Способ получения биомассы дрожжей

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности к способам получения биомассы дрожжей. Целью изобретения является повышение выхода биомассы и уменьшение загрязнения сточных вод. Способ получения биомас сы дрожжей заключается в том, что дрожжи выращивают на питательной среде, проводят аэрацию среды путем насыщения культуральной жидкости кислородом с образованием перемешиваемой жидкостной пленки на поверхности насадки и создания в ней отрывных циркуляционных жидкостных вихрей, подают насыщенную жидкость в процесс выращивания. При этом для насыщения кислородом используют культуральную жидкость с низкой концентрацией дрожжей, а отношение средней концентрации дрожжей в процессе выращивания ХСр к средней концентрации дрожжей в пленке культуральной жидкости поддерживают равным ХСр/Х 1.3-3,0, отношение толщины жидкостной пленки на поверхности насадки д к поперечному размеру циркуляционных жидкостных вихрей К поддерживают равным д /К 1-3. Культуральную жидкость размещают на поверхности насадки в виде локальных объемов сгущенной культуральной жидкости и жидкостной пленки из низкоконцентрированной культуральной жидкости, стекающей в локальные обьемы, причем на поверхности жидкостной пленки обеспечивают регулярные волны с высотой гребня 0.2-2 мм. Осуществляют направленный подвод кислорода со стороны пристенного слоя жидкостной пленки через тефлоновую мембрану . Отношение температуры низкоконцентрированной культуральной жидкости в пленке к температуре культуральной жидкости в ферментере поддерживают равным 0,4-1. 3 з.п. ф-лы. 7 ил. (Л С XS VJ о ю XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4765513/13 (22) 01.12.89 (46) 07,03.92. Бюл. N 9 (71) Сибирский технологический институт (72) Н.А. Войнов, В.А. Марков и Н.А. Николаев (53) 663.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1089117, кл. С 12 N 1/22, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1446919, кл. С 12 И 1/22, 1986, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОМАССЫ

ДРОЖЖЕЙ (57) Изобретение относится к ми робиологической промышленности, в частности к способам получения биомассы дрожжей.

Целью изобретения является повышение выхода биомассы и уменьшение загрязнения сточных вод, Способ получения биомассы дрожжей заключается в том, что дрожжи выращивают на питательной среде. проводят аэрацию среды путем насыщения культуральной жидкости кислородом с образованием перемешиваемой жидкостной пленки на поверхности насадки и создания s ней отрывных циркуляционных жидкостных вихрей, подают насыщенную жидкость в процесс выращивания. При этом

Изобретение относится к микробиологической промышленности. к способам получения биомассы дрожжей.

Цель изобретения — повышение выхода биомассы и уменьшение загрязнения сточных вод, . Ж „, 1717627 Al (я)5 С 12 N 1/16//(С 12 N 1/16, С 12

R 1:72) для насыщения кислородом используют культуральную жидкость с низкой концентрацией дрожжей, а отношение средней концентрации дрожжей в процессе выращивания ХсР к средней концентрации дрожжей в пленке культуральной жидкости поддерживают равным Х Р/Х=1.3-3,0, отношение толщины жидкостной пленки на поверхности насадки д к поперечному размеру циркуляционных жидкостйых вихрей К поддерживают равным д /К= 1 — 3.

Культуральную жидкость размещают на поверхности насадки в виде локальных объемов сгущенной культуральной жидкости и жидкостной пленки из низкоконцентрированной культуральной жидкости. стекающей влокальные обьемы,,причем на поверхности жидкостной пленки обеспечивают регулярные волны с высотой гребня

0,2-2 мм. Осуществляют направленный подвод кислорода со стороны пристенного слоя жидкостной пленки через тефлоновую мембрану. Отношение температуры низкоконцентрированной культуральной жидкости в пленке к температуре культуральной жидкости в ферментере поддерживают равным

0,4 — 1, 3 з.п. ф-лы, 7 ил, Ка фиг. 1 представлена схема движения низкоконцентрированной культуральной жидкости в случае, когда жидкостные циркуляционные вихри не доходят до межфазной поверхности; на фиг. 2 — схема движения жидкостной пленки, когда поперечный размер циркуляционных вихрей соизмерим с

1717627 толщиной пленки; нэ фиг. 3 — зависимость изменения коэффициента мэссоотдачи в пленке культуральной жидкости по кислороду от параметра д /к; на фиг. 4 — трубчатая насадка, имеющая на своей внутренней поверхности локальные объемы сгущенной культурэльной жидкости; на фиг, 5 — схема создания волн нэ поверхности насадки; на фиг. 6 — установка для культивирования биомассы дрожжей; на фиг. 7 — установка, на которой осуществляется направленный подвод кислорода в пленку культуральной жидкости со стороны пристенного слоя через тефлоновую мембрану, Способ получения биомассы дрожжей, предусматривающий выращивание их нэ питательной среде, аэрацию среды путем насыщения культуральной жидкости кислородом с образованием перемешивэемой жидкостной пленки на поверхности насадки и создания в ней отрывных циркуляционных .жидкостных вихрей, подачу насыщенной жидкости в процесс выращивания, заключается в том, что для насыщения кислородом используют культуральную жидкость с низкой; нцентрацией дрожжей, при этом отношение средней концентрации дрожжей в процессе выращивания Хср к средней концентрации дрожжей в пленке культуральНоА жидкости Х поддерживают рэвным

X p/X=-1,3-3,0, а отношение толщины жидкостной пленки нэ поверхности насадки д к поперечному размеру циркуляционных жидкостных вихрей к д /к= 1 3. Культурэльную жидкость размещают нэ поверхности насадки в виде локальных объемов сгущенной культурэльной жидкости и жидкостной пленки иэ низкоконцентрировэнной культуральной жидкости, стекающей в локальные объемы, причем на поверхности жидкостной пленки обеспечивают регулярные волны с высотой гребня 0,2 — 2 мм, Осуществляют напрэвленный подвод кислорода со стороны пристенного слоя жидкостной. пленки через тефлоновую мембрану.

Отношение температуры низкоконцентрировэнной культуральной жидкости в пленке к температуре культуральной жидкости в ферментере поддерживают равным 0,4 — 1.

Наличие низкой концентрации дрожжей в пленке культурэльной жидкости позволяет снизить ее вязкость и, тем самым, обеспечить равномерное распределение пленки на поверхности нэсэдки, турбулизировэть, устранить срыв культуральной жидкости с волновой поверхности, что приводит к интенсивному насыщению жидкостной пленки кислородом, Это увеличивает концентрацию кислорода B культурэльной жид20 ношения более трех в инженерной практике

25 является энергоемким. При обеспечении от35

55 кости в ферментере, позволяет интенсифицировать отвод тепла и продуктов метаболизма, в результате чего повышается концентрация дрожжей, уменьшается время роста, т,е. увеличивается производительность, появляется возможность перерабатывать высококонцентрированные питательные среды, что уменьшает загрязнение сточных вод.

Обеспечение откошения средней концентрации дрожжей в фермектере к средней концентрации дрожжей в низкоконцентрированной кул ьтуральной жидкости, равного 1,3 — 3, позволяет снизить вязкость жидкостной пленки и тем самым обеспечить турбулизацию жидкостной пленки и ее интенсивное насыщение и достигнуть максимальной эффективности.

В случае обеспечения отношения

X p/Х> 3 концентрация дрожжей и низкоконцентрированной культуральной жидкости не влияет ка интенсивность насыщения ее кислородом, кроме того, обеспечение отношения Хср/Х< 1,3 резко увеличивается вязкость культурэльной жидкости из-за высокой концентрации дрожжей, что не позволяет обеспечить турбулизацию жидкостной пленки на поверхности насадки, что снижает интенсивность подвода кислорода и отвода углекислого газа и тепла и, следовательно, уменьшает производительность процесса.

Сэм диапазон отношения зависит от концентрации сэхаров в питательном сусле и качества гидролизэта, Поддержание отношения толщины д жидкостной пленки на поверхности насадки к поперечному размеру k циркуляционных жидкостных вихрей д / = 1-3 позволяет получить максимальные коэффициенты массоотдачи j3 (наибольшую интенсивность насыщения), что обеспечивает наибольшую концентрацию кислорода в культуральной жидкости в ферментере и позволяет перерабатывать сахара с высоким содержанием РВ, тем самым увеличить выход дрожжей.

При достижении отношения д /k> 3 снижается интенсивкость насыщения пленки жидкости кислородом, так как в этом случае циркуляционный жидкостный вихрь не доходит до межфазной поверхности контакта с газом, (он затоплен) в связи с большой толщиной жидкостной пленки нэ поверхности насадки, что неэффективно (фиг. 1).

При наличии отношения д /к 1 (фиг, 2) резко уменьшается расход культуральной

1717627 жидкости через насадку(уменьшается тол- чивает касательные напряжения íà пощина пленки), что снижает концентрацию- верхности контакта с воздухом и поэтому кислорода в ферментере и уменьшает про- увеличивает его ввод в локальные объеизводительность. мы.

Сам диапазон отношения д /К= 1-3 за- 5 Волны на поверхности пленки можно висит от режима движения жидкостной создать путем установки на поверхности напленки на поверхности насадки, характера садки l10 длине регулярных выступов (жидсоздания отрывных циркуляционных жид- костная пленка, обтекая выступы костных вихрей и физических свойств куль- определенной высоты, образует на своей туральной жидкости, 10 поверхности волны с заданной высотой

Обеспечение отношения д /k = 1-3 по- гребня, фиг. 5) или, например, путем многозволяет подвести в культуральную жидкость кратного изменения величины зазора, обранаибольшее количество кислорода, что при зованного внутренней поверхностью трубы меньших энергетических затратах дает наи- и нижней частью конического полого стакабольшую производительность, высокую 15 на. концентрацию кормовых дрожжей в фер- Волны с высотой гребня менее 0,2 мм не ментере. Согласно полученным зависимо- обеспечивают захват и интенсивный подвод стям (фиг, 3) в этом случае коэффициенты воздуха в локальные объемы жидкости и, массоотдачи максимальны. следовательно не обеспечивают барботажРазмещение культуральной жидкости 20 ный режим массообмена в них, что снижает на поверхности насадки в виде локальных эффективность ведения процесса, Обеспеобъемов сгущенной культуральной жидко- чение высоты гребней волн более 2 мм праксТМ и низкоконцентрированной жидкости, тически невозможно из-за нарушения стекающей в локальные обьемы в виде режима движения жидкостной пленки, срыпленки на поверхности, увеличивает сте- 25 ва жидкости с поверхности пленки, пень насыщения культуральной жидкости Таким образом, наличие на поверхнокислородом и, тем самым, позволяет увели.- сти насадки локальных обьемов сгущенной чить концентрацию биомассы дрожжей, так культуральной жидкости и низкоконцентрикак в этом случае на поверхности самой рованной культуральной жидкостной пленнасадки неоднократно создается пленка 30 ки позволяет создать дополнительные зоны малоконцентрированной культуральной для ввода кислорода и вывода углекислого жидкости, газа, обеспечивает стабильное течение жидОбеспечить локальные обьемы сгущен- костной пленки (путем разделения жидконой культуральной жидкости на поверхно- сти на высококонцентрированную сти насадки можно, например, путем 35 культуральную жидкость). .установки в трубчатую насадку конических. Осуществление направленного подвода полых стаканов (фиг. 4), образующих коль- кислорода со стороны пристенного слоя цевой зазор с внутренней поверхностью жидкостной пленки через тефлоновую трубы. Жидкостная пленка, стекая в жид- мембрану позволяет повысить интенсивкость, удерживаемую в стаканах, вводит в 40 ность подвода кислорода в реакционной нее воздух, который затем всплывает в виде зоне, что повышает эффективность вырапузырьков, флотирует за собой дрожжи, щивания, увеличивает экономический ковследствие чего в верхнем слое культураль- эффициент, снижает энергозатраты и ной жидкости s стакане образуется сгущен- высоту насадки, ная культуральная жидкость. Жидкость, 45 Тефлон пропускает молекулы кислоронаходящаяся в нижней части стакана. ока- да и не пропускает молекулы азота и углезывается низкоконцентрированной и поэ- кислого газа, поддержание отношения тому, проходя вниз, образует,на температуры низкоконцентрированной поверхности насадки пленку низкоконцент- культуральной жидкости в пленке к темперированной культуральной жидкости, 50 ратуре культуральной жидкости в ферментеОбеспечение на поверхности низкокон-. ре, равного 0,4 — 1, позволяет увеличить центрированной культуральной жидкост- концентрацию кислорода в культуральной ной пленки волн с высотой гребня жидкости, так как с уменьшением темпера0,2 — 2 мм позволяет увеличить количество туры жидкости равновесная концентрация воздуха, подводимого в локальные объемы 55 кислорода в ней возрастает. Вследствие тожидкостии,темсамым, позволяетулучшить го, что температура понижается только в флотациюдрожжей и увеличить подвод кис- пленке низкоконцентрированной культулорода(барботажный режим массообмена), ральной жидкости, то воздействие пониНаличие волн на поверхности пленки увели- женной температуры на микроорганизмы кратковременно и не оказывает влияния на

1717627

50 жизнедеятельность дрожжей. Увеличение концентрации кислорода в культуральной жидкости позволяет повысить концентрацию биомассы дрожжей.

При поддержании отношения менее, чем 0,4 (в случае выращивания дрожжей С.

scottii температура низкоконцентрированной культуральной жидкости менее

0,4 t= 16 С),. снижается жизнедеятельность дрожжей. Аналогичный процесс наблюдается при отношении, равном более

1, Сам диапазон отношения 0,4 — 1 зависит от концентрации биомассы в пленке жидкости, Установка для получения биомассы дрожжей (фиг. 6), на которой реализован способ, состоит из ферментера 1, секции 2 для насыщения культуральной жидкости кислородом; камеры 3 для ввода культуральной жидкости и газа, кожухотрубчатого теплообменника 4, центробе>кного насоса 5 и счетчика 6 для расхода жидкости, Ферментер 1 содержит теплообменную рубашку 7, штуцер 8 для вывода газа и фильтрующий подвижный патрубок 9, верхний коне:. которого закрыт фильтрующей тканы> 10, а нижний установлен в сальниковом уплотнении 1!. Для очистки фильтрующей ткани от суспензии дрожжей установлен подвижный скребок 12, сообщенный с приводом 13. Секция 2 для насыщения культуральной жидкости содержит контактные трубы 14, газовые патрубки 15 и трубные решетки 16, образующие камеру 17 для ввода теплоносителя со штуцерами 18.

Камера 3 для ввода культуральной жидкости и газа содер>кит штуцера для ввода культуральной жидкости 19, воздуха 20 и питательного сусла 21. Отвод дрожжевой суспензии осуществляется через штуцер 22. В контактных трубах 14 установлены кольца 23, обеспечивающие отрывные циркуляционные жидкостные вихри в жидкостной пленке низкокон центрированной кул ьтуральной жидкости, а также волны с определенной высотой на ее поверхности.

В случае размещения культуральной жидкости на поверхности насадки в виде локальных объемов сгущенной суспензии и жидкостной пленки из низкоконцентрированной культуральной жидкости, стекающей в локальные обьемы в контактные трубы 14 (фиг, 4), устанавливались удерживающие конические патрубки 24, образующие с внутренней поверхностью труб зазор

25 для образования жидкостной пленки, В случае подвода кислорода со стороны. пристенного слоя жидкостной пленки через тефлоновую мембрану {фиг, 7), воздух подается в камеру 17 через штуцер 18. На повер5

35 хности контактных труб 14 выполняют сквозные отверстия 26 и мембрану 27 одевают из фторопластовой пленки.

Установка для получения биомассы дрожжей работает следующим образом.

Питательное сусло (фиг. 6) через штуцер

21 и низкоконцентрированная культуральная жидкость через штуцер 19 поступают в камеру 3, откуда жидкость, пройдя кольцевые щели, образованные газовыми патрубками 15 и контактными трубами 14, в виде жидкостной пленки (толщиной 0,5 — 0,25 мм в зависимости от расхода и размеров колец

23) стекает по внутренней поверхности труб

14, обтекая при этом кольца 23. В пленке образуются отрывные циркуляционные жидкостные вихри, а на ее поверхности— волны с определенной высотой гребня. При атом происходит интенсивный тепломассообмен, низкоконцентрированная культуральная жидкость насыщается кислородом из воздуха,.поступающем через штуцер 20 в патрубки 15, а выделяемое тепло через поверхность контактных труб 14 отводится в камеру 17 и удаляется теплоносителем через штуцер 18. Кроме того, из культуральной жидкости происходит удаление углекислого газа в воздух, который затем поступает в ферментер 1 и выводится из аппарата через штуцер 8.

Насыщенная низкоконцентрированная культуральная жидкость, э также питательное сусло поступают в емкость ферментера 1, где происходит выращивание биомассы дрожжей, После исчерпывания из культуральной жидкости кислорода она вновь поступает на насыщение в камеру 3 посредством насоса 5, пройдя предварительно фильтрующую ткань iO и патрубок 9.

Фильтрующая ткань 10 обеспечивает определенную концентрацию дрожжей в кул ьтурал ь ной жидкости (т.е. создает низкоконцентрированную культурэльную жидкость). По мере накопления на фильтрующей поверхности биомассы дрожжей она удаляется с ее поверхности скребками 12, приводимыми в движение приводом 13. Кроме того, изменение концентрации дрожжей в культуральной жидкости, поступающей на насыщение, осуществляется изменением положения в ферментере патрубка 9 путем его вертикального перемещения в сальниковом уплотнении 11 (так как в нижней части ферментера концентрация биомассы дрожжей ниже, чем в верхней), Отвод тепла осуществляется также в теплообменнике 4. Готовый продукт отводится через патрубок 22.

1717627

40 нических патрубков 4; диаметр 45 подвижного патрубка 9 80 мм.

Пример 1. Кормовые дрожжи выращивают на гидролизате древесины при содержании редуцирующих веществ в питательном субстрате PB=5%. В качестве 50 посевного материала используют дрожжи

Candida scottii, штамм Тул-6. Питательные. соли добавляют в состав среды в количест.вах на 1 кг РВ, исходя из 70%-ного выхода сухой биомассы от РВ: раствор сульфата 55 аммония из расчета 0,0785 кг азота; водная вытяжка суперфосфата 0,0435 кг P20s; хлористый калий 0,021 кг. Микроэлементы поступают в состав среды с водой. установки выступов 23 определенной высоВ случае обеспечения на поверхности труб 14 низкоконцентрированной культуральной жидкостной пленки и локальных объемов сгущенной суспензии культураиьная жидкость и питательное сусло, стекая в виде жидкостной пленки по поверхности труб 14 и обтекая кольцевые выступы 23, трансформируют за собой воздух эа счет образования волн нэ поверхности пленки.

Затем жидкостная пленка стекает в локальные объемы сгущенной суспензии(образованные путем накопления культуральной жидкости между внутренней поверхностью трубы 14 и поверхностью конических патрубков 24), внедряя туда воздух, который в виде пузырьков всплывает вверх, флотируя за собой дрожжи. Вследствие этого в верхней части локальных жидкостных объемов образуется сгущенная культуральнэя жидкость. Низкоконцентрированная культуральная жидкость. образовавшаяся в нижней части объемов, проходит через кольцевую щель

25 и вновь стекает по поверхности насадки в виде пленки, интенсивно насыщаясь при этом кислородом.

В случае подачи кислорода со стороны пристенного слоя жтдкостной пленки через мембрану (фиг. 7) воздух подается под давлением через штуцер 18 в камеру 17, где кислород из воздуха проходит через поры мембраны 27 и через отверстия 26 поступает в пристенный слой жидкостной пленки, интенсивно ее насыщая кислородом, а отработанный воздух с продуктами метаболизма удаляется через штуцер 8.

