SU603348A3

SU603348A3 - Способ получени биомассы микроорганизмов

Info

Publication number: SU603348A3
Application number: SU752162190A
Authority: SU
Inventors: Джон Барнес Лайонел; Гарри Харвуд Джон; Эрнест Форестер Харрисон Дэвид; Йоханнес Доддема Харманнус
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхапий Б.В. (Фирма)
Priority date: 1974-08-12
Filing date: 1975-08-06
Publication date: 1978-04-15
Also published as: GB1514485A; DE2535782A1; BE832105A; NO752792L; JPS5141488A; CA1050457A; FR2281981B1; US4003790A; FR2281981A1; NL7509531A

Description

Усваивающими метан микроорганизмами в л ютс , например, Methylococcus capsulatus, Methylococcus mjnimus, Metnylbacter vinelandii , Methyosinus trichosporium, MethylocYStis parhis.

Пригодными микрооргаиизмами, усваивающими метан, вл ютс HYphomicrobium sp. Pseudomonas ejttorguons, Pseudomonas methylotropha .

В качестве не усваивающих углеводород бактерий, способных поглощать мочевииу и расти в смешанной культуре с усваивающими углеводород бактери ми, могут быть использованы любые не усваивающие углеводород бактерии , например, организмы Mi(NC I В il062), MHNC I В 11061) и M4(NC I В 11065).

Предпочтительной смешанной культурой, используемой совместно с метаном, вл етс культура Тз(ЫС 1 В 11085), котора состоит . из поглощающего метан микроорганизма (NC I В 11084), поглощающего метанол микроорганизма OMZ(NC 1 В 11112) и Чб: тырех неметилотропиых микроорганизмов Mi, Mz, М4 и Мз (NC I В 11063). Мз представл е собой уреазный отрицательный микроорганизм.

Обычно мочевина присутствует в жидкой питательной среде в количестве 3-50 г/л.

В питательной среде могут также присутствовать и другие элементы, например сера, фосфор, магний и железо.

Источниками фосфора вл ютс фосфаты (один или более), например КгНРО4, или Na2HPO4 или фосфорна кислота, присутствующа в количестве 3-20 г/л. Источником серы может быть серна кислота или лю ,бой сульфат, присутствующие в количестве 0,5- 5,0 г/л.

Два металла обеспечиваютс за счет одной или более их солей, например, MgSO47H7O в количестве от 0,2-2,0 г/л и Fe С1з-6 НгО в количестве 0,01-0,1 г/л.

В питательной среде могут также находитьс следы других элементов в виде соответствующих солей, например кальци , марганца, цинка ,-кобальта, молибдена и бора.

Способ можно проводить периодически, полунепрерывно, но предпочтительным вл етс непрерывный способ получени биомассы.

Дл обеспечени роста микроорганизмов их помещают в питательную среду, контактирующую с кислородом.

В случае непрерывного способа выращивани культуры микроорганизмов ферментацию ведут, например, в .чане дл брожени с перемешиванием или башенном чане, который снабжен либо внутренним устройством дл охлаждени , либо внещним холодильником повторного цикла.

Свежую питательную среду непрерывно нагнетают в культивир9ванную среду со скоростью , эквивалентной 0,02-1,00 объемам культуры в час, а культуру вывод т с такой скоростью, чтобы общий объем культуры оставалс посто нным. Контакт кислорода или углекислого газа с питательной средой осуществл ют предпочтительно путем их непрерывного барботировани через среду. Источником кислорода дл выращивани биомассы может быть воздух, кислород или обогащенный кислородом воздух.

Температуру поддерживают в пределах 30- БОС, предпочтительно 38-45°С. рН среды находитс в пределах 6,9-8,0, предпочтительно 6,4-7,4, что достигают соответствующим введением щелочи, например NaOH, КОН, или кислоты , например HiSO4 или Н«РО4.

Клетки микроорганизмов выдел ют из питательноА среды путем флоккул дии, седиментации или осаждени с последующим центрированием или фильтрацией. Затем биомассу высушивают, например, вымораживанием или распылительным высушиванием, и она в таком виде может быть использована в качестве

протеинового продукта питани или пищевой добавки дл человека или животных.

