DE1645691A1

DE1645691A1 - Verfahren zum Kultivieren von hefe und zur Entfernung von geradkettigen Kohlenwasserstoffen aus ihren Gemischen mit anderen Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1645691A1
Application number: DE19671645691
Authority: DE
Inventors: Robert Goux; Laine Bernard Maurice
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1966-02-03
Filing date: 1967-02-02
Publication date: 1970-05-14
Also published as: IL27264A; NL6701426A; GB1168832A; BE693612A

Description

2J, Januar 1970 Kl/Br,

Britannic House, Moor Lane, London, E.C.2 (England)

Verfahren zum Kultivieren von Hefe, und zur Entfernung von geradkettigen Kohlenwasserstoffen aus ihren Gemischen mit anderen Kohlenwasserstoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kultivierung von Hefen 1. Sie betrifft ferner die vollständige oder teilweise Entfernung von geradkettigen Kohlenwasserstoffen aus ihren Gemischen mit anderen Kohlenwasserstoffen.

In der belgischen Patentschrift 623 450 wird ein Verfahren · beschrieben, bei dem ein Hefestamm, der so adaptiert worden 1st, daß er auf geradkettigen paraffinischen Kohlenwasserstoffen zu wachsen vermag, in Gegenwart einer teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Erdölfraktion, die ein mittleres Molekulargewicht entsprechend wenigstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül hat, und in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums sowie in Gegenwart eines Gases, das freien Sauerstoff enthält bei einem p„-Wert im Bereich von

ft

σ 3 bis 6, vorzugsweise'4 bis 5, gezüchtet und vom Gemisch ei-

J₀ nerseits Hefe und andererseits eine Erdölfraktion abgetrennt

wird, die einen verringerten Anteil an geradkettigen Kohlen-

ο Wasserstoffen aufweist oder frei von diesen geradkettigen

_* Kohlenwasserstoffen ist. Es wird angegeben, daß dieses Ver-

^ fahren von besonderem Wert für die Behandlung von Gasölfrak-

-* tionen aus Erdöl 1st, die geradkettige Kohlenwasserstoffe in Neue Unterlagen

Form von Wachsen enthalten, da durch das Verfahren ein Gas-Öl von verbessertem Stockpunkt erhalten wird, während die Wachse in ein wertvolles Produkt umgewandelt werden. Bei kontinuierlicher Durchführung dieses Verfahrens tritt jedoch sehr leicht bakterielle Verschmutzung auf, die die Ausbeuten stark beeinträchtigt, wenn nicht bei einem relativ niedrigen p_H-Wert im Bereich von etwa 4 bis 5 gearbeitet wird. In diesem p_H-Bereich ist jedoch die Phosphatmenge, die zur Unterhaltung eines für die Wirtschaftlichkeit des W Verfahrens vertretbaren Wachstums erforderlich ist, weit größer als die theoretisch erforderliche Menge.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, bei dem man eine geradkettig^ Kohlenwasserstoffe verbrauchende Hefe in Gegenwart einer ganz oder teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Erdölfrajtfktion, eines teilweise aus Phosphat bestehenden wäßrigen Nährmediums und in Gegenwart eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases züchtet, wobei man die Erdölfraktion und das wäßrige Medium kontinuierlich einem Fermenter zuführt, der die Hefe enthält, und in dem eine erste Kultivierungsphase bei einem Ρττ-Wert von 4 bis 5 der Hefe stattfindet, einen die Hefe enthaltenden Produktstrom kontinuierlich einer zweiten Fermenterstufe zuführt, in der die Hefe mit einem wäßrigen Nährmedium der zweiten Stufe bei einem p„-Wert von etwa 5,5 behandelt wird, einen die Hefe enthaltenden Produktstrom kontinuierlich aus der zweiten Fermenterstufe abzieht und einer Behandlung zur Gewinnung der Hefe unterwirft, wobei in der ersten Kultivierungsstufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase in der ersten Fermenterstufe so gewählt wird, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Hefe durch Phosphatmangel nicht verringert wird, und in der zweiten Stufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase der zweiten Fermenterstufe geringer ist als die Menge, die für ungehindertes Wachstum der He£e in der ersten Ferraenterstufe erforderlich

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ist, oder in der wäßrigen Phase der zweiten Fermenterstufe kein Phosphat vorhanden ist. _:

Gegebenenfalls kann das wäßrige Nährmedium der zvreiten Stufe das aus der ersten Fermenterstufe abgezogene Nährmediuni enthalten oder ganz oder teilweise daraus bestehen. Gegebenenfalls kann das aus dem Fermenter der ersten Stufe abgezogene gesamte Flüssigprodukt, das in Suspension die als Produkt gebildete Hefe enthält, in den Fermenter der zweiten Stufe geführt werden. ■"....'

