SU1707070A1

SU1707070A1 - Method of aerobic and anaerobic fermentation

Info

Publication number: SU1707070A1
Application number: SU894645361A
Authority: SU
Inventors: Инна Ивановна Балашевич; Юлия Марковна Поляк; Дмитрий Дмитриевич Савельев; Александр Иванович Сизов; Андрей Евгеньевич Ухналев; Ирина Григорьевна Штепенко; Марина Семеновна Фрид
Original assignee: Научно-Производственное Гидролизное Объединение "Гидролизпром"
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение относитс к микробиологической промышленности Цель изобретени - повышение активности продуцента, снижение затрат на приготовление носител и унифицировэние оборудовани . Цепь изобретени - увеличение выхода продукта и упрощение способа. Дл этого закрепление клеток производ т е пене на межфазной поверхности газ - жидкость при удельных затратах мощности на создание межфэзной поверхности от 0,5 до 3.0 кВт/м3 ч. При этом дл проведени аэробной ферментации используют бзрботаж воздухом, а анаэробной - бароотзж рецирку.лируемым в фермента- торе газом. 2 тэбл.The invention relates to the microbiological industry. The purpose of the invention is to increase the activity of the producer, reduce the cost of preparation of the carrier and unify the equipment. The circuit of the invention is to increase the yield of the product and simplify the process. For this, cell fixation is performed by foam on the gas-liquid interfacial surface with specific power consumption for creating an interphasic surface from 0.5 to 3.0 kW / m3 h. At the same time, air is used for aerobic fermentation, and anaerobic is used for recycling airflow. in the enzyme-gas. 2 tags

Description

Изобретение относитс к микробиологической промышленности, в частности к псоизеодстеэм з энолэ, фуранкарбоновой кислоты, антибиотиков, биомассы дрожжей, ферментов и других продуктов трансформации органических субстратов иммобилизованными клетками микроорганизмов.The invention relates to the microbiological industry, in particular to psoiseoidsteam enole, furancarboxylic acid, antibiotics, yeast biomass, enzymes and other products of transformation of organic substrates by immobilized microorganism cells.

Использование иммобилизованных клеток е аэробной и анаэробной ферментации позвол ет более эффективно использовать каталитические свойства микроорганизмов: по вл етс возможность создани непрерывно действующих стабильных процессов без затрат на получение и выделение биомассы.The use of immobilized e cells of aerobic and anaerobic fermentation allows more efficient use of the catalytic properties of microorganisms: it is possible to create continuously operating stable processes without the costs of obtaining and isolating biomass.

Известен способ анаэробной ферментации с использованием иммобилизованных дрожжевых клеток дл получени этанола. В этом способе клетки SaccharomycesThere is a method of anaerobic fermentation using immobilized yeast cells to produce ethanol. In this method, Saccharomyces cells

cerevisiae включают в фотосшиваемые смолы , пол ризаци которых происходит под действием света 300 - 400 нм. Гелевые пластинки толщиной 0,8 - 1.0 мм укладывают вертикально в реактор непрерывного действи . В качестве субстрата подают разбавленную тростниковую мелассу.В установке, оборудованной таким образом, выход спирта составл ет 600 л/день. 1.cerevisiae are included in photo-crosslinkable resins, polarization of which occurs under the action of light 300-400 nm. Gel plates with a thickness of 0.8-1.0 mm are placed vertically in a continuous reactor. Diluted reed molasses is fed as a substrate. In an installation thus equipped, the alcohol yield is 600 liters / day. one.

Однако продуктивность реактора постепенно снижаетс из-за накоплени в нем осадка мелассы, который необходимо периодически удал ть.However, the productivity of the reactor is gradually reduced due to the accumulation of molasses sediment in it, which must be removed periodically.

