Ферментация выход биомассы

Сопоставляя зависимости (2.70) и (2.72), можно установить взаимосвязь скорости потребления кислорода и субстрата (или выхода биомассы в процессе ферментации). [c.83]

Для углеводородной ферментации, в частности, имеем а° = К1а-К2, или через экономический коэффициент (а ) выход биомассы [c.84]

Специфика теплового расчета процесса ферментации связана с определением величины теплового потока в процессе биосинтеза. Количество тепла, выделяемого в процессе аэробного, культивирования микроорганизмов, зависит от вида используемого углеродсодержащего субстрата и эффективности его утилизации микроорганизмами, т. е. выхода биомассы. Общее количество тепла, выделяемого в единицу времени при биосинтезе 1 кг микробной массы, составит [c.101]

Уравнения модели применимы для аппаратов лабораторного масштаба с интенсивным перемешиванием среды в кинетической области протекания процесса. По известным кинетическим характеристикам можно оценить такие показатели как среднее время ферментации I, необходимую скорость протока среды V при заданном объеме аппарата, концентрации биомассы X и субстрата 5, продуктивность аппарата О, выход биомассы У. [c.137]

Применение в процессе ферментации микробной биомассы в количестве до 3% АСВ к массе парафина повышает на 1% эффективность ферментации и на 1% выход дрожжей от сырья. Дополнительные капитальные затраты для реализации этого способа - примерно [c.134]

Таблица 30. Выход биомассы и относительная стоимость ферментации

Микроорганизм Субстрат Выход биомассы, кг на 1 кг израсходованного кислорода Относительная стоимость ферментации [c.190]

К недостаткам культивирования микроорганизмов на окисленных углеводородах можно отнести низкий выход биомассы в процессе ферментации (так как доля углерода по массе в низкомолекулярных кислородсодержащих соединениях намного меньше, чем в парафинах), усложнение аппаратурного оформления процесса подготовки сырья и неизбежность значительных потерь (до [c.281]

В настоящее время 93% промышленного этанола получают гидратацией этилена. Путем ферментации всех сельскохозяйственных продуктов, производимых в США, можно получить этанол в количестве, эквивалентном 15% потребности в бензине, а за счет всего годового приращения лесной биомассы в США, равного 329 млн. м древесины, можно получить метанол в объеме 14% потребления бензина в США [194]. Здесь же отмечается, что при производстве этанола из зерна расходуется в два раза больше энергии, чем ее содержится в получаемом продукте. С этой точки зрения определенный интерес вызывает получение этанола из различных сельскохозяйственных культур (числитель — выход из 1 т сырья, знаменатель — с 1 га) [c.221]

Как уже отмечалось, для некоторых стран с благоприятными природно-климатическими условиями, энергетические ресурсы могут быть пополнены энергией биомассы. По различным оценкам, в мире ежегодно образуется около 4,2 млрд. т сельскохозяйственных отходов, а в высокоразвитых странах в пересчете на душу населения — от 0,4 до 1,0 т различных бытовых отходов. Сушествующая в настоящее время технология переработки биомассы — пиролиз, газификация, сжижение, анаэробная ферментация и т. п. — позволяет получать из нее топливный газ и жидкие продукты различной калорийности, метанол, этанол, высокоэффективные удобрения. С точки зрения рассматриваемой в этом разделе проблемы, наибольший интерес из продуктов переработки биомассы представляют метанол и этанол (выше рассматривался возможный выход этанола из различных сельскохозяйственных культур). При использовании древесины можно получить 25—30% метанола и 15—20% этанола (в расчете на сухую древесину). В работе [194] отмечается, что энер -гия спирта, полученного из биомассы, вдвое превышает ее расход на выращивание сельскохозяйственных культур, а в работе [c.224]

Главная ферментация идет 50—70 ч при аналогичных режимах. Концентрация лизина в растворе достигает 20—40 г/л, а выход по сахару — 25—35%. Концентрация клеточной биомассы 10—15 г/л (по сухой массе). [c.162]

Целенаправленное получение хлебопекарных дрожжей (расы верхового брожения) реализуют на мелассной среде при аэрации (pH 4,4—4,3) по так называемому приточному методу, когда среду подают в биореактор преимущественно непрерывным, умеренно возрастающим (по объему) потоком. На первом и последнем часе ферментации аэрация равна 1 1, в период интенсивного размножения дрожжей — 1,3—2 об/об мин. Клетки при этом проходят все фазы размножения. Выход прессованных дрожжей составляет около 38% сухой, биомассы (порядка 130% от использованного сахара). [c.404]