Im Rahmen der Erfindung kann in der ersten und/oder zweiten Stufe mit Kreislaufführung die Hefe und/oder Kohlenwasserstoffs gearbeitet werden. Gemäß der Erfindung wird jedoch Material, das von einer bestimmten Stufe abgezogen wird, in die gleiche Stufe zurückgeführt.

Durch die Arbeitswelse gemäß der Erfindung werden gute Ausbeuten an Hefe, bezogen auf die verwendete Phosphatinenge, erhalten.

Unter "Phosphat" im hier gebrauchten Sinne sind wasserlösliche Ammonium- oder Metallphosphate oder eine Phosphorsäure oder Gemische, die zwei oder mehr solcher Materialien enthalten, zu verstehen. Vorzugsweise werden Phosphate des Typs verwendet, die üblicherweise in wäßrigen Nährmedien gebracht werden. Bevorzugt als Phosphate werden Natriumtriphosphat und φ Orthophosphorsäure. Die Anwesenheit anderer Phosphate außer ^ 25 den vorstehend genannten ist nicht ausgeschlossen, wenn ihre *° Anwesenheit erwünscht ist, Jedoch ist die gleichzeitige An-ο Wesenheit eines "Phosphats" gemäß der vorstehenden Definition

■«<.■■ -

_»* wesentlich.

-* Unter der "Phosphatmenge" ist das Gewicht des in der wäßrigen

30 Phase vorhandenen Pbosphatlcns zu. verstehen.

BAD

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf ein Verfahren gerichtet, bei dem man eine geradkettige Kohlenwasserstoff verzehrende Hefe in Gegenwart einer ganz oder teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Erdölfraktion, eines teilweise aus Phosphat bestehenden wäßrigen Nährmediums und in Gegenwart eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases züchtet, die Erdölfraktion und das wäßrige Medium kontinuierlich einem Fermenter zuführt, der die Hefe enthält, und in dem eine erste Kultivierungs-

^ phase der Hefe bei einem p„-Wert von etwa 4 bis 5 stattfindet, einen die Hefe und wäßriges Nährmedium enthaltenden Produktstrom kontinuierlich aus dem Fermenter der ersten Stufe abzieht und in eine zweite Fermenterstufe, in der die Hefe bei einem p„-Wert von etwa 5,5 kultiviert wird, einführt, einen die Hefe enthaltenden Produktstrom kontinuierlich aus dem Fermenter der zweiten Stufe abzieht, wobei in der ersten Kultivierungsstufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase des Fermenters der ersten Stufe so gewählt wird, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Hefe durch Phosphatmangel nicht verlangsamt wird, und so eingestellt wird, daß in der zweiten Stufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase in der zweiten Fermenterstufe geringer ist als die

) Menge, die für ungehindertes Wachstum der Hefe erforderlich ■ ist.

Wenn nach einem der vorstehend beschriebenen Aspekte der Erfindung gearbeitet wird, beträgt vorzugsweise die Menge an Phosphationen in dem in einer gegebenen Zeit der zweiten Stufe zugeführten Medium weniger als 1 Gew.-Teil, gerechnet als elementarer Phosphor, pro 100 Gew.-Teile der während dieser Zeit in die zweite Fermenterstufe eintretenden Hefe (bezogen auf Trockengewicht).

Die geradkettigen Kohlenwasserstoffe sind in den erfindungsgemäß verwendeten Einsatzmaterialien gewöhnlich als Paraf-

009820/U6 T

BAD

fine vorhanden» Sie können jedoch auch als Olefine anwesend sein. Ebenso können Gemischeverwendet werden, die geradkettige Paraffine und Olefine enthalten.

Als Einsatzmaterialien für das Verfahren gemäß der Erfindung eignen sich Leuchtpetroleum. (Kerosin), Gasöle und Schmieröle. Diese Einsatzmaterialien können unraffiniert oder einer gewissen raffinierenden Behandlung unterworfen worden sein, sie müssen jedoch gewöhnlich einen Anteil an geradkettigen Kohlenwasserstoffen enthalten, um für die Zwecke der Erfindung geeignet zu sein. Zweckmäßig wird eine Erdölfraktion verwendet, die 3 bis 45 Gew.^ geradkettige Kohlenwasserstoffe enthält. Vorzugsweise werden Erdölfraktionen verwendet, die ganz oder teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen bestehen und ein mittleres Molekulargewicht haben, das wenigstens 10 Kohlenstoffatomen im Molekül entspricht. . .

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist von besonderem Wert für die Behandlung von Gasölfraktionen aus Erdöl, die geradkettige Kohlenwasserstoffe in Form von Wachsen enthalten, da beim Verfahren gemäß der Erfindung ein Gasöl von verbessertem Stockpunkt erhalten wird, während die Wachse in ein wertvolles Produkt,umgewandelt werden.