Известен также способ анаэробной ферментации дл получени этанола с использованием дрожжевых клеток, иммобилизованных в пектине. Дл иммобилизации клеток S. serevisiae CM-1-20 равные объемы пектина и дрожжевой суспензии ввод т DThere is also known an anaerobic fermentation method for producing ethanol using yeast cells immobilized in pectin. For immobilization of S. serevisiae CM-1-20 cells, equal volumes of pectin and yeast suspension are administered D

СWITH

VV

сwith

VV

сwith

смесь 0.2 М Мэ2Вл07. Концентрации дрожжей в пектине и в исходной суспензии обычно равны 70 г/л сухой массы и 2 - 6 об.% массы соответственно. При сбраживании глюкозы иммобилизованными на твердом носителе клетками максимальный выход этанола составл ет 0,43 г/л глюкозы, а продуктивность 12 кг/м3 ч 2.a mixture of 0.2 M Me2Vl07. Yeast concentrations in pectin and in the initial suspension are usually equal to 70 g / l of dry mass and 2 to 6 vol.% Of mass, respectively. During the fermentation of glucose immobilized on a solid carrier by cells, the maximum yield of ethanol is 0.43 g / l of glucose, and the productivity is 12 kg / m3 h 2.

Недостатками способов аэробной и анаэробной ферментации, включающих инкубацию субстратов с иммобилизованными на твердых носител х клетками, вл ютс снижение активности клеток биомассы при закреплении на носителе из-за затрудненного доступа субстрата и кислорода при аэробных процессах и недостаточной вентил ции при анаэробных процессах, необходимость регенерации носител , загр знение носител осадками субстрата и необходимость удалени осадков; неконтролируемость количества биомассы на матрице и ограниченна скорость потока через носитель, а также необходимость специального оборудовани дл накоплени биомассы продуцента, приготовлени носител и ферментации.The disadvantages of aerobic and anaerobic fermentation methods, including the incubation of substrates with cells immobilized on solid carriers, are a decrease in biomass cell activity when fixed on the carrier due to difficult access of the substrate and oxygen during aerobic processes and insufficient ventilation during anaerobic processes, the need for regeneration of the carrier , carrier contamination with substrate sediments and the need to remove precipitation; the uncontrollable amount of biomass on the matrix and the limited flow rate through the carrier, as well as the need for special equipment for the accumulation of producer biomass, preparation of the carrier and fermentation.

Целью изобретени вл етс увеличение выхода продукта и упрощение способа.The aim of the invention is to increase the yield of the product and simplify the process.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу аэробной и анаэробной фер- м е н т а ц и и. включающему инкубацию cv6cTp3TQBC иммобилизованными клетками и последующее отделение продуктов реакции , используют клетки, обладающие фло- тирующей способностью, а их иммобилизацию осуществл ют путем закреплени клеток нэ межфазной поверхности газ - жидкость при удельных затратах мощности 0.5 - 3 кВт.м ч. при этом дл иммобилизации при проведении аэробной ферментации используют барботаж воздухом , а при проведении анаэробной - барботаж рециркулируемым в ферментаторе газом.This goal is achieved by the fact that according to the method of an aerobic and anaerobic enzyme. including the incubation of cv6cTp3TQBC with immobilized cells and the subsequent separation of the reaction products, cells with a floating capacity are used, and their immobilization is carried out by fixing the cells with an interfacial gas-liquid surface at a specific power consumption of 0.5 - 3 kWh / m for immobilization during aerobic fermentation, sparging is used with air, and during anaerobic sparging, sparging with gas recycled in the fermenter is used.

Способность клеток адсорбироватьс нэ поверхности раздела фаз газ - жидкость известна и используетс при выделении клеток из культуральной жидкости методом флотации. Флотир , ющей способностью обладают дрожжс-подобные грибы рода Candida, Trlchosporon, Hansenula. Kluyveromyces.The ability of cells to adsorb to the ne gas-liquid interface is known and is used when cells are isolated from the culture fluid by flotation. Floter, yeast-like fungi of the genus Candida, Trlchosporon, Hansenula possess the ability to grow. Kluyveromyces.

Asperg .Hus.Asperg .Hus.

