DD219038A3 - PROCESS FOR OBTAINING BIOMASS - Google Patents

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DD219038A3
DD219038A3 DD24056582A DD24056582A DD219038A3 DD 219038 A3 DD219038 A3 DD 219038A3 DD 24056582 A DD24056582 A DD 24056582A DD 24056582 A DD24056582 A DD 24056582A DD 219038 A3 DD219038 A3 DD 219038A3
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DD
German Democratic Republic
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biomass
suspension
production
unprotected
anaerobic
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DD24056582A
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German (de)
Inventor
Klaus Thiems
Joachim Bauch
Juergen Langner
Walter Brendler
Gerhard Tuchman
Lothar Reichelt
Siegfried Hallensleben
Klaus Kammel
Hans-Frieder Listewnik
Jevgenia N Zdannikova
Gennadij I Mescankin
Original Assignee
Petrolchemisches Kombinat
Allunionsforschungsinst
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Biomasse im ungeschuetzten Prozess auf Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Erdoeldestillaten oder -raffinaten auf dem Gebiet der Biotechnologie. Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, bei dem ein nicht geschuetzter Prozess zur Herstellung von Biomassesuspensionen einen Schutz vor Infektionen durch Fremdorganismen in Form von auftretenden anaeroben Mischgaerungen erfaehrt. Der Erfindung liegt die Aufgabe der Schaffung von technologischen Bedingungen im Verfahren zur Gewinnung von Biomasse zugrunde, bei denen bei einer ungeschuetzten Prozessfuehrung das Auftreten von Femdorganismen, die anaerobe Mischgaerungserscheinungen hervorrufen koennen, verhindert wird und die Qualitaetsparameter der Biomassesuspension eingehalten werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem ein Verfahren angewendet wird, bei dem die durch einen ungeschuetzten Fermentations- und Aufarbeitungsprozess gewonnene konzentrierte Biomassesuspension bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Standzeit durchlaeuft, wobei gleichzeitig Luft in die Suspension eingetragen wird. Damit werden zusaetzliche technologische Massnahmen und ein erhoehter oekonomischer Aufwand vermieden.The invention relates to a process for the production of biomass in the unprotected process on hydrocarbons, such as. B. petroleum distillates or raffinates in the field of biotechnology. The object of the invention is the development of a process in which an unprotected process for the production of biomass suspensions receives protection against infections by foreign organisms in the form of occurring anaerobic mixtures. The invention is based on the object of creating technological conditions in the process for the production of biomass, in which the occurrence of foreign organisms that can cause anaerobic Mischegerserscheinungen is prevented in an unprotected Prozeßfuehrung and the quality parameters of the biomass suspension are met. According to the invention, the object is achieved by applying a method in which the concentrated biomass suspension obtained by an unshaken fermentation and work-up process passes through a certain service life at a certain temperature, at the same time introducing air into the suspension. This avoids additional technological measures and an increased economic outlay.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention Verfahren zur Gewinnung von BiomasseProcess for the production of biomass

IPK: C 12 Έ IPK: C 12 Έ

Anwendungsgebiet der Erfindung - , Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Biomasse, die durch eine mikrobielle Konvertierungvon Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere von n-alkanhaltigen Erdöldestillaten bzw. -raffinaten mit Hefen, gewonnen werden.The invention relates to a process for the production of biomass obtained by a microbial conversion of hydrocarbon mixtures, in particular of n-alkane-containing petroleum distillates or raffinates with yeasts.

Sie kann in der mikrobiologischen Industrie angewendet werden und ist in die IPK C 12 N einzuordnen.It can be used in the microbiological industry and is classified in the IPK C 12 N.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Mikrobielle Biomassen, die durch Kultivierung von Mikroorganismen* z· B. auf der Basis von Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere n-alkanhaltigen Erdöldestillaten bzw. -raffinaten gewonnen werden, werden bekanntlich im Fe'rmentationsprozeß erzeugt. Bekannte Verfahren sind in den DE-OS 1417560, DE-OS 1470480, DE-OS 1470484, DE-OS 1470517 und DD-WP 105 825 beschrieben.Microbial biomasses obtained by culturing microorganisms * eg based on hydrocarbon mixtures, in particular n-alkane-containing petroleum distillates or raffinates, are known to be produced in the fermentation process. Known methods are described in DE-OS 1417560, DE-OS 1470480, DE-OS 1470484, DE-OS 1470517 and DD-WP 105 825.

In den genannten Verfahren wird die Züchtung der eingesetzten Mikroorganismen durch die kontinuierliche Zugabe von einer Kohlenstoffquelle als Substrat, von einem Nähr- und Spurensalzmedium, Wasser- und Luft als Sauerstoffquelle in einem Fermentor vorgenommen. # Bei Anwendung von n-alkanhaltigen Erdöldestillaten bzw. -raffinaten als Kohlenstoffquelle besteht der kontinuierlich abgeführte Fermentorauslauf aus einem Vierphasengemisch, bestehend aus nichtkonvertierten Kohlenwasserstoffen, überschüssigen Hähr- und Spurensalzen, Luft und den gezüchteten Mikroorganismen.In the said methods, the growth of the microorganisms used is carried out by the continuous addition of a carbon source as a substrate, a nutrient and trace salt medium, water and air as an oxygen source in a fermentor. # When using n-alkane petroleum distillates as a carbon source, the continuously discharged fermenter effluent consists of a four-phase mixture consisting of non-converted hydrocarbons, excess crawler and trace salts, air and the cultured microorganisms.