Die Hefen sind nach dem Klassifizierungssystem eingeteilt, das In dem Buch "The Yeasts - a Taxonomie Study" von Lodder und Kreger-van RiJj (195²) * herausgegeben von North Holland Publishing Company (Amsterdam), beschrieben ist.

Bei Verwendung von Hefe gehört diese vorzugsweise zur Familie Cryptococcaceae, insbesondere zur Unterfamilie ' CryptococGoideae. Gegebenenfalls können jedoch beispielsweise ascosporogene Hefen der Unterfamilie Saceharomycoideae verwendet werden. Die bevorzugten Gattungen der Unterfami-0Q9820/U61

lie Cryptococcoideae sind Torulopsis (auch als Torula bekannt) , Candida und Mycoderma. Bevorzugte Hefespezies werden nachstehend genannt. Besonders bevorzugt wird die Verwendung der nachstehend zusammen mit den Hinterlegungsnummern ge- · nannten Stämme. Die mit CBS gekennzeichneten Stämme sind beim Centraal Bureau vor Schimmelculture, Baarn, Holland, und die mit INRA gekennzeichneten Stämme beim Institut National de la Recherche Agronomique, Paris,- Prankreich, hinterlegt.

Bevorzugte Stämme

Candida	lipolytica	CBS 599
Candida	pulcherrima	CBS 610
Candida	utilis	CBS 890
Candida	utilis, Variati major	CBS 841
Candida	tropicalis	CBS 2517
Candida	arborea
Torulopsis	colliculosa	CBS 153
Hansenula	anomala	CBS 110
Oidium	lactis
Neurospora	sitophila
Mycoderma	cancoillote	INRA: STV 11

Von den vorstehend genannten Stämmen wird Candida lipolytica besonders bevorzugt.

Gegebenenfalls können als Hefe Pilze verwendet werden. Ein geeigneter Stamm ist PenieiHium expansum.

Für das Wachstum der Hefe ist außer dem Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial ein wäßriges Nährmedium und die Zufuhr von Sauerstoff vorzugsweise in Form von Luft erforderlich.

Ein geeignetes Nährmedium für Hefen (und Pilze) hat folgende Zusammensetzung:

0098 20/ U.6 1

■■---7 -

^(NH4)₂ HPO₄	2	g
KCl	1,15	g
MgSO₄-7H₂O	0,65	ε
ZnSO₄-H₂O	■0,17	ε
MnSO₄-H₃O	0,045	ε
FeSO₄'7H₂O	0,068	g
Leitungswasser	200	g
Hefeextrakt	0,025	ε

" Destilliertes Wasser (zur Auffüllung auf 10Qd ml).

Das Wachstum der verwendeten Hefen wird begünstigt, wenn man zum Kulturmedium eine sehr geringe Menge eines Hefeextraktes (ein durch Hydrolyse von Hefe erhaltenes, an essentiellen Nutriliten oder Wachstumsfaktoren reiches industrielles Produkt) oder ganz allgemein an essentiellen Nutriliten zusetzt. Die essentiellen Nutrillten umfassen Biotin, Pantothensäure, Nicotinsäure, Thiamin, Inosit und Pyridoxin. Die zugesetzte Menge des Hefeextraktes liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 25 Teilen* pro Million. Die. erforderliehe Menge jedes Nutrillts schwankt zwischen etwa 0,1 Teil pro Million bei Biqtin und etwa 10 Teilen pro Million bei inosit.

Das wäßrige Nährmedium in jedem Fermenter wird vorzugsweise durch stufenweisen oder kontinuierlichen Zusatz eines wäßrigen Mediums von hohem powert bei einem gewünschten p_H-Wert gehalten.

Die optimale Temperatur des Nährmediums ist verschieden je

verwendeten
nach der Art der/Hefe und liegt gewöhnlich im Bereich von ■ 25° bis 35°C. Bei Verwendung von Candida lipolytica wird ein Temperaturbereich von 28° bis J>2 ^GC bevorzugt.

Die Aufnahme von Sauerstoff ist für das Wachstum der Hefen wesentlich. Der Sauerstoff wird gewöhnlich als Luft zugeführt.