тет;ии Bacillus subtllls, базидальные грибы Trichoderma nitornlum и другие. Эта способность микроорганизмов используетс дл их иммобилизации на поверхности фаз газ - жидкость.tet; ai Bacillus subtllls, basal fungi Trichoderma nitornlum and others. This ability of microorganisms is used to immobilize them on the surface of gas-liquid phases.

В предлагаемом способе клетки закреплены на поверхности раздела фаз в пленках жидкости, окружающих пузырьки, и не обладают способностью свободно передвигатьс в основном объеме жидкости. Об этом свидетельствует полное отсутствие клеток в жидкости, выводимой из аппарата, несмотр на их значительную концентрацию в объеме реактора (12-40 г/л абсолютно сухой биомассы) и высокие скорости протока среды (D - 1-2 ).In the proposed method, the cells are fixed on the surface of the phase separation in the fluid films surrounding the bubbles, and do not have the ability to move freely in the main fluid volume. This is evidenced by the complete absence of cells in the fluid removed from the apparatus, despite their significant concentration in the reactor volume (12-40 g / l of absolutely dry biomass) and high flow rates of the medium (D - 1-2).

Среди известных способов аэробной и анаэробной ферментации, включающих ии0 кубацию субстратов с иммобилизованными клетками и последующее отделение продуктов реакции, не обнаружено признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого изобретени .Among the known methods of aerobic and anaerobic fermentation, including the injection of substrates with immobilized cells and the subsequent separation of the reaction products, no signs were found that are similar to the distinctive features of the proposed invention.

5 В отличие от способа аэробной и анаэробной ферментации с использованием традиционной иммобилизации на твердых носител х, где поверхность раздела фаз фиксируют, создание поверхности раздела5 In contrast to the method of aerobic and anaerobic fermentation using traditional immobilization on solid carriers, where the interface is fixed, the creation of an interface

0 фаз в системе газ - жидкость требует введени энергии на диспергирование газа, так как така двухфазна система обладает только динамической устойчивостью и в отсутствии подвода энергии на перемешива5 ние расслаиваетс с образованием газовой и жидкой фаз. Дл создани и поддержани раздела фаз в зависимости от пенообразую- щей способности раствора требуетс различный вклад мощности на перемешивание.The 0 phases in the gas-liquid system require the introduction of energy to disperse the gas, since such a two-phase system possesses only dynamic stability and, in the absence of an energy supply for mixing, it stratifies to form gas and liquid phases. To create and maintain phase separation, depending on the foaming capacity of the solution, different contributions of mixing power are required.

0 Увеличение выхода продукта в предлагаемом способе аэробной и анаэробной ферментации обусповлечс повышением эк- гиг:ности продуцента по сравнению со способом , где используют иммобилизацию нэ0 The increase in the yield of the product in the proposed method of aerobic and anaerobic fermentation is caused by an increase in the efficiency of the producer as compared with the method where ne immobilization is used.

5 твердых носител х, так как в предлагаемом способе субстрат, кислород и другие компоненты среды абсолютно доступны клетке и последн не ингибируетс химическими соединени ми, применение которых неиз0 бежно при формировании твердых носителей . Поверхность раздела фаз газ - жидкость не загр зн етс осадками субстратов и способствует активному массооб- мену газов.5 solid carriers, since in the proposed method the substrate, oxygen and other components of the medium are completely accessible to the cell and the latter is not inhibited by chemical compounds, the use of which is unavoidable during the formation of solid carriers. The gas-liquid interface is not contaminated by precipitation of substrates and promotes active mass transfer of gases.

5 Дл накоплени биомассы продуце.н- тов, проведени процесса иммобилизации и получени продуктов не требуетс специального оборудовани , а все три процесса протекают в одном ферментаторе. Унифика0 ци оборудовани , а также снижение затрат на приготовление носител достигаетс тем, что дл аэробных и анаэробных процессов требуетс один ферментатор, с той лишь разницей, что при проведении аэробных5 For the accumulation of biomass of producers, carrying out the process of immobilization and obtaining products, special equipment is not required, and all three processes take place in one fermenter. The unification of the equipment, as well as the reduction in the cost of preparation of the carrier, is achieved by the fact that aerobic and anaerobic processes require one fermenter, with the only difference that during aerobic

5 процессов используетс воздух, а анаэробных - С02. любой инертный газ Все указанное приводит к упрощению предлагаемого способа.5 processes use air, and anaerobic - C02. any inert gas. All of this leads to a simplification of the proposed method.

Иммобилизованные клетки микроорга: низмов на поверхности раздела фаз газ жидкость используют Б аэробном процессе ЬиотрансФормации фурфурола (Ф) в фуран- г-кэрбоновую. кислоту (ГФКК), в аэробном процессе очистки сточных вод и анаэробном процессе сбрэживани Сахаров на спирт.Immobilized cells of the microorg: nods on the surface of the gas-liquid interface use the aerobic process of biotransformation of furfural (F) in the furan-g-carbone. acid (GFKK), in an aerobic sewage treatment process and an anaerobic process of sugar recovery for alcohol.

Ферментацию провод т с различными видами микроорганизмов из музе ВНИИ- гидролиз в ферментаторе емкостью 3 л при определенном вкладе мощности на создание межфазной поверхности газ - жидкость , снабженном мешалкой, системами подачи воздуха, те; остатировани подачи субстрата и отбора ультурэлъной жидкости через зону, лишенную подвода энергии перемешивани .Fermentation is carried out with various types of microorganisms from the museum of the All-Russia Scientific Research Institute of Hydrolysis-Hydrolysis in a 3-liter fermenter with a certain contribution of power to create the gas-liquid interfacial surface, equipped with a stirrer, air supply systems, those; balancing the supply of the substrate and collecting the ultra-liquid liquid through an area devoid of the mixing energy supply.

Зона, лишенна подвода энергии, создаетс искусственно, в виде кармана или ложного дна ферментэтора. В этой зоне происходит расслоение на газовую и жид- к/ю фазы. Микроорганизмы, закрепленные на поверхности пузыг -OB. всплывают в активную зону фермеь. ора.а культуральна жидкость, свободна от клеток и содержаща целевой продукт, выводитс из зоны, лишенной энергии.A zone devoid of energy supply is created artificially, in the form of a pocket or a false bottom of a fermenter. In this zone, separation into gas and liquid phases occurs. Microorganisms attached to the surface of the bubble-OB. float into the active farm area. Oraa. The culture fluid, free from cells and containing the desired product, is withdrawn from an energy free zone.

В фэрментатор непрерывно подают пи- тательные среды газ. поддерживают температуру и рН. Одновременно с подачей питательней ществл ют непрерывный СТбОр KV oTy;: .ЗЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ИЗNutrient media are continuously fed into the fermenter. keep the temperature and pH. Simultaneously with the supply of nutrients, a continuous kV oTy booster;: SIL LIQUID FROM

зоны, лишенной подвида энергии. Удержание биомассы в Ферментаторе осуществл ют за счет им м о б и лvза ц ии клеток на поверхности раздела фЈ- газ жидкость. В культуральной жидкс-ти определ ют концентрации продуктов методом ж.идкостной хроматографии, спектрофотометрически, химически.zone devoid of subspecies of energy. The retention of biomass in the Fermenter is carried out at the expense of their use of mo bb and lz cells and on the surface of the F-gas liquid interface. In the culture liquid, the concentrations of the products are determined by liquid chromatography, spectrophotometrically, chemically.

Осуществл способ аэробной и анаэробной ферментации с использованием клеток, обладающих флотирующей способностью , иммобилизованных на межфазной поверхности газ - жидкость, накопление биомассы продуцента и биотрансформацию фурфурола иммобилизованными клетками провод т в одном ферментаторе.Having carried out the method of aerobic and anaerobic fermentation using cells with floating ability immobilized on the gas-liquid interface, accumulation of producer biomass and furfural biotransformation are carried out in a single fermentor.

Пример 1. Дрожжи Candida tropicalls 649(У-699) внос т в ферментатор с питательной средой, а активную зону которого непрерывно подают воздух и осуществл ют активное перемешивание среды с помощью мешалки (М 500 мин ) дл создани межфазной поверхности газ - жидкость. Вклад мощности на перемешивание 1.2 кВт/м поверхности , на которой удерживаютс клетки дрожжей. При достижении концентрации биомассы в ферментэторе 12 г/л вместо питательной среды начинают подачу раствора Ф с концентрацией 1.5%. Из зоны ферментатора , лишенной подс-одл энергии, отбирают культуральную жидкость без биомассы продуцента, в которой Ф окислен до ГФКК. Процесс биотрэнсфсрмэции Ф протекаетExample 1. Candida tropicalls 649 yeast (U-699) is introduced into the fermenter with a nutrient medium, and the active zone of which is continuously supplied with air and actively mixed with an agitator (M for 500 minutes) to create a gas-liquid interfacial surface. The mixing power input is 1.2 kW / m of the surface on which the yeast cells are held. When the concentration of biomass in the fermentor is 12 g / l, instead of the nutrient medium, the solution F is fed with a concentration of 1.5%. From the zone of the fermenter, devoid of sub-energy, select the culture fluid without producer biomass, in which F is oxidized to GFKK. The process of biotransferration F proceeds

5 при 37°С и рН 6,0. Скорость подами раствора составл ет D 0,2 ч .5 at 37 ° C and pH 6.0. The speed of the solution bottoms is D 0.2 h.

Выход целевого продукта - ГФКК составл ет 95%. Процесс трэнсформэции осу- ществл ют непрерывно в течение 120 «,The yield of the target product - GFKK is 95%. The process of transformation is carried out continuously for 120 ",

0 концентраци биомассы в ферментаторе составл ет 12 г/л, а в культуральной жидкости -0,12 г/л.0, the biomass concentration in the fermenter is 12 g / l, and in the culture fluid -0.12 g / l.

Пример 2. Накопление и иммобилизацию продуцента ФКК дрожжей HansennlaExample 2. The accumulation and immobilization of the producer of the FCC yeast Hansennla

5 anomala Кир-5(У-251) и трансформацию Ф в ГФКК осуществл ют по методике примера 1. Выход ГФКК 94,3%. Унос клеток продуцента с культуральной жидкостью составл ет 0,12 г/л сухой биомассы, концентраци 5 anomala Cyr-5 (U-251) and the transformation of F into GFKK is carried out according to the method of example 1. The output of GFKK is 94.3%. The ablation of producer cells with culture liquid is 0.12 g / l of dry biomass, the concentration

0 иммобилизованных дрожжей в ферментаторе 11.8 г/л.0 immobilized yeast in the fermenter 11.8 g / l.

Пример 3. Накопление и иммобилизацию продуцента ФКК дрожжей Candida melinii Георг-1(70) (штамм не депонирован)Example 3. The accumulation and immobilization of the producer of the FCC yeast Candida melinii Georg-1 (70) (the strain is not deposited)

5 осуществл ют по методике примера 1. Выход целевого продукта 88%. Унос клеток продуцента с культуральной жидкостью 0,20 - 0,30 г/л, концентраци иммобилизованных дрожжей 11 г/л.5 is carried out according to the procedure of Example 1. The yield of the desired product is 88%. Cell ablation of the producer with culture liquid is 0.20 - 0.30 g / l, the concentration of immobilized yeast is 11 g / l.

0 П р и м е р 4. Накопление и иммобили- зацию продуцента ФКК Candida gulllermondll Лу-2 (У-248) и бистрэнсфсрмэ- цию Ф в ФКК осуществл ют.по методике примера 1. Выход целевого продукта 90.0% .0 PRI mme R 4. Accumulation and immobilization of the FKK producer Candida gulllermondll Lu-2 (U-248) and the transistor F mesure in the FCC is carried out according to the method of example 1. The yield of the desired product is 90.0%.