Die weitere Aufkonzentrierung der Mikroorganismenbiomasse erfolgt durch einen Aufrahmungsprozeß, der einen großen Seil des wäßrigen Kulturmediums und der im Gemisch vorhandenen Luft abtrennt und die wäßrige Phase in den Konzentrationsprozeß zurückführt.· > Die, aufgerahmte Mikroorganismenbiomasse wird in einem anschließenden mehrstufigen Separationsprozeß bzw. Eindampfungsprozeß unter spezifischen Bedingungen hinsichtlich der Verweilzeit und des Temperaturregimes von dem größten Teil an nichtumgesetzten Erdöldestillat- bzw.-raffinatanteilen sowie von" weiteren Prozeßwasseranteilen befreit.The further concentration of the microorganism biomass is carried out by a creaming process, which separates a large rope of the aqueous culture medium and the air present in the mixture and the aqueous phase in the concentration process leads back.>> The, framed microorganism biomass is in a subsequent multi-stage separation process or evaporation under specific Residual and temperature regime conditions are freed from most of unreacted petroleum distillate and raffinate fractions, as well as other process water fractions.

Unter den angewendeten Aufarbeitungsbedingungen wird die Lebensfähigkeit der Mikroorganismen beseitigt bzw.· bei Berücksichtigung der vorhergehenden nicht.sterilen Prozeßführung stark eingeschränkt. Die' erzeugte bräunliche, sahnige Biomassesuspension weist im Durchschnitt folgende Zusammensetzung auf: Under the working conditions applied, the viability of the microorganisms is eliminated or severely limited in consideration of the previous non-sterile process control. The brownish, creamy biomass suspension produced has, on average, the following composition:

Hefetrockensubstanz : 19 bis 24 Masse-% Wasser . : 69,6 bis 74,6 Masse-% Erdöldestillat : 3,2 Masse-%Yeast dry substance: 19 to 24% by mass of water. : 69.6 to 74.6% by weight of petroleum distillate: 3.2% by mass

Salze '':' 0,2 bis 1,0 Masse-%Salts' ':' 0.2 to 1.0% by mass

oberflächenaktivesurfactants

Substanzen. : bis 0,5 Masse-%Substances. : up to 0.5% by mass

Zur Gewinnung einer Hefetrockensubstanz wird die Biomassesuspension im technologischen Ablauf zwischenzeitlich gelagert und nachfolgend einem Trocknungsprozeß, insbesondere einer Düsenzerstäubungstrocknung unterzogen. Die Stapelung der Biomassesuspension erfolgt hierbei zur Vermeidung Entmischungserscheinungen der Suspension unter Rühren bei einem pH-Wert-von 4,5 - 6,0 und einer Temperatur von 283 bis 343 K, vorrangig bei 313 bis 323 K. Die Standzeit der Suspension vor dem Eingang in den Trocknungsprozeß richtet sich ^nach der jeweiligen Trocknerleistung bzw. der verfügbaren Trocknerkapazität.To obtain a yeast dry substance, the biomass suspension is stored in the technological process in the meantime and subsequently subjected to a drying process, in particular a Düsenserstäubungstrocknung. The stacking of the biomass suspension is carried out to avoid segregation phenomena of the suspension with stirring at a pH value of 4.5 to 6.0 and a temperature of 283 to 343 K, primarily at 313 to 323 K. The service life of the suspension in front of the entrance in the drying process ^ depends on the respective dryer capacity or the available dryer capacity.

