DD296966A5

DD296966A5 - Verfahren zur verhinderung oder reduzierung von schaumbildung in fermentationsbruehen durch verwendung von eth- und propoxylierten alkoholen

Info

Publication number: DD296966A5
Application number: DD34318090A
Authority: DD
Inventors: Kevin J Mccarthy; Charles W Burkhardt; Mark P Stehlin
Original assignee: Petrolite Corporation,Us
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1991-12-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verhinderung oder Reduzierung von Schaumbildung in einer Fermentationsbruehe beschrieben, wobei man eine wirksame Menge einer Verbindung der allgemeinen Formel RO(EtO)n(PrO)mH, in der R einen C4-C30-Kohlenwasserstoffrest, EtO eine Ethoxygruppe, PrO eine Propoxygruppe bedeutet, n einen Wert von 10 bis 40 und m einen Wert von 20 bis 80 hat, zur Bruehe gibt.{eth- und propoxylierte Alkohole; Fermentationsbruehe; Schaumbildung; Verhinderung; Reduzierung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung erfolgt auf dem Gebiet der Fermentation, z. B. zur Gewinnung von Arzneistoffen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Schaumbildung ist in vielen Systemen ein unerwünschter Nebeneffekt. Obwohl einige Theorien zur Schaumbildung entwickelt wurden, ist wenig darüber bekannt, warum einige Verbindungen die Schaumbildung unterdrücken, während andere das nicht tun. Besonders frustierend für die Fachleute auf diesem Gebiet ist die Tatsache, daß jedes Problem der Schaumkontrolle einzigartig ist, so daß immer wieder eine andere Verbindung für die wirksame Schaumkontrolle erforderlich ist. Einige Stoffe sind nur bei der Verhinderung der Schaumbildung wirksam (Antischaummittel), während andere nur zur Reduzierung von schon gebildetem Schaum verwendbar sind (Entschäumer). Es hat sich herausgestellt, daß es nicht möglich ist vorauszusagen, welche Verbindung in einem bestimmten System wirksam sein wird. Daher ist die Schaumkontrolle im wesentlichen ein empirisches Verfahren.

Gemäß Marshall Ott in „Foam Control, A Misunderstood Concept; Household & Personal Products Industry, Februar 1978, stehen zur Zeit etwa 300000 chemische Verbindungen zur Verfügung, von denen Tausende als Entschäumer in bestimmten Systemen wirksam sind. Daher sei es schwierig, exakt festzulegen, welcher Entschäumer wo und warum wirksam ist, so daß dieses Problem am besten den Fachleuten überlassen bliebe. Eine weitere Schwierigkeit liege darin, daß eine Vielzahl von Variablen beachtet werden müsse, wenn man Entschäumer zur Verfugung stellt, die mit den Produktionssystemen verträglich sind.

In „Encyclopedia of Polymer Science and Technology", Bd. 2 (1964), S Л 64 (Antifoaming Agents) wird festgestellt, daß aufgrund der Vielzahl von Materialien, die entschäumt werden müssen, und den extremen Arbeitsbedingungen, kein einzelnes Material universell als chemisches Antischaummittel angewendet werden könne. Einige Systeme seien hauptsächlich wäßrig, während andere als organische Gemische mit nur einem geringen Anteil Feuchtigkeit vorlägen. In anderen Systemen spiele die Abwesenheit oder Gegenwart von Feststoffen eine Rolle. Die Arbeitsbedingungen variierten von Hochdruckdampferzeugung bis zur Vakuumdestillation; Düsentreibstoffe könnten beim Flugzeugstart schäumen und niedrig siedende Substanzen könnten beim Abpumpen gasförmiger Erdölrohstoffe aus einer Erdölquelle Schaumbildung verursachen. Was das Ganze noch besonders erschwere, sei die Tatsache, daß ein Mittel das für ein System ein Antischaummittel ist in einem anderen System ein schaumbildendes Mittel sein kann.

Gemäß der „Encyclopedia of Chemical Technology", Bd. 7 (1979), Seite 433 (Defoamers) werden in einer Papierfabrik ohne weiteres sechs oder mehr Entschäumer in der routinemäßigen Herstellung von beschichtetem Papier eingesetzt. Das gelte ebenso für andere Anwendungen von Entschäumern. Beispielsweise setze ein Farbhersteller verschiedene Entschäumer für die einzelnen Phasen der Farbherstellung ein, wie beim Pigment-Zermahlen, Absetzen, Einfüllen in Behälter und beim Abwasser. Auch die Herstellung von Textilien, von Zucker aus Zuckerrüben und von Düngemitteln erfordere verschiedene Entschäumer für die unterschiedlichen Stufen der Herstellung.

