассы, отличающаяся тем, что блок концентрирования биомассы снабжен двумя выходами, первый из которых соединен через блок инактивации с входом блока сушки биомассы, а второй соединен через блок охлаждения отработанной среды, блок аэробной ферментации в условиях асептического культивирования сопутствующей микрофлоры и блок разделения на биомассу сопутствующей микрофлоры и жидкую фазу с входом блока непрерывного выращивания биомассы метанокисляющих микроорганизмов, совмещенным с входом для покрытия расхода свежей воды, причем блок разделения снабжен двумя дополнительными выходами для соединения с дополнительными входами блока концентрирования биомассы метанокисляющих микроорганизмов и блока аэробной ферментации.3. Line for the production of biomass of methane-oxidizing microorganisms by the method according to any one of claims 1, 2, containing a block for preparing an aqueous-mineral nutrient medium, a block for growing a pure culture with means for introducing a pure culture of methane-oxidizing microorganisms, a block for continuous growing of microorganisms, including means for supplying methane-containing gas and gas containing free oxygen, necessary for the growth of microorganisms in accordance with the needs of the selected culture, a biomass concentration unit adapted to use the spent medium, and a biomass drying unit, characterized in that the biomass concentration unit is provided with two outlets, the first of which is connected through the inactivation unit with the input of the biomass drying unit, and the second is connected through the spent medium cooling unit, the aerobic fermentation unit under conditions of aseptic cultivation of the accompanying microflora and the unit for separating the accompanying microflora into biomass and the liquid phase with the input house of a block for continuous cultivation of biomass of methane-oxidizing microorganisms, combined with an inlet for covering the flow of fresh water, and the separation block is equipped with two additional outlets for connection with additional inlets of a biomass concentration unit for methane-oxidizing microorganisms and a block of aerobic fermentation.
RU2020126892A 2020-08-11 2020-08-11 Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof RU2755539C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020126892A RU2755539C1 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020126892A RU2755539C1 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755539C1 true RU2755539C1 (en) 2021-09-17

Family

ID=77745779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020126892A RU2755539C1 (en) 2020-08-11 2020-08-11 Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755539C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803553C1 (en) * 2023-02-07 2023-09-15 Общество с ограниченной ответственностью "Оргнефтехим-Холдинг" Method for producing biomass using natural gas and two-circuit circulation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2064016C1 (en) * 1992-11-26 1996-07-20 Акционерное общество открытого типа "Биотех" Method for production of biomass of methane-oxidizing microorganisms and method for control of continuous process of production of biomass of methane-oxidizing microorganisms
US20070003602A1 (en) * 2000-02-16 2007-01-04 Norferm Da Method of extracting proteins from a cell
WO2014060778A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Advanced Technology And Engineering Limited (Atel) Fermentation apparatus and method of fermentation for protein production
DE102017000576A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 Waldemar Reule Biological process and plant for the production of methane
RU2699293C1 (en) * 2018-08-14 2019-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Биосинтез" Method of producing biomass of methane-oxidising bacteria
RU2706074C9 (en) * 2018-12-24 2020-01-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Биосинтез" Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2064016C1 (en) * 1992-11-26 1996-07-20 Акционерное общество открытого типа "Биотех" Method for production of biomass of methane-oxidizing microorganisms and method for control of continuous process of production of biomass of methane-oxidizing microorganisms
US20070003602A1 (en) * 2000-02-16 2007-01-04 Norferm Da Method of extracting proteins from a cell
WO2014060778A1 (en) * 2012-10-19 2014-04-24 Advanced Technology And Engineering Limited (Atel) Fermentation apparatus and method of fermentation for protein production
DE102017000576A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 Waldemar Reule Biological process and plant for the production of methane
RU2699293C1 (en) * 2018-08-14 2019-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Биосинтез" Method of producing biomass of methane-oxidising bacteria
RU2706074C9 (en) * 2018-12-24 2020-01-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение Биосинтез" Methylococcus capsulatus concept-8 bacteria strain – producer of protein biomass

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803553C1 (en) * 2023-02-07 2023-09-15 Общество с ограниченной ответственностью "Оргнефтехим-Холдинг" Method for producing biomass using natural gas and two-circuit circulation
RU2811437C1 (en) * 2023-04-10 2024-01-11 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of cultivating methane-oxidizing microorganisms

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alloul et al. Volatile fatty acids impacting phototrophic growth kinetics of purple bacteria: paving the way for protein production on fermented wastewater
Putri et al. Single cell protein production of Chlorella sp. using food processing waste as a cultivation medium
CN102583771A (en) Biological treatment method and waste-water treatment agent for refractory wastewater
EA034649B1 (en) Biogas process with nutrient recovery
Veronesi et al. Microalgae cultivation: nutrient recovery from digestate for producing algae biomass
CN108291239A (en) By co-culturing the method for generating methane from carbon dioxide
Wang et al. Development of an alternative medium via completely replaces the medium components by mixed wastewater and crude glycerol for efficient production of docosahexaenoic acid by Schizochytrium sp
US20140206056A1 (en) Installation and method for biomass conversion into methane
CN113307377A (en) Method for treating fermentation exhaust gas and wastewater by coupling active microalgae
US20240218315A1 (en) Methods and systems for growing microbial mass
Williams et al. Effect of nickel on biological methane generation from a laboratory poultry waste digester
CN104862259B (en) High organic loading medium temperature biogas fermentation composite bacteria agent, preparation method and use
NO146331B (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A SINGLE CELL PROTEIN MATERIAL FOR THE CULTIVATION OF THERMOPHILE BACTERIES
RU2755539C1 (en) Method for producing a biomass of methane-oxidising microorganisms and a line for production thereof
CN106544293A (en) A kind of method that use Pichia sp. fermentation bacterium mud produces Clostridium butyricum
Zacharof et al. Valorization of spent anaerobic digester effluents through production of platform chemicals using Clostridium butyricum
CN103739333A (en) Production method and device of three-phase biological bacterium organic fertilizer
CN116676233A (en) Method for producing single-cell protein by methane oxidizing bacteria through methane
CN105087417A (en) Compound microbial agent for aerobic treatment on food processing wastewater and application of compound microbial agent
US20200377848A1 (en) Resource recovery method for simultaneous production of microbial ingredient and treated water products
RU2720121C1 (en) Method of producing microbial protein based on hydrocarbon material
Fournier et al. Effect of different heterogeneous inocula in acidogenic fermentation of whey permeate
US20230357816A1 (en) Method and apparatus for the utilization of zero fiber and other side streams
DeCicco Removal of Eutrophic Nutrients from Wastewater and Their Bioconversion to Bacterial Single Cell Protein for Animal Feed Supplements, Phase II
US20210371887A1 (en) Method and apparatus for the utilization of zero fiber and other side streams