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Aus dem Permenter der zweiten Stufe wird ein Produktstrom abgezogen, der Hefe und nicht assimilierte Kohlenwasserstoffe in einer geschlossenen wäßrigen Phase enthält.. Der größere Teil der geschlossenen wäßrigen Phase wird zuerst abgetrennt. Dies geschieht vorzugsweise durch Zentrifugieren. Die abgetrennte wäßrige Phase enthält gewöhnlich in höherer Konzentration Ionen von Stoffen, die keine Nährstoffe sind und im Kreislaufstrom toleriert werden können. Wenn dies der Fall ist, kann nur ein Teil der gewonnenen wäßrigen Phase im Kreislauf geführt werden. So ist es gewöhnlich mÖg-1 lieh, etwa 96 Gew.-^.der im Produkt vorhandenen wäßrigen Phase abzutrennen, wovon auf der gleichen prozentualen Basis etwa 20 Gew.-# verworfen werden. Dem Kreislaufstrom werden ergänzende Mengender notwendigen Nährstoffe zugesetzt, wo*- r.auf er in den Permenter zurückgeführt wird. Die ergänzenden Stoffe können dem Permenter gegebenenfalls als getrennter Strom zugeführt werden.

Das Verfahren kann bei der Anwendung auf die Züchtung von Hefe die nachstehend beschriebenen Produktabscheidungsstufen umfassen. Als erstes ist es gewöhnlich möglich, die Hefe, die mit einer gewissen Menge des nicht assimilierten Einsatzmaterials und wäßrigem Nährmedium verunreinigt ist, von der Hauptmasse der nicht assimilierten Einsatzfraktion abzutrennen.

Die Fraktion der Hefe, die gewöhnlich in Form einer Paste oder Creme vorliegt und Kohlenwasserstoffe als Verunreinigungen enthält, wird mit einer wäßrigen Lösung eines oberflächenaktiven Kittels gewaschen. Hierzu wird sie vorzugsweise mit dem wäßrigen oberflächenaktiven Mittel kräftig gemischt und ohne eine weitere Wachstumsperiode der Hefe einer weiteren Trennung vorzugsweise durch Zentrifugieren, unterworfen, wobei eine aus der Hefe bestehende Fraktion und eine aus der Hefe entfernte wäßrige Phase, die verunreinigende Kohlenwasserstoffe enthält, gewonnen werden. 009820/ U81 . -

Palls erforderlich, können die Wasch- und Abscheidungsstufen einmal oder mehrmals wiederholt werden, wobei in der Waschstufe ein wäßriges oberflächenaktives Mittel verwendet wird. Nach dem Waschen mit dem oberflächenaktiven Mittel muß mit einem wäßrigen Medium gewaschen werden, das kein oberflächenaktives Mittel enthält.' Vorzugsweise wird Wasser als dieses Medium verwendet. Auch hier kann gegebenenfalls mit einer Reihe von Wasch- und Abseheidungsstufen gearbeitet werden.

Vorzugsweise wird solange gewaschen, bis der Kohlenwasserstoff gehalt der Hefe unter 7 % liegt, bezogen auf das Gewicht der Hefe (im trockenen Zustand gerechnet). Vorzugsweise liegt dieser Kohlenwasserstoffgehalt unter 5 %·

Als oberflächenaktive Substanzen für das Waschen eignen sich kationaktive oberflächenaktive Substanzen, z.B. Stearyltrimethylammoniumchlorid, nichtionogene oberflächenaktive Substanzen, z.B. die Kondensate von Oleinsäure und Xthylenoxyd, oder anionaktive oberflächenaktive Mittel, z.B. Natriumalkylsulfate. .

Die die Hefe enthaltende Fraktion wird dann vorzugsweise einer Lösungsmittelextraktion unterworfen, die vorzugsweise mit einem Lösungsmittel durchgeführt wird, das aus einem Kohlenwasserstoff besteht oder diesen enthält. Bevorzugt werden Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 7 C-Atomen im Molekül, insbesondere Paraffine, von denen wiederum geradkettig© Paraffine bevorzugt werden. Geeignet als Lösungsmittel sind n-Penthan und η-Hexan. Gegebenenfalls wird vor der Extraktion der Kohlenwasserstoffe mit einem Kohlenwasserstofflösungsmittel eine Extraktion mit einem Alkohol, vorzugsweise Äthanol, vorgenommen. Gegebenenfalls kann mit einer Extraktionsstufe gearbeitet werden, in der als Lösungsmittel ein Gemisch eines Kohlenwasserstoffs beispielsweise mit Xthanol verwendet w^gd^gG^gfygjpe^ jjstbeispielsweise ein Lösungs-

INSPECTED

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- ίο -

mittel, das aus 80 Gew.-# Hexan und 20 Gew.-% Xthanol besteht. Die in der Extraktphase durch Lösungsmittelextraktion zurückgewonnenen Kohlenwasserstoffe können, wenn sie durch die Hefe verwertbar sind, in die Stufe der Züchtung der Hefe zurückgeführt werden. Eine Hefe, die ganz oder teilweise von ihren Lipiden und den verunreinigenden Kohlenwasserstoffen nach einer der vorstehend beschriebenen Methode befreit worden ist, und deren Geschmack verbessert worden ist, stellt ein wertvolles industrielles Produkt für die menschliche Ernährung dar.

Nach einem bevorzugten Merkmal ist die Erfindung auf ein Verfahren gerichtet, bei dem man eine Hefe auf die vorstehend beschriebene Weise in Gegenwart einer Erdölfraktion, die teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen besteht und ein mittleres Molekulargewicht entsprechend wenigstens 10 C-Atomen im Molekül hat, und in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases züchtet und von (fern Gemisch einerseits die Hefe und andererseits eine Erdölfraktion abtrennt, die einen verringerten Anteil an geradkettigen Kohlenwasserstoffen enthält oder frei von geradkettigen Kohlenwasserstoffen ist, und anschließend die Hefe in der vorstehend beschriebenen Weise aufarbeitet.

Bevorzugte Verfahren, die bei der Kultivierung der Hefen und bei der Gewinnung des Produkts angewendet werden können, sind in den britischen Patentschriften 9l4 567 und 9JA 568, in der britischen Patentanmeldung 49052/62 und den folgenden britischen Patenten beschrieben:

0 0 98 207 U6.1

16A 5691

- li -

Britische Patente:

1 017 584 1 009 882

1 021 697 1 059 883

1 021 698 1 059 884

1 059 891 1 059 885

1 049 065 ·-■■.■ 1 059 886 1 059 890 1 095 183

1 059 881 1 059 887

1 059 088 1 153 292

1 059 889 1 017 583 · .

1 O85 282 . 1 154 163

1 089 093 1 049 929

Die Erfindung wird durch den folgenden Versuch und die Beispiele 1 und 2 veranschaulicht« Der Versuch wird lediglich für Vergleichszwecke beschrieben.

Versuch

Die Hefe Candida tropicalis wurde in einem kontinuierlich betriebenen ersten Fermenter von 60 m Fassungsvermögen in Gegenwart eines wäßrigen Nährmediums der folgenden Zusammensetzung gezücttst:

S/l (NH^)₂HPO₄ 2,0

KCl 1,15

MgSO₄.7 H₂O 0,65

Mn SO₄*4 H₂O 0,068

FeS0₄*7 H₂O 0,124

ZnSO₄'7 H₂O 0,308

Hefeextrakt 0,03 ·

Hierbei wurde Luft in einer Menge von 30 Räumteilen/Raumteil/Stunde durch Wirbelbelüftung zugeführt. Als Kohlenstoff quelle wurde ein Gasöl verwendet, das aus Irakrohöl erhalten worden war und folgende Keimzahlen hatte:

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164569t

Spezifisches Gewicht 0,870

Stockpunkt + 15°C

Siedebereich 300° bis

Ein Gemisch von Gasöl und wäßrigem Nährmedium im Volumenverhältnis von 1,5*10 wurde dem Permenter in einer Menge von 200 l/nr Fermenter/Stunde (entsprechend 12.000 l/Std.) zugeführt. Der Fermenter wurde bei J50. C und durch kontinuierliche Zugabe von wäßrigem Ammoniak bei ρ_Η 4 gehalten.

Ein Produktstrom von ,1^*000 l/Std. wurde kontinuierlich aus dem Fermenter der ersten Stufe abgezogen und in ein Dekantiergefäß geleitet, in dem 2.Ö00 l/Std. eine wäßri-p gen Hefepaste»abgetrennt und kontinuierlich in den Fermenter der ersten Stufe zurückgeführt wurden. Der Rest von etwa 12.000 l/Std. wurde aus dem Dekantiergefäß abgezogen und kontinuierlich in einen zweiten Fermenter von JO nr Fassungsvermögen geführt.

■ ..." ν

Der zweite Fermenter wurde bei 30⁰C gehalten. Luft in ei«

r be

ner Menge von 30 V/v/Std. wurde durch Wlrbe}Aüftung verteilt. Keine frische Kohlenstoffquelle wurde zugeführt, vielmehr wurde der Kohlenstoff durch die restlichen Kohlenwasserstoffe geliefert, die vom ersten zum zweiten Fermenter gelangten. Vom zweiten Fermenter wurde kontinuierlich ein Produktstrom abgezogen und der Dekantierung unterworfen. Dann wurden 66 Gew.-^ der wäßrigen Phase abgezogen und durch 66 Gew.-^ Leitungswasser ersetzt.

Je nr des Gemisches aus Hefe, restlichem öl und Wasser wurden 0,5 kg eines nichtionogenen Waschmittels> das als Produkt der Kondensation eines Gemisches von Laurin- und. Myristinalkohol mit Xthylenoxyd erhalten worden war (Handelsbezeichnung "NI 29"), zugesetzt. Dieses-Gemisch wurde gut gerührt und in einer Zentrifuge (Sharpies Autojector DG 2) zentrifugiert, wobei die folgenden getrennten Produkte er-

■: ' 009820/ UB1 ■.= .-.".

halten wurden: eine Hefepaste, eine wäßrige Phase und eine Gasölphase.

Die Hefepaste wurde anschließend erneut mit Leitungswasser im Verhältnis von 1 Gew.-Teil Trockensubstanz pro 5 Gew.-Teile Wasser gemischt, gut gerührt und. erneut zentrifugiert. Die erhaltene Hefepaste enthielt 65 bis 70 # Wasser. Ein Teil des Wassers wurde in einer solchen Menge entfernt, daß eine Creme erhalten wurde, die aus 50 Gew.-# Hefe (Trockengewicht) und 50 Gew.-^ Wasser bestand.

Diese nasse Hefe wurde in einen Extraktor gepumpt, der die Form einer Filtertrommel hatte, die um ihre waagerechte Achse rotierte. Ein Lösungsmittelgemisch aus je 5o Gew.-J^ η-Hexan und Isopropanol wurde der nassen Hefe in einer Menge von 8 Gew.-Teilen Gemisch pro Gew.-Teil Hefe (Trokkengewicht) zugesetzt. Das Gemisch aus Hefe, Wasser und Lösungsmittel wurde ;5Ö Minuten bei 50⁰C gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel, das den größeren Teil der Verunreinigungen der Hefe enthielt, abgezogen.

Das verbleibende nasse Hefeprodukt wurde erneut in einer zweiten Extraktionsstufe mit dem Lösungsmittel im Verhältnis von 1 Gew.-Teil Trockenhefe pro Gew.-Teil Wasser pro 4 Gew.-Teil.e eines Gemisches aus je 50 Gew. -^ η-Hexan und Isopropanol 30 Minuten bei 5ö°C behandelt. Nach dem Ab- · filtrieren des mit etwas verunreinigender Hefe beladenen Lösungsmittels wurde das verbleibende Produkt in einer dritten Extraktionsstufe mit 2 Gew.-Teilen eines Lösungsmittelgemisches aus 80 Gew.-# η-Hexan und 20 Gew.-$> Isopropanol behandelt. Das Gemisch wurde 10 Minuten*bei 5O⁰C gehalten, wobei das Lösungsmittel zum Schluß unter Vakuum abgezogen wurde* Die Wäsche mit diesem Lösungsmittelgemisch wurde viermal wiederholt. Abschließend wurde das Hefeprodukt mit Überhitztem Dampf getrocknet.

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Die Betriebsdaten und die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt.

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-■15-

Beispiel 1

Das bei dem vorstehenden Versuch angewendete Verfahren wurde mit einer anderen Phosphatkonzentration in den Medien, die den beiden Permentern zugeführt wurden, wiederholt.

a) Das dem ersten Fermenter ^ugeführte Medium wurde .durch Verdünnung des im Versuch beschriebenen wäßrigen Nährmediums mit dem gleichen Wasservolumen erhalten. Der Hefeextrakt wurde auf 0,03 g/l eingestellt.

b) Kreislauf der Hefecreme wurde nicht angewendet.

Die Arbeitsbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt.

Beispiel 2

Die Hefe Hansenula suaveolens wurde in einem kontinuierlich betriebenen ersten Fermenter von 60 1 Fassungsvermögen in einem wäßrigen Nährmediura der folgenden Zusammensetzung kultiviert:

KCl

MgSO₄ ¹T H₂O MnSO₄* 4 H₂O ZnSO₄*7 H₂O. FeSO₄'T H₂O Hefeextrakt

1,0 0,58 0,52 0,034 0,15 0,061 0,15

Luft wurde in einer Menge von 30 V/v/Std. durch Wirbelbe lüftung zugeführt.

Als Kohlenstoffsubstrat diente ein Gasöl, das aus einem Irakrohöl erhalten worden war und folgende Kennzahien hatte: Spezifisches Gewicht bei 15,6/i5,6°C 0,867

Brechungsindex n~ Trübungspunkt

20

1,484 +13⁰G

Ö09820/ 1 46 1

Stockpunkt +11°C

Gesamtschwefel 1,59

Ein Gemisch aus Gasöl und wäßrigem Nährmedium im Verhältnis von 1,5 Raumteilen zu 10 Raumteilen wurde in einer Menge von 12 l/Stunde in den Fermenter eingeführt. Der Fermenter wurde bei.30 C und durch kontinuierliche Zugabe von wäßrigem Ammoniak bei p„ 4 gehalten.

Ein Produktstrom von 12 l/Stunde wurde kontinuierlich abgezogen und einem zweiten Fermenter von 30 1 Fassungsvermögen zugeführt. Dieser zweite Fermenter wurde bei 30⁰C gehalten.. Durch Wirbelbelüftung wurde ihm Luft in einer Menge Von 30 V/V/Stunde zugeführt. Keine frische Kohlenstoffquelle wurde zugeführt, vielmehr dienten als Kohlenstoffquelle die restlichen Kohlenwasserstoffe, die vom ersten zum zweiten Fermenter übertragen wurden.

Ein Produktstrom wurde kontinuierlich vom zweiten Fermenter abgezogen und der Dekantierung unterworfen. Dann wurden 70 Gew.-% der wäßrigen Phase abgezogen und durch 70 Gew.-% Leitungswasser ersetzt.

1 g eines oxyäthylierten Laurinalkohols (nichtionogenes Detergens, Handelsbezeichnung "NI 29") wurde pro Liter des Gemisches aus Hefe, restlichem öl und Wasser zugesetzt. Dieses Gemisch wurde gut gerührt und in einer Sharples-Superzentrifuge zentrifugiert, wobei eine Hefepaste, eine wäßrige Phase und eine Gasölphase erhalten wurden.

Die Hefepaste wurde anschließend erneut mit Leitungswasser in einer Menge von 1 Gew.-Teil Trockensubstanz pro 5 Gew.-Teile Wasser gemischt, gut gerührt und erneut zentrifugiert. Der ' Wassergehalt der Hefe wurde dann auf 50 Gew.-% eingestellt. Diese feuchte Hefe wurde dann in einen Extraktor gepumpt, der die Form einer Filtertrommel hatte, die mit waagerecht liegen-

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der Achse gedreht wurde. Ein Lösungsmittelgemisch aus 50 Gew.-^ η-Hexan und 50 Gew.-^ Isopropanol wurde der nassen Hefe in einer Menge von 8 Gew.-Teilen Gemisch pro Gew.-Teil Hefe (Trockenbasis) zugesetzt. Das Gemisch aus Hefe, Wasser und Lösungsmittel wurde eine Stunde bei 80°C gehalten, worauf das Lösungsmittel, das den größeren Teil der Verunreinigungen der Hefe enthielt, abgezogen wurde. Die verbleibende Hefe wurde einer zweiten Lösungsmittelbehandlung auf der gleichen Basis, wie vorstehend beschrieben, unterworfen. Nach Entfernung des mit den Verunreinigungen der Hefe beladenen Lösungsmittels wurde das zurückbleibende nasseHefeprodukt in einer zweiten Extraktionsstufe mit Lösungsmittel behandelt, und zwar auf der Basis von 1 Gew.. Teil Trockenhefe pro 4 Teile Isopropanol bei einer Dauer von 50 Minuten und einer Temperatur von 6O⁰C. Das Lösungsmittel wurde abgezogen und das Hefeprodukt, abschließend mit überhitztem Dampf getrocknet.

Die Arbeitsbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Versuch Beispiel 1 Beispiel 2

Fermenter Fermenter Fermenter Fermenter Fermenter Fermenter

	Verdünnung	V/V/Std.	It	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4
	p_H-Wert		Il	4	5,5	4	5,5	4	5,5
	Temperatur	⁰C	Ii	30	30	30	30	30	30
	Zufuhr von frischem GasÖl	g/l	120	_	120		120
SX	Luftzufuhr	V/V/Std.	30	30	30	30	30	30
(O m O ^*	KreisIaufführung von Hefecreme Frisches Nährmedium	% der dekan tierten Creme	50	-	-	-	-	-
	Phosphor (1)	g/l	0,44	0,23	0,26	0,11	0,26	0,10
σ>	Zelldichte	g/l	9,8	13,0	8,4	11,0	8,5	11,8 '
	Gebrauchtes Medium							00
	Phosphor (1)	g/l	0,23	0,17	0,11	0,07	0,10	0,03 '
	Entparaffinierung
	Stoekpunkt d. Gasöls ⁰C	+3	-7	-2	-6,	+2 ·
	Hefeanalyse Gew.-% (Trockenbasis)
	Gesamtlipide	0,5	0,5	0,3	0,4	0,8	0,7
	Stickstoff	8,4	8,6	9,2	10,2	8,2	' 10,5
	Pbosphorgehalt (1)	2,1	2,0	1,8	1,5	2,0