· · - 3 -    · · - 3 -

Es kann unter Berücksichtigung dieser Bedingungen zu Standzeiten der Biomassesuspension von über 10 Stunden '-kommen. Unter diesen nicht sterilen Bedingungen kann es in Abhängigkeit vom Standort der Produktionsanlage zu Infektionserscheinungen in Form von anaeroben Mischgärungen der Biomassesuspension kommen, die sich in der Neigung der Suspension zur Schaumbildung und in der Nichteinhaltung der Grenzwerte des Behälterstandes äußert. Der Verarbeitungsprozeß der Biomassesuspension wird erschwert, es kommt durch die eingetretenen anaeroben Prozesse zur Anreicherung von Stoffwechselprodukten im Medium, die die Medieneigenschaften für eine nachfolgende Verarbeitung nachteilig beeinflussen. Die Infektionsprozesse zeigen sich an der Zunahme nach Art und Menge von bakteriellen Begleitorganismen, die dem Verfahrensprinzip fremd sind (Bakterienkeime 10 Keime/ml wäßriger Phase). Solche gealterten und infizierten Biomassesuspensionen verhalten sich bei den nachfolgend angewendeten Trocknungsbedingungen so, daß das gebildete mittlere Trocknungskora eine Abnahme der Schüttdichte,erfährt und die gebildeten einzelnen Hohlkugeln dünnere Schalen aufweisen. Die Verstärkung korrosiver Eigenschaften des Mediums ist nicht auszuschließen, das Auftreten eines unerwünschten Geruches gegenüber dem normalen charakteristischen Hefegeruch ist zu verzeichnen. Es sind aus der Literatur zur Gewinnung von mikrobiellen Biomassen und Eiweißkonzentraten Verfahren bekannt, die die Beseitigung bzw. Vermeidung von Infektionen zum Ziele haben.Taking these conditions into account, the biomass suspension can last more than 10 hours. Under these non-sterile conditions, depending on the location of the production plant, infection phenomena may occur in the form of anaerobic mixed fermentation of the biomass suspension, which manifests itself in the tendency of the suspension to foam and in the non-compliance with the limits of the container level. The processing of the biomass suspension is made difficult, it comes through the occurred anaerobic processes for the accumulation of metabolic products in the medium, which adversely affect the media properties for subsequent processing. The infection processes are reflected in the increase in the type and amount of bacterial accompanying organisms, which are foreign to the process principle (bacterial germs 10 germs / ml aqueous phase). Such aged and infected biomass suspensions behave under the drying conditions used below so that the average drying medium formed experiences a decrease in bulk density and the individual hollow spheres formed have thinner shells. The enhancement of corrosive properties of the medium is not excluded, the occurrence of an undesirable odor compared to the normal characteristic yeast odor is recorded. There are known from the literature for the production of microbial biomass and protein concentrates methods that have the elimination or prevention of infections as the goal.

Eine Möglichkeit besteht in der Erhöhung der Lagerungstemperatur der Biomassesuspension, zum Beispiel bis zu 358 K, wobei die Infektionsgefahr herabgemindert wird* Außer dem zusätzlichen ,ökonomischen Aufwand ist dabei aber zu berücksichtigen, daß die Temperaturbeständigkeit der Suspension dabei ihre Grenze erreicht.One possibility is to increase the storage temperature of the biomass suspension, for example, up to 358 K, whereby the risk of infection is reduced. * In addition to the additional, economic effort is to be considered that the temperature resistance of the suspension reaches its limit.

Die Veränderung .des pH-Wertes der Biomassesuspension in die Sähe' des Wertes im Ferment at ion spr ο seß (z.B. 4,1) bzw..· der Anhebung des pH-Wertes in den alkalischen Be-. reich (z.B. 8) vermindert ebenfalls das Auftreten einer bakteriellen Infektion., so daß anaerobe Gärungsprozesse nicht stattfinden. Diese Methoden der Verhinderung bzw. Beseitigung von Infektionen haben unter den Bedingungen der lagerung der Biomassesuspension die'entscheidenden Nachteile, daß der Grad der hydrolytischen Reaktionen der Biomasse zuungunsten von Ausbeute und Qualität zu nimmt, die Verstärkung korrosiver Erscheinungen an Apparaten, Pumpen und Rohrleitungen erfolgt und im Falle der Verschiebung des. pH-Wertes in das alkalische Gebiet Ausfällungen von Salzen bzw. eine,Wasserhärte zu erwarten -sind. Ein höherer technisch-ökonomischer Auf- v wand und ein höherer technologischer Umfang zur Sicherung der Gebrauchswerteigenschaften der aus der Biomassesuspension erzeugten Futterhefe ist notwendig. Die spezielle Zusammensetzung der Biomassesuspension im Verfahren zur Gewinnung von Biomasse aus Erdöldestillaten bzw. -raffinaten verursacht auch den Ausschluß wei- N terer Methoden zur Verhinderung bzw. Beseitigung von Infektionserscheinungen, wie zum Beispiel die Absenkung der Temperatur (Devis, Tarasjuk, Zeitschrift "Mikrobiologische Industrie" 1972, Ir. 5, S. 1 - 3 ), die Zugabe von Konservderungs- bzw. Entschäumermittel sowie die Zugabe von weiteren Erdöldestillat bzw. kohlenwasserstoffhaltigen Medien. Technisch-ökonomische Mehrbelastungen und vor allem Beeinträchtigungen der Qualität des zu gewinnenden Endproduktes wären die Folgeerscheinungen. In der Praxis wird eine Methode angewendet, die den Abbruch des Prozesses bei Nachweis von Infektionen herbeiführt. Das hat den Verlust von hochkonzentrierten Biomassesuspenaionachargen zur Folge und bedeutet hohe Ökonomische Verluste, Belastungen der Umwelt,The change of the pH value of the biomass suspension into the sowing of the value in the ferment at ion syrup (eg 4.1) or the elevation of the pH into the alkaline loading. rich (eg 8) also reduces the occurrence of a bacterial infection, so that anaerobic fermentation processes do not take place. These methods of preventing or eliminating infections have, under the conditions of storage of the biomass suspension, the decisive disadvantages that the degree of hydrolytic reactions of the biomass decreases to the detriment of yield and quality, the reinforcement of corrosive phenomena takes place on apparatus, pumps and pipelines, and in the case of the shift of the pH in the alkaline area, precipitations of salts or water hardness are to be expected. A higher technical and economic outlay v and a higher technological scope for securing the utility properties of the fodder produced from the biomass suspension is necessary. The specific composition of the biomass slurry in the process for production of biomass from petroleum distillates or -raffinaten also causes the exclusion WEI N more excellent methods for the prevention or elimination of infection symptoms, such as the lowering of the temperature (Devi, Tarasjuk, Zeitschrift "Microbiological Industrial "1972, Ir. 5, pp. 1-3), the addition of preserving or defoaming agents and the addition of further petroleum distillate or hydrocarbon-containing media. Additional technical and economic burdens and above all impairments to the quality of the end product to be won would be the consequence. In practice, a method is used which causes the termination of the process in case of infection. This results in the loss of highly concentrated biomass suspensions and means high economic losses, pollution of the environment,

speziell der. Abwasserlast und einen zusätzlichen Reinigungsaufwand für die Behältnisse und einen erhöhten Rohstoffeinsatz zum Ausgleich des Produktionsausfalls» Die sichere Verhinderung des Eintretens· und/oder Einschränkung der möglichen Auswirkungen von Infektionen ist deshalb eine wichtige Maßnahme einer effektiven Prozeßführung zur Gewinnung einer hohen Biomassequalität·especially the. Wastewater load and additional cleaning effort for the containers and an increased use of raw materials to compensate for the loss of production »The safe prevention of the occurrence and / or limitation of the possible effects of infections is therefore an important measure of effective process control for obtaining a high biomass quality.

Ziel der Erfindung. . Object of the invention. ,

Ss ist <das Ziel der Erfindung ein Verfahren zu entwickeln, bei den ein nicht geschützter Prozeß zur Gewinnung von Bioinas se suspension en durch Konvertierung von n—Alkane enthaltenen Erdöldestillaten "bzw. -raffinaten einen Schutz vor Infektionen durch Fremdorganismen in Form von auftretenden' anaeroben Mischgärungen erfährt.-Thus, the object of the invention is to develop a process in which an unprotected process for obtaining bioinase suspensions by conversion of n-alkane-containing petroleum distillates protects against infection by foreign organisms in the form of occurring anaerobic Mixed fermentation learns.-

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Zielstellung der Erfindung beinhaltet als technische Aufgabe die Schaffung von technologischen Bedingungen im Verfahren zur Gewinnung von Biomasse, bei denen bei einer ungeschützten Prozeßführung das Auftreten von Premdorganismen , die infektionsbedingte Schaumentwicklungen hervorrufen können, verhindert wird.und die Qualitätsparameter der Biomasse.eingehalten'werden·The object of the invention involves, as a technical problem, the creation of technological conditions in the process for the production of biomass, in which the occurrence of premodules, which can cause foam formation due to infection, is prevented in unprotected process control. And the quality parameters of the biomass are retained.

Erfindungsgemäß-wird die Aufgabe gelöst, indem ein Kombinationsverfahren angewendet wird, bei dem die durch einen ungeschützten Fermentations- und Aufarbeitungsprozeß gewonnene konzentrierte .Biomassesuspension, bestehend aus Hefetrockensubstanz, Wasser, Erdöldestillat oder -raffi- > η at» anorganischen Salzen und oberflächenaktive Substanz, bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Standzeit durchläuft, wobei gleichzeitig Luft in die Suspension eingetragen wird.According to the invention, the object is achieved by using a combination process in which the concentrated biomass suspension obtained by an unprotected fermentation and work-up process consisting of yeast dry matter, water, petroleum distillate or raffinate inorganic salts and surfactant a certain temperature passes through a certain life, at the same time air is introduced into the suspension.

Die dem Kombinationsverfahren zugrundeliegenden einzelnen Maßnahmen führen isoliert voneinander nicht zur Verhinderung des Auftretens von Fremdorganismen, die die Ursache für eine Schaumentwicklung der Suspension bilden.The individual measures underlying the combination process, isolated from each other, do not lead to the prevention of the occurrence of foreign organisms, which form the cause of the foaming of the suspension.

Die im Permentationsprpzeß gewonnene Biomaase, die durch eine Aufrahmung, Separation oder Vakuumeindampfung aufkonzentriert,wird,, wobei der überwiegende Anteil an Erdöldestillat bzw. -raffinät und Wasser abgetrennt wird, unterliegt im technologischen Ablauf zur Gewinnung einer Hefetrockensubstanz durch, einen Trocknungsprozeß mit dem Ziel ihrer nachfolgenden extraktiven Reinigung einer Stapelung,-bevor die Biomasse in Anpassung an die nachgeschalteten Trockner bzw. deren Leistung weiterverarbeitet wird«  The biomaase obtained in the Permentationsprpzeß, which is concentrated by a creaming, separation or vacuum evaporation, wherein the majority of petroleum distillate and raffinate and water is separated, subject in the technological process for obtaining a yeast dry matter by, a drying process with the aim of their subsequent extractive cleaning of a stacking -before the biomass is further processed to suit the downstream dryers or their performance «

Die Biomassesuspension weist.dabei im Durchschnitt folgende Kennzahlen auf: s ·The biomass suspension weist.dabei on average the following characteristics: s ·

Dichte bei 283 K : ca. 1020 - 1050 kg/m3 Wärmeleitzahl : = 0,41868 w/(m.kj mittlere spezi- ' ., ' . . . / . / . fische Wärme' : c 's 3,5169 J/kg , Die Stapelung .der Biomaase erfolgt zumeist in zylin-. drischen Behältern, wobei der Produktstand in den Stäpelbehältern zwischen 1,5 bis 4,5 m, in der Regel 3»5 m beträgt. Zur Vermeidung von Entmischungserscheinungen in der Biomasse und damit der Ausbildung eines Erdöldeatillatbzw. -raffinätfilmes wird die gelagerte • Biomasse gerührt.Density at 283 K: ca. 1020 to 1050 kg / m 3 coefficient of thermal conductivity:... S 3.5169: 0.41868 = w / (average specific m.kj / / fish heat 'c', '.'.. J / kg, The biomaase is usually stacked in cylindrical containers, with the product level in the stalk containers being between 1.5 and 4.5 m, usually 3 to 5 m, to avoid segregation phenomena in the biomass and thus the formation of a petroleum distillate film, the stored biomass is agitated.

Als günstiger Bereich der Stapelung hat sich hierbei eine Temperatur von 283 bis 343 K, vorzugsweise 313 bis 323 K ergeben.As a favorable range of stacking in this case has a temperature of 283 to 343 K, preferably 313 to 323 K revealed.

Bei dieser Temperatur, unter Berüeksichtigung der Reaktionsfähigkeit der Hefesuspension und der nichtgeschützten Stapelung, ist die Biomasse infektionsgefährdet. Eine bakterielle Kontamination in der Größen-At this temperature, taking into account the reactivity of the yeast suspension and the unprotected stacking, the biomass is at risk of infection. Bacterial contamination in the size

8 ! 8 !

Ordnung von 10 Keimen/ml wäßrige Phase, wobei stabchenförmige Keime und Kokkenformen überwiegen, ist jeder Zeit möglich1. Die Folge sind unerwünschte' anaerobe Miachgärungsprozease in der Suspenaion, die zur Mchtbeherrachung dea Prozeases und ökonomischenOrder of 10 germs / ml of aqueous phase, wherein rod-shaped germs and Kokkenformen prevail, is possible at any time 1 . The consequence is undesirable anaerobic digestion in the suspenaion, which is responsible for the control of deaeases and economic

Verlusten führen. Hierbei hat sich die Standzeit der Suspension in den Behältern als außerordentlich bedeutungsvoll herausgestellt. Standzeit des Produktes von 2 bis 8 Stunden, vorzugsweise 4 bis 6 Stunden, haben sich für die.Weiterverarbeitung der Suspension als günstig erwiesen, da das Auftreten bakterieller Infektionserscheinungen in diesem Zeitraum vermieden \ "wird. Bei. der Lagerung einer hochkonzentrierten Biomas se suspension in Behältern mit großen Schichthöhen, der Gefahr von Totvolumina mit gealtertem Produkt bei Temperaturbereichen, die eine bakterielle Kontamination förderlich sind sowie pH-Werten in der Suspension. um 4,5 bis 6,0 hat sich in Kombination einer geeigneten lagerungstemperatur und einer optimalen Ständzeit der· Suspension die Belüftung der Suspension als vorbeugende Maßnahme zur Verhinderung bzw. Aufhebung möglicher anaerpber Mischgärungsreaktionen durch Infektionen bei ungeschützten Bedingungen ergeben. Hierzu wird über eine geeignete Verteilungsvorrichtung in Abhängigkeit der gelagerten Biomassesüspensionsmenge Luft kontinuierlich über die Standzeit eingetragen, so daß anaerobe Lebensbedingungen für bakterielle Infektionskeime aufgehoben sind. v Losses lead. Here, the life of the suspension in the containers has proven to be extremely significant. The lifetime of the product of 2 to 8 hours, preferably 4 to 6 hours, has proved to be favorable for the further processing of the suspension, since the occurrence of bacterial infection phenomena is avoided during this period of storage of a highly concentrated biomasse suspension in Containers with large layer heights, the risk of dead volumes with aged product at temperature ranges that promote bacterial contamination and pH values in the suspension by 4.5 to 6.0 has been found in combination with a suitable storage temperature and an optimal storage life of the suspension. Suspension, the ventilation of the suspension as a preventive measure to prevent or abolish possible anaerpic Mischgärungsreaktionen by infection in unprotected conditions result in. For this purpose, a suitable distribution device depending on the stored Biomassesüspensionsmenge air continuously over the life recorded, so that anaerobic living conditions are abolished for bacterial infection germs. v