Gemäß „Mechanisms of Foam Stabilization and Antifoaming Action" von S.Ross, Rensselaer Polytechnic Institute, Chemical Engineering Progress. Bd. 63, Nr. 9, Seite 46, bestehe eine der Erfolgsaussichten in diesem schwierigen Verfahren darin, den Empirismus zu verringern, der gegenwärtig kennzeichnend für die Suche nach einem optimalen Antischaummittel sei.

R. D. Kulkarni et al. stellen in ihrem Artikel „Mechanism of Antifoaming Action" in J. of Colloid and Interface Science, Bd. 59, Nr.3, Mai 1977, fest, daß das Verhalten eines Antischaummittel oder Entschäumers stark von der Art des Schaumsystems abhänge.

Es sei jedoch wenig über die spezifischen Parameter bekannt, die die Antischaum-Wirksamkeit beeinflussen.

In „The Foams of Fermentation Broths'non Laszlo Szarka, Biotechnology & Bioengineering, Bd. Xl (1969), Seite 701, wird als ein wichtiges Problem üblicher aerober Fefmentationsverfahren die Schaumbildung der Medien und ihre Unterdrückung genannt.

Für die Fermentation von Antibiotika sei es besonders wichtig, die richtige Methode für die Unterdrückung der Schaumbildung zu wählen und ein geeignetes Antischaummittel auszusuchen.

Die Schaumbildung in Fermentationsbrühen ist besonders problematisch, da das Material so ausgewählt werden muß, daß es Sterilisationsverfahren aushält, für die bei der Fermentation eingesetzten Organismen nicht toxisch ist, nicht den Extrakt des gewünschten Fermentationsprodukts ungünstig beeinflußt und auch ein wirksames Mittel zur Kontrolle der Schaumbildung darstellt. Besonders in der pharmazeutischen Industrie besteht ein großes Bedürfnis nach wirksamen Mitteln zur Kontrolle der Schaumbildung.

Vom technischen Standpunkt aus gibt es eine große Zahl von Fällen, wo Silikone als Mittel zur Kontrolle der Schaumbildung wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften bevorzugt sind. Oa jedoch Silikone oft 3- bis 10mal teurer sind als andere Verbindungen zur Kontrolle der Schaumbitdung, werden Nicht-Silikone aus ökonomischen Gründen bevorzugt, auch wenn ihre Wirksamkeit geringer ist. Es wäre daher wünschenswert, hochwirksame und vom ökonomischen Gesichtspunkt her geeignete Mittel zur Kontrolle der Schaumbildung zur Verwendung in Fermentationsbrühen zur Verfügung zu stellen.

Die Unterdrückung der Schaumbildung in Fermentationsbrühen ist bekannt. Beispiele von üblicherweise verwendeten Verbindungen sind SilikonemulsioneivSilikadispersionen, reine Silikonöle, Potypropylenglykol und verschiedene Blockcopolymere aus Propylenoxid und Ethylenoxid.

US 3,862,243 (Bellos- Petrolite) offenbart Verbindungen der allgemeinen Formel

RO(EtO)„(BuO)_mH

in der R einen Kohlenwasserstoffrest, EtO eine Ethoxygruppe, BuO eine Butoxygruppe bedeutet, η einen Wert von 3 bis 30 und m einen Wert von 2 bis 20 aufweist. Gemäß der Lehre des Patents sind diese Verbindungen wertvoll für die Kontrolle der Schaumbildung in vielen verschiedenen Systemarten. Sie kontrollieren die Schaumbildung, die bei Gasbehandlungssystemen auftritt, in welchen ein Gemisch aus Glykolen und Alkanolaminen zur Dehydratisierung und Reinigung von Erdgas verwendet wird, in aktiviertem Schlamm-Verfahren in Abwässeranlagen, insbesondere auf Belüftungsbasis und anderswo; in Protein-Klebelösungen, wie Casein- und Sojabohnen-Klebelösungen, wie sie in der Sperrholzindustrie verwendet werden; in Latex-Klebelösungen, Druckfarben, wäßrigen Emulsionsfarben, etc

Ähnlich der Lehre des obigen Patents stehen auch handelsübliche Produkte zur Verfugung, die die allgemeine Formel

ROiEtO)_n(PrOUH

aufweisen, in der PrO eine Propoxygruppe bedeutet. Diese Verbindungen werden als Antischaummittel für Reinigungssysteme verkauft, wie Geschirrspülmittel, Zusätzefür Spülwasser und Verbindungen für Metallspray-Reinigungsmittel; Reinigungsmittel auf Laugenbasis und Walzöl-Formulierungen.

