CH590334A5

CH590334A5 - Fermentation-produced single cell protein processing - by washing out the water using alcohol which forms the carbon source

Info

Publication number: CH590334A5
Application number: CH746974A
Authority: CH
Original assignee: Mueller Hans Maennedorf
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1977-08-15
Also published as: IT7523786A1; AT341983B; ATA433075A; ES438352A1; IT1038451B; SE7505634L

Description

Neuerdings werden Proteine mehr und mehr auf fermentativem Wege hergestellt. Es handelt sich um Bakterien, Hefen oder Pilze, deren hoher Proteingehalt sich für menschliche und tierische Nahrung eignet. Man nennt solche Proteine single cell proteins oder S.C.P. Waren es früher vor allem Kohlenhydrate, welche als Kohlenstoffquelle für die Fermentation verwendet wurden, sind es heute mehr und mehr Paraffine, Äthylalkohol, Methanol und andere ähnliche Substanzen.

Es hat sich gezeigt, dass vor allem Äthyl- und Methylalkohol sich zur Züchtung solcher Mikroorganismen eignen. Zu diesem Zweck werden solche Alkohole mit Wasser verdünnt und der Fermentation langsam zudosiert. Zu hohe Konzentration von Alkoholen verhindern das Wachstum der Zellen.

Nach der Fermentation muss die Biomasse abgetrennt und getrocknet werden. Die Eindickung, d. h. Abtrennung, erfolgt durch Separierung in hochtourigen Separatoren oder eventuell in Filtrationsanlagen. Je nach Art des verwendeten Mikroorganismus beträgt die Konzentration 20-50 g Trockenmasse pro Liter. Separatoren können nun diese Konzentration auf 160-200 g pro Liter anreichern, wobei die wässerige Phase direkt in die Vorfluter geleitet oder aber teilweise in die Fermenter rezirkuliert wird.

Die 1620 XOige Biomasse, welche nun eine cremeförmige Konsistenz aufweist, wird anschliessend eingedickt, d. h. in Trocknungsapparaten zur Trockenmasse getrocknet.

Diese Trocknung, bei welch er pro kg erzeugter Trockensubstanz 5-7 kg Wasser verdampft werden müssen, ist insofern teuer, als grosse Anlagen erstellt werden müssen und je nach Art der Trocknung (Trommeltrockner, Zerstäubungstrockner) pro kg verdampftes Wasser 1,5-2,5 kg Dampf verbraucht werden. Diese Trocknung belastet die Kosten des Endproduktes einerseits mit grossen Amortisationen, anderseits mit grossen, laufenden Dampfkosten.

Aufgabe der Erfindung ist ein energiesparendes Verfahren zur Aufarbeitung von durch Fermentation unter Verwendung von Alkoholen, vorzugsweise Äthyl- oder Methylalkohol, als Kohlenstoffquelle hergestellten Proteinen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der für die Fermentation verwendete Alkohol vorerst dazu verwendet wird, um die aus den Fermentern abgetrennte, eingedickte Biomasse durch Austausch resp. Auswaschung vom Wasser zu befreien.

Bei den durchgeführten Fermentationen dienten Äthylund/oder Methylalkohol als einzige Kohlenstoffquelle. Es hat sich so gezeigt, dass die beispielsweise durch Separatoren eingedickte Biomasse mit dem für die Fermentierung verwendeten Alkohol ausgewaschen werden kann. Das in der Biomasse vorliegende Wasser wird durch den Alkohol extrahiert, d. h. ausgetauscht. Da ja ohnehin der Alkohol im allgemeinen vor der Fermentierung mit Wasser auf 10-20% verdünnt werden muss, ist diese Alkoholwaschung der Biomasse ohne speziellen Aufwand möglich. Der Alkohol braucht also nicht destilliert zu werden, sondern kann lediglich mit Wasser auf die gewünschte Konzentration eingestellt werden, bevor er in die Fermentierung geht. Eventuelle Vitamine und andere Wuchsstoffe (freie Aminosäuren), die durch die Waschung in den Alkohol gelangen, sind für die Fermentierung vorteilhaft.

Die alkoholische Biomasse kann nun viel leichter auf Separatoren und sogar auf Filtern weiter verarbeitet werden.

Sie liegt in krümeliger Form vor, lässt sich leicht filtrieren, und der überschüssige Alkohol kann mit wenig überhitztem Dampf ausgeblasen, kondensiert und ebenfalls in die Fermentierung geführt werden.

Die Figur in Form einer Skizze soll als Beispiel das Verfahren näher erläutert.

Die im Fermenter 1 erzeugte Biomasse wird über einen Separator 2 abgetrennt. Die abgetrennte Flüssigkeit wird über eine Leitung 3 dem Kanalsystem zugeleitet. Die Biomasse geht in einen Mischbehälter 4 und wird dort mit Alkohol resp. Methanol über die Leitung 5 versetzt und vermischt.