Damit ist die Weiterverarbeitung der Biomassesuspension durch einen sich anschließenden Trocknungsprozeß gewährleistet und.Produktverluste sowie Beeinträchtigungen der Qualität werden vermSaden. Die Stabilität der Prozeßführung wird erreicht und die wirtschaftliche Effektivität ist gesichert. ^Thus, the further processing of the biomass suspension is ensured by a subsequent drying process und.Produktverluste and impaired quality vermSaden. The stability of the process control is achieved and the economic effectiveness is ensured. ^

Die Erfindung wird an folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert:The invention is explained in more detail in the following exemplary embodiments:

Beispiel 1 . " " , . , Example 1 . "",. .

In einem 2200 et Taudb-Strahlfermentor mit einem Arbeits-In a 2200 et Taudb jet fermentor with a working

3 '3 '

voliamen von 1223 in -werden in einem kontinuierlichen; Verfahren Hefen der Gattung - Lodderomyces elongis-** porus (IMET H128) auf einer Erdöldestillatfraktion vom Siedebereich 513 bis 633 K gezüchtet. Der n-Alkan-, gehalt im Erdöldestillat beträgt 16,5 Die Fermentationstemperatur beträgt 306 K, der pH-¥ert liegt bei 4,2. Die Verweilzerfc im Fermentor beträgt 4 Stunden. Der spezifische theoretische Energkeintrag liegt bei 1,10 kW/t.voliamen of 1223 in-be in a continuous; Method Yeasts of the genus - Lodderomyces elongis - ** porus (IMET H128) grown on a petroleum distillate fraction boiling 513 to 633 K. The n-alkane content in the petroleum distillate is 16.5 % · The fermentation temperature is 306 K, the pH value is 4.2. The residence time in the fermentor is 4 hours. The specific theoretical energy input is 1.10 kW / t.

Die Bahr- und Spurensalze werden in Form von zwei Uährsalzlösungen in den Fermentationsprozeß eingeführt. Die STährsalzlösung I ist eine 1-5-%ige wäßrige Kaliumchloridlösung, Uähr salzlösung II ist eine aus den Medien Magnesiumsulfat, Kupfersulfat, Zinksulfat, Mangansulfat, Eisen-III-chlorid, Phosphorsäure und Wasser bestehende saure Salzlösung. Die sich aus den nachfolgend aufgeführten Verbrauchsund den Prozeßkennwerten ergebenden Dosiermengen der Hähr- und Spurenelemente sind der im kontinuierlichen Prozeß angestrebten Produktivität angepaßt.The Bahr and trace salts are introduced in the form of two Uährsalzlösungen in the fermentation process. The salt solution I is a 1-5% aqueous potassium chloride solution, Uähr salt II is a consisting of the media magnesium sulfate, copper sulfate, zinc sulfate, manganese sulfate, ferric chloride, phosphoric acid and water acidic salt solution. The dosage amounts of the trace and trace elements resulting from the consumption and process characteristics listed below are adapted to the productivity desired in the continuous process.

Spezifische Verbrauchskennziffern der ITähr- und Spurensalzlösungen ] Specific consumption figures of ITähr and trace salt solutions ]

eingesetzter Rohstoffused raw material

Element spezifischer Element-Bedarf § Element/kg Hefetrocken- " substanz , ' Element Specific Element Requirement § Element / kg Yeast Dried Substance ,

Phosphorsäure 74,5 %±g Kaliumchlorid Magnesiumsulfat Eisen-II-sulfat Kupfersulfat Mangansulfat Zinksulfat ·Phosphoric acid 74.5 % ± g potassium chloride magnesium sulfate ferrous sulfate copper sulfate manganese sulfate zinc sulfate ·

PP 17,517.5 - 18- 18 KK 2020 Mgmg 0,940.94 FeFe 0,020.02 CuCu 0,02  0.02 - 0,03- 0.03 MnMn 0,160.16 ZnZn 0,220.22

In das wäßrige Prozeßwasser wird zur Intensivierung des Fermentationsprozesses eine Hilfsstoffkombination von der Struktur Propylenoxidethylenozidaddukt/poLyethylengl.ykol in einer Konzentration von etwa 600 mg/1 wäßriges Kulturmedium zugegeben." Die Produktivität des Prozesses beträgt 3,6 kg Hefetrockensubstanz (t.l bei einer Ausnutzung der n-Alkane im Erdöldestillat von 65 %).In the aqueous process water, an adjuvant combination of the structure Propylenoxidethylenozidaddukt / poLyethylengl.ykol in a concentration of about 600 mg / 1 aqueous culture medium is added to intensify the fermentation process. "The productivity of the process is 3.6 kg yeast dry matter (tl when using the n Alkanes in the petroleum distillate of 65%).

