DE2154091A1 - Unicellular protein materials from ethanol - Google Patents
Unicellular protein materials from ethanolInfo
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Description
Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein jun.
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Einzellige Proteinmaterialien aus ÄthanolUnicellular protein materials from ethanol
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Hefen durch ein aerobes Ferment at ions verfahr en, "bei dem man ein wäßriges äthanolisches Substrat verwendet, das Nährelemente enthält, und wobei man vorzugsweise so arbeitet, daß die Sauerstoffmenge beschränkt wird. Die Fermentation wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf kontinuierliche Weise in einer Reaktionszone durchgeführt, die bei Überatmosphärendruck betrieben wird. Die Spuren-Nährstoffe werden zu dem Substrat getrennt von den Makro-Nährstoffen als sterile, wäßrige Lösung zugefügt, wobei die wäßrige Lösung vorzugsweise Eisen als Eisen(lII)-citrat enthält. Bevorzugt wird al3 Hefe Candida utilis verwendet.The invention relates to a process for the production of yeasts by an aerobic fermentation process, "in which an aqueous ethanolic substrate is used which contains nutrient elements, and it is preferred to work in this way, that the amount of oxygen is limited. The fermentation is carried out in the process according to the invention in a continuous manner in a reaction zone which is at Above atmospheric pressure is operated. The trace nutrients are separated from the macro nutrients to the substrate added as a sterile, aqueous solution, the aqueous solution preferably containing iron as iron (III) citrate. The yeast Candida utilis is preferably used.
In der Vergangenheit hat man oft Überlegungen angestellt, wie man die ständig wachsende Bevölkerung ernähren kann und welche zusätzlichen Möglichkeiten dafür offen-In the past, considerations have often been given to how to feed the ever-growing population can and what additional options are open to
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stehen. Dabei muß man "beachten, daß eine ausreichende Ernährung voraussetzt, daß sowohl die erforderlichen Kalorienmengen zur Verfügung stehen und daß die Diät ausgeglichen sein muß. Hierbei sei beispielsweise nur daran erinnert, daß in vielen Teilen der Welt Nahrungsmittel, die ausreichend Protein enthalten, nicht zur Verfügung stehen. Eine Möglichkeit, die erforderlichen Proteinmengen zu schaffen, besteht darin, daß man Mikroorganismen, die einzelliges Protein liefern, wie Hefen, Bakterien und Algen,züchtet und diese entweder als Nahrungsmittel oder als Zusatzstoffe für Nahrungsmittel verwendet.stand. In doing so, one must "ensure that there is adequate nutrition assumes that both the required amount of calories are available and that the diet is balanced have to be. It should be remembered, for example, that in many parts of the world food is sufficient Containing protein are not available. One way to create the required amounts of protein consists in having microorganisms that are unicellular Protein, such as yeast, bacteria and algae, grows and these either as food or as additives used for food.
Die Herstellung von einzelligen Protein(SCP)-Materialien in großen Mengen kann durch Fermentationsverfahren erfolgen, bei denen man beispielsweise als Substrat Kohlehydrate, Kohlenwasserstoffe oder Sauerstoff enthaltende Kohlenwasserstoff materialien verwendet. Eine Hauptforderung "besteht darin, daß das Substratmaterial billig ist und daß es von dem ausgewählten Mikroorganismen schnell verbraucht wird, fco daß die Verfahrenskosten nicht zu hoch sind. Gleichfalls wichtig ist die Annehmbarkeit und Verwendbarkeit des . SOP-Materials als Nahrungsmittel oder als Nahrungsmittel-" bestandteil. Bei den letzteren Forderungen muß man den Geschmack und den Geruch dieser Stoffe beachten, die verantwortlich sind, ob die Stoffe öffentlich angenommen werden, und man muß ebenfalls die metabolischen Faktoren und die loxizität der Produkte beachten, da diese entscheiden, ob man die SCP-Materialien bei der menschlichen Ernährung verwenden kann.The manufacture of unicellular protein (SCP) materials in large quantities can be done by fermentation processes, in which, for example, carbohydrates, Hydrocarbons or oxygen-containing hydrocarbon materials are used. A main claim "exists in that the substrate material is cheap and that it is quickly consumed by the selected microorganisms, fco that the procedural costs are not too high. Equally important is the acceptability and usability of the . SOP materials as food or as food " component. In the case of the latter, one must pay attention to the taste and smell of these substances, which are responsible are whether the substances are publicly accepted, and one must also consider the metabolic factors and Be aware of the loxicity of the products, as these determine whether or not to use the SCP materials in human nutrition can use.
In der technischen und in der Patentliteratur werden Fermentationsverfahren zur Herstellung von Mikroorganismen, die leicht nützliche SCP-Materialien ergeben, beschrieben. Beispielsweise wurden Hefen auf Polysacchariden, die in Abfallsulfitlaugen enthalten sind, gezüchtet, und außerdem hat man n-Alkanbestandteile aus Gasölkohlenwasserstoff-Fermentation processes are used in technical and patent literature for the production of microorganisms that readily yield useful SCP materials. For example, yeasts have been grown on polysaccharides contained in waste sulphite liquors, and besides if you have n-alkane components from gas oil hydrocarbon
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brennstoffen und eine Mischung aus Sauerstoff enthaltenden Kohlenwasserstoffen verwendet. Die Herstellung von Bakterien ist auf ähnliche Weise beschrieben. Bei der fermentation, bei der Hefen oder Bakterien gebildet werden, findet ein Oxydationsverfahren statt, bei dem viel Wärme entsteht. Dabei ist es erforderlich, daß eine wesentliche Sauerstoffübertragung stattfindet, und außerdem muß man die Fermentationstemperatur kontrollieren. Bevorzugte Substratmaterialien enthalten bereits so viel gebundenen Sauerstoff wie möglich, um die Wärmebildung und den Sauerstoffbedarf möglichst klein zu halten. Bei der Herstellung von SCP-M"aterialien mit Nahrungsmittelqualität j-ann es ebenfalls erforderlich sein zu extrahieren, um ilie Anwesenheit von unerwünschtem, restlichem Substratmaterial wie Kohlenwasserstoffen mit hohe:a Molekulargewicht oder von etwa fermentierten, sauerstoffhaltig!^ Kohlenwasserstoffverbindungen zu beschränken.fuels and a mixture of oxygen-containing hydrocarbons are used. The production of bacteria is described in a similar manner. During fermentation, during which yeast or bacteria are formed, one takes place Oxidation process takes place, in which a lot of heat is generated. It is necessary that there is substantial oxygen transfer takes place, and one must also control the fermentation temperature. Preferred substrate materials already contain as much bound oxygen as possible in order to reduce heat generation and oxygen demand as much as possible to keep it small. It is also required in the manufacture of food grade SCP materials to be extracted in order to avoid the presence of undesired, residual substrate material such as hydrocarbons with high: a molecular weight or from fermented, containing oxygen! ^ hydrocarbon compounds to restrict.
Die meisten der Fermentationsverfahren iur Herstellung von SCP-Material, die für die Zukunft geplant oder bereits in Betrieb sind, liefern hauptsächlich Zusatzstoffe für Tierfutter und ergeben daher Protein für den menschlichen Bedarf nur indirekt. Jedoch hat die Food and Drug Administration bestimmte Mikroorganismen, hauptsächlich Hefen, innerhalb der Saccharomycetoideae-und Cryptococcoideae-Unterfamilien für die Verwendung in Wahrungsmitteln, die für den menschlichen Verbrauch bestimmt sind, zugelassen.Most of the fermentation processes used to make SCP materials that are planned for the future or are already in operation mainly provide additives for animal feed and therefore yield protein for human consumption only indirectly. However, the Food and Drug Administration did certain microorganisms, mainly yeasts, within the Saccharomycetoideae and Cryptococcoideae subfamilies approved for use in currency intended for human consumption.
Ein sehr geeignetes Substratmaterial ist Äthanol. Es ist vollständig in Wasser löslich, befindet sich bereits in teilweise oxydiertem Zustand und es ist selbst ein Nahrungsmittel, und daher treten bei der Entfernung von den hergestellten Mikroorganismtnzellen keine Schwierigkeiten auf. Jedoch ist Äthanol für viele Mikroorganismen ein Wachstumsinhibitor und andere wachsen in seiner Gegenwart nicht gut.A very suitable substrate material is ethanol. It is completely soluble in water, is already in partially oxidized state and it is itself a food, and therefore occur in the removal of the manufactured Microorganism male cells do not have any difficulties. However, ethanol is a growth inhibitor for many microorganisms and others do not grow in its presence Well.