Es sind zahlreiche weitere polyalkoxylierte Verbindungen bekannt und viele dieser Verbindungen sind bekannt als Mittel zur Schaumkontrolle.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Verbindungen zur Verfügung zu stellen, die die Schaumbildung in Fermentationsbrühen verhindern bzw. reduzieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die Schaumbildung in einer Fermentationsbrühe verhindert oder reduziert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem durch Zugabe von Verbindungen der Formel

RO(EtO)_n(PrO)_1nH,

in der R einen C^Cao-Kohlenwasserstoffrest, EtO eine Ethoxygruppe, PrO eine Propoxygruppe bedeutet, η einen Wert von 10 bis 40 und m einen Wert von 20 bis 80 aufweist, die Schaumbildung in Fermentationsbrühen wirksam verhindert oder reduziert werden kann.

R ist als ein Kohlenwasserstoffrest definiert, der in bevorzugten Ausführungsformen nur Kohlenstoff und Wasserstoff enthält. In anderen Ausführungsformen kann R auch einige Substituenten aufweisen, vorausgesetzt, daß solche Substituenten den gewünschten Einfluß des Moleküls auf die Kontrolle der Schaumbildung nicht beeinträchtigen. Exakter formuliert sollte R daher ein substituierter Kohlenwasserstoffrest genannt werden. R ist wünschenswerterweise ein unsubstituierter Kohlenwasserstoffrest, wie Alkyl, Alkenyl, Aryl, Cycloalkyl, Alkaryl, insbesondere Alkyl, vorzugsweise geradkettig. R weist 4 bis 30, vorzugsweise 6 bis 22, insbesondere8bis 18, besonders bevorzugt 12 bis 16und am meisten bevorzugt 14 Kohlenstoffatome auf.

EtO ist eine Ethoxygruppe, die vorzugsweise von Ethylenoxid stammt. Die EtO-Gruppe ist η-mal vorhanden, wobei η einen Wert von 10 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30 und besonders bevorzugt 15 bis 25 hat.

PrO ist eine Propoxygruppe, die vorzugsweise von Propylenoxid stammt. Die PrO-Gruppe »st m-mal vorhanden, wobei m einen Wert von 20 bis 80, vorzugsweise 25 bis 60, besonders bevorzugt 30 bis 50 und am meisten bevorzugt 35 bis 45 hat. Die erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen werden nach üblichen Verfahren hergestellt, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise wird der Alkohol, der R entspricht, mit einer katalytischen Menge eines Alkalimetallhydroxids versetzt, das Gemisch erwärmt und dann mit Ethylenoxid zur Umsetzung gebracht, anschließend wird mit Propylenoxid umgesetzt. Die Verbindungen werden in einer Fermentationsbrühe eingesetzt. Unter .Fermentationsbrühe" wird eine wäßrige Dispersion von einzelnen Zellen und Nährstoffen für diese Zellen verstanden, aus der ein Stoffwechselprodukt oder eine Zellkultur gewonnen wird, oder eine wäßrige Dispersion der Nährstoffe alleine, bevor die Zellen zugesetzt werden. Obwohl die Zellen von vielzelligen Organismen stammen können (insbesondere solche von „unsterblichen" Zellinien, oder solche, die Viruskulturen zugesetzt werden), stammen die Zellen vorzugsweise von Bakterien oder Pilzen. Aus der Brühe wird das gewünschte Stoffwechselprodukt oder die Zellkultur gewonnen, vorzugsweise ein Stoffwechselprodukt, insbesondere ein Arzneistoff. Mit „Arzneistoff" ist eine Substanz (kein Nahrungsmittel) gemeint, das einem Säuger zur Diagnose, Heilung, Vorbeugung oder Behandlung einer Krankheit verabreicht werden kann. Beispiele für Arzneistoffe sind Antibiotika, Hormone, Steroide und Mittel, die die Immunantwort beeinflussen können. Bevorzugte Arzneistoffe sind Antibiotika.