Пример. Ферментационный чан объемом 2,5 л загружают питательной средой и помещают в нее 100 мл культуры Тз (состо щей израктерий 5Мз, OMZ, Mi, Мг, Мз иМч). Состав питательной среды следующий, г/л: КН РО41,6

НаНРО41,16

Мочевина1,12

MgSO4 7HitO0,08

FeSO4-7H2O0,014

Ca(NO.,)2-4HiO0,025

CuSO аНгО8-10«

ZnSO4-7HiO6,8-10Мл5О4-4НгО6 ,0-10

NaMoO4-2H2O4.8-10

Температуру в чане поддерживают 42°С, а рН 7,0. Смесь метана (25/о) и воздуха (75/о) барботируют в реакторе со скорость 600 мл/мин. Содержимое чана перемещивают при помощи мешалки, вращающейс со скоростью 1200 об/мин.

Выращивание биомассы происходит в течение 24 ч, а когда давление растворенного кислорода достигнет нул , осуществл ют непрерывный процесс получени биомассы, использу питательную среду указанного состава. Скорость разбавлени повышают ступенчато через промежутки в 2 ч примерно на 0,02 ч до тех иор, пока она не достигнет 0,175 ч .

Реактор работает в услови х, приведенных ниже.

5 Абсолютное давление газа на входе , мм рт. ст, 770.

Температура газа на входе, °С

24 Измеренный расход газа на входе,

116,8 Азот на. входе, (°/о) 67,65 Метан на входе /о 11,79

Углекислый газ на входе,/, 0,50 Кислород на входе, % 20,06 Азот на выходе, /о 80,13 Метан на выходе, % 4,20 Углекислый газ на выходе, /о 6,08

Скорость истечени жидкой среды, ч 0,356

Объем реактора, л 1,9 7,1

рН

Концеитраци биомассы, г/л 3,22

Скорость перемешивани , об/мин 1380

Claims

Температура в реакторе, °С 41,8 В таких услови х достигают состо ние насыщени метаном. В результате анализа на содержание мочевины ионов аммони (выраженных в ЫНз) получают следующие значени : Концентраци в среде, г/л: мочевины1.122 NHs„ Концентраци в культуре, г/л: мочевины0,250 NHa0,051 Таким образом, мочевина полностью израсходована . Ионы аммони поступают в питательную среду fH используютс бактери ми, усваивающими метан, как источннк азота. Уровень ионов аммони в растворе выращиваемой культуры низок (51 мг/л), что обеспечивает хороший рост усваивающих метан бактерий без ннгнбированн этого процесса. Общее колнчество оставшегос азота в культуре, если он присутствует в виде ионов аммони , будет достаточен дл ннгнбированн роста и легкого вымывани из биомассы. Предлагаемый способ обеспечивает быстрое получение биомассы микроорганизмов. Формула изобретени Способ получени иномассы микроорганизмов путем совместного выращивани микроорганизмов , усваивающих углеводород, и мнкроорганнзмов , не усваивающих углеводород, но ассимилирующих продукты жизнеде тельности микроорганизмов, усванвающнх углеводород в аэробных услови х на жндкой питательной среде, содержащей источннк азота, метан и мниеральные соли, с последующим выделеннем целевого продукта, отличающийс тем, что, с целью ускорени процесса накоплени биомассы микроорганизмов, выращивание осуществл ют иа среде, содержащей в качестве источника азота мочевину, при этом из группы микроорганизмов, усваивающих углеводород используют микроорганизмы, способные ассимилировать метан, и микроорганизмы, усваивающие метанол, а из группы микроорганизмов , усваивающих продукты жизнеде тельности указанных мнкроорганнзмов, используют уреазоположнтельные и уреазоотрнцательные мнкроорганнзмы и нх совместное выращивание осуществл ют прн температуре 30-50°С н рН 6.0-8,0. Источники информации, прин тые во вннманне прн экспертизе: Патент Франции № 2218384,кл.С 12К 1/00 1974.