Способ очистки микроорганизмов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 18.1Х.1970 (№ 1476369/28-13)

Приоритет 18.IX.1969, № 69/31888, Франция

М. Кл. С 12с 11/26

Государственный комитет

Саввта Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

УДК 663.18(088.8) Дата опубликования описания 19.II I.1974

Авторы изобретения

Иностранцы

Христиан Десерл, Андрэ Дешамп, Сигизмонд Франксвиак, Клод Гатолье, Жорж Гликманс и Филип Рено (Франция) Иностранная фирма

«Энститю Франсэ дю Петроль дэ Карбюран э Любрифьян» (Франция) Заявитель

СПОСОБ ОЧИСТКИ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к области микробиологии, связанной с выделением и одновременной очисткой микроорганизмов, в частности дрожжей бродильного сусла, выращенных в присутствии кислорода на водной питательной среде, содержащей углеводородные фракции нефти в качестве источника углерода, минеральные соли, а также органические вещества, например витамины, необходимые для роста микроорганизмов.

Известно, что в извлеченной из ферментеров культуральной среде содержатся микроорганизмы, например дрожжи, не израсходованные углеводородом (в виде углеводородной фазы или просто адсорбированные на поверхности микроорганизмов) и некоторое количество минеральной водной среды. Путем центрифугирования культуральной среды не достигают полного отделения микроорганизмов.

Обычно для очистки центрифугированием микроорганизмов их обрабатывают поверхностно-активным веществом с последующей промывкой чистой водой. Однако полученные таким образом микроорганизмы недостаточно очищены.

Известен также способ очистки микроорганизмов с помощью центрифугирования при ко" М- 276 тором выделенные и промытые микроорганизмы вводят в контакт с растворителями легкими насыщенными углеводородами (например гексаном), ароматическими углеводородами (например бензолом), спиртами (например изопропанолом) или же со смесями этих растворителей.

Однако и такая очистка недостаточно эф10 фективна.

Согласно предложе|шому способу, предусмотрено выделение и очистку микроорганизмов вести путем обработки культуральной среды одновременно поверхностно-активным ве15 ществом и растворителем. После этого растворитель и поверхностно-активное вещество удаляют.

В качестве углеводородного растворителя используют растворитель из группы алифати2О ческих, циклоалифатических и ароматических углеводородов с т. кип. 30 — 200 С, или из группы алифатических линейных, имеюп1их

9 — 25 атомов углерода в молекуле. Предпочтительными являются растворители пз группы

25 алифатических, циклоалифатических углеводородов с т. кип. прп атмосферном давлении между 40 — 150 С, и растворители из группы

404276 алифатических линейных углеводородов, имеющих 9 — 18 атомов углерода в молекуле.

Поверхностно-активные вещества для ооработки микроорганизмов выбирают из неионогенных поверхностно-активных веществ, имеющих общую формулу А--(CH — CH,— 0) „— H, где А — органический радикал, подбираемый среди остатков спиртов, карбоновых кислот, меркаптанов, амидов и аминов; n-— - составляет от 2 до 20.

При предлагаемом способе перед промывкой микроорганизмов проводят их диспергирование в водной фазе в количестве 5 — 150 г сухих микроорганизмов на 1 л фазы, а микроорганизмы после промывки их поверхностно-активным веществом и алифатическим линейным углеводородом, имеющим от 9 до 25 атомов углерода, выдерживают в присутствии кислорода в водной среде при отсутствии углеводородного вещества, как источника углерода.

Углеводородный растворитель, отделенный от микроорганизмов, можно повторно использовать в качестве источника углерода на стадии культивирования.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

В выходящую из ферментеров культуральную среду, содержащую микроорганизмы, например дрожжи, неизрасходованные углеводороды и остатки минеральных солей, при интенсивном перемешивании вводят поверхностно-активное вещество и углеводородный растворитель. При этом обеспечивают хороший контакт микроорганизмов с этими вводимыми веществами.

В качестве растворителя используют растворитель из группы алифатических, циклоалифатических и ароматических углеводородов с т. кип. 30 †2 С (предпочтительно 40—

150 С), растворитель из группы алифатических линейных углеводородов, имеющих 9 — 25 (предпочтительно 9 — 18) атомов.