Außer Wasser und gegebenenfalls der Zellinie enthält die Fermentationsbrühe Nährstoffe für die Zellen. Im allgemeinen umfassen die Nährstoffe eine Kohlenstoffquelle, Stickstoffquelle, Spurenelemente (Salze) und organismusspezifische Zusätze. Kohlenstoffquellen umfassen Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide, Alkohole, Carbonsäuren, Fette und Kohlenwasserstoffe. Stickstoffquellen umfassen oft auch Kohlenstoff, Beispiele sind Ammoniak, Harnstoff, Bohnenmehl, Getreidemehl, Körnermehl, Fischmehl, Maisquellwasser und Hefeextrakte. Spurenelemente können extra zugefügt werden (üblicherweise in Form von Salzen), werden aber oft auch durch Verwendung von Quetlwasser oder normalem Leitungswasser zugefügt. Einige Organismen erfordern auch den Zusatz spezifischer Verbindungen, die sie nicht selbst synthetisieren können. Beispiele dafür sind Aminosäuren, Purine oder Pyrimidine. Die Nährstoffe in Fermentationsbrühen sind dem Fachmann bekannt. Die oxyalkylierten Verbindungen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, werden den Fermentationsbrühen zugesetzt, um die Schaumbildung zu verhindern (Antischaummittel) oder um schon gebildeten Schaum zu reduzieren (Entschäumer). Zur Verwendung als Antischaummittel werden Verbindungen einfach mit der Brühe vermischt und zur Verwendung als Entschäumer werden die Verbindungen einfach in den Schaum eingetropft oder eingesprüht. Die Verwendung von Verdünnungsmitteln ist nicht notwendig und ist auch nicht wünschenswert, da sie möglicherweise den Fermentationsprozeß oder die Wirksamkeit der Entschäumer/Antischaummittel beeinflussen.

Damit sie als Antischaummittel wirken, werden die polyalkoxylierten Verbindungen in einer wirksamen Menge zugesetzt, d. h. in einer Menge, die ausreicht, um die Bildung von Schaum in der Brühe zu hemmen. Obwohl die genaue Menge von der Zusammensetzung der Brühe und der Wahl der polyalkoxylierten Verbindung abhängt, wird im allgemeinen die poly alkoxylierte Verbindung in einer Menge von 5 bis 5000, vorzugsweise 25 bis 3000, insbesondere 25 bis 2000 und besonders bevorzugt 50 bis 1000 ppm auf Gewichtsbasis zugesetzt.

Zur Verwendung als Entschäumer werden die polyalkoxylierten Verbindungen in einer wirksamen Menge zugesetzt, d. h. in einer Menge, die ausreicht, um das Volumen des auf der Brühe vorhandenen Schaums zu reduzieren. Da die genaue Menge nicht nur von der Zusammensetzung der Brühe und der Wahl der polyalkoxylierten Verbindung, sondern auch von dem Volumen des schon vorhandenen Schaums und der Gegenwart anderer Antischaummittel abhängt, ist es schwierig, enge Bereiche für die Menge der verwendeten polyalkoxylierten Verbindung anzugeben. Im allgemeinen wird jedoch die polyalkoxylierte Verbindung in einer Menge von 5 bis 5000, vorzugsweise 25 bis 3000, insbesondere 25 bis 2000 und besonders bevorzugt 50 bis 1000ppm auf Gewichtsbasis zugesetzt.

Die Erfindung ist in den folgenden Beispielen weiter erläutert. In den Beispielen sind alle Teile und Prozentangaben pro Gewicht angegeben, soweit nicht anders erläutert. Alle Fußnoten befinden sich am Ende der Beispiele.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

Eine gesetzlich geschützte aber im Handel erhältliche Fermentationsbrühe (Verwendung in der Antibiotika-Produktion) wurde von dritter Seite zur Bewertung zur Verfügung gestellt. Die Brühe war sterilisiert worden, wurde jedoch möglicherweise während der Probeentnahme verunreinigt. Die Brühe wurde nicht mit Absicht beimpft. Die Wirkung als Antischaummittel wurde gemäß folgender Verfahren bewertet:

1. Alle Apparate wurden gründlich gereinigt, um jede Spur von Chemikalien von früheren Experimenten zu entfernen.

2. 100ml der Brühe wurden bei Raumtemperatur in einen 500-ml-Meßzylinder gegeben.

3. Eine Luftpumpe wurde mit einem Gasmesser verbunden, welcher mit einer Pyrex*»12c"-Gasdispersionsröhre (ASTM 40-60, maximaler Porendurchmesser 25-50 pm) verbunden war, und der Luftstrom auf 2000 ml/Minute eingestellt. Die Dispersionsröhre wurde am Boden des Meßzylinders in die Brühe gelegt.

4. Die Höhe des Schaums wurde nach 0,5,1,3 und 5 Minuten gemessen. Da der Meßzylinder nur 500 ml faßt, konnten Schaummessungen über 400ml nicht durchgeführt werden.

5. Das Verfahren wurde dann unter Zusatz (vorsichtiges Mischen) verschiedener Verbindungen wiederholt, gefolgt vom Reinigungsschritt gemäß Schritt 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle I gezeigt, in den Tabellen bedeutet z. B. die Bezeichnung „14-30E-50P" einen C₁₄ n-Alkohol (14), der mit 30 Molen Ethylenoxid (30E) und dann mit 50 Molen Propylenoxid (50P) umgesetzt wurde.

Tabelle I	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei Xmin (ml)	1	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min
	—	nungs-	Dosis	min	160	200	215
	PPG-2000¹	mittel	(ppm)	140	20	65	135
Lauf	PPG-2000¹		0	15	25	75	125
1·	PPG-2000¹		200	15	15	35	85
2*	PPG-2000¹		200	15	10	15	30
3*	PPG-2000¹		300	15	5	15	35
4*	14-25 E-50 P		500	5	0	25	60
5*	14-25E-50P		500	0	0	5	5
6*	14-25 E-50 P		30	0	0	0	5
7	14-25E-50P		50	0	0	0	0
8			100	0
9		200
10

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 2

Die Brühe von Beispiel 1 wurde einen Tag bei 35°C stehengelassen und dann wieder untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle Il gezeigt.

Tabelle Il	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1,	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min
	-	nungs-	Dosis	min	225	225	230
	PPG-2000¹	mittel	(ppm)	215	40	115	190
Lauf	PPG-2000¹		0	35	15	50	115
1*	PPG-2000¹		200	5	5	35	75
2*	14-25 E-50 P		500	0	0	15	50.
3»	14-25 E-50 P		800	0	0	5	15
4»	14-25 E-50 P		50	0	0	0	0
5	14-25 E-50 P		100	0	5	15	15
6	14-25 E-50 P		200	0	40	115	140
7			1000	35
8		3000
9

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 3

26 Liter der Brühe von Beispiel 2 wurden mit 200ppm des 14-25 E-50P-Produkts behandelt, 5 Minuten bei 120"C sterilisiert und dann abgekühlt. Schaum, der vor der Zugabe der Verbindung vorhanden war, verschwand und es bildete sich kein neuer Schaum.

Beispiel 4

Ein ähnlicher Schaum wie in Beispiel 1, bei dem aber größere Schäumungsprobleme auftraten, wurde wie in Beispiel 1 untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.

Tabelle III	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min
		nungs-	Dosis	min	315	355	_
		mittel	(ppm)	290		(2 min)
Lauf	PPG-2000¹		0		60	290	340
1*	PPG-2000¹			40	30	85	285
	PPG-2000¹		1000	15	15	130	275
2»	PPG-2000¹		2000	10	20	90	240
3»	14-25E-50P		3000	5	100	130	105
4*	14-25 E-50 P		4000	65	15	25	35
5»	14-25E-50P		300	5	15	20	20
6			500	10
7		700
8

Kein Beispiel der Erfindung. Beispiel 5

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 2 wurde die Brühe von Beispiel 3 einen Tag bei 27°C stehengelassen und dann wieder untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV gezeigt.

Tabelle IV	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min
	_	nungs-	Dosis	min	-	-	-
	PPG-2000¹	mittel	(ppm)	+365	165	265	_
Lauf	PPG-2000¹		0	115	165	265	-
1*	PPG-2000¹		250	70	55	265	305
2*	14-25 E-50 P		500	30	5	0	0
3*			1000	5
4*		500
5

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 6

Eine gesetzlich geschützte, im Handel erhältliche Ferrnentationsbrühe mit 7% ungelösten Feststoffen (Verwendung für die Antibiotika-Produktion) wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt, mit der Ausnahme, daß die Fermentationsbrühe auf 30⁰C erhitzt wurde und der Luftstrom 5,5SCFH (2600ml/min) betrug. Die Ergebnisse sind in Tabelle V gezeigt.

Tabelle V	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	—	nungs-	Dosis	min	_	_	_	_
	14-25E-50P	mittel	(ppm)	>400	35	30	30	30
Lauf	14-25E-50P		0	45	10	10	15	30
1*	14-25E-50P		50	10	30	35	45	75
2	14-30E-50P		50	35	15	40	50	125
3	14-27E-45P	2	100	50	10	10	15	25
4	14-27E-45P		50	35	35	35	60	175
5	14-27E-55P		50	55	25	25	30	55
6	14-36E-72P	3	75	60	-	—	—	-
7	14-52E-58P		75	>400	—	—	—	-
8	14-36 E-OP	3	75	>400	—	—	—	-
9	14-30E-55P	3	75	>400	25	10	20	25
10*	14-30E-65P	3	75	60	30	35	30	25
11*		3	75	60
12	3	75
13

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 7

Die Brühe von Beispiel 6 wurde einen Tag bei 30⁰C stehengelassen und wieder untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle Vl enthalten.