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Wirtschaftliche Überlegungen bei der SCP-Herstellung erfordern, daß das Substratrnaterial relativ billig ist. Verglichen mit Abfallmaterialien, die als Substrate bei vielen technischen Fermentationsverfahren verwendet werden, ist Äthanol recht teuer, und daher muß es, wenn es als Substrat verwendet wird, vollkommen ausgenutzt werden.Economic considerations in SCP manufacture require that the substrate material is relatively cheap. Compared with waste materials that are used as substrates in many industrial fermentation processes Ethanol is quite expensive and therefore, if used as a substrate, it must be fully exploited.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes aerobes Fermentationsverfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Nahrungsmittelhefen, d.h. Hefen, die für den menschlichen Gebrauch geeignet sind. * Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, die organischen Nährstoffmaterialien, die zum Wachstum der gewünschten Hefen erforderlich sind, optimal auszunutzen und eine wirtschaftliche Quelle für Protsinmaterial mit hoher Qualität zu schaffen, das als Nahrungsm: tte.". oder als Nahrungsmittelzusatzstoff in der menschlichen Ernährung verwendet werden kann. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Wachstum von Hefe, die von der FDA für die Verwendung in Nahrungsmitteln zugelassen ist, auf einem Substrat, das einen großen Anteil an gebundenem Sauerstoff enthält und das selbst Nahrungsmittelqualität besitzt. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Nahrungsmittelhefe wie Candida utilis (Torula yeast)-Hefe auf einem Äthanolsubstrat unter solchen Bedingungen, daß das Substrat maximal in ein nützliches Proteinprodukt überführt wird.The present invention is an improved aerobic fermentation process and an apparatus for continuous production of food yeast, i.e. yeast suitable for human consumption. * The invention is also based on the object, the organic nutrient materials necessary for the growth of the desired yeasts are required to optimally exploit and an economical source of protein material with to create high quality that is used as food. ". or as a food additive in the human diet can be used. The invention relates to a method for growing yeast which is approved by the FDA for the Use in food is permitted on a substrate that has a large proportion of bound oxygen and which itself is food grade. In particular, the invention relates to a method of manufacture of food yeast such as Candida utilis (Torula yeast) yeast on an ethanol substrate under such conditions that the substrate is maximally converted into a useful protein product.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen sind typische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. The present invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings are typical Embodiments of the present invention illustrated.
In Fig. 1 ist ein Fließschema des Verfahrens dargestellt. In Fig. 2 ist die Zellenausbeute, bezogen auf Äthanol, angegeben. In den Fig. 3 und 4 sind Ausführungsformen einerIn Fig. 1 a flow diagram of the process is shown. In Fig. 2, the cell yield, based on ethanol, specified. In Figs. 3 and 4, embodiments are one
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Vorrichtung gezeigt, die "besonders bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.Device shown that "especially when performing of the method according to the invention is suitable.
In Fig. 1 ist auf schematische Weise eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung von Hefe dargestellt, bei dem kontinuierlich im Dauerzustand bzw. bei stationären Bedingungen gearbeitet wird und bei dem Äthanol als Substrat verwendet wird.In Fig. 1, an embodiment of the process for the production of yeast according to the invention is shown in a schematic manner, in which one works continuously in the steady state or in steady-state conditions and in the case of ethanol is used as a substrate.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform leitet man in die Mischvorrichtung 14 über die Leitung 11 Äthanol, über die Leitung J2 eine konzentrierte Lösung der Makronährstoffe und über die Leitung 13 Wasser, das als Ausgangsmaterial verwendet wird. In das Mischgerät 14 werden über die Leitung 52 ebenfalls Nährstoffe geleitet, die in einem "all des flüssigen Materials vorhanden sind, das aus der Permentationsvorrichtung entnommen wird. Nachdem die Lösung mit der Rührvorrichtung 15 gut vermischt ist, wird sie über die Leitung 16, den Vorerwärmer 17 und durch die Leitung 18 in eine Sterilisationsvorrichtung 19 geleitet. Durch die Schlange 20 wird Dampf ?n die Si;erilisationsvorrichtung eingeleitet. Gegebenenfalls kann man den Dampf direkt durch nicht gezeigte Vorrichtungen einspritzen. Nachdem die Lösung sterilisiert ist, wird sie über die Leitung 21, den Vorwärmer 17, die Leitung 22, den Kühler 23, die Leitung 24, das Druckreduzierventil 24a und die Leitung 25 in die Fermentations vorrichtung 40 geführt. Die Spurennährstoffe einschließlich Eisencitrat werden als wäßriges Konzentrat über die Leitung 36, die Sterilisationsvorrichtung 37 und die Leitung 39 geleitet. Durch die Schlange 38 wird Dampf in die Sterilisationsvorrichtung eingeführt. Luft wird kontinuierlich durch die Leitung 26 in den Kompressor 27 geführt, und der komprimierte Luftstrom wird dann über die Leitungen 28 und 29,den Sterilisationsfilter 30 und die Leitungen 31 in die Luftversprühvorrichtung 32 geleitet, die sich an dem unteren '-Ceil der Ferinenta±ionsvorrichtungIn this embodiment according to the invention, ethanol is passed into the mixing device 14 via the line 11, a concentrated solution of the macronutrients via the line J2 and water, which is used as the starting material, via the line 13. Also fed into the mixer 14 via line 52 are nutrients that are present in all of the liquid material removed from the permentation device. After the solution has been well mixed with the stirrer 15, it is fed via line 16 to the .? pre-heater 17 and passed through line 18 into a sterilizing apparatus 19 is through the coil 20 vapor n Si; initiated erilisationsvorrichtung Optionally one may inject the steam directly by means not shown, after the solution is sterilized, it will be over the line.. 21, the preheater 17, the line 22, the cooler 23, the line 24, the pressure reducing valve 24a and the line 25 into the fermentation device 40. The trace nutrients including iron citrate are supplied as an aqueous concentrate via the line 36, the sterilization device 37 and the Line 39. Steam is fed through coil 38 into the sterilizer guided. Air is continuously fed through line 26 into compressor 27, and the compressed air stream is then fed via lines 28 and 29, sterilization filter 30 and lines 31 into air atomizing device 32, which is located on the lower 'wedge of the Ferinenta ± ion device
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befindet. Aus einem Vorratstank mit flüssigem Ammoniak wird dieses verdampft und über die Leitungen 33 und 34 in den Strom mit komprimierter Luft geleitet, so daß eine Mischung aus Luft und Ammoniak über die Leitung 29» das Filter 30 und die Leitung 31 zu der Luftversprühvorrichtung 32 geführt wird. Gegebenenfalls kann der Ammoniakdampfstrom über die Leitungen 35 und 25 in die Fermentationsvorrichtung 40 geleitet werden.is located. This is evaporated from a storage tank with liquid ammonia and via the lines 33 and 34 fed into the stream with compressed air, so that a mixture of air and ammonia via line 29 » the filter 30 and the line 31 is led to the air atomizing device 32. The ammonia vapor stream can optionally be used are passed via the lines 35 and 25 into the fermentation device 40.
Der kontinuierliche Nachschub von Substrat, Nährstoffen l> und Sauerstoff bewirkt eine kontinuierliche Vermehrung der Hefezellen in der Ferment at ion.--vorrichtung 40. (Die Hefe-zellen waren ursprünglich als Startkultur zugefügt worden und wurden in einer Vorrichtung, die nicht gezeigt wird, hergestellt. )i'it dem Rührwerk 44 und dem Zerstäuber 32 wird die Mischung aue Gas-Flüssigkeit-Feststoffen gerührt. Durch den Abbau des Äthanols bzw. die Umwandlung des· Äthanols durch die Hefe wird eine wesentliche Menge Wärme freigesetzt, so daß Kühlmittel du.^ch die Leitung 41» die Kühlschlage 43 und 43 und die Leitung 4- geleitet wird.The continuous replenishment of substrate, nutrients l> and oxygen causes the yeast cells to continuously multiply in the fermentation at ion .-- device 40. (Die Yeast cells were originally added as a starting culture and were made in an apparatus not shown. ) i'it the agitator 44 and the atomizer 32 the gas-liquid-solids mixture is stirred. By breaking down the ethanol or converting it of the ethanol through the yeast becomes a substantial amount Heat is released, so that coolant through. ^ Ch the line 41 »the cooling beats 43 and 43 and the line 4- is conducted.
Die Fermentationslösung oder Fermentationsbrühe wird konfc tinuierlich aus der Fermentationsvorrichtung 40 über eine Abnahmeleitung 45, die sich am Boden der Fermentationsvorrichtung befindet, abgenommen und in den Separator 46 geleitet, wo die Hauptmenge der Flüssigkeit, die restliches Substrat und die Nährmaterialien enthält, von den Hefezellen abgetrennt wird. Die abgetrennte flüssige Phase wird aus dem Separator über die Leitung 51 entnommen und entweder über die Leitung 52 zurück in die Mischvorrichtung 14 geleitet oder sie wird in die Abwasserleitung über die Leitung 53 geführt. Das gewünschte Produkt, die Hefesllen, liegt als Creme vor und wird über die Leitung 47 aus dem Separator entnommen und gegebenenfalls in Vorrichtungen, die nicht gezeigt werden, gewaschen und in die Trockenvorrichtung 48 geführt. Entferntes Wasser wird aus derThe fermentation broth or fermentation broth is kon fc continuously from the fermentation apparatus 40, removed by a decrease line 45 which is located at the bottom of the fermentation apparatus and passed to the separator 46 where the major amount of the liquid containing residual substrate and the nutrient materials contains, from the yeast cells is separated. The separated liquid phase is removed from the separator via the line 51 and either passed back into the mixing device 14 via the line 52 or it is passed into the waste water line via the line 53. The desired product, the yeast cells, is in the form of a cream and is removed from the separator via the line 47 and, if necessary, washed in devices that are not shown and fed into the drying device 48. Removed water is from the
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Trockenvorrichtung über die Leitung 49 entnommen, und das getrocknete liahrungsmittelhefeprodukt wird über die Leitung 50 entnommen und gekühlt und gelagert.Removed drying device via line 49, and that dried dietary yeast product is withdrawn via line 50 and cooled and stored.
Der Strom an verbrauchter Luft enthält Kohlendioxyd, und er wird kontinuierlich aus der Fermentationsvorrichtung 40 über die Leitung 54 und das druckempfindliche, automatische Ventil 55 und die Leitung 56 entnommen. Über die Leitung tritt die verbrauchte Luft in einen geeigneten Schornstein, oder wenn die verbrauchte Luft wesentliche Mengen an mitgerissenem Äthanol enthält, wird sie in eine Waeserwaschanlage, die nicht gezeiry wird, geleitet. Aus der Waschanlage kann man das Wasser, das wiedergewonnenes Äthanol enthält, verwenden, um es als Ausgr.ngsmaterial über die Leitung 13 ii die Mischvorrichtung H einzuleiten.The stream of stale air contains carbon dioxide and is continuously exiting fermenter 40 withdrawn via line 54 and pressure sensitive automatic valve 55 and line 56. Over the line the stale air enters a suitable chimney, or if the stale air is substantial contains entrained ethanol, it is directed to a water washing plant that is not gezeiry. the end In the car wash, the water, which contains recovered ethanol, can be used as waste material the line 13 ii to initiate the mixing device H.
In Fig. 2 sind die Ergebnisse graphisch dargestellt, die man. bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten kann. Diese Zeichnung wird zusammen mit Beispiel 5 und Tabelle III näher diskutiert.FIG. 2 graphically shows the results obtained. when carrying out the method according to the invention can get. This drawing is discussed in greater detail along with Example 5 and Table III.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht teilweise im Querschnitt in Einzelheiten einer inneren Kühlvorrichtung gezeigt, die besonders gut bei dem erfindungsgemäßen Fermentationsverfahren verwendet werden kann.In Fig. 3 is shown a plan view partially in cross section in detail of an internal cooling device which can be used particularly well in the fermentation process according to the invention.
Die in Fig. 3 gezeigte lfVogelkäfig"-Kühlvorrichtung befindet sich innerhalb des Fermentationskessels 101, der üblicherweise ein Einlaßrohr für Nährmedium 102, ein Einlaßrohr für Luft 103, eine längere Lufteinlaßröhre 104, einen Luftzerstäuber 105, Ablenkbleche 106 und 106a, eine Rührvorrichtung 107, verbunden mit einem Stab 108 und einer äußeren Rührvorrichtung, die nicht gezeigt wird, eine Auslaßöffnung für die Fermentationslösung und eine Luftauslaßöffnung 110 enthält.The lf bird cage "-Kühlvorrichtung shown in Fig. 3 is located within the fermentation vessel 101, which is usually an inlet pipe for nutrient medium 102, an inlet pipe for air 103, a long air intake tube 104, an air atomizer 105, deflectors 106 and 106, an agitator 107, connected to a rod 108 and an external agitation device, not shown, containing an outlet port for the fermentation broth and an air outlet port 110.
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Die Kühlvorrichtung enthält horizontale, kreisförmige Sammelröhren 120 und 121, die im wesentlichen den gleichen inneren Durchmesser besitzen und die miteinander durch eine Vielzahl vertikaler Verbindungsröhrengezeigt durch 122 ; und 122a, verbunden sind, wobei die Verbindungsröhren in zwei parallelen Reihen um die Peripherie der Sammelrohren 120 und 121 angeordnet sind. Die Verbindungsröhren 122 und 122a besitzen einen Durchmesser, der nicht größer ist als ungefähr ein Drittel des Durchmessers der Sammelröhren, und sie besitzen ungefähr eine Länge, die drei Viertel der Länge des Fermentationskessels 101 entspricht. Die untere Sammelröhre 120 ist mit der Kühlmitteleinlaßleitung 123 verbundeil, und die obere Sammelröhre 121 ist mit der Kühlmittelausgangsleitung 124 verbunden. Beide Leitungen 123 und 124 erstrecken sich abgedichtet durch die Wand des Fermentationskessels 101.The cooling device includes horizontal circular headers 120 and 121 which are of substantially the same inner diameter and which are interconnected by a plurality of vertical connecting tubes indicated by 122; and 122a, the connecting tubes being arranged in two parallel rows around the periphery of the headers 120 and 121. The connecting tubes 122 and 122a have a diameter that is no greater than about one third the diameter of the collecting tubes and they are about three quarters of the length of the fermentation kettle 101 in length. The lower collecting tube 1 20 is verbundeil with the coolant inlet pipe 123 and the upper header tube 121 is connected to the coolant output line 124th Both lines 123 and 124 extend in a sealed manner through the wall of the fermentation vessel 101.
Bei der Durchführung des Verfahrens tritt flüssiges Ammoniak als Kühlmittel in die Sammelröhre 120 über die Leitung 123 und wird in den Verbindungsleitungen 122, 122a verteilt,die die Fläche für den Wärmeübergang aus der gerührten Fermantationslösung, die in dem Fermentationsgefäß 101 vorhanden ist, ergeben. Das Ammoniak verdampft, f wobei es aus der Lösung Wärme absorbiert, und eine Mischung aus Flüssigkeit und Dampf tritt in die Sammelleitung 121 und in die Kühlmittelablaßleitung 124. Die Dampf-Flüssigkeits-Mischung wird dann getrennt, der Dampfstrom wird durch nicht gezeigte Vorrichtungen komprimiert und die entstehende Flüssigkeit wird zu der abgetrennten Flüssigkeit zugefügt, wobei man einen Strom aus flüssigem Ammoniak erhält, den man in die Kühlmitteleinlaßleitung 123 recyclisiert. When carrying out the method, liquid ammonia enters the collecting tube 120 as a coolant via the line 123 and is distributed in the connecting lines 122, 122a, which provide the area for the heat transfer from the stirred fermentation solution that is present in the fermentation vessel 101. The ammonia vaporizes, f absorbing heat from the solution, and a mixture of liquid and vapor enters manifold 121 and coolant discharge line 124. The vapor-liquid mixture is then separated, the vapor stream is compressed by means not shown and the resulting liquid is added to the separated liquid to obtain a stream of liquid ammonia which is recycled to the coolant inlet line 123.
In Fig. 4 ist ein Querschnitt der Kühlvorrichtung von Fig.3 dargestellt, längs der horizontalen Ebene 4-4. In dieser Fig. 4 wird die kreisförmige Sammelleitung 121 gezeigt, dieIn Fig. 4 is a cross section of the cooling device of Fig.3 shown along the horizontal plane 4-4. In this Fig. 4 shows the circular manifold 121 which
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innerhalb des Fermentationskessels 101 angebracht ist und die mit den oberen Enden der vertikalen Verbindungsleitungen 122 und 122a verbunden ist. Die Sammelröhre ist innerhalb des Permentationskessels 101 mit der Ausgangsleitung für das Kühlmittel 124 verbunden, die durch die Wand des Fermentationskessels 101 geht. Ein horizontaler Schnitt durch die untere Sammelleitung 120 würde eine gleiche Anordnung ergeben. is mounted within the fermentation kettle 101 and which is connected to the upper ends of the vertical connecting lines 122 and 122a. The collecting tube is connected within the fermentation vessel 101 to the outlet line for the coolant 124, which passes through the wall of the fermentation vessel 101. A horizontal section through the lower manifold 120 would result in the same arrangement.
Die vorliegende Erfindung betrifft das aseptische Wachstum ausgewählter Hefen auf einem Äthanolsubstrat auf kontinuierliche W(=.;.:e. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die ausgewählten Nahrungsmittelelemente einschließlich des Eisens optimal ausgenutzt. Durch die Wahl des Äthanols als einzige Quelle für Kohlenstoff in dem Substrat werden im ' wesentlichen alle Probleme, die sonst bei der Herstellung von Proteinmaterial, das zum menschlichen Verbrauch direkt geeignet ist, auftreten, eliminiert. Äthanol ist leicht erhältlich und wird als Nahrungsmittel verwendet. Seine Fermentationsprodukte enthalten kein restliches toxisches Substrat. Seine Flüchtigkeit bewjrk^ dass restliches Äthanol schnell während des Trocknens des Mikroorganismenprodukts verdampft. Seine Löslichkeit in Wasser vermeiden die physikalischen Probleme, die bei Vielphasen auftreten und die vorhanden sind, wenn man Polysaccharid- oder Kohlenwasserstoff Substratmaterialien verwendet.The present invention relates to the aseptic growth of selected yeasts on an ethanol substrate on a continuous basis W (=.;.: E. In the method according to the invention, the selected food elements, including iron, are optimally used. By choosing the ethanol as The only source of carbon in the substrate will essentially eliminate all of the problems that would otherwise arise in the manufacture of protein material directly fit for human consumption occur eliminated. Ethanol is light available and used as food. His Fermentation products do not contain any residual toxic substrate. Its volatility causes the remaining ethanol rapidly evaporated during the drying of the microorganism product. Avoid its solubility in water the physical problems that arise with multiphase and that exist when considering polysaccharide or hydrocarbon Substrate materials used.
Viele Mikroorganismen wachsen nicht auf alkoholischen Substraten. Geeignete Hefen, die Äthanol metabolisieren, sind in Tabelle I angegeben. Bevorzugte Hefen umfassen Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces fragilis und Candida utilis. Diese sind bevorzugt, da sie bereits von der PDA für die Verwendung als Nahrungsmittel für Menschen zugelassen sind.Many microorganisms do not grow on alcoholic substrates. Suitable yeasts that metabolize ethanol are given in Table I. Preferred yeasts include Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces fragilis and Candida utilis. These are preferred because they are already approved by the PDA for human food use.
Das aerobe Wachstum ausgewählter Hefen wird in großem Maßstab in einem kontinuierlichen, aseptischen Fermentations-The aerobic growth of selected yeasts is measured on a large scale in a continuous, aseptic fermentation
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verfahren durchgeführt, "bei dem sterilea Substrat, Nähr mittel und Sauerstoff kontinuierlich in einen Fermentationskessel eingefüllt werden, während die Fermentationslösung kontinuierlich entfernt wird. Ein schnelles exponentielles Phasenwachstum wird beibehalten, indem man die Verdünnungsgeschwindigkeit (Raumgeschwindigkeit) reguliert und indem man die zugefügte Wassermenge in die Fermentationsvorrichtung kontrolliert. Geeignete Kontrollvorrichtungen werden verwendet, um im wesentlichen stationäre Bedingungen aufrechtzuerhalten. Wenn die Hefeproduktion in großem Maßstab erfolgt, kann es wünschenswert sein, eine Vielzahl \jn Fermentationsgefäßen in paralleler Anordnung zu verwenden. Dadurch kann man die Fermentation besser kontrollieren, während die Absbellkosten minimal gehalten werden, wenn eine Fermentationsvorrichtung abgestellt werden muß, weil sie auf irgendeine Weise nicht mehr zufriedenstellend arbeitet. Die aus den Fermentationsvorrichtungen entnommenen Lösungen können danach vereinigt werden und anschließend gemeinsam weiterverarbeitet werden.method "in which sterile substrate, nutrients and oxygen are continuously added to a fermentation vessel while the fermentation solution is continuously removed. Rapid exponential phase growth is maintained by regulating the dilution rate (space velocity) and by adding the amount of water added in Appropriate control devices are used to maintain essentially steady-state conditions. When yeast production is carried out on a large scale, it may be desirable to use multiple fermentation vessels in parallel Shutting down costs can be kept to a minimum if a fermentation device has to be shut down because it no longer works satisfactorily in some way h are combined and then further processed together.
Innerhalb der Fermentationszone wird Äthanol als wäßriges Substrat in einer Konzentration im Bereich von 50 bis k 3000 ppm, vorzugsweise von 100 bis 500 ppm, und am meisten bevorzugt um 200 ppm, verwendet. Anorganische Nährstoffe sind in der Fermentationslösung immer vorhanden, da man kontinuierlich eine wäßrige Lösung zufügt, die die Nährelemente enthält und wobei man die in Tabelle II angegebenen Verhältnisse verwendet.Within the fermentation zone, ethanol is used as an aqueous substrate in a concentration in the range from 50 to k 3000 ppm, preferably from 100 to 500 ppm, and most preferably around 200 ppm, is used. Inorganic nutrients are always present in the fermentation solution, as an aqueous solution is continuously added which contains the nutritional elements and using the ratios given in Table II.
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Geeignete Hefen, die unter Verwendung von Äthanol als Substrat eingesetzt werden könnenSuitable yeasts that can be used using ethanol as a substrate
Endomycopsis capsularis Endomycopsis fitmlicer Endomycopsis javanensisEndomycopsis capsularis Endomycopsis fitmlicer Endomycopsis javanensis
Saccharomyces cerevisiae Saccharomyces fragilis Saccharomyces l^.ofcisSaccharomyces cerevisiae Saccharomyces fragilis Saccharomyces l ^ .ofcis
Hansenula anomala Ilansenula miso Hart Regula mraJciiHansenula anomala Ilansenula miso Hart Regula mraJcii
Pichia farinosa Pichia fermentansPichia farinosa Pichia fermentans
Candida utilis Candida guilliermondiiCandida utilis Candida guilliermondii
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BereichMore preferred
area
element Gew./100 gAdded amount of nutrient
element weight / 100 g
BereichMore general
area
M j.kr onähr s 10 f f eMicronutrient or
M j.kr onahr s 10 ff
Während des Fermentationsverfahrens wird Äthanol verbraucht und gleichzeitig wird Kohlendioxydgas gebildet, und die Acidität des Fermentationsmediums wird erhöht. Für das Wachstum der Mikroorganismen ist Stickstoff erforderlich, und dieser wird zweckdienlich zu der Fermentationslösung entweder als wasserfreies oder als wäßriges Ammoniak gegeben, Da Ammoniak ein alkalisches Reagens ist, wird durch die Zugabe von Stickstoff als Ammoniak die Acidität in der Fermentationslösung gleichzeitig vermindert. Der pH des Mediums wird im Bereich von 2,5 bis 6,5, vorzugsweise von 3,5 bis 5,5, und am meisten bevorzugt bei ungefähr 4,0 gehalten. Diese pH-Kontrolle wird durch die kontrollierte bzw. regulierte Zugabe von Ