Способ культивирования водородных бактерий

 

СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ Вб ДОРОДНЫХ БАКТЕРИЙ на минеральной питательной среде, предусматривающий подачу в ферментер водорода, углекислого газа и кислорода, о т л и ч а ю щ и и с я-тем, что, с целью удешевления процесса, используют в качестве источника водорода и углекислого газа отходящие газы химических производств, предварительно очищенные от органических примесей, и кислород, полученный из воздуха, газы подают в соотношении

(19) (1Ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я) С 21 Ы 1 90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3324363/28-13 (22) 28. 07 ° 81 (46) 23.06 83. Бюл. Р 23 (72) Я.В. Семенов, В.А. Иванов, A.A. Складнев, A.É. Карпович, А.М. Карпов, С.К. Ревенко, В.В. Котелев и В.Н. Соколов (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт и Ордена Дружбы народов гродненское прОиэводственное объединение Азот им. С.О. Притыцкого (53) 663.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 370227, кл. С 12 N 1/00, 1971.

2 Авторское свидетельство СССР

9 304286, кл. С 12 N 1/20, 1970. (54)(57) СПОСОБ КуЛЬТИВИРовАНИЯ В0:ДОРОДНЫХ БАКТЕРИИ на минеральной питательной среде, предусматривающий подачу в ферментер водорода, углекислого газа и кислорода, о т л ич а ю шийся- тем, что, с целью удешевления процесса, используют в качестве источника водорода и углекислого газа отходящие газы химических производств, предварительно очищенные от органических примесей, и кислород, полученный иэ воздуха, газы подают в соотношении (60-80):

:(6-12) г(12-25), при этом в процессе культивирования осуществляют непрерывный отбор из ферментера 5-80 об.В газовой смеси, объем которой, а также соотношение подаваемых в ферментер газов устанавливают в зависимости от содержания водорода, кис- Я лорода, углекислого газа и неутнлизируемых примесей в отбираемой газовой смеси.

10 4514

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам культивирования нодородных бактерий.

Известен способ культивирования водородных бактерий, согласно которому используют очищенные водород, кислород и углекислый газ, полностью утилиэируемые в ферментере (1) .

Известен также способ культивирования водородных бактерий на минеральной питательной среде предусматривающий подачу водорода, углекислого газа и кислорода. Используемые водород и кислород, полученные электролизом воды, являются высокоочищен- )5 ными, так как содержание э газах даже небольших примесей приводит к их накоплению в замкнутом объеме ферментера и ингкбированию биосинтеэа (2) .

Недостатком известного способа является его высокая стоимость, обусловленная необходимостью получения высокоочищенных газов.

Цель изобретения — удешевление процесса. 25

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу культивирования водородных бактерий на минеральной питательной среде, предусматривающему подачу з ферментер водорода, углекислого газа к кислорода, используют з качестве исто ника водорода и углекислого газа отходящие газы химических производств, предварительно очищенные от органических примесей, к кислород,. полученный кз воздуха, га— зы подают з соотношении (60-80):(б12):(12-25), при этом в процессе культивирования осуществляют непрерывный отбор из ферментера 5-80 об.Ъ газовой смеси, объем которой, а так- 40 же соотношение подаваемых в ферментер газов устанавливают в зависимости от содержания водорода, кислорода, углекислого газа к неутклкэкруемых примесей з отбкраемой газовой смеси. 45

Способ осуществляется следующим образом.

Прк культивировании водородных бактерлй в качестве источников водорода и углекислого газа используют отходящие газы химических производств, а к"точником кислорода являются блэки разделения воздуха.

Газы,-..одержащие вредные примеси, например пары растворителей, предварительно очищают от них охлаждением до конденсации паров, сепарирова.— нием и адсорбцМей в слое актквкрозанного угля. Газы, содержащие инертные примеси, например азот, очистке не 60 подвергаю), так как зто дорогостоящий процесс, а подают непосредственно в ферментер. Во избежание заполнения газового объема ферментера неутклиэкруемьвлк примесями к затухания процесса биосинтеза, часть газовой смеси непрерывно удаляют. В удаляемой из ферментера газовой смеси непрерывно измеряют содержанйе водорода, кислорода, углекислого газа и неутклкзируемых примесей. В заэксимости от их содержания регулируют расход удаляемой газовой смеси и подачу газов. Регулирование подачи и отбора газовой смеси осуществляют кли вручную оператором, руководствуясь показаниями газоанализаторов содержания водорода, кислорода и углекислого газа к рекомендацией таблицы, или автоматически по заданным значениям состава к объема удаляемой из ферментера газовой смеск.