(1) gerechnet als elementarer Phosphor - nicht-ermittelt

.es cn co

CD

Claims

1.) Verfahren zum Kultivieren von geradkettige Kohlenwasserstoffe verbrauchender Hefe auf geradkettige Kohlenwasserstoffe enthaltenden Kohlenwasserstoffgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hefe in Gegenwart einer ganz oder teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Erdölfraktion, eines teilweise aus Phosphat bestehenden wäßrigen Nährmediums und in Gegenwart eifhes freien Sauerstoff enthaltenden Gases züchtet, wobei man die Erdölfraktion und das wäßrige Medium kontinuierlich einem Fermenter zuführt, der die Hefe enthält, und in dem eine erste Kultivierungsphase der Hefe bei einem p_H-Wert von etwa 4 bis 5 stattfindet, einen die Hefe enthaltenden Produktstrom kontinuierlich einer zweiten Permenterstufe zuführt, in der die Hefe mit einem wäßrigen Nährmedium der zweiten Stufe bei einem Pjj-Wert von etwa 5,5 behandelt wird, einen die Hefe enthaltenden Produktstrom kontinuierlich aus der zweiten Permenterstufe abzieht, wobei in der ersten Kultivierungsstufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase in der ersten Fermenterstufe so gewählt wird, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Hefe durch Phosphatmangel nicht verringert wird, und in der zweiten Stufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase der zweiten Fermenterstufe geringer ist als die Menge, die für ungehindertes Wachstum der Hefe im Fermenter der ersten Stufe erforderlich ist, oder in der wäßrigen Phase der zweiten Fermenterstufe kein Phosphat vorhanden ist.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däß das wäßrige Nährmedium der zweiten Stufe das aus¹' der ersten Fermenterstufe abgezogene Nährmedium enthält oder ganz oder teilweise daraus besteht.

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Neue Unterlagen ιαλ.7 §iabs.2ι*λsaus desÄnderunesges.v.4.9.1S6ZI

>.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man geradkettige Kohlenwasserstoff verbrauchende Hefe in Gegenwart einer ganz oder teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen bestehenden Erdölfraktion, eines teilweise aus Phosphat bestehenden wäßrigen Nährmediums und in Gegenwart eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases züchtet, die Erdölfraktion und das wäßrige Medium kontinuierlich einem Fermenter zuführt, der die Hefe enthält, und in dem eine erste Kultivierungsphase der Hefe bei einem p„-Wert von etwa 4 bis 5 stattfindet, einen die Hefe und wäßriges Nährmedium enthaltenden Produktstrom kontinuierlich aus dem Fermenter der ersten Stufe abzieht und in eine zweite Fermenterstufe einführt, in der die Hefe bei einem p_H-Wert von etwa 5*5 gezüch-, tet wird, einen die Hefe enthaltenden Pröduktstrom kontinuierlich aus dem Fermenter der zweiten Stufe abzieht, wobei in der ersten Kultivierungsstufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase des Fermenters der ersten Stufe so gewählt wird, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Hefe durch Phosphatmangel nicht verlangsamt wird, und so eingestellt wird, daß in der zweiten Stufe die Phosphatmenge in der wäßrigen Phase in der zweiten Fermenterstufe geringer ist als die Menge, die für ungehindertes Wachstum der Hefe in der ersten Fermenterstufe erforderlich ist,

4.) Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte aus dem Fermenter der ersten Stufe abgezogene Flüssigprodukt, das in Suspension den als Produkt gebildete Hefe enthält, in den Fermenter der zweiten Stufe geführt wird.

5.) Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ai , prüche- 1 bis Λ, dadurch gekennzeichnet, daß man zur er.-.e·. Stufe einen Teil der Hefe und/oder mindestens einen Teil des

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Kohlenwasserstoffs, den man aus dieser Stufe abgezogen hat, im Kreislauf zurückführt,

6.) Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hefe zur zweiten Stufe im Kreislauf zurückgeführt wird.

7.) Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Hefe einsetzt, die geradkettige paraffinische Kohlenwasserstoffe konsumiert. .

8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis T, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hefe eine solche verwendet, die zur Familie der Cryptococcaceae, insbesondere zur Unterfamilie der Cryptococcoideae, gehört.

9.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man als Hefe eine solche des Stammes Torulopsis oder des Stammes Candida verwendet.

10.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß man als Hefe Candida lipolytiea oder Candida, tropicalis einsetzt.

11.) Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine,Erdölfraktion verwendet, die ganz oder teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen besteht und ein mittleres Molekulargewicht hat, das mindestens Io Kohlenstoffatomen je Molekül entspricht. :,:..>

12.) Verfahren nach irgendeinem der vorsteheiiden Ansprüche' .1 bis 11» dadurch gekennzeichnet, daß man als Erdölfraktion ein Öasöl verwendet» ^v _:, ·

13.) Verfahren nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer gegebenen Zeit der zweiten Stufe zugeführte wäßrige Nährmedium weniger als 1 Gew.-Teil Phosphat, berechnet als .elementarer Phosphor, je 100 Gew.-Teile der während
dieser Zeit in diesem Fermenter eingeführten Hefe, bezogen auf Trockenbasis, enthält.

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