ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биохимическое окисление насыщенных углеводородов (производство белково-витаминных концентратов) из "Технология нефтехимического синтеза Издание 2" Окисление насыщенных углеводородов под действием микроорганизмов (биохимическое окисление) осуществляется в настоящее время в промышленных масштабах для получения белково-витаминных концентратов и для депарафинизации дизельных топлив. Белково-витаминными концентратами называются вещества клеток микроорганизмов, выращиваемых на нефтяной питательной среде. Они могут быть использованы как кормовое средство для скота и как химическое сырье. [c.189] Работы по биохимической переработке парафинов были начаты в 1957 г. во Франции. Как было показано, многие виды микроорганизмов живут и активно размножаются в смесях углеводородов в ловушках нефтеперерабатывающих заводов, в резервуарном отстое, в битумных покрытиях и пр. Были подобраны необходимые культуры бактерий, изучены параметры их роста и найдены оптимальные технические условия брожения углеводородных смесей. [c.189] При микробиохимическом окислении из 1 т насыщенных углеводородов получается 0,8—1 т белковой массы, белки которой содержат все 11 незаменимых аминокислот (лейцин, валин, цис-тин, лизин, триптофан и др.) в соотношениях, необходимых для нормального питания человека и животных. Наряду с белками в этой массе присутствуют витамины Bi, Вг, РР, Ве, В12 и ростовые вещества. Биосинтез белковой массы происходит при 25—45 °С в питательной среде, содержащей нормальные парафиновые углеводороды. Требуемые количества азота, фосфора, калия и микроэлементов добавляются извне, для чего используются азотные и фосфорные удобрения, кислород поглощается из воздуха. [c.189] Для производства белково-витаминных концентратов рекомендованы различные культуры микроорганизмов andida, которые усваивают преимущественно парафины Сю — С24 нормального строения. В промышленном ферментаторе выход биомассы на основе жидкого очищенного парафина, содержащего до 0,5 % ароматических углеводородов, составляет 70—80 % в расчете на парафин. [c.189] Непрерывный процесс биохимического окисления углеводородов осуществляется в две стадии первая стадия — образование основного количества биомассы при интенсивной аэрации, вторая стадия — дозревание уже накопленной биомассы в другом аппарате при менее интенсивной аэрации. Оптимальная температура 32—38°С. [c.190] Процесс биологического окисления в ферментаторе наиболее благоприятно протекает при содержании парафинов в питательной среде около 1,5—2 % (об.) и pH 4—6. Биомасса из ферментатора отделяется от культуральной жидкости в центробежных сепараторах, поступает на дозревание, после чего промывается водой и высушивается. [c.190] Концентрат, полученный при биохимическом окислении очищенных жидких парафинов нефти, содержит в качестве примеси до 1 % углеводородов. Как показали исследования Л. М. Шабада, такой концентрат не содержит канцерогенного углеводорода 3,4-бензпирена. [c.190] Выход биомассы зависит от типа применяемых микроорганизмов и от характера субстрата (табл. 3.4). [c.190] Белково-витаминные концентраты могут быть использованы как высокопитательные добавки к корму скота. Их применение в животноводстве позволяет при расходе 1 т концентрата дополнительно получать 750 кг мяса или 2000 кг птицы. [c.190] Во фракциях жидких н-парафиновых углеводородов, выделенных при помощи мочевины, всегда содержатся ароматические углеводороды (0,2—0,5%), которые при окислении образуют бенз-пирен. [c.191] Поэтому в последние годы для получения белково-витаминных концентратов используют в качестве сырья метанол, при микробиологическом окислении которого не образуется вредных соединений. [c.191] В настоящее время в ряде стран имеются установки но непрерывному производству простейщих белков (БВК), служащих кормами в животноводстве, получаемых брожением метанола с использованием специальных штаммов микроорганизмов (относящихся к виду Metylophilus, Ме1у1о1гор11и5). [c.191] Эти микроорганизмы в присутствии определенных минеральных солей (содержащих Ы, Р, 5) превращают исходный метанол в БВК. Концентрацию микроорганизмов поддерживают в пределах 30 г/л. [c.191] Процесс проводится при строго определенной температуре и pH среды, БВК из реакционной массы выделяют центрифугированием с последующей сушкой. На 1 т сырого БВК расходуется, т метанола 2, сульфата натрия 0,1, фосфорной кислоты (54 % Р2О5) 0,1 и аммиака 0,16. Процесс представляется выгодным, так как метанол получается на основе оксида углерода и водорода, которые могут быть получены на базе различного сырья (газа, угля, биомассы и др.). [c.191] Биохимическое окисление всегда протекает весьма селективно. Как установлено, накопление биомассы при микробиохимическом окислении ароматических углеводородов происходит значительно медленнее, чем при окислении парафинов. Это объясняется, во-первых, низкими начальными скоростями окисления, и во-вторых, тем, что продукты окисления ароматических углеводородов токсичны для микроорганизмов. В области повыщения скоростей микробиологического окисления ароматических углеводородов ведутся интенсивные исследования. [c.192] В связи с бурным ростом нефтепереработки и нефтехимии сброс сточных и нефтяных вод (из нефтеловушек) во многих случаях превышает способность водоемов к самоочищению. Поэтому в последнее время в основном используют биохимическую очистку стоков с применением различных культур бактерий для окисления органических загрязнителей. [c.192] Кроме направленного (полезного) биохимического окисления углеводородов происходят и нежелательные процессы этого рода. Так, в последнее время авиация и нефтяная промышленность встретились с многочисленными фактами накопления микробных масс при хранении нефтяных топлив, а также при использовании их в топливных системах самолетов. Это объясняется наличием в топливе следов влаги и попаданием в него микроорганизмов при хранении. Накопление микробных масс (микробиологического шлама) приводит к весьма нежелательным последствиям — загрязнению фильтров, коррозии металлических частей топливной системы и т. д. Имеются сообщения об использовании за рубежом различных добавок (биоцидов), задерживающих или предотвращающих накопление микробных масс в топливе. В качестве таких добавок рекомендуются четвертичные соли аммония, оловоорганические, ртуть и борсодержащие соединения и др. [c.192] Вернуться к основной статье