Способ определения флотируемости микроорганизмов в процессе их флотации

 

Использование: в микробиологической и медицинской промышленности при разделении суспензий микроорганизмов. Сущность изобретения: в процессе флотации суспензии микроорганизмов измеряют концентрацию Сисх. биомассы микроорганизмов в исходной суспензии, концентрацию Сокж. биомассы в отработанной культуральной жидкости, каждые 1-3 мин осуществляют отбор пенных фракций и определяют концентрацию Сп биомассы во фракциях, процесс флотации ведут в течение времени Тэфф., когда Сп Сисх., а флотируемость микроорганизмов рассчитывается по формуле Ф Cn/Сокж. Сисх Тэфф. (л/Г мин).

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ($1)5 С 12 N 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 (л)

О

,л) V (21) 4828481/13 (22) 24.05.90 (46) 30.04.92. Бюл. № 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ (72) Н.В.Фомченко, Е,Д.Елькина и Е.Е.Цвид (53) 663.1(088.8) (56) Микробиологический журнал, Т.51, 1989, ¹ 55, с.28-31. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЛОТИРУЕМОСТИ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ФЛОТАЦИИ

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к процессам разделения суспензий микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение эффективности флотации.

Способ осуществля ют следующим образом.

Суспензию микроорганизмов, например дрожжей рода Candida, выращенных на разных субстратах, помещают во флотационную колонку объемом 200 мл и барботируют воздухом при его постоянном расходе.

Начальной точкой отсчета времени флотации является момент отбора первой капли пенного продукта. Отбор пенных фракций в процессе флотации осуществляют каждые

1,0 — 3,0 мин до тех пор, пока концентрация биомассы в отобранной пенной фракции становится равной или меньшей концентрации биомассы в исходной суспензии, Затем измеряют концентрацию биомассы и объем суспензии после флотации и строят зависи(57) Использование: в микробиологической и медицинской промышленности при разделении суспензий микроорганизмов. Сущность изобретения: в процессе флотации суспензии микроорганизмов измеряют концентрацию Сисх. биомассы микроорганизмов в исходной суспензии, концентрацию

С0кж. биомассы в отработанной культуральной жидкости, каждые 1-3 мин осуществляют отбор пенных фракций и определяют концентрацию Сп биомассы во фракциях, процесс флотации ведут в течение времени

1эфф., когда Cn Сисх., а флотируемость микроорганизмов рассчитывается по формуле

Ф = Cn/Ñoêæ. Сисх 1эфф. (л/г мин). масть концентраций биомассы в пене от времени флотации. Время, при котором концентрация биомассы в пене становится равной концентрации в исходной суспензии, т.е, когда процесс флотационного сгущения заканчивается, является эффективным временем флотации, Флотируемость микроорганизмов в исследуемой суспензии определяется по формуле

Ф, л/г мин, Сп

Сокж Сисх тэфф где Cn — средняя концентрация в пене после флотации, г/л;

Сскж концентрация биомассы в ОКЖ (отработанной культуральной жидкости) после флотации, г/л;

Сисх концентрация биомассы в исходной суспензии, г/л;

1730137

55 т,фф — эффективное время флотации, при котором происходит сгущение биомассы, мин, Статистическими исследованиями установлено, что эффективное время флотации, как правило, меньше двадцати пяти и больше или в крайнем случае равно 3 мин. Отбор пенных фракций через промежуток времени, больший 3 мин, не позволяет точно определить ь фф, которое может равняться

3 мин, т.е, быть меньше промежутка отбора.

Отбор пенных фракций за время. меньшее

1 мин, увеличивает число отборов и количество анализов, но не повышает точность метода.

На основании определения предлагаемого параметра Ф можно исследовать взаимосвязь между условиями ферментации и эффективностью последующего флотационного выделения. Поэтому, определяя пара метр Ф, можно повысить эффективность промышленного флотационного разделения суспензии той или иной культуры микроорганизмов, Пример 1. Проводят процесс выращивания суспензии дрожжей на парафинах (ВСБ-899) в двух режимах. В первом режиме концентрация биомассы составляет

11,28 г/л, а во втором режиме — 13,26 г/л, Определяют флотируемость дрожжей на пневматической флотационной колонке в течение 10 мин, Отбор пенных фракций проводят непрерывно через каждую 1 мин флотации и определяют концентрацию в них биомассы. Эффективное время флотации составляет для первой суспензии 3,5 мин, а для второй — 8,5 мин, при этом концентрации биомассы в пене и в ОКЖ в первом случае составляют 26,3 г/л и 1.5 г/л, а во втором случае — 22,4 г/л и 3„5 г/л соответственно. По предлагаемой формуле определяют флотируемости дрожжей первой и второй суспензий. которые составляют

32,7 10 и 5,67 10 л/г мин соответственно, Определение потерь при флотации суспензий на камеральной флотационной установке показало, что для первой суспензии потери биомассы при флотации составляют 11,05 кг на 1 т выращенной биомассы, для второй — 51,78 кг. При этом степень сгущения для первой суспензии составляет

3,1, для второй — не более 1,4. Таким образом, определение флотируемости дрожжей различных суспензий позволяет выбрать тот режим их выращивания, при котором эффективность их флотации более высокая, В данном случае рекомендуется вести процесс в первом режиме.

Пример 2, Проводят процесс выращивания дрожжей на гидролизатах растительного сырья культуры КС-2 в двух различных режимах, В первом режиме концентрация составляет 15,2 г/л, во втором — 18,3 г/л.

Определяют флотируемость дрожжей по примеру 1, но отбор пенных фракций проводят через каждые 2 мин, при этом эффективное время флотации для первого режима составляет 6,1 мин, а флотируемость—

49,5 10 л/г мин. Дрожжи суспензии, полученной во втором режима, не флотируются (Ф = О), Таким образом, для второго режима процесс флотации, как процесс выделения биомассы, неприемлем. Для первого режима потери биомассы составляют 11,5 кг на

1 т, а степень сгущения — 3,2, что указывает на приемлемость процесса флотации для этого режима.

Пример 3, Проводят процесс выращивания дрожжей на н-парафинах двух различных культур: ВСБ-777 и ВСБ-899.

Концентрация биомассы для культуры ВСБ777 составляет 18,5 г/л, а культуры ВСБ899 — 17,9 г/л, Определяют флотируемость по примеру 1 при отборе пенных фракций через каждые 3 мин, Для суспензии культуры ВСБ-777 флотируемость составляет

7,5 10 л/г . мин, а для ВСБ-899—

25,2 10 л/г мин. Определение потерь при флотации на камеральной установке показало, что для суспензии культуры ВСБ-777 они составляют 45 кг на 1 т выращенной биомассы при степени сгущения 1,5, а для

ВСБ-899 — 8,5 кг íà 1 т при степени сгущения

2.8.

Таким образом, процесс флотации рекомендуется только для выделения биомассы культуры ВСБ-899.

Предлагаемый способ позволяет наиболее эффективный для последующей флотации режим выращивания биомассы, При этом определение предлагаемого показателя позволяет предсказать не только потери биомассы при флотации, но и степень ее сгущения, так как наблюдается тесная корреляция между флотируемостью и этими показателями.

Сравнение культур ВСБ-777 и ВСБ-899 в примере 3 показывает, что производительность стадии выращивания этих культур составляет соответственно 18,50 и 17,90 кг/м з а с учетом потерь на стадии флотации (соответственно 0,83 и 0,15 кг/м ) — 17,67 и

17,75 мг/м, Поэтому определение флотируемости культур позволяет не только снизить потери биомассы, но и увеличить производство биомассы (в примере 3 — на 0,45/).

1730137

Формула изобретения

Способ определения флотируемости микроорганизмов в процессе их флотации, предусматривающий измерение концентрации биомассы микроорганиз- 5 мов в исходной суспензии и в отработанной культуральной жидкости, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности флотации, в течение процесса осуществляют отбор пенных фракций че- 10 рез каждые 1 — 3 мин, определяют концентрацию биомассы во фракциях, процесс флотации ведут в течение эффективного времени флотации, когда концентрация биомассы в пенных фракциях превышает 15 концентрацию биомассы в исходной суспензии, а флотируемость микроорганизмов рассчитывают по формуле

Ф,л/г мин, Сл

Сокж Сисх тэфф где Cp — средняя концентрация биомассы в пене в процессе флотации, г/л;

Сцкж концентрация биомассы в ОКЖ после флотации, г/л;

Сисх — концентрация биомассы в исходной суспензии, г/л;

Ьфф — эффективное время флотации.

25

35

45

Составитель Н, Фомчен ко

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор М.Петрова

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

Заказ 1488 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5