Über eine Trennvorrichtung 6, die ein Separator oder Filter sein kann, wird die Alkohol/Wasser- resp. Methanol/Wasser Mischung von der Biomasse abgetrennt und dem Fermenter 1 über die Leitung 7 zugeführt. Die nun krümelige Biomasse wird über die Leitung 8 einer Vorrichtung 9 zugeführt und dort vom Restalkohol befreit, der kondensiert wird und gleichfalls dem Fermenter über die Leitung 10 zugeleitet wird. Der Vorrichtung 9 kann beispielsweise Dampf über eine Leitung 11 zugeführt werden. Das Trockenprodukt wird über die Leitung 12 ausgetragen.

Das Alkohol- oder Methanol-Auswaschverfahren hat noch den Vorteil, die schmierige, wässerige Biomasse zu koagulieren, wobei das jeweilig günstigste pH eingestellt werden muss.

Die Auswaschung der wässerigen Biomasse mit Alkohol resp. Methanol kann im Gegenstrom-Verfahren auf geeigneten Apparaten erfolgen, so dass nur noch Spuren von Wasser in der Biomasse verbleiben. Durch Osmose geht auch das Zellwasser in den Alkohol über, so dass praktisch kein Wasser mehr bei der Trocknung verdampft werden muss.

Anstelle von Trommeltrockner oder Zerstäubungstrockner können so auch billigere Trockner-Typen verwendet werden, d. h. Trockner, die sich für krümelige Stoffe eignen.

Das so erzeugte alkohol- resp. methanolfeuchte Produkt lässt sich nicht nur leicht auspressen, sondern auch mit Dampf strippen, um alle Reste von Alkohol zu entfernen.

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Aufarbeitung von durch Fermentation unter Verwendung von Alkoholen als Kohlenstoffquelle hergestellten Proteinen, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Fermentation verwendete Alkohol vorerst dazu verwendet wird, um die aus den Fermentern abgetrennte, eingedickte Biomasse durch Austausch resp. Auswaschung vom Wasser zu befreien.

UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol nach Separierung des Fermentationsgemisches erfolgt.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol durch Sedimentation im Gegenstrom erfolgt.

3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol durch Anrühren und anschliessende Filtration erfolgt.

4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse anschliessend an den Austausch durch Pressung vom Alkohol befreit wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse anschliessend mit Dampf vom Restalkohol befreit wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse durch Erhitzung vom Alkohol befreit wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Biomasse abgetrennte und abdestillierte Alkohol ebenfalls der Fermentation zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol resp. Methanol bei erhöhter Temperatur erfolgt.

9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Restverdampfung

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Neuerdings werden Proteine mehr und mehr auf fermentativem Wege hergestellt. Es handelt sich um Bakterien, Hefen oder Pilze, deren hoher Proteingehalt sich für menschliche und tierische Nahrung eignet. Man nennt solche Proteine single cell proteins oder S.C.P. Waren es früher vor allem Kohlenhydrate, welche als Kohlenstoffquelle für die Fermentation verwendet wurden, sind es heute mehr und mehr Paraffine, Äthylalkohol, Methanol und andere ähnliche Substanzen.

Es hat sich gezeigt, dass vor allem Äthyl- und Methylalkohol sich zur Züchtung solcher Mikroorganismen eignen. Zu diesem Zweck werden solche Alkohole mit Wasser verdünnt und der Fermentation langsam zudosiert. Zu hohe Konzentration von Alkoholen verhindern das Wachstum der Zellen.

Nach der Fermentation muss die Biomasse abgetrennt und getrocknet werden. Die Eindickung, d. h. Abtrennung, erfolgt durch Separierung in hochtourigen Separatoren oder eventuell in Filtrationsanlagen. Je nach Art des verwendeten Mikroorganismus beträgt die Konzentration 20-50 g Trockenmasse pro Liter. Separatoren können nun diese Konzentration auf 160-200 g pro Liter anreichern, wobei die wässerige Phase direkt in die Vorfluter geleitet oder aber teilweise in die Fermenter rezirkuliert wird.

Die 1620 XOige Biomasse, welche nun eine cremeförmige Konsistenz aufweist, wird anschliessend eingedickt, d. h. in Trocknungsapparaten zur Trockenmasse getrocknet.

Diese Trocknung, bei welch er pro kg erzeugter Trockensubstanz 5-7 kg Wasser verdampft werden müssen, ist insofern teuer, als grosse Anlagen erstellt werden müssen und je nach Art der Trocknung (Trommeltrockner, Zerstäubungstrockner) pro kg verdampftes Wasser 1,5-2,5 kg Dampf verbraucht werden. Diese Trocknung belastet die Kosten des Endproduktes einerseits mit grossen Amortisationen, anderseits mit grossen, laufenden Dampfkosten.

Aufgabe der Erfindung ist ein energiesparendes Verfahren zur Aufarbeitung von durch Fermentation unter Verwendung von Alkoholen, vorzugsweise Äthyl- oder Methylalkohol, als Kohlenstoffquelle hergestellten Proteinen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der für die Fermentation verwendete Alkohol vorerst dazu verwendet wird, um die aus den Fermentern abgetrennte, eingedickte Biomasse durch Austausch resp. Auswaschung vom Wasser zu befreien.

Bei den durchgeführten Fermentationen dienten Äthylund/oder Methylalkohol als einzige Kohlenstoffquelle. Es hat sich so gezeigt, dass die beispielsweise durch Separatoren eingedickte Biomasse mit dem für die Fermentierung verwendeten Alkohol ausgewaschen werden kann. Das in der Biomasse vorliegende Wasser wird durch den Alkohol extrahiert, d. h. ausgetauscht. Da ja ohnehin der Alkohol im allgemeinen vor der Fermentierung mit Wasser auf 10-20% verdünnt werden muss, ist diese Alkoholwaschung der Biomasse ohne speziellen Aufwand möglich. Der Alkohol braucht also nicht destilliert zu werden, sondern kann lediglich mit Wasser auf die gewünschte Konzentration eingestellt werden, bevor er in die Fermentierung geht. Eventuelle Vitamine und andere Wuchsstoffe (freie Aminosäuren), die durch die Waschung in den Alkohol gelangen, sind für die Fermentierung vorteilhaft.

Die alkoholische Biomasse kann nun viel leichter auf Separatoren und sogar auf Filtern weiter verarbeitet werden.

Sie liegt in krümeliger Form vor, lässt sich leicht filtrieren, und der überschüssige Alkohol kann mit wenig überhitztem Dampf ausgeblasen, kondensiert und ebenfalls in die Fermentierung geführt werden.

Die Figur in Form einer Skizze soll als Beispiel das Verfahren näher erläutert.

Die im Fermenter 1 erzeugte Biomasse wird über einen Separator 2 abgetrennt. Die abgetrennte Flüssigkeit wird über eine Leitung 3 dem Kanalsystem zugeleitet. Die Biomasse geht in einen Mischbehälter 4 und wird dort mit Alkohol resp. Methanol über die Leitung 5 versetzt und vermischt.

Über eine Trennvorrichtung 6, die ein Separator oder Filter sein kann, wird die Alkohol/Wasser- resp. Methanol/Wasser Mischung von der Biomasse abgetrennt und dem Fermenter 1 über die Leitung 7 zugeführt. Die nun krümelige Biomasse wird über die Leitung 8 einer Vorrichtung 9 zugeführt und dort vom Restalkohol befreit, der kondensiert wird und gleichfalls dem Fermenter über die Leitung 10 zugeleitet wird. Der Vorrichtung 9 kann beispielsweise Dampf über eine Leitung 11 zugeführt werden. Das Trockenprodukt wird über die Leitung 12 ausgetragen.

Das Alkohol- oder Methanol-Auswaschverfahren hat noch den Vorteil, die schmierige, wässerige Biomasse zu koagulieren, wobei das jeweilig günstigste pH eingestellt werden muss.

Die Auswaschung der wässerigen Biomasse mit Alkohol resp. Methanol kann im Gegenstrom-Verfahren auf geeigneten Apparaten erfolgen, so dass nur noch Spuren von Wasser in der Biomasse verbleiben. Durch Osmose geht auch das Zellwasser in den Alkohol über, so dass praktisch kein Wasser mehr bei der Trocknung verdampft werden muss.

Anstelle von Trommeltrockner oder Zerstäubungstrockner können so auch billigere Trockner-Typen verwendet werden, d. h. Trockner, die sich für krümelige Stoffe eignen.

Das so erzeugte alkohol- resp. methanolfeuchte Produkt lässt sich nicht nur leicht auspressen, sondern auch mit Dampf strippen, um alle Reste von Alkohol zu entfernen.

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Aufarbeitung von durch Fermentation unter Verwendung von Alkoholen als Kohlenstoffquelle hergestellten Proteinen, dadurch gekennzeichnet, dass der für die Fermentation verwendete Alkohol vorerst dazu verwendet wird, um die aus den Fermentern abgetrennte, eingedickte Biomasse durch Austausch resp. Auswaschung vom Wasser zu befreien.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol nach Separierung des Fermentationsgemisches erfolgt.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol durch Sedimentation im Gegenstrom erfolgt.

3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol durch Anrühren und anschliessende Filtration erfolgt.

4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse anschliessend an den Austausch durch Pressung vom Alkohol befreit wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse anschliessend mit Dampf vom Restalkohol befreit wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoholische Biomasse durch Erhitzung vom Alkohol befreit wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Biomasse abgetrennte und abdestillierte Alkohol ebenfalls der Fermentation zurückgeführt wird.

8. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch des Wassers gegen Alkohol resp. Methanol bei erhöhter Temperatur erfolgt.

9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Restverdampfung

des Alkohols resp. Methanols im Vakuum durch Verwendung der im Fermenter entstehenden Wärme erfolgt.

10. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse mit Lauge gelöst, mit Säure gefällt, filtriert oder separiert und mit Alkohol resp. Methanol gewaschen und anschliessend getrocknet wird.