Цель настоящего исследования заключалась в разработке способов повышения продуктивности процесса ферментации Ba illus ereus, позволяющих максимально увеличить выход биомассы, а также повысить в популяции содержание спорового материала. [c.159]

Аэрация и перемешивание в ходе процесса ферментации являются важными факторами, влияющими па образование целевого продукта. Потребность в аэрации на стадии роста и стадии биосинтеза лизина у разных продуцентов неодинакова. Так, для М. glutami us 95 при культивировании на питательной среде с 15% мелассы и 3% кукурузного экстракта, для максимального роста требуется менее интенсивная аэрация, чем для ма-ксимального образования лизина (/(Г =2,4 и 3,6гОг/л час. соответственно). Снижение в 2,0 раза приводит к уменьшению выхода продукта в 3 раза и почти не отражается на выходе биомассы (Зайцева, 1966а). С увеличением концентрации компонентов питательной среды (особенно мелассы) увеличивается и потребность в растворенном кислороде. Недостаток иоследнего приводит к усилению образования аланина (до 3 г/л) и молочной кислоты (до 10—18 г/л) (Зайцева и др., 1975). [c.168]

В другом варианте процесс проводится в двух последовательно соединенных ферментерах. В первый (головной) аппарат подается разбавленное до содержания РВ=1,4—1,8% (по массе) сусло, сюда же поступают питательные соли и все остальные компоненты и проводится ферментация, во время которой происходит утилизация гексозных сахаров и уксусной кислоты (при работе на сульфитных щелоках). Полученная дрожжевая суспензия непрерывно перетекает во второй ферментер, где при интенсивной аэрации без добавки субстрата происходит доутили-зация остаточных моносахаридов и увеличение концентрации дрожжей до 12—14 г/л. В этом случае использование смешанных культур позволяет довести усвоение до 80% РВ субстрата при выходе биомассы (по отношению к РВ) до 70%. [c.97]

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]

Превращение биомассы в топлива, пригодные для непосредственного использования, осуществляется термохимическими или биохимическими процессами. К термохимическим процессам переработки относятся прямое сжигание, пиролиз, газификация и экстракция масел, к биохимическим — ферментация и анаэробное разложение. Перед переработкой биомасса обычно проходит стадии подготовки, включающие измельчение, сущку и др. При переработке биомассы в моторные топлива наибольший интерес представляет газификация с получением синтез-газа (преобразуемого затем в метанол или углеводороды), а также ферментация с получением этанола. Процесс получения синтез-газа во многом аналогичен газификации угля (см. раздел 3.2). При газификации древесины при 300 °С в присутствии кислорода образуется в основном диоксид углерода. При повышении температуры до 600 °С получают смесь, в которой помимо СОг присутствуют водород, оксид углерода, метан, пары спиртов, органических кислот и высших углеводородов. Выход газообразных продуктов при этом не превышает обычно 40% (масс.) на сырье. В связи с меньшими энергетической плотностью и теплотой сгорания биомассы газификация ее менее эффективна, чем газификация угля. Поэтому, несмотря на проводимые во многих странах исследовательские и конструкторские [c.121]

При ферментации с термофильными метанообразующими бактериями при 55—57° С (при этой температуре подавляется развитие всей посторонней. микрофлоры) используют в качестве среды барду ацетоново-бутиловых и спиртовых заводов, работающих на зерне и мелассе [1661 для повышения выхода в среду прибавляют метанол [1671. Полученная сухая биомасса содержит 16—25 мг витамина В г в 1 кг и биологически неактивные псевдовитамины Bi2. около половины количества от всех кобамидных соединений. [c.596]

Сбраживание субстрата при промышленном производстве этанола осуществляют в основном с помощью S. erevisiae, но вместо нее можно было бы использовать бактерию Zymomonas mobilis. Это грамотрицательная палочка, которая сбраживает глюкозу, фруктозу и сахарозу с относительно большим выходом этанола (табл. 13.7). По-видимому, это связано со снижением ее пролиферации (прироста биомассы) в ходе ферментации и уменьшением количества [c.292]

Ферментацию G.oxydans проводят на средах, содержащих сорбит (20%), кукурузный или дрожжевой экстракт, при интенсивной аэрации (8—10 г Ог/л/ч). Выход L-сорбозы может достичь 98% за одни-двое суток. При достижении культурой log-фазы можно дополнительно внести в среду сорбит, доводя его концентрацию до 25%. Также установлено, что G.oxydans может окислять и более высокие концентрации полиспирта (30—50%), создаваемые на последних стадиях процесса. Это происходит благодаря полиолде-гидрогеназы, содержащейся в клеточной биомассе. Ферментацию бактерий проводят в периодическом или непрерывном режиме. Принципиально доказана возможность получения L-сорбозы из сорбита с помощью иммобилизованных клеток в ПААГ. [c.454]

В промышленном производстве лимонной кислоты применяется несколько вариантов процесса. Традиционным твердофазным вариантом является процесс Коджи он имеет много общего с процессом поверхностной ферментации. Глубинная ферментация с технической точки зрения сложнее, чем поверхностная, но возможна в разных вариантах периодическом с подпиткой и непрерывном. Периодическая ферментация используется при работе с глюкозосодержащими субстратами, а ее вариант с подпиткой чаще применяется при переработке мелассы. Непрерывное культивирование, дающее наибольший выход продукта, также возможно, но применение этого способа в промышленности в обозримом будущем маловероятно. Для процесса характерно два максимума скорости роста и образования продукта. На первом этапе образуется значительное количество продукта, зависящее от скорости роста. На втором этапе рост отсутствует, а предельное количество образующегося продукта определяется концентрацией биомассы. В конце ферментации массу мицелия [c.140]

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]

При непрерывной ферментации со скоростью разбавления 0,15 ч и времени ретенции 3—5 ч максимальная концентрация биомассы с содержанием сырого протеина 52—57% составляет 14 г/л, выход Пекило-про-дукта достигает 10—15% переработанной пульпы, исключается контаминация культуры посторонней микрофлорой, и продукт является хорошим источником кормового белка более высокого качества, чем дрожжи (Barber et al., 1977 Romants liuk, Zehtomaki, 1978). [c.140]

Микробиологический контроль осуществляется каждые 8—12 ч. При отсутствии посторонней микрофлоры и нормальном развитии мицелия содержимое инокулято-ра передается для засева посевного аппарата большого объема, где аналогичным образом проводится культивирование в течение 24 ч. При хорошем качестве посевного материала он передается для засева ферментера. Среда для ферментера стерилизуется и охлаждается в установке непрерывной стерилизации (УНС), перед засевом проверяются биохимические показатели и стерильность среды. Культивирование в ферментере идет 72 ч. При достижении выхода сухой биомассы 8—15 г/л ферментацию можно считать законченной. Жидкость сливают из ферментера и передают через промежуточный сборник на фильтр. Отфильтрованный от культуральной жидкости мицелий сушат при температуре 45—60 °С на ленточной сушилке, измельчают и упаковывают в крафт-мешки. Возможно использование продукта и в виде прессованной влажной массы. Сухой продукт имеет вид светло-коричневого порошка с грибным запахом, содержит не менее 35% белка, витамины, жиры и может быть использован в пищу как белковая добавка, источник незаменимых аминокислот. [c.177]

При создании промышленного штамма микроорганизма во многих случаях необходимо добиться не максимальной экспрессии гена, а ее оптимизации. Очень высокий синтез некоторых белков часто летален для клетки. Для промышленного производства важно получить максимальный выход продукта с единицы объема ферментера в единицу времени, а не максимилып п1 синтез белка в пересчете на клетку. Так, высокий синтез некоторых белков может резко снизить скорость роста и жизнеспособность клеток и в конечном счете привести к снижению выхода продукта в промышленной ферментации. Получение белков, токсичных для микроорганизмов, часто выгодно проводить с регулируемым промотором в две стадии. В первой стадии при молчащем промоторе осуществляется рост биомассы, а затем путем изменения условий культивирования включается промотор. В этих условиях все клетки в аппарате одновременно начинают синтезировать продукт и их дальнейшая судьба пас не волнует. Типичными примерами регулируемых промоторов могут бьггь промоторы фага А, (Р[. и Рк) при наличии 15-мутации в гене-репрессоре. В этом случае включение осуществляется новьппением температуры в ферментере. Другой пример —промотор кислой фосфатазы у дрожжей, который можно включить перенесением культуры на среду, дефицитную по неорганическому фосфату. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология