DD281417A5 - Verfahren zur enzymatischen gelatinespaltung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur enzymatischen Spaltung von Gelatine von Filmmaterialien und Abfaellen der photographischen Industrie. Das Verfahren dient der Rueckgewinnung von Silber und Filmtraegermaterial. Durch den Einsatz thermostabiler Protease, die aus thermophilen Bacillusstaemmen gewonnen wurde, wird das Verfahren der Filmaufbereitung oekonomischer gestaltet. Die neue thermostabile Protease kann im Temperaturbereich von 40-80 Grad Celsius verwendet werden. Zur Spaltung der Gelatine kann entweder eine reine Enzymloesung oder das Fermentationsmedium selbst eingesetzt werden.{Gelatinespaltung; Fermentation; Silberrueckgewinnung; Filmmaterial; Bacillusstaemme; Enzym; Protease; Thermophilie; Thermoaktivitaet; Thermostabilitaet}
Description
Die Erfindung kann insbesondere zur Spaltung von Gelatine aus Filmmaterialien und Abfällen der photochemischen Industrie verwendet werden. Sie dient zur Rückgewinnung des Silbers und des Trägermaterials.
Die meisten Verfahren zur Rückgewinnung des Silbers aus der Gelatineemulsion von Filmmaterialien sehen im ersten Schritt eine Verflüssigung der Gelatine vor. Eine Ausnahme bildet die komplette Verbrennung der Filme und die Weiterverarbeitung der Asche. Aus den Lösungen der verflüssigten Gelatine wird das Silber nach bekannten Methoden gewonnen.
Wurde die Gelatine vom Filmmaterial abgelöst, so kann der Filmträger nach entsprechenden Waschprozessen ebenfalls einer Weiterverwendung lugeführt werden.
In der Art und Weise der Lösung der Gelatine gibt es zwischen den einzelnen Verfahren große Unterschiede.
Gemäß den Patenten US 3,928,253 und DD-WP 79923 werden die Trägerschichten durch spezielle, sehr selektiv wirkende Lösungsmittel in Lösung gebracht und dadurch die Trennung der Emulsionsschicht vom Träger erreicht.
Ein großer Nachteil dieser Verfahren ist, daß hierfür große Mengen an flüchtigen und brennbaren Lösungsmitteln benötigt werden, so daß ein noher sicherheitstechnischer Aufwand erforderlich ist.
Weit verbreitet sind Verfahren, die den Einsatz von Enzymen, speziell Proteasen, zur Lösung der Gelatine vorsehen.
In der DE-OS 2552928 wird lediglich der Einsatz von Bakterienprotease ohne weitere Angaben vorgeschlagen.
Zur mikrowellen Herstellung von Bakterienprotoasen werden in der Literatur eine Vielzahl von Verfahren angegeben. So wird in der DE-OS 2 506806 vorgeschlagen, Peptinase aus Stämmen von Cladosporium sp. zu gewinnen. In der DE-OS 2813247 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches von Peptinasen aus Schimmelpilzen, z. B. Aspergillus orycae beschrieben. Eine andere Peptinass, die zur Gelatineverflüssigung geeignet ist und aus Stäbchenbaktcrien gewonnen wird, ist in der DE-AS 2343963 enthalten. Auch Stämmb von Pseudomonas fluoreszenz als Peptinasebildner sind, z. B. in der DE-OS 2620307, genannt.
Es wurde bereits vorgeschlagen (WP C12 N/2985 841.1), di3 enzymbildenden Mikroorganismen gemeinsam mit den Filmma'.orialien zu kultivieren und dabei dio Gelatinespaltprodukte als C-Quelle für den mikrowellen Wachstumsprozeß zu nutzen. Als geeignete Bakterienstämme werden hierfür Pseudomonas spez. sowie Serratia marcescens genannt.
Allen beschriebenen enzymatischen Verfahren ist es gemeinsam, daß der Löseprozeß der Gelatine mit Enzymen mesophiler Mikroorganismen bei Temperaturen bis maximal 55X erfolgt. Daraus resultieren jedoch erhebliche Lösezeiten, die je nach der speziellen Präparation der Gelatine bzw. der Zwischenschicht bis zu 20 Stunden betragen können. Durch diese langen Lösezeiten wird die Ökonomie dieser enzymatischen Aufbereitungsverfahren erhoblicn belastet.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch die Verkürzung der Behandlungszeit für die Lösung der Gelatine vom Filmmaterial eine Verbesserung der Ökonomie des Verfahrens zut Silberrückgewinnung zu erreichen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spezielles Enzym für den Gelatinelösungsprozeß einzusetzen, welches einen Temperaturbereich bis zu 75°C für den Gelatinelösungsprozeß realisieren läßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Einsatz einer hochspezifischen thermostabilen Protease gelöst. Hierzu besonders geeignete thermostabile Proteasen werden durch aerobe Kultivierung von thermophilen Bakterienstärnmen der Gattung Bacillus, insbesondere der Stämme ZIMET11093, ZIMET11262 oder ZIMET11227, die in der Kulturensammlung des Zentralinstitutes für Mikrobiologie und experimentelle Therapie Jena der AdW der DDR hinterlegt wurden, gewonnen. Die Kultivierung der genannten Stämme erfolgt durch aerobe Kultivierung im Temperaturbereich von 66-680C und im pH-Bereich von 6 bis 7. Als Kohlenstoffquelle werden kohlenhydrathaltige Substrate wie Glucose oder Saccharose verwendet.
Die aus dem Fermentorablauf gewonnene proteasehaltige Lösung oder der Fermentorablauf selbst, der noch Mikroorganismen enthält, oder ein aus dem Fermentorablanf durch Wasserentzug hergestelltes Trockenrohenzym wird bei einer Temperatur von 70°C mit zerkleinertem Filmmaterial unter Rühren vermischt. Bereits nach wenigen Minuten löst sich die Gelatine vom Filmträgermaterial. Nach spätestens 10 Minuten kann die proteasehaltige Lösung mit der gelösten, gespaltenen Gelatine von den Filmschnitzeln abgelassen und für oinen erneuten Löseprozeß eingesetzt werden. Eine proteasehaltige Lösung mit einer Aktivität von 15PE/ml kann innerhalb von einer Stunde bei 70°C bei sechs Lösevorgängen von insgesamt 3kg Röntgenfilm die Gelatine ablösen (eine proteolytische Einheit PE ist die Enzymmenge, die unter den Testbedingungen 100Mg Acocasein pro
Minute zu trichloressigiöslichen Spaltprodukten hydrolysiert).
in einem gesonderten dreistufigen Waschprozeß werden Reste der Enzymlösung vom Filmmaterial abgewaschen, wonach dann das Filmmaterial einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann.
Die Hauptmenge des Silbers oder des Silberbromids befindet sich in der Enzymlösung und im ersten Waschwasser, aus der es nach bskannten Verfahren gewonnen werden kann.
Eine andere Möglichkeit der Durchführung des Gelatinelösungsverfahrens besteht darin, daß der Löseprozeß mit dom Fermentationsprozeß in einer Stufe erfolgt. Im Falle der Ablösung der Gelatine von Filmen ist es erforderlich, durch an sich bekannte technische Vorrichtungen die Verweilzeit der Filmschnitzal unabhängig von der Verweilzeit der Flüssigphase im Fermentor einzustellen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrensweise besteht in dem Einsatz einer hochspezifischen Protease, die im Verlaufe der Abbaureaktionen zu hochmolekularen Spaltprodukten der Gelatine führt und in dem die erhöhte Temperatur din physikalischen Vorgänge der Diffusion und der Ablösung der Spaltprodukte begünstigt.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert: ,
Ausführungsbeispiele
Die Kultur Bacillus sp. ZIMET11262 wird bai einer Temperatur von 67 0C und einem pH-Wert von 6,5 auf Saccharose im kontinuierlichen Prozeß unter Rühren und Belüften bei einer Durchflußrate von D = 0,4 /h gezüchtet. Zur pH-Regelung wird 2,5%iges Ammoniakwasser verwendet. Die Nährlösung hatte folgende Zusammensetzung:
Saccharose Phosphorsäure 85%ig Mangansulfat (x 7H2O) Kaliumsulfat Kalziumchlorid (x 6 HjO) Eisensulfat (x 7H2O) Natriumchlond Mangansulfatix 4H2O) Kupfersulfat(x 5H2O) Zinksulfat (χ 7H2O) Borsäure Kobaltsulfat (x 7H2O)
12 g/l 930mg/l 360mg/l 450mg/l 110mg/l 6,5mg/l 3,5mg/i 2,8mg/l 1,6mg/! 1,3mg/l
O/.mg/l
Im ablaufenden Formentationsmedium beträgt die Biomassekonzentration 3,5g/l und die proteolytische Aktivität 13,5PE/ml. Vom Fermentorablauf wird durch Zentrifugation die Biomasse abgetrennt. 500ml der so erhaltenen klaren, proteasehaltigen Lösung werden in einem ternperierbaren Rührgefäß von 11 Inhalt mit 250g zerschnittenen Röntgenfilmstücken vermischt. Die Rührgeschwindigkeit beträgt 100 U/min und die Temperatur 70°C. Nach wenigen Minuten wird bereits an einzelnen Filmstücken visuell die Ablösung der Gelatineschicht erkennbar. Nach insgesamt 10 Minuten Einwirkzeit wird durch ADgießen der Enzymlösung die Reaktion beendet und die Filmstücken werden mit Wasser unter Rühren mehrmals gewaschen. Nach dem dritten Waschvorgang bleibt das Waschwasser optisch klar. Die durch Abgießen erhaltenen 470ml Enzymlösung werden mit dem ersten Waschwasser wieder auf 500ml ergänzt und erneut zur Behandlung von 250g frischen Röntgenfilmschnitzeln verwendet. Der Löseprozeß wird wieder unter den gleichen Bedingungen durchgeführt und nach 15 Minuten beendet. Die Enzymlösung wird wieder abgegossen, mit 30ml 1. Waschwasser ergänzt und erneut veiwendet. Dieser Prozeß wird noch viermal wiederholt, so daß mit der eingesetzten Enzymlösung 6 Löseprozesse durchgeführt und insgesamt 1,5kg Filmmaterial behandelt wurden. Die Enzymlösung wird mit allen Waschwässerri vereinigt und zur Gewinnung des Silbers weiterbehandelt.
Dsr Löseprozeß wird genau wie nach Beispiel 1 durchgeführt, mit der Besonderheit, daß aus dem Fermentorablauf die Biomasse nicht abgetrennt wird und als Filmmaterial Schnitzel von Schwarzweißkinofilm eingesetzt wird. Die Lösezeiten betragen hier jeweils 15 Minuten. Mit einer eingesetzten Enzymlösung werden 5 Lösprozesse durchgeführt.
Gemäß Beispiel 2 werden 25Og zerschnittener Farb-Kino-Film bei 70°C mit 500ml Fermentorablauf vermischt. Der Löseprozeß dauert 20 Minuten. Mit der eingesetzten Enzymlösung werden insgesamt 4 Löseprozesse durchgeführt.
250g zerschnittener Farbkinofilm werden bei 70°C mit 500ml Wasser und 4 g Trockenrohenzym, das aus 500ml Fermentorablauf durch Wasserentzug hergestellt wurde, vermischt. Der Löseprozeß der Gelatine dauert 20 Minuten in dieser Enzymlösung, die für insgesamt 4 Löseprozesse benutzt wird.
In einem 121 Laborfermentor (LFS 112 ZWG Mytron Heiligenstadt) wird ein Fermentationsprozeß gemäß Beispiel 1 betrieben.
Parallel zu diesem Fermentor befindet sich ein 2-l-Rührbehälter, den das Fermentationsmedium im Außenkreislauf durchströmt.
Die Umlaufgeschwindigkeit beträgt GOI/h. Der Rührbehälter wird mit 1 kg zerschnittenen Röntgenfilmstücken beschickt. Nach 10 Minuten werden die Filmschnitzel dem Reaktor entnommen und dreimal gewaschen. Der Reaktor wird anschließend wieder mit neuem Filmmaterial beschickt.
Claims (7)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur enzymatischem Gelatinespaltung von Filmen und Abfällen der photochemischen Industrie zur Rückgewinnung des Silbers und des Trägermaterials, gekennzeichnet dadurch, daß zur Gelatinespaltung thermoaktive Protease verwendet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß thermoaktive Protease verwendet wird, die aus thermophilen Bacillusstämmen gewonnen wurde.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von thermoaktiver Protease, die aus dem thermophilen Bacillusstamm ZIMET11093 gewonnen wurde.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von thermoaktiver Protease, die aus dem thermophilen Bacillusstamm ZIMET11262 gewonnen wurde.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von thermophiler Protease, die aus dem thermophilen Bacillusstamm ZIMET11227 gewonnen wurde.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1,2 und einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Behandlung des Filmmaterials bei Temperaturen von 40-800C, vorzugsweise von 60-70°C und im pH-Bereich von 5-8, vorzugsweise von 6-7 erfolgt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Züchtung der Mikroorganismen in Anwesenheit der zu spaltenden Gelatine durchgeführt wird.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5749946A (en) * | 1995-05-05 | 1998-05-12 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Anticorrosive pigment preparation containing metal oxide-coated platelet adjuvant |
-
1987
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