CH503099A - Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermentorabläufe - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermentorabläufe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermentorabläufe, wie sie bei der aeroben Fermentation von Erdölfraktionen, wie Dieselölfraktionen, oder von ähnlichen paraffinhaltigen Produkten mit Mikroorganismen, bevorzugt Hefen, auftreten.



   Die Aufarbeitung der Fermentationsprodukte dieser Art, die vorwiegend als Emulsionen von Hefe und   öl    in Wasser vorliegen, bildet erwiesenermassen ein besonders schwieriges Problem bei der Gewinnung der gezüchteten Mikroorganismen, weil diese Emulsionen sich durch hohe Stabilität auszeichnen und nur schwer zu zerstören sind. In neuerer Zeit sind Verfahren zur Abtrennung und Aufarbeitung der hefe- und ölhaltigen Phase bekanntgeworden. Dabei wird entweder der Weg über die Separation der gesamten Fermentationsflüssigkeit oder der bereits angereicherten Emulsion unter Beifügung oberflächenaktiver Substanzen oder der Weg über die Extration mittels organischer Lösungsmittel gewählt. Die Separations-Methode umschliesst eine Reihe von Varianten.

  So wird entweder zunächst separiert und danach mit tensidhaltigem Wasser gewaschen oder umgekehrt oder die oberflächenaktive substanz wird dem zu separierenden Gut unmittelbar beigefügt. Zur Erhöhung des Trenneffektes wird das Waschen u. Separieren mehrmals alternierend durchgeführt. Es ist auch bekannt, eine Separation in drei Phasen vorzunehmen sowie mehrmals nacheinander zu waschen.



   Als oberflächenaktive Substanzen werden sowohl anionische als kationische als auch neutrale Stoffe empfohlen, von denen die letzteren (Saccharoseester) unter Umständen in der Hefephase verbleiben können, da sie biologisch abbaubar sind. Ferner soll eine pH-Wert Einstellung auf 7 bis 9 und Erwärmen bis auf 990C günstig wirken.



   Diese bekannten Verfahren bedürfen für technischen Einsatz relativ grosser Mengen wertvoller oberflächenaktiver Substanzen neben einem erheblichen Aufwand an Trennvorrichtungen. Um ein möglichst reines Produkt zu erhalten, müssen die Arbeitsgänge vielfach wiederholt werden. Ausserdem entstehen grosse Mengen schwer zu reinigender Abwässer und merkliche Verluste an Mikroorganismen, die das erstrebte Endprodukt darstellen.



   Die vorliegende Erfindung vermeidet oberflächenaktive Trennhilfsmittel und den damit verbundenen umfangreichen Waschaufwand vollständig und gewährleistet dennoch einen ausgezeichneten Trennerfolg.



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermentorabläufe, die bei der aeroben Fermentation von paraffinhaltigen Produkten insbesondere Erdölfraktionen mit Mikroorganismen, insbesondere Hefen, auftreten, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermentorablauf oder nur ein die Mirkoorganismen enthaltendes, eine Emulsion von öl in Näherlösung darstellendes Entnahmeprodukt daraus zur Phasenumkehr, die zu einer mikroorganismenhaltigen Emulsion von Näherlösung in öl führt einem Schwerefeld, ausgesetzt wird.



   Es wurde   überraschendenveise    gefunden, dass unter Einwirkung erheblicher Zentrifugalbeschleunigung, z.B.



  103g, wobei g die Erdbeschleunigung bedeutet, die durch die Fermentation der Erdölfraktionen gebildete Suspension bis Emulsion von öl und Hefe in Nährlösung zu einer Phasenumkehr gezwungen werden kann, bei der jetzt öl die äussere Phase darstellt, in der Mirkoorganismen und ein Teil der wässrigen Nährlösung suspendiert bis emulgiert vorliegen, während ein beträchtlicher Teil der Nährlösung als neue emulsionsfreie Phase auftritt.



   Die Höhe der Zentrifugalbeschleunigung ist selbstverständlich durch die Einwirkungsdauer mit bestimmt.



  Man kann bei kleineren g-Werten durch lange Einwirkung die gleiche Phasenumkehr herbeiführen. Zeiteinwirkung und Höhe der Zentrifugalbeschleunigung können durch Veränderung der Temperatur im Fermentorablauf weiter variiert werden, wobei erhöhte Temperaturen die Geschwindigkeit der Phasenumkehr positiv beeinflussen.



  Die obere Grenze ist hierbei im wesentlichen durch die Schädigung der Mirkoorganismen gesetzt.



   Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, dass die hierbei gebildete Suspensions- bis Emulsionsphase mit öl als äusserer Phase bei weiteren mechanischen Einwirkungen Instabilitäten insofern zeigt, als beträchtli  che Teile der äusseren Ölphase abgetrennt werden können, bis eine Grenzemulsion erhalten wird, die sich dadurch kennzeichnet, dass in ihr etwa 5 bis 25 Teile Hefe, 75 bis 30 Teile Wasser, 20 bis 45 Teile öl enthalten   ind.   



   Es wurde weiterhin unerwarteterweise gefunden, dass diese Emulsion gegebenenfalls auch vor Entfernung des Öles endgültig zerstört werden kann, wenn ihr Wasser entzogen wird. Hierzu können hydrophile Lösungsmittel benutzt werden, es kann aber auch Wasser durch Verdampfen, vorzugsweise im Vakuum, entfernt werden.



  Auch ein Zusatz von   leichtlöslichen    Salzen ist für das Brechen dieser Emulsion geeignet.

 

   An nachfolgendem Beispiel ist die Erfindung näher erläutert:    68.41    g   der    leichten Phase eines Ablaufs der aeroben Fermentation von Dieselöl mit einer Hefe des Stammes Candida lipolytica werden 10 Minuten lang einem Zentrifugalfeld von   5,5: lO g,    wobei g die Erdbeschleunigung bedeutet, ausgesetzt. Dabei treten 26,3% Wasser aus, welches abgetrennt wird. Das danach erhaltene Produkt wird im Becherglas gerührt, wobei öl austritt. Es lassen sich   S8,5      Gew.- O    des ursprünglich in der leichten Phase vorhandenen Öls abscheiden. Der pastöse Rückstand (ca.



  20 g) wird einer Vakuumdestillation im Rotationsverdampfer bei 100 Torr unterworfen. Es gehen 13 g Destillat über. Die Hefe fällt als trockenes ölhaltiges Produkt an, das nun in üblicher Weise entölt wird. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Aufarbeitung ölhaltiger Fermentorabläufe, die bei der aeroben Fermentation von paraffinhaltigen Produkten, insbesondere Erdölfraktionen, mit Mikroorganismen, insbesondere Hefen, autreten, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermentorablauf oder nur ein die Mikroorganismen enthaltendes, eine Emulsion von Öl in Nährlösung darstellendes Entnahmeprodukt daraus zur Phasenumkehr, die zu einer mirkoorganismenhaltigen Emulsion von Nährlösung in Öl führt, einem Schwerefeld ausgesetzt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenumkehr bei einer Zentrifugalbeschleunigung oberhalb 103g, wobei g die Erdbeschleunigung bedeutet, durchgeführt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erhöhung der Zentrifugalbeschleunigung die Einwirkungsdauer verringert wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steigerung der Geschwindigkeit der Phasenumkehr die Temperatur des Entnahmeproduktes erhöht wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch weitere mechanische Einwirkungen, wie Separieren, Abpressen oder Filtrieren aus der Emulsion von Nährlösungen in öl unter Entfernung weiterer Mengen eine Grenzemulsion gebildet wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Phasenumkehr gebildete Emulsion oder die Grenzemulsion durch Entfernen von Wasser endgültig zerstört wird, beispielsweise durch Anwendung hydrophiler Lösungsmittel, Aussalzen, Verdampfen.