Ферментация выделение биомассы

Оптимальные условия накопления биомассы ограничиваются прежде всего определенной температурой, значением pH среды, количеством и скоростью поступления питательных веществ, кислорода воздуха и др. Нормальные алканы используются микроорганизмами в качестве питания. Они вместе с аммиаком и минеральными солями превращаются в продукты обмена, представляющие биомассу, состоящую в основном из протеинов. В промышленном процессе производства белка важной ступенью является выделение продуктов ферментации и заключительная обработка полученных клеток микроорганизмов. Чистота углеводородного сырья оказывает существенное влияние на экономику процесса. [c.206]

Повышение производительности установок получения этанола из биомассы достигается применением непрерывных способов ферментации. Для этих процессов могут использоваться такие же или модифицированные реакторы. Подача субстрата осуществляется непрерывно, а высокая концентрация дрожжевых культур обеспечивается за счет их выделения из отходящего потока и возврата в реактор. Концентрация спирта поддерживается в пределах 4,5—7,0%. Для получения 95%)-го спирта выходящий из аппарата продукт проходит несколько ступеней разделения. На первой жидкость отгоняется от твердых остатков. Затем жидкость фракционируется и получается 50— 70%)-й этанол. На следующей ступени разгонки концентрация его повышается до 90—95%. Более высокая концентрация спирта может быть достигнута только азеотропной перегонкой. Дистилляция спирта — самая энергоемкая и технологически сложная стадия всего процесса получения этанола ферментацией. [c.123]

Условия функционирования узла следующие. В биореактор поступают потоки питательной среды /.], нейтрализующего агента 2 и культуральной жидкости L (после сепарационного разделения последний содержит определенное количество клеток микроорганизмов). В отводимом из сепаратора потоке Ц находятся концентрированная биомасса микроорганизмов и некоторое количество неутилизированной питательной среды (субстрата). Поток суспензии микроорганизмов из биореактора в сепаратор обозначим з. Биореактор имеет систему охлаждения II, обеспечивающую поддержание заданной температуры процесса ферментации в условиях выделения тепла при реакции биосинтеза. Суспензия микроорганизмов при сепарации дополнительно подогревается. Биореактор представлен в виде трех операторов — I — смешение , II — теплообмен , III — биохимический синтез , а сепаратор в виде двух операторов — IV — теплообмен и V — разделение . [c.19]

В технологической схеме БТС осуществляются последовательно процессы подготовки питательного субстрата и среды для культивирования микроорганизмов, собственно процесс ферментации, обеспечивающий получение биомассы или биологически активных продуктов метаболизма клеток, процессы выделения клеток или клеточных компонентов и получения готового продукта микробиологического синтеза. Часть типовых процессов биотехнологии аналогичны по своим рабочим характеристикам и аппаратурному оформлению процессам химических производств, однако во многих случаях особенности физико-химических и биохимических свойств питательных сред и биологически активных веществ определяют характер технологического и аппаратурного оформления биотехнологических схем. Рассмотрим некоторые из них. [c.45]

В микробиологической промышленности, так же как и в других производственных сферах, все технологические процессы связаны с большим расходом воды. Необходимо отметить, что главный процесс — культивирование микроорганизмов — идет в водной среде. Масса клеток в конце ферментации обычно не превышает 1—2%, а концентрация растворенных веществ — 5—10%. Независимо от того, где находится целевой продукт — в клеточной массе или в растворе, нерастворимую фракцию, включая и биомассу, перед спуском непригодного жидкого остатка в канализацию отделяют центрифугированием, фильтрацией или осаждением. Если в жидкости после выделения нужных продуктов остается много редуцирующих веществ в виде ассимилируемых микроорганизмами источников углерода, то такую жидкость культивации можно использовать в качестве среды для получения кормовых дрожжей или кормового витамина В и, а также других полезных веществ и продуктов. Однако даже после повторного использования жидкие отходы еще содержат определенное количество веществ, дальнейшее использование которых невыгодно. Эти отходы вместе с питьевой, бытовой и другими видами воды попадают в канализацию. Объем сточных вод можно уменьшить, применяя, где возможно, рециркуляцию. Это в первую очередь относится к охлаждающей воде. В ряде случаев остаток культуральной жидкости или часть ее можно использовать для приготовления питательных сред. [c.215]