5 Унос клеток продуцента с культуральнсй жидкостью 0,23 г/л сухой биомассы, концентраци иммобилизованных дрожжей 12 г/л.5 Cell ablation of a producer with a culture liquid of 0.23 g / l of dry biomass, the concentration of immobilized yeast is 12 g / l.

Пример 5. Анаэробную ферментациюExample 5. Anaerobic fermentation

0 сбраживаемых Сахаров гидролиззта древесины провод т при помощи иммобилизованных в пене на межфазной поверхности газ - жидкость клеток дрожжей С. troplcalis 649 (У-696). Межфазную поверхность созда5 ют в ферментаторе с мешалкой пои удельных затратах мощности 0,5 кВт/м .0 fermented Sugar of wood hydrolysis is carried out using the gas-liquid yeast cells C. troplcalis 649 (Y-696) immobilized in the foam on the interfacial surface. The interfacial surface is created in the fermenter with a stirrer at a specific cost of power of 0.5 kW / m.

В аппарат, снабженный мешалкой с отношениемсIn the apparatus, equipped with a mixer with respect to

dannapaia 0Ймешалкиdannapaia mixers

и числом оборотов п 125 , а также системами подачи воздуха и рециркул ции газа, заливают 1 л питательного субстрата - гидролизата древесины, содержащего 6,9 5 г/л гексоз и 2,3 г/л пентоз.and the rotational speed of p 125, as well as air supply and gas recirculation systems, pour 1 l of nutrient substrate — wood hydrolyzate containing 6.9 5 g / l hexoses and 2.3 g / l pentoses.

В посевную среду, содержащую 420 мг/л азота и 70 мг/л P20s, внос т дрожжевые клетки С. tropicalis 649(У-696). Иммобилизаци клеток происходит одновременно сYeast cells of C. tropicalis 649 (Y-696) are introduced into the inoculum containing 420 mg / l of nitrogen and 70 mg / l of P20s. Immobilization of cells occurs simultaneously with

и накоплением в аэробной стадии на меж- { . i и о й по орхности газ жидкость, созд - р, за счет подачи воздуха со скоростью 1 л/с и работы мешалки (п мин ). концентраци составл ет 12.5 г/л сухих ДГ;О.жей.and accumulation in the aerobic stage at the inter- {. i and th on the orhality of the gas liquid, created - p, due to the supply of air at a speed of 1 l / s and the operation of the mixer (n min). the concentration is 12.5 g / l dry DH; O.J.

При переходе на анаэробный процесс сбражиеани гидролизата вместо подачи воздуха наминают рециркул цию углекислого газа , образующего при сбраживэнии гидролизата. Сбраживание Сахаров гидролизата на спирт происходит при 32°С, рН 4,0, подаче субстрата со скоростью D 1.0 ч .When switching to an anaerobic digestion process of the hydrolyzate, instead of supplying air, they recirculate the carbon dioxide that forms during the digestion of the hydrolyzate. Fermentation of the Sugars of the hydrolyzate to alcohol occurs at 32 ° C, pH 4.0, feeding the substrate at a rate of D 1.0 h.

Выход этанола составл ет 0.46 г/г от сброженных редуцирующих веществ (РВ) гидролизатзThe ethanol yield is 0.46 g / g from fermented reducing substances (PB) hydrolysates.

Концентраци биомассы в культурэль- ной жидкости, отбираемой из зоны, лишенной подвода энергии, составл ет 0,1 - 0.25 г/л.The concentration of biomass in the culture liquid taken from the zone devoid of energy supply is 0.1-0.25 g / l.

Пример 6. По методике примера 5 получают этанол при помощи иммобилизованных на межфазной поверхности газ - жидкость клеток Kluyveromyces marxianus WC. При вкладе мощности на создание меж- фазной поверхности газ - жидкость 1,5 кВт/м выход спирта составл ет 0.42 г/г. концентраци биомассы в культуральной жидкости составл ет 0,5 г/л.Example 6. According to the method of Example 5, ethanol is obtained using Kluyveromyces marxianus WC cells immobilized on the gas-liquid interface. With a power contribution to the gas – liquid interface between 1.5 kW / m, the alcohol yield is 0.42 g / g. the biomass concentration in the culture fluid is 0.5 g / l.

Пример 7 По методике примера 5 поучают этанол при помощи иммобилизованных на межфэзной поверхности газ - жидкость ето С. tropical is ОН-2 (штамм не депонирован Пг. i вкладе мощности на создание межфазной поверхности газ - жидкость 1,5 кВт/м выход спирта составл ет О 36 г/г, а концентраци биомассы в культура льне и жидкости составл ет 0.1 -0,18 г/л.Example 7 According to the method of Example 5, ethanol is obtained using a gas-liquid UTB C. tropical is OH-2 immobilized on the interphasic surface (the strain is not deposited by Pg. I power contribution to the creation of an interfacial surface gas-liquid 1.5 kW / m alcohol yield It is about 36 g / g and the biomass concentration in the culture of flax and liquid is 0.1-0.18 g / l.

В табл. 1 приведены результаты других анаэробных Ферментации гидролизата дрересины и мелассы иммобилизованными клеткамиIn tab. 1 shows the results of other anaerobic fermentation of dreresin hydrolyzate and molasses by immobilized cells

Пример 8. Очистку сточных вод гидролизного производства провод т путем аэробного культивировани Tr. cutaneum Лд-Ю(У491). Процесс провод т в лабораторном ферментэторе емкостью 5 л, число оборотов мешалки 400 мин . расход воздуха 2 л/ч. Вклад мощности на перемешивание 3,0 кВт/м3; рИ среды 5,5: t 36°С: скорость подачи сточной воды D 3.0 ч ;концентраци биомассы е ферментаторе 9.5 г/л сухой биомассы: концентраци загр знений на входе по ХПК 6000 мг 02/л.Example 8. Hydrolysis production wastewater treatment is carried out by aerobic cultivation of Tr. cutaneum Ld-U (Y491). The process is carried out in a laboratory fermenter with a capacity of 5 liters, the stirrer speed 400 minutes. air flow 2 l / h. The mixing power input is 3.0 kW / m3; pH of the medium 5.5: t 36 ° С: feedwater flow rate D 3.0 h; biomass concentration to the fermenter 9.5 g / l dry biomass: concentration of pollutants at the intake of COD 6000 mg 02 / l.

Очищенную сточную воду отбирают из зоны ферментатора. лишенной подвода энергии, в количестве 13.5 л/ч, концентраци биомассы в ней составл ет 0,1 - 0,2 г/л сухой биомассы: ХПКост 2000 мг 02/л. Избыточную биомассу отбирают из верхнейPurified wastewater is taken from the zone of the fermenter. 13.5 l / h, lacking an energy supply, the biomass concentration in it is 0.1 - 0.2 g / l of dry biomass: HPOST 2000 mg 02 / l. Excess biomass is taken from the top

части ферментатора с концентрацией 9.5 г/л с потеком жидкости 1.5 л/ч. Глубина очистки составл ет 66 - 70% (по ХПК) Удельна окислительна мощность 12 г 0:/пчparts of the fermenter with a concentration of 9.5 g / l with a liquid drip of 1.5 l / h. Purification depth is 66 - 70% (COD). Specific oxidative capacity 12 g. 0: / pch

ПримерЭ Очистку воды гидролизно- дрожжевсго производства производ т ассоциацией культур микроорганизмов Aspergillus niger и penicUlium chrisogenum (не депонированы) по методике примера 8.Example A The hydrolysis-yeast production water purification was performed by an association of cultures of microorganisms Aspergillus niger and penicUlium chrisogenum (not deposited) according to the procedure of Example 8.

0 Концентраци загр знений на входе по ХПК 6700 мг 02/л. Глубина очистки 75-78% (по ХПК), удельна окислительна мощность системы 9,2 02/л ч.0 Concentration of pollutants at the inlet of COD 6700 mg 02 / l. Purification depth is 75-78% (COD), specific oxidative capacity of the system is 9.2 02 / l h.

В табл. 2 приведены результаты другихIn tab. 2 shows the results of others

5 аэробных ферментации сточной воды иммобилизованными клетками.5 aerobic fermentation wastewater immobilized cells.

Как видно из приведенных примеров различных ферментации, биомасса микроорганизмов п результате закреплени на по0 верхности раздела фаз газ - жидкость имеет врем пребыБЗни в объеме ферментатора значительно большее, чем врем пребывани жидкости.As can be seen from the above examples of various fermentation, the biomass of microorganisms, as a result of fixing gas-liquid at the interface, has a residence time in the volume of the fermenter much longer than the residence time of the liquid.

Так, в примерах 1 - 4 при биотрансфор5 мации Ф среднее врем пребывани жидкости в ферментаторе составл ет 5 ч пои времени трансформации более 120 чThus, in examples 1-4 with biotransformation of F, the average residence time of the liquid in the fermenter is 5 hours. The transformation time is more than 120 hours.

В пример. 5 - 8 при сбражгей-ши с.д- харосодержащих растворов в этанол р зни0 ца времени отбывани дрожжей 250 ч и жидкости (1 н) еще больше. Аналогичные данные получены и при очистке стсччь х вод: 0,3 и 250 ч соответственно (прг .-сры В и 9).In an example. 5 - 8 during the fermentation of the brine-containing solutions into the ethanol, after the time of serving the yeast for 250 hours and the liquid (1 n), is even longer. Similar data were obtained during the purification of water: 0.3 and 250 hours, respectively (Prg. -Ry B and 9).

5Способ ферментации с исполt зо&анн м клеток, обладающих флотирующей способностью , иммобилизованных путем закреплени клеток на межфазной поверхности газ - жидкость может быть применен как5The method of fermentation with the use of cells of cells with floating capacity, immobilized by fixing cells on the gas-liquid interface can be used as

0 дл аэробных процессов (примеры 1 - 4, 8 и 9), так и анаэробных (примеры 5 - 8) В зависимости от ис. ользуемого субстрата и по пенообразующей способности вклад мощности на перемешивание, необходимой0 for aerobic processes (examples 1 - 4, 8 and 9), and anaerobic (examples 5 - 8) Depending on the IP. the substrate used and foaming capacity contribution of the power required for mixing required

5 дл создани поверхности раздела фаз газ - жидкость и обеспечени массообмена кислорода , составл ет от 0,5 кВт/м (дл мелассы до 3 кВт/м (дл сточных вод гидролизного производства) Процессы первичного накоп0 лени биомассы продуцентов во всех примерах и различные процессы с использованием иммобилизованных на поверхности раздела фаз газ - жидкость клеток провод т в одном и том же ферментаторе дл аэробных и анаэ5 робных процессов.5 to create a gas-liquid interface and provide oxygen mass transfer, ranging from 0.5 kW / m (for molasses to 3 kW / m (for hydrolytic production wastewater)) Processes of primary biomass accumulation of producers in all examples and various processes using gas-liquid cells immobilized at the interface, is carried out in the same fermenter for aerobic and anaerobic processes.

В примерах 8-9 приведены ферментации с использованием флотирующихс микроорганизмов различных классов и родов, что указывает на широкую возможность применени предлагаемого способа дл Examples 8-9 show fermentation using flotation microorganisms of various classes and genera, which indicates the wide applicability of the proposed method for

получени продуктов метаболизма, биомассы и дл очистки сточных вод.production of metabolic products, biomass and wastewater treatment.

Claims

Claims of the method of aerobic and anaerobic fermentation, including the incubation of substrates with immobilized cells and the subsequent separation of reaction products, characterized in that, in order to increase the yield of the product and simplify the method, use cells that have

flotation ability, and their immobilization is carried out by fixing the cells on the gas-liquid interfacial surface with the specific power consumption for creating the interfacial surface of 0.5 - 3.0 kW / m3 h, while sparging with air is used for immobilization, and anaerobic - bubbling gas recirculated in the fermenter.

Tablm c I

Tablida2