Параметры установки, на которой реализован способ, следующие: емкость ферментера 50 л; диаметр контактных труб 51 мм; длина контактных труб 4 м; число контактных труб 3; высота кольцевых выступов 23 0,1 — 10 мм; поверхность теплообменника 4 5 м; материал мембраны — фторопласт 4(тефлон); количество коТемпературу питательной среды в ферментере поддерживают равной 38 — 39 С, а рН 4,2 — 4,6 поддерживают путем добавления раствора аммиака с концентрацией

26Я,.

Культуральную жидкость с концентрацией кормовых дрожжей 12,5 г/л (абсолютно сухие дрожжи), что соответствует отношению средней концентрации дрожжей в ферментере к средней концентрации дрожжей в низкоконцентрированной культуральной жидкости, равному Xcp/X=2, подают насосом 5 в секцию для насыщения 2.

Скорость воздуха в контактных трубах 14 поддерживают равной 6 м/с, Образование отрывных циркуляционных жидкостных вихрей в жидкостной пленке обеспечивается кольцами 23, при этом отношение толщины жидкостной пленки на внутренней поверхности труб 14 к поперечному размеру циркуляционных жидкостных вихрей устанавливают равным 1. Температуру пленки культуральной жидкости поддерживают равной 38 С, Выход биомассы составляет 24 г/л, экономический коэффициент у=0,49:, удельная скорость роста дрожжей (скорость протока)

@=0,23÷

Пример 2, Кормовые дрожжи выращивают по примеру 1, но отношение средней концентрации дрожжей в ферментере

Хср к средней концентрации дрожжей в низкоконцентрированной культуральной жидкости X поддерживают соответственно равным Xqp/X=1; 1,3; 1,5; 2: 3 и 3,5. Выход биомассы при,и = 0,24 ч составляет сооТ - 1 ветственно равным 20; 25; 26; 24; 25 и 18 г/л.

Таким образом, поддерживание отношения

Хср/X= 1,3 — 3 обеспечивает максимальную производительность, При поддержании отношения Хср/Х> 3 происходит срыв жидкости с поверхности пленки, образующая "жгуты" и утолщения в пленке культуральной жидкости вследствие увеличения вязкости жидкости, что приводит к снижению концентрации растворенного кислорода в ферментере и, следовательно, понижению выхода биомассы, Уменьшение выхода биомассы при отношении Х,р/Х< 1 обусловлено низкой концентрацией дрожжей в пленке культуральной жидкости.

П.р и м е р 3. Выращивание кормовых дрожжей осуществляют по примеру 1. но отношение средней толщины жидкостной пленки д к поперечному размеру циркуляционных жидкостных вихрей к поддерживают равным д /k= 0,9; 1; 2; 3 и 3,5 путем

1717627

40 ты. Выход биомассы дрожжей соответственно составляет 0; 24; 24; 23 и 15 г/л при скорости протока О=,и =0,23 ч ". Экономический коэффициент при д /k=1 — 3 составляет у=0,5, а при д /k= 3,5 у= 0,42.

Таким образом, поддержание отношения д /k в диапазоне 1-3 позволяет достигнуть наибольшей производительности вследствие достижения максимальной интенсивности насыщения культуральной жидкости кислородом.

При достижении отношения д /k< 1 на поверхности труб 14 не обеспечивается движение жидкостной пленки (она распадается), что не позволяет подводить кислород в ферментер 1 и обеспечить требуемый режим работы.

При отношении д /k 3,5 также снижается интенсивность подвода кислорода в кул ьтурал ьную жидкость, что и снижает производительностьь.

Пример 4. Условия культивирования поддерживают такими же, как в примере 1, но культуральную жидкость при насыщении в трубах 14 размещают на поверхности насадк .. в виде локальных объемов сгущенной куль"..уральной жидкости и жидкостной пленки из низкоконцентрированной культуральной жидкости, стекающей в локальные объемы при обеспечении регулярных волн на поверхности пленки с высотой гребня 0,7 мм.

В этом случае выход биомассы дрожжей при р = 0,23 ч 1 составляет 30 г/л, экономический коэффициент y=0,63, что говорит об эффективности использования предлагаемого способа.

Пример 5. Исследования проводят также, как в примере 4, но на поверхности пленки низкоконцентрированной культуральной жидкости поддерживают волны с высотой гребня, равной 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5

2 и 2,5мм. При скорости протока,и =0,23 ч выход биомассы дрожжей равен соответственно 24; 28; 29; 30; 29,5 и 27 г/л.

Таким образом, поддержание высоты гребня волн на поверхности жидкостной пленки равной 0,2-2 мм позволяет внедрить наибольшее количество воздуха в локальные объемы сгущенной суспензии и обеспечить максимальный выход биомассы.

Пример 6. Выращивание биомассы дрожжей осуществля1от также, как в приме.ре 1, но через проницаемую мембрану в

- пристенный слой пленки культуральной жидкости подводят кис1лород (фиг. 7). В этом случае при,и - 0,23 ч выход биомассы равен 29 г/л, экономический коэффициент у=0,58, что говорит об эффективности ис5

35 пользования предлагаемого способа получения биомассы дрожжей, Кроме того; в этом случае атмосферный воздух, подводимый к мембране, не контактирует с культуральной. жидкостью, что позволяет обеспечить экологически чистый способ ведения процесса.

Пример 7. Выращивание биомассы дрожжей производят также, как в примере

1, но перед насыщением культуральную жидкость охлаждают так, что отношение температуры ниэкоконцентрированной культуральной жидкости в пленке к температуре культуральной жидкости в ферментере поддерживают равным 0,3; 0,4;

0,6: 1 и 1,2. При этом выход биомассы равен соответственно 10; 29; 27; 24 и 20 г/л при,и = 0,23 ч 1.

При достижении данного отношения менее 0,3 дрожжевые клетки гибнут. При отношении температур более 1,0 пленка культуральной жидкости в меньшей степени насыщается кислородом, что неэффективно.

Поддержание данного отношения температур в диапазоне 0,4-1 позволяетинтенсифици ровать подвод кислорода в культуральную жидкость и увеличить выход биомассы, Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет повысить выход биомассы с 15 до 25-30 г/л АСО при значении экономического коэффициента у=0,63, перерабатывать среды с высоким содержанием редуцирующих веществ, что снижает расход отработанной воды и, в связи с этим, позволяет уменьшить на порядок энергозатраты, связанные с их очисткой, что в итоге снижает себестоимость продукта.

Формула изобретения

1, Способ получения биомассы дрожжей, предусматривающий выращивание их на питательной среде, содержащей источники углерода, азота; фосфора, минеральные соли, аэрацию среды путем насыщения культуральной жидкости кислородом с образованием перемешиваемой жидкостной пленки на поверхности насадки и создания в ней отрывных циркуляционных жидкостных вихрей и подачу насыщенной жидкости в процесс выращивания, о т л и ч à ю щи йс я тем, что, с целью повышения выхода биомассы и уменьшения загрязнения сточных вод, для насыщения кислородом используют культуральную жидкость с низкой концентрацией дрожжей, при этом отношение средней концентрации дрожжей в процессе выращивания Хср к средней концентрации дрожжей в пленке культу13

1717627

d/ë >3 тянме Фмж щеимой кучму тиай жидкости

Arson йня 4ьм зкюконценвриданиая люМю лавуриланой дж с ти ральной жидкости Х поддерживают равным

X ð/X=1,3 — 3,0. а отношение толщины жидкостной пленки на поверхности насадки д к поперечному размеру циркуляционных жидкостных вихрей Ic равным д /к= 1-3, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что культуральную жидкость размещают на поверхности насадки в виде локальных объемов сгущенной культуральной жидкости и жидкостной пленки из низкоконцентрированной культуральной жидкости, стекающей в локальные объемы, причем на поверхности жидкостной пленки создают регулярные волны с высотой гребня 0,2 — 2,0 мм.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что осуществляют направленный под5 вод кислорода со стороны пристенного слоя жидкостной пленки через тефлоновую мембрану.

4. Способ по и, 1, отличающийся тем, что отношение температуры низкокон10 центрированной культуральной жидкости в пленке к температуре культуральной жидкости в ферментере поддерживают равным

0,4 — 1.0.

1717627

1737627

Составитель В.Голимбет

Техред M. Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор И.Дербак

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 853 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

3 33035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5