Способ непрерывного культивирования микроорганизмов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
(111 57 О63 9
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.03.76 (21) 2337972/13 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл. С 12В 1/08
ГосУдаРственный комитет (23) Г1риоритет
Сввета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 30.08.77. Бюллетень № 32
Дата опубликования описания 19.09.77 (53) УДК 663.13(088.8) (72) Авторы изобретения В. Л. Яровенко, В. П. Леденев, Ю. С. Бартенев и П, А. Белозеров (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт продуктов брожения (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ
МИ КРООРГАН ИЗМОВ
Изобретение относится к пищевой и микробиологической промышленности и может быть использовано в различных производствах, основанных на глубоком культивировании микроорганизмов с использованием питательных сред, содержащих твердую фазу, например в спиртовом, гидролизном производствах, при получении антибиотиков, ферментов, масляной кислоты.
Известен способ непрерывного культивирования микроорганизмов, в частности спиртовых дрожжей, не сусле с твердой фазой (из крахмалистого сырья) при многократном использовании биомассы, заключающийся в том, часть активно бродящей массы одного аппарата перепускают в другой и направляют в него приток свежего сусла (11.
B известном способе многократное использование биомассы достигается вводом в головной ферментер объемов активно бродящей массы одного из последующих ферментеров бродильной батареи, соответствующих от 5 до
20 /о от объема среды в ферментере.
Этот способ является малоэффективным, так как рециркуляции подвергается вся масса клеток, находящихся в культуральной жидкости, в том числе и клетки с низкой физиологической активностью, угнетенные, мертвые; рециркулируемая биомасса не концентрируется и происходит значительное разбавление среды, поступающей в головной ферментер, средой, рециркулирующей вместе с биомассой и характеризующейся повышенным содержанием продуктов метаболизма дрожжей
5 и пониженным содержанием питательных веществ.
Известен также способ непрерывного культивирования дрожжей в батарее последовательно соединенных аппаратов, согласно «о10 торому концентрируют микроорганизмы флотацией и полученный пенный концентрат вводят в головной аппарат батареи в качестве засевных (2).
С целью возможности культивирования
15 микроорганизмов на крахмалпстом сырье и предотвращения инфицирования среды, согласно предлагаемому способу, перед флотацией культуральную среду очищатю от низкодисперсной твердой фракции, например, филь20 трацией, при этом на очистку и флотацию направляют часть культуральной среды в количестве 30 — 40 /о, отбираемой непосредственно в процессе культивирования.
25 Необходимость предварительной очистки культуральной жидкости от низкодисперсной части твердой фазы обусловлена черезвычайно низкой пенообразуюгцей способностью сред, содержащих грубодисперсные частицы твер30 дой фазы, 570639
Фор мул а изобретения
Составитель Я. Лидреева
Тсхред Л. Гладкова
1 дактор Г. Лаиовав
Коррскто>> Л, Орлова
Заказ 2080/7 Изд. ¹ 721 Тираж 503
11ПО l oñóäàI>ñòi>åííîãî ковп>тета Совета Министров ССС1> по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, 1 аушскаи наб., д. 4,>5
Подписное 1ипогра >ия, пр. Сапунова, 2
Очистка культуральной жидкости от частиц с днсперсностью выше 10 мм — нецелесообразна, так как не приводит к существенному увеличению пенообразующей способности среды и, соответственно, к повышению содержания дро>к>кей в пенном концентрате, но сопровождается снижением концентрации клеток микроорганизма в фильтрате (ри фильтрационной очистке), Ко,>пчество рециркулнруемой биомассы в предлагаемом способе легко регулируется изменением величины потока культуральной жидкости, направляемого lie флотационное концентрирование, и режима флотации, что позволяет эффективно управлять процессом культивирования микроорганизмов и скоростью образования целевых продуктов биосинтеза.
Пример. Предлагаемый способ непрерывного культивирования микроорганизмов осуществляют в процессе непрерывного спиртового брожения в полузаводском масштабе на батарее нз семи последовательно соединенных аппаратов объемом 100 л каждый. Средой служит осахаренный зернокартофельный затор с концентрацией твердой фазы 35 об. % и дисперспостыо частиц от 0,3 до 10 мм — .
Часть потока бражки (30%) с концентрацией дрожжей 90 млн/мл непрерывно отбира1от из третьего по ходу технологического процесса аппарата и обрабатывают, последовательно пропуская через аппарат отделения твердой фазы — виброфильтр с диаметром ячеек поверхности 0,10 мм — и флотатор для пенного концентрирования физиологически активной биомассы. Полученный во флотаторе пенный концентрат биомассы с содержанием дрожжей 520 млн/мл непрерывно рециркулируют в головной аппарат батареи. При этом разбавление свежей среды, поступающей в головной аппарат, пенным концентратом составляет 8%.
Бродящая среда на выходе из головного аппарата имеет концентрацию дрожжей
102 млн/мл и спирта — 5,2%. В сравнении с известным способом концентрация дрожжей и спирта повысилась, а продолжительность полного сбраживания среды сокрilòè:>ill.ü. В>о,(>00 выход спирта на единицу сброженны. углеводов. При исходном содер>канин углеводов в сусле 10% зрелая бражка, по.>>> «синая по предлагаемому способу, имеет концентрацгцо спирта 7,8б%.
Кроме того, при работе по предлагаемому способу увеличилась скорость разбавления процесса, что привело к увеличению произво10 дитсльности бродильной батареи по спирту.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: новь;шсние скорости процессов биосинтеза, сокращение длительности культи15 вирования; снижение расхода субстрата на образование биомассы, увеличение выхода це. евого продукта биосинтсза из единицы потребленного субстрата; увеличение скорости разбавления среды и, следовательно, повыше20 ние производительности аппаратуры.
Способ непрерывного культивирования мик25 рооргапизмов, например дрожжей, в батарее последовательно соединенных аппаратов, предусматривающий концентрирование микроорганизмов флотацией и введение полученного пенного концентрата в головной аппарат ба30 тареи в качестве засевных, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью возможности культивирования микроорганизмов на крахмалистом сырье и предотвращения инфицирования среды, перед флотацией осуществляют очистку
35 культуральной среды от низкодисперсной твердой фракции, например, фильтрацией, прн этом на очистку и флотацию направляют часть культуральной среды в количестве 30—
40%, отбираемой непосредственно в процессе
40 культивирования.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 103297, 45 кл. С 12С 11/14, 1953.
2. Авторское свидетельство СССР № 195416, кл. С 12С 11/20, 19бб.