Пример 1. В отдельных емкостях с мешалками готовят концентрированные растворы солей: (NH<)g СО и лкмонноккслое железо; КН Р04 к на>элементов 11gS04

Иа1НР04

Ферментер на 80Ъ объема заполня ют приготовленными концентрированными растворами, разбавленными водой, причем концентрированные раствсры берутся равными частями иэ всех пяти емкостей, и сумма кх объемов по отношению к объему воды составляет l/10 часть.

В ферментер вносят посевной материал, водородные бактерии Alca

ligenes eutrophusz-1 в таком количестве, чтобы сухой зес бактерий з соленом растворе составлял 1 KF/мэ.

Источники газового питания подают в ферментер прк перемешиванкк. Используют отходящие газы производства капролактама, предварительно очиценные от паров цкклогексанола и циклогексанона охлаждением, сепаркроэанкем в гидроциклоне к адсорбцией в регенеркруемом поглотктеле, представляющие собой практически чис тый водород, отходящие газы производства аммиака, содержание 1,2Ъ инертных примесей, остальное — углекислый газ и, непосредственно от блоков разеделения воздуха, кислород содержащий до ЭЪ азота. Газы подают раздельно к смешивают.в ферментере, соотношение их расходов устанавливают 66,7:10,9:22,4. Из ферментера непрерывно удаляют газовую смесь, расход которой составляет 10,2Ъ от суммы трех поданных потоков, а ее состав прк перечисленном содержании примесей во входящих потоках:

65,4Ъ водорода, 21,6Ъ азота, 12,8Ъ кислорода, О, 2Ъ углекислого газа.

Изменение содержания примесей в подаваемых газах приводит к резкому изменению состава удаляемой газовой смеси. Нрк содержании в потоке кислорода 8Ъ азота, газовая смесь содержит водорода 67,0Ъ, 1024514

Составитель Т. Мелентьева

Редактор О. Половка Техред М. Коштура Корректор,О. Тигор

Заказ 4338/25 Тираж 568 Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 кислсрода 13,0%, азота 19,8%, углекислого газа 0,2%.

Для сохранения условий снабжения водородных бактерий газовым субстратом уменьшают на 0,2% подачу кислорода, а объем выброса снижают с 10,2% до 9,8%. При увеличении содержания примесей в одном иэ поступающих в ферментер потоков, его расход увеличивают и увеличивают расход удаляемой смеси. 0

Процесс накопления биомассы в солевом растворе продолжают до достижения концентрации 20 кг/м после чего начинают непрерывный процесс культивирования в режиме хемостата. 15

Иэ ферментера непрерывно удаляют суспенэию (до 25% общего объема в час) и доливают равный объем свежего солевого раствора. Величину слива суспенэии (и долива солевого раствора) автоматически поддерживают пропорциональной количеству утилизируемой газовой смеси, определяемой как разность расходов суммы поданных газов и удаленной газовой смеси. Во время процесса культивирования автоматически поддерживают температуру солевого раствора в диапазоне 30 1ОС и рН 6,8-7.

В результате продуктивность составляет 3,6 г АСВ/л ч при удельной

30 скорости роста (),3 ч

Прн проведении процесса с использованием чистых газов получены такие же показатели.

Пример 2. Способ осуществляют согласно примеру 1, но в качестве газового питания используют технический водород от производства аммиака с содержанием водорода 71,2%, азота — 28,5%, метана — 0,3% и углекислый газ, содержащий 3% азота, кислород непосредственно от блоков разделения воздуха, содержащий 7% азота. Соотношение расходов этих газов устанавливают соответственно

72,0:9,3:18,7. Из ферментера непрерывно удаляют газовую смесь, расход которой составляет 50% от суммы трех поданных потоков, а состав:водород — 33,8%, кислород — 6,5%, углекислый газ — 0,1%, азот — 58,7%, метан — 0,9%.

Результаты культивирования аналогичны полученным в примере 1.

Предлагаемый способ позволяет значительно удешевить процесс культивирования водородных бактерий эа счет использования отходящих газов химических производств, что также способствует охране окружающей среды.