Продукты ферментации Зд — это часть легко разлагаемого вещества. Содержащуюся в этой фракции в значительном количестве уксусную кислоту можно определить выборочно методами газовой или ионной хроматографии и т. д. Эту фракцию в основном составляют вещества с молекулярным весом ниже 800-1000 (однако, присутствуют также в невысоких концентрациях низкомолекулярные растворенные инертные вещества). Содержание продуктов ферментации можно оценить по выделению фосфата в тесте с фосфор-аккумулирующей биомассой. В анаэробных условиях количество выделяющегося фосфата обычно пропорционально содержанию вещества во фракции 8д. [c.73]

Максимальная концентрация антибиотика, на которой заканчивают процесс, пропорциональна при соблюдении благоприятных условий концентрации биомассы. По окончании ферментации мицелий (грибницу) отделяют фильтрацией на барабанных вакуум-фильтрах от раствора и, охладив последний до 6—8° во избежание разрушения пенициллина, проводят выделение и очистку антибиотика. Применяется преимущественно метод экстракции, состоящий в попеременном переводе пенициллина из подкисленного до рН-2 начального раствора в органический [c.473]

В рассматриваемой последовательности третьей оказывается стадия ферментации, т. е. та основная стадия, на которой происходит образование целевого продукта. Подобно тому как в химической технологии собственно химическое превращение в реакторе определяет не только результаты производства, но и стратегию осуществления последующих процессов выделения и очистки продуктов, на стадии ферментации идет микробиологическое превращение компонентов питательной среды сначала в биомассу, а затем, если это необходимо, в целевой метаболит. [c.11]

Особенно сложные проблемы решаются технологами при выделении и очистке какого-либо из целевых метаболитов, например аминокислоты, фермента, антибиотика. Кроме отделения биомассы продуцента приходится использовать часто очень сложный и, как правило, не типовой, а индивидуальный (для данного конкретного продукта) набор стадий, позволяющих выделить вещество достаточной степени чистоты из культуральной жидкости. Обычно в этих случаях принимается решение пожертвовать биомассой продуцента, накопившейся к концу ферментации, если биомасса не содержит заметных количеств целевого вещества. В большинстве конкретных процессов биомассу отделяют осаждением, добавляя известь или другие твердые компоненты, осадком которых увлекаются клетки или мицеллий. [c.26]

По условиям культивирования, составу питательной среды и используемому штамму-продуценту этот процесс практически аналогичен рассмотренному получению БВК на н-парафинах. Однако концентрация нефтяных дистиллятов в ферментере составляет 10—30% (в зависимости от концентрации в ней н-алканов), что позволяет на стадии выделения использовать декантацию с последующей сепарацией. Для наиболее полной депарафинизации дизельного топлива возможно применение двухступенчатой ферментации, что позволяет понизить температуру застывания топлива на 20—25°. В связи с присутствием в среде широкой фракции углеводородов обязательной стадией при выделении биомассы является экстракция из кормовых дрожжей остаточных углеводородов, прежде всего непарафиновой структуры в ее ходе идет и извлечение биожира. Технологическая схема экстракционной очистки, включающая подготовительное и экстракционное отделения, представлена на рис. 23. [c.87]

Культивирование микроорганизмов — продуцентов белка, сегодня сталкивается с большими трудностями на стадиях выделения биомассы, которые, во многом, определяют общую энергоемкость производства и влияют на качество конечного продукта. Немалое значение имеет и решение чисто технологических вопросов усиления теплосъема при ферментации и снижения количеств технологической и оборотной воды. Нельзя не отметить, однако, и тот факт, что целью производства БВК является даже не сам белок, а только часть находящихся в нем особо дифицитных аминокислот. Поэтому разработка комплексной переработки микробной биомассы как потенциального источника аминокислот, белков, липидов, полисахаридов, кофакторов и других биологически активных веществ подняла бы весь технологический процесс на качественно новый уровень. [c.137]

Для M.Q. орг. соед. в качестве сырья применяют нанб. дешевые источники азота (напр., нитраты или соли аммония) и углерода (напр,, углеводы, орг. к-ты, спирты, жиры, углеводороды, в т.ч. газообразные). М.с. включает ряд последоват. стадий. Главные из них-подготовка необходимой культуры мшфоорганизма-иродуцента, выращивание продуцента, культивирование продуцеггга в заданных условиях, в ходе к-рого и осуществляется М. с. (эту стадию часто наз. ферментацией), фильтрация и отделение биомассы, выделение и очистка требуемого продукта (если это необходимо), сушка. [c.82]

Аппаратурное оформление процессов выделения и очистки некоторых продуктов микробного синтеза Культуральная жидкость, образующаяся в процессе ферментации, представляет собой сложную многофазную систему в водной фазе содержатся клетки продуцента, продукты их жизнедеятельности, непотреблен-ные компоненты питательной среды, мельчайшие капельки жира, пузырьки воздуха, как правило, мел В свою очередь водная фаза культуральной жидкости (нативный раствор) включает большое число органических и неорганических веществ, коллоидных фракций белков, сухой остаток культуральной жидкости — до 17% и более, содержание биомассы в культуральной жидкости достигает 8— 10% Концентрация целевого продукта чаще всего не превышает 1,5%, что составляет менее 10% сухого остатка [c.331]

Выделение конечных продуктов ферментации. В зависимости от целей проведения ферментаций конечным продуктом может быть биомасса клеток или какой-либо внеклеточный метаболит. Тогда в первом случае отходом будет жидкая часть культуральной среды, во втором — клетки (см. также главу 8). Культуральная среда представляет собой смесь клеток биообъекта, его растворимых продуктов метаболизма, нерастворимых компонентов, выделившихся после автолиза части клеток или вследствие нарушения клеточных барьеров проницаемости, а также полностью неиспользованных компонентов питательной среды. Исходные характеристики культуральной среды (концентрация клеток и продуктов метоболизма, вязкость, морфология клеток и клеточных элементов и др.) накладывают отпечаток на выбор способа отделения биомассы клеток от жидкой фазы. [c.386]

Витаминная промышленность 1) отделение биомассы от культуральной жидкости после направленной ферментации или биосинтеза витамина Вха культурой про-пионово-кислых бактерий 2) отделение метанообразующих бактерий из сброженной ацетоновой и спиртовой барды 3) экстракция и отделение витаминов из растворов 4) очистка витаминовых масел 5) выделение белкового витаминного концентрата из растительного маслосока. [c.8]

Авторы связывают изменение морфологии микроорганизмов с изменением метаболизма клеток. Рассматривая диапазон скорости разбавления, они выделяют три области. Первая — область низких скоростей, меньших ) = 0,20 час , при которых осуществляется дыхание клеток (дыхательный коэффициент около 1, и наблюдается большой выход сухой биомассы). Вторая область — это область перехода , в пределах которой наблюдается переход от дыхания к брожению. Авторы наблюдали этот процесс при скоростях, близких к 0,20 час". И третья область — при Z) = 0,45 — область ферментации, когда клетки Sa haromy es erevisiae осуществляют брожение. В этом случае дыхательный коэффициент равен 4,0, и отмечается снижение выхода сухой биомассы вплоть до вымывания. Очевидно, изменение метаболизма клеток отражается на морфологии особей в трех выделенных областях скорости разбавления. [c.102]

В связи с утилизацией дрожжами содержащихся в субстрате карбоновых кислот кислотность среды прогрессивно снижается (pH растет), поэтому для поддержания pH среды необходима добавка минеральных кислот. Наибольший выход биомассы наблюдается при pH 5,5—6,0 (до 74 г/л), но в этом случае культуральная жидкость сильно вспенивается, что ухудшает условия ферментации и выделения дрожжей. Поэтому в процессе культивирован11я поддерживают значение pH на уровне 4,5—4,8, при этом выход биомассы достигает 69 г/л при температуре 30— 33°С. [c.99]