Tabelle Vl	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	_	nungs-	Dosis	min	_	—	_	—
	14-25E-50P	mittel	(ppm)	>400	15	25	45	95
Lauf	14-25E-50P		0	15	10	15	25	55
1*	14-25E-50P		50	15	10	10	10	10
2	PPG-2000		100	15	35	40	45	50
3	PPG-2000		200	40	10	10	10	10
4	PPG-2000		100	35	25	20	25	40
5*	PPG-2000		200	30	25	30	30	30
6*	PPG-2000		200	35	10	10	10	10
7*	DF-60P⁴		300	10	35	85	120	170
8*			400	10
9*		100
10*

Fortsetzung Tabelle Vl

	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe beiX min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	DF-60P"	nungs-	Dosis	min	35	15	20	30
Lauf	DF-60P⁴	mittel	(ppm)	40	0	10	35	60
11*	PA-188⁵		200	0	185	205	210	235
12*	T-701⁶(BASF)		400	200	60	160	185	210
13*	T-1501⁷(BASF)		200	20	225	235	235	235
14*		200	225
15*		200

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 8

Gemäß dem Verfahren von Beispiel 6 wurde eine andere ähnliche Brühe mit 2% Feststoffen, niedriger Viskosität und einer

größeren Teilchengröße bei 36°C bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII gezeigt.

Tabelle VII

	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei Xmin (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	-	nungs-	Dosis	min	165	185	220	245
Lauf	14-25E-50P	mittel	(ppm)	135	10	15	20	25
1*	14-30E-50P		0	10	20	25	35	70
2	14-30E-50P		50	15	25	25	25	45
3	14-30E-50P	3	50	15	35	40	40	50
4	14-27E-55P	3	75	30	15	20	25	25
5	14-36E-72P		50	15	160	185	215	235
6	14-52E-58P	3	75	130	140	185	205	240
7	14-35E-50P	3	75	125	30	30	35	35
8	14-27 E-45 P	3	75	30	10	10	10	30
9	14-36E-OP	3	75	10	205	215	235	250
10	PPG-2000	3	75	185	175	195	225	295
11*	DF-60P⁵	3	75	175	125	235	245	260
12*		50	65
13»		50

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 9

Die Brühe von Beispiel 8 wurde einen Tag bei 36°C stehengelassen und wieder untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII

enthalten.

Tabelle VIII

	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	-	nungs-	Dosis	min	—	—	-	-
Lauf	14-25E-50P	mittel	(ppm)	>400	10	135	160	305
1*	14-25E-50P		0	10	20	20	20	35
2	14-25E-50P		50	20	10	10	10	10
3	PPG-2000¹		100	10	175	245	>400	—
4	PPG-2000¹		1000	95	95	105	135	175
5»	PPG-2000¹		100	50	70	85	85	95
6»	PPG-2000¹		500	50	55	85	90	115
7*	PPG-2000¹		1000	45	60	65	90	125
8»	DF-60P⁴		1500	45	205	335	>400	_
9*	DF-60P⁴		2000	70	30	75	160	245
10*	DF-60P⁴		100	20	15	25	105	195
11·	DF-60P⁴		500	10	20	25	40	85
12»	DF-60P⁴		1000	10	10	10	10	10
13*	PA-188⁵		1500	10	105	110	115	145
14*	L-61 (BASF)⁸		2000	85	185	>400	-	—
15*		100	85
16*		100

Fortsetzung Tabelle VIII

	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	T-701 (BASF)⁶	nungs-	Dosis	min	165	200	245	300
Lauf	14-27 E-55 P	mittel	(ppm)	50	10	10	25	40
17*	Mineralöl und		100	10
18	Silikonfluid		100		_	—	_	_
19*	Kerosin und			>400
	Silikonfluid		100		—	—	—	—
20	Silikonemulsion			>400	145	150	160	190
	TRANS 245⁹		100	130	160	295	335	>400
21*	Kurita 322¹⁰		100	125	225	235	235	285
22*	PX-97¹¹		100	235	160	145	145	70
23*	PA-OI¹¹		100	165	75	130	160	230
24*	SDF-110L¹²		100	55	—	—	—	—
25*		100	>400
26*		50

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 10

In ähnlicher Weise wie in Beispiel 6 wurde eine im Handel erhältliche, gesetzlich geschützte Brühe, die filamentöse Bakterien enthielt (Verwendung zur Herstellung eines Antibiotikums), die sich nahe dem Ende des Fermentationszyklus befanden, untersucht. Die Brühe enthielt bereits 200ppm SAG 471 (ein Silikon von Union Carbide) und 1400ppm UCON LB 625 (ein Polyglykol von Union Carbide). Trotz der Gegenwart dieser beiden handelsüblichen Antischaummittel ergab der Blindwert eine Produktion von 280ml Schaum nach 5 Minuten. Die Testergebnisse sind in Tabelle IX gezeigt.

Tabelle IX	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	_	nungs-	Dosis	min	225	255	295	280
	14-25E-50P	mittel	(ppm)	190	105	125	140	145
Lauf	14-25E-50P		0	95	115	140	160	210
1*	14-25E-50P		50	115	10	30	35	75
2	14-25E-50P		100	0	10	50	75	110
3	14-25E-50P		200	0	10	50	70	95
4	UCON LB 625		300	5	130	105	80	60
5	14-27E-50P		500	130	30	35	45	60
6	14-27 E-50 P		500	20	15	20	25	30
7*	14-25 E-55 P	3	200	10	10	10	15	20
8	14-36 E-72 P	3	500	10	155	155	100	95
9	14-30 E-65 P	3	500	150	20	25	25	25
10	14-30 E-65 P	3	500	15	30	30	25	30
11		3	500	30
12	3	200
13

• Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 11

Eine Brühe, ähnlich der in Beispiel 10, die sich aber näher zum Beginn des Fermentationszyklus befand und kein UCON LB enthielt, wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle X gezeigt.

Tabelle X	Ent schäumer	Ver- dün- nungs- mittel	Ent schäumer Dosis (ppm)	Schaum-Höhe bei X min (ml) 0,5 1 2 min min min	205 0	225 0	3 min	5 min
Lauf	14-25 E-50 P		0 200	155 0		225 0	205 0
1* 2

Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 12

Eine eine Säuger-Zellkultur für die Produktion von Tissue-Ptasminogen-Aktivator enthaltende Brühe wurde untersucht. Es war bekannt, daß diese Brühe einen hohen Proteingehalt aber keine Öle enthielt. Die Ergebnisse sind in Tabelle Xl gezeigt.

Tabelle Xl	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min
	_	nungs-	Dosis	min	_	—	_	_
	14-25E-50P	mittel	(ppm)	>400	0	5	10	20
Lauf	14-25E-50P		0	0	15	10	10	10
1*	14-25 E-50 P		200	10	5	5	0	5
2	14-25 E-50 P		100	10	10	5	5	0
3	14-25 E-50 P		50	10	175	160	145	135
4	14-30E-65P		25	185	35	25	10	15
5	14-30 E-65 P		10	15	85	125	185	215
6			200	185
7		1000
8

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 13

Die Brühe von Beispiel 12 wurde begast, so daß 400ml Schaum entstanden. 25ppm 14-25 E-50P wurden auf den Schaum getropft, wodurch er in weniger als 3 Sekunden vollständig verschwand.

Beispiel 14

Mehrere weitere Brühen, ähnlich denen, die in den Beispielen 1 bis 3 verwendet wurden, wurden untersucht, wobei ähnliche Ergebnisse erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 1 Mehrere bei der Herstellung von Schweineinsulin verwendete Flüssigkeiten wurden untersucht. Diese Flüssigkeiten waren keine Fermentationsbrühen. Die Verbindungen, die erfindungsgemäß eingesetzt wurden, zeigten nur geringe Wirkung, während verschiedene Silikonprodukte eine gute Wirkung ergaben.

Beispiel 15

Eine handelsübliche Fermentationsbrühe, die zur Antibiotika-Produktion verwendet wird, wurde nach Erwärmen auf 30⁰C untersucht. Die Brühe war weder sterilisiert noch beimpft. Die Ergebnisse sind in Tabelle XII gezeigt.

Tabelle XII	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	4	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min	min
	_	nungs-	Dosis	min	_	_	_	_	_
	14-10E-40P	mittel	(ppm)	>400	20	25	35	35	45
Lauf	14-10E-50P		0	35	25	25	30	35	35
1*	14-10E-60P		100	35	60	25	25	30	35
2	14-15E-40P		100	110	35	40	45	30	55
3	14-15 E-50 P		100	30	20	30	35	35	35
4	14-15E-60P		100	25	20	25	30	35	40
5	14-17.5E-40P		100	25	25	35	35	35	45
6	14-17.5E-50P		100	15	30	35	40	40	40
7	14-17.5E-60P		100	25	20	25	30	30	35
8	14-20 E-20 P		100	15	60	130	225	>400	-
9	14-20E-30P		100	50	20	20	20	15	15
10	14-20E-40P		100	20	15	15	15	15	15
11	14-20 E-50 P		100	20	10	10	10	10	10
12	14-20 E-50 P		100	5	15	15	15	15	15
13	14-20E-60P		100	10	10	15	20	20	15
14	14-25E-40P		100	10	35	35	50	60	65
15	14-25E-50P		100	35	35	35	35	35	35
16	14-25E-50P		100	45	25	35	40	45	50
17	14-25E-60P		100	20	30	35	40	45	45
18	14-30E-40P		100	35	60	55	60	65	75
19	14-30 E-50 P		100	60	-	-	-	-	-
20	14-30E-60P		100	>400	240	250	260	280	280
21			100	>400
22		100
23

Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 16

Eine Brühe ähnlich der von Beispiel 15 wurde bei 36°C untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIII gezeigt.

Tabelle XIII	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	4	5
	schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min	min
	—	nungs-	Dosis	min	_	_	_	_
	14-10E-40P	mittel	(ppm)	>400	30	40	45	60	60
Lauf	14-10E-50P		0	25	20	35	45	50	60
1*	14-10E-60P		100	20	25	30	45	55	60
2	14-15E-40P		100	20	30	45	70	115	260
3	14-15E-50P		100	20	20	30	45	55	60
4	14-15E-60P		100	15	20	25	45	60	85
5	14-17.5E-40P		100	20	20	40	60	160	210
6	14-17.5E-50P		100	10	30	50	60	110	245
7	14-17.5E-60P		100	25	10	20	35	40	50
8	14-20E-20P		100	10	85	>400	-	—	-
9	14-20E-30P		100	35	30	30	35	60	85
10	14-20 E-40 P		100	25	35	45	55	50	45
11	14-20E-50P		100	25	25	30	35	35	40
12	14-20E-60P		100	25	25	25	30	35	35
13	14-25 E-40 P		100	25	50	70	235	360	400
14	14-25E-50P		100	40	45	45	45	55	140
16	14-25 E-60P		100	45	35	40	35	40	45
17	14-30E-40P		100	25	110	115	115	125	180
18	14-30E-50P		100	100	160	120	125	185	235
20	14-30E-50P		100	160	35	50	65	110	210
21	14-30E-60P		100	35	85	75	70	45	50
22			100	70
23		100
24

* Kein Beispiel der Erfindung.

Beispiel 17

Eine weitere Brühe, ähnlich der von Beispiel 15 wurde bei 36°C untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle XIV gezeigt.

Tabelle	XIV	Ent	Ver-	Ent	Schaum-Höhe bei X min (ml)	1	2	3	4	5
		schäumer	dün-	schäumer	0,5	min	min	min	min	min
		_	nungs-	Dosis	min	_	_	_	—	_
	14-20 E-40 P	mittel	(ppm)	>400	20	25	25	25	25
Lauf	14-20 E-50P		0	15	15	20	20	20	20
1*	14-20E-60P		100	20	25	20	15	20	20
2	14-20 E-60 P		100	25	25	35	55	70	95
3	14-10E-40P		100	25	35	45	50	60	80
4			30	35
5		100
6

* Kein Beispiel der Erfindung.

1. Polypropylglykol mit einem Molekulargewicht von 2000.

2. 50% Wirkstoff und 50% Methanol.

3. 66% Festprodukt, 20% Methanol, 14%Wasser.

4. Ein Polyalkylenglykol umgesetzt mit Propylenoxid und Ethylenoxid, verkauft von Mazer Chemical.

5. Hydrophobiertes Silika in Paraffinöl, verkauft von U.S. Movidyn.

6. Polyethoxyliertes polypropoxyliertes Ethylendiamin (Molekulargewicht 3600), verkauft von BASF.

7. Polyethoxyliertes polypropoxyliertes Ethylendiamin (Molekulargewicht 7900), verkauft von BASF.

8. Propoxyliertes ethoxyliertes Dipropylenglykol (Molekulargewicht 2000), verkauft von BASF.

9. Unbekannte Zusammensetzung, verkauft von Trans-Chemco, Inc.

10. Ester der Ölsäure und Polyoxyalkylenglykol (Molekulargewicht 2000 bis 3000), verkauft von Kurita Water Co.

11. Unbekannte Zusammensetzung, verkauft von U.S. Movidyn Co.

12. Acetylen-diolverbindung, hergestellt von Air Products.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung oder Reduzierung von Schaumbildung in einer Fermentationsbrühe, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Brühe eine wirksame Menge einer Verbindung der allgemeinen Formel

RO(EtO)_n(PrOLH

gibt, in der R einen Cj-Cso-Kohlenwasserstoffrest, EtO eine Ethoxygruppe, PrO eine Propoxygruppe bedeutet, η einen Wert von 10 bis 40 und m einen Wert von 20 bis 80 hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R einen unsubstituierten n-AIkylrest bedeutet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß R 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß R12 bis 16 Kohlenstoffatome aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß η einen Wert von 10 bis 30 hat.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß η einen Wert von 15 bis 25 hat.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß m einen Wert von 30 bis 50 hat.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß m einen Wert von 35 bis 45 hat.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß η einen Wert von 10 bis 30 und meinen Wert von 30 bis 50 hat.

10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß η einen Wert von 15 bis 25 und m einen Wert von 35 bis 45 hat.

11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fermentationsbrühe zur Herstellung eines Arzneistoffes dient.