Die Aufkonzentrierung des Fermentorablaufes erfolgt durch eine Aufrahmung des Vierphasengemisches Erdöl- destillat/Biomasse/Prozeßwasser/Luft, wobei eine Abscheidung des Prozeßwassers von 60 % erzielt wird. Das abgetrennte Prozeßwasser wird in den Fermentationsprozeß zurückgeführt. Zum Aufgerahmten gibt man wiederum etwa 800 mg/1 Aufgerahmtes der genannten Hilfsstoffkömbination und erhitzt die Suspension auf '353 bis 358 K· Durch Anwendung einer zweistufigen Separation wird weitgehend das entpar affinierte Erdöldestillat und weiteres ProzeßwasseE abgetrennt. Das abgetrennte Erdöldestillat wird auf separativen Wege weiter gereinigt und einen Raffinationsprozeß unterzogen.The concentration of the Fermentorablaufes carried by a creaming of the four-phase mixture petroleum distillate / biomass / process water / air, whereby a separation of the process water of 60 % is achieved. The separated process water is returned to the fermentation process. To the creamed one again gives about 800 mg / 1 Aufgerahmtes the mentioned Hilfsstoffkömbination and heated the suspension to '353 to 358 K. By using a two-stage separation is largely the entpar-refined petroleum distillate and other ProzeßwasseE separated. The separated petroleum distillate is further purified by separate means and subjected to a refining process.

Die auf etwa 10,5 % aufkonzentrierte Biomassesuspension wird, durch eine Vakuumeindampfung weiter aiikonzentriert rund vor der sich anschließenden Druckdüsenzerstäubungstrocknung in;zylindrischen Stapelbehältern bei 313 bis 323 K 5,8 Stunden gestapelt, wobei Luft durch die etwa 3»5 m hohe Suspensionsschicht so eingetragen wird, daß keine anaerobe Mischgärungserscheinungen auftreten. (50 irr Luft/Stunde bezogen auf ca. 30 m Biomassesuspension)The biomass suspension, concentrated to about 10.5 % , is further stacked in aiikon centered around the subsequent Druckdüsenserstäubungstrocknung in cylindrical stack containers at 313 to 323 K 5.8 hours by vacuum evaporation, with air through the about 3 »5 m high suspension layer so entered is that no anaerobic Mischgärungserscheinungen occur. (50 irr air / hour related to about 30 m biomass suspension)

- 10 -- 10 -

Die Zusammensetzung der Suspension lautet:The composition of the suspension is:

:, ' Hefetrockensubstanz : 21,4 Ma.-% Gesamtextrahierbares : 6,5 Ma.-fo davon Kohlenwasserstoffe : 3,1 Ma.-% Wasser . : 72,1 Ma.-% Yeast dry substance: 21.4% by mass Total extractable: 6.5 Ma.-fo of which Hydrocarbons: 3.1 Ma. -% water. : 72.1 Ma. -%

Durch eine extraktive Reinigung der T.rockenbiomasse in einer kontinuierlichen Drehscheibenextraktionsanlage bei 313 K mit einem Extraktionsmittelgemiach Benzin-Äthanol-Ttfasser (= 80-19-1 Vol.-%) wurden die restlich in der Biomasse enthaltenen Kohlenwasserstoffe und der Hauptteil der Lipide entfernt. Bei Anwendung einer Druckdüsenzerstäubungstrocknung kann nachfolgend ein Trockenprodukt mit folgenden Eigenschaften erhalten werden.By extractive purification of the T. dry biomass in a continuous rotary extraction unit at 313 K with an extractant according to gasoline-ethanol T tfasser (= 80-19-1 vol .-%), the residual hydrocarbons contained in the biomass and the bulk of the lipids were removed , When using a pressure nozzle atomization drying, a dry product having the following properties can subsequently be obtained.

Aussehen : - gelb bis braunAppearance: - yellow to brown

Gefüge : - grießig', rieselfähig -Microstructure: - gritty, free-flowing -

Form : - poröse HohlkugelnShape: - porous hollow spheres

Verhalten : - gering hykroskopischBehavior: - low hygroscopic

Geruch und Ge- .Smell and genus

schmack : - arteigen mittlerer Kugeldurchmesser maximaler ." 5 minimaler " Schüttdichte Rütteldichte Hefetrockensubstanz Gesamtextrahierbares Wasser , taste: - average medium ball diameter maximum. " 5 minimum" bulk density bulk density yeast dry substance total extractable water,

180 um ca.500 jam ca. 50 pm 180 about 500 jam about 50 pm

450-550 kg/m3 bis ca. 700 kg/m3 72,3 Ma.-% , 18,1 Ma."% 9,6 Ma.-%450-550 kg / m 3 to approx. 700 kg / m 3 72.3 mass%, 18.1 Ma. "% 9.6% by mass

Das Extraktionsmittel wird anschließend aus der extrahierten Biomasse durch eine zweistufige thermische Trocknung entfernt. Das Endprodukt zeichnet sich durch eine hohe Qualität aus.The extractant is then removed from the extracted biomass by a two-stage thermal drying. The end product is characterized by a high quality.

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Kennzahlen der Biomasse, bezogen auf TrockenproduktKey figures of the biomass, based on dry product

Aussehen GefügeAppearance structure

Geruch und Geschmack Rohproteingehalt L.ysingehalt Methioningehalt Hukl e in säur e g eh al t Magnesiumgehalt Kupfergehalt Eisengehalt Man gang ehalt ZinkgehaltOdor and taste Crude protein content Lysine content Methionine content H alglyceride Magnesium content Copper content Iron content Man u al content Zinc content

Beispiel 2Example 2

beige bis hellbraun nicht klumpig arteigen 61,7 % beige to light brown not lumpy 61.7 %

7 1 Cl7 1 Cl ,1/0, 1/0

1,4 % 1.4 %

7,8 % 1390 kg/kg7.8 % 1390 kg / kg

79 mg/kg 500 mg/kg 160 mg/kg 770 mg/kg79 mg / kg 500 mg / kg 160 mg / kg 770 mg / kg

Im Vergleich zu Beispiel 1 wird ein weiterer Produktionsversuch unter den geschilderten ,Arbeitsbedingungen durch* geführt. Auf Grund von Abweichungen im optimalen Prozeßregime in den Verfahrensstufen der Separation und der Vakuumeindampfung und einer betrieblichen Störung in der Trocknungsstufe wird die Biomassesuspension vor der Trocknung 12 Stunden bei 323 K in einer Schichthöhe von 4,0 m unter leichten Rühren zur Vermeidung von Sedimentationserscheinungen gelagert. Hierbei kommt es zu Erscheinungen einer anaeroben Mischgärung.des Produktes, die bewirkt, daß starkes Schäumverhalten auftritt. Die Folge ist ein Überschäumen des Behälters, große Verluste an Produkt, ein Mehraufwand an Arbeitsvermögen zum Säubern der, Behälter und eine Belastung der Umwelt durch Auftreten von unangenehmen Gerüchen gebildeter niederer Carbonsäuren und Zersetzungsprodukten des Eiweißes. In der Suspension hat sich eine aus Stäbchen und Kokken bestehende BakterienproduktionCompared to Example 1, another production experiment is conducted under the described working conditions. Due to deviations in the optimal process regime in the process steps of separation and vacuum evaporation and an operational disturbance in the drying step, the biomass suspension is stored for 12 hours at 323 K at a layer height of 4.0 m with gentle stirring to avoid sedimentation phenomena before drying. This results in phenomena of anaerobic Mischgärung.des product, which causes strong foaming behavior occurs. The result is a foaming of the container, large losses of product, an extra workforce to clean the containers and an environmental burden due to the appearance of unpleasant odors formed lower carboxylic acids and decomposition products of the protein. The suspension has a bacterial production consisting of rods and cocci

S · (10 Keime/ml) angesiedelt, ein Gehalt von etwa 4g/l*S · (10 germs / ml) settled, a content of about 4g / l *

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wäßrige Phase Fettsäuren ist festzustellen. . Eine Weiterverarbeitung der infizierten Bi'omassesuspension zur Gewinnung einer extrahierfähigen Biomasse ist nicht möglich bzw. sehr erschwert, daa korrosive Verhalten einer solchen Suspension gegenüber den Behältern, Pumpen und Rohrleitungen verstärkt sich, zusätzliche Aufwendung seitens der Abwasser- bzw..Abproduktvernichtung sind zu verzeichnen. aqueous phase fatty acids is noted. , A further processing of the infected Bi'omassesuspension to obtain an extractable biomass is not possible or very difficult daa corrosive behavior of such a suspension over the tanks, pumps and pipelines reinforced, additional expenditure on the part of Abwasser- or .Abproduktvernichtung be recorded.

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Claims (1)

Erfindungsansprucn ' Invention Claims Verfahren zur Gewinnung von Biomasse durch Züchtung von Hefen auf Kohlenwasserstoffgemischen, insbesondere n-aikanhaltigen Erdöldestillaten bzw. -raffinaten, gekennzeichnet dadurch, daß hochkonzentrierte Biomassesuspension zur Verhinderung einer infektions-" bedingten Schaumentwicklung vor ihrer Trocknung durch Kombination der Maßnahmen Temperatureinwirkung^ bei 313. bis 333 E, mit Verweilzeiten von maximal .. .8 Stunden unter gleichzeitigem Eintrag von Luft behandelt wird« ,Process for the production of biomass by breeding of yeasts on hydrocarbon mixtures, in particular n-aikanhaltigen petroleum distillates or raffinates, characterized in that highly concentrated biomass suspension to prevent an infection-related foaming before drying them by combining the measures temperature effect ^ at 313. to 333 E, with a residence time of not more than 8 hours, with simultaneous entry of air,
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