Поверхностно-активное вещество является неионогенным соединением, соответствующим формуле А — (CH> — CH> — О) „— Н, где А — органический радикал, выбираемый среди остатков спиртов, карбоновых кислот, меркаптанов, амидов и аминов; n — число от 2 до 20.

После обработки среды ее разделяют на фазы декантацией, фильтрованием или центрифугированием. Фаз может быть три или две.

В последнем случае одна из них — микроорганизмы без остаточных углеводородов, вводимых в среду для роста микроорганизмов, но с некоторым количеством углеводородов, использованных в качестве растворителя, а другая — смесь углеводородной фазы и поверхностно-активных веществ.

В зависимости от того, какие углеводороды вводили для обработки микроорганизмов, осуществляют удаление их.

Если это были алифатические, циклоалифатические и ароматические с т. кип. 30 — 200 С, то их выпаривают, а если алифатические ли5

1О

65 нейные, то удаляют путем ассимилирования микроорганизма на последующей стадии на стадии созревания.

В последнем случае микроорганизмы, промытые поверхностно-активным веществом и алифатическим линейным углеводородом, выдерживают при 20 — 40 С в присутствии кислорода и водной среды. На этой стадии микроорганизмы потребляют адсорбированные углеводороды.

Весовая концентрация поверхностно-активного вещества в углеводороде, используемом как растворитель, может меняться в широких пределах, например от 0,01 до 1 / . Предпочтительно. используют концентрации 0,5 — 5 / .

Количество используемой смеси углеводорода с поверхностно-активным веществом зависит от процентного содержания сухих дрожжей в эмульсии или в обрабатываемой водной пасте.

Работают при весовых соотношениях углерод поверхностно-активное вещество 0,01: 10, предпочтительно 0,1; 1.

Пример 1. Работу ведут по изображенной на чертеже схеме.

Выходящую из ферментера культуральную среду вводят по линии 1 в аппарат 2 для разделения фаз, например в центрифугу.

Часть водной среды, содержащей избыточные углеводороды, сливают по линии 3. По линии 4 направляют фазу с микроорганизмами, содержащую 150 г/л дрожжей и загрязненную остаточными от питательной среды углеводородами, около 5 /ц углеводорода по отношению к сухому весу дрожжей. Эту фазу смешивают с эмульсией, подводимой по линии 5 и состоящей из воды, гексана, содержащего конденсат окиси этилена с лауриловым спиртом и остаток углеводородов. При этом смесь готовят из следующих компонентов: к 1 л фазы с микроорганизмами добавляют 0,4 л воды и

1 л гексана с 1 г поверхностно-активного вещества. Смесь направляют в центрифугу 6. Из нее выходит по линии 7 эмульсия воды и углеводородов, а по линии 8 — дрожжевая масса. Она содержит около 150 г/л дрожжей, име-ющих около 1 / остаточных углеводородов.

Эту массу вновь смешивают с эмульсией, (вода, гексан, поверхностно-активное вещество), подаваемой по линии 9 при названном соотношении. Все направляют в центрифугу

10, откуда выходят по линии 5 эмульсия воды и углеводородов, а по линии 11 дрожжевая масса, содержащая 150 г/л сухого веса дрожжей.

Процентное содержание остаточных от питательной среды углеводородов в этих дрожжах составляет 0 1 /ц по отношению к их сухому весу.

Массу опять обрабатывают (на третьей ста дии) эмульсией, вода, гексан, поверхностноактивное вещество, подаваемой по линии 12.

Затем все подают в центрифугу 13. Удаляемые по линии 14 дрожжи с концентрацией 150 г/л содержат не более 0,05 / остаточных углево404271>

50 дородов по отношению к сухому весу дрожжей. Отводимую по линии 9 эмульсшо направляют на предыдущую стадию.

Следовательно, при работе по этой схеме дрожжи промывают трижды в противотоке эмульсией воды и раствором поверхностно-активного вещества в гексаце.

Рекуперируемую эмульсию по линии 7 направляют в декантатор или центрифугу 15 для отделения части промывной воды и отвода се по трубопроводу 16 и смеси — - гексан, поверхностно-активное вещество, остаточные углеводороды, которые отводят по линии 17.

Эту смесь направлягот в днстилляционную колонку 18. Из нее по линии 19 удаляют остаточные углеводороды и поверхностно-активное вещество. Гексап из головной части колонны по линии 20 направляется на третью стадию промывки, после добавления в него поступающих по линии 21 поверхностно-активного вещества и по линии 22 — воды.

Дрожжи, выходящие из центрнфу;и 13, направляют ца стадию освобождения их от гексана, например путем обработки потоком горячего воздуха.

Пример 2. Обработку ведут аналогично примеру 1, заменяя гексан смесью нормальных парафиновых углеводородов (мол. вес 128—

156), а интервал дистилляции удален от интервала дистилляции углеводородов, используемых для брожения. Обработку ведут в три стадии, используя те же соотношения фаз.

По линии 20 в дистиллятор 9 поступает регенерированный парафин, который возвращают на третью стадию промывки, после добавления поверхностно-активного вещества и воды.

Дрожжи, выходящие по линии 14, содержат

0,05% остаточных углеводородов, поданных на брожение, и около 0,9ор нормальных парафинов, используемых для промывки.

Дрожжевую массу разбавлягот водой, доводя до 50 г/л сухого веса, добавляют 1 2 г фосфатов аммония на 100 г дрожжей (сухой вес) .

Смесь направляют в другой ферментер, где ее продувают воздухом (на чертеже пе изображен). Спустя 4 час, дрожжевую массу направляют в центрифугу и концентрируют до

150 г/л. Полученные при этом дрожжи содержат 0,03% углеводородов (от поданных íà орожение) и 0,01 — 0,02% парафинов, использованных для промывки.

Предмет изобретения

1. Способ очистки микроорганизмов, полученных культивированием ца вод!ной питательной среде, содержащей углеводородные фракции нефти в качестве источника углерода, путем обработки микроорганизмов поверхностно-активным веществом, отличаюгггггггся тем, что, с целью улучшения процccса очистки, oiiповременно с обработкой микроорганизмов поверхностно-активным веществоM их промывают углеводородным расгворителем с последующим удалением растворителя и гювсрхностно-активного вещества от очищенных микроорганизмов, при этом в качестве углеводородного растворителя иcïoëüçó1от растворптель из группы алифатичсских, 1гнклоалиф;и ических и ароматических углеводородов с т. кип. 30 — 200 С или нз группы алифатнчсских линейны.;. углеводородов, нмсгощих 9—

25 атомов углерода в молекуле.

2. Способ по п. 1, orëu÷àsou1ui1csi тем, что и". группы алифатичсских, циклог1лифатичсскнх и ароматических углеводородов используют углеводороды с т. кип. между 40 — 150 С, а нз алифатических линейных — углеводороды, имеющие 9 — 18 атомов углерода в молекуле.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличагоиггшcsl Tcì, что обработку проводят неноногснным поверхностно-активным веществом, имеющим общую формулу Л--(СН...— С1-1 — О) „— 11, где Л вЂ” органический радикал, выбираемьш среди остатков спиртов, карбоновых кислот, меркаптанов, амидов и аминов; а — составляет от 2 до 20.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличаюгггиггся тсм, что перед промывкой микроорганизмов поверхностно-активным веществом и углеродным растворителем их диспергируют в водной фазе в количестве 5 — 150 г сухих микроорганизмов на 1 л фазы.

5. Способ по пп. 1 — 4, отличаюгииггая тем, что микроорганизмы, промытые поверхностноактивным веществом и алифатичсскнм лгшсйным углеводородом, имеющим 9 — 25 атомов углерода, выдерживают в присутствии кислорода в водной среде при отсутствии углеводородного вещества, как источника углсрода.

6. Способ по пп. 1 — 5, отлггчаюгциггся тем, что после промывки углеводородный растворитель повторно используют в качестве источника углерода на стадии культивирования.

404276

Составитель М. Андреева

Техред Л. Богданова

Коррсктор М. Лейзерман

Редактор А. Бер

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 612 15 Изд. № 165 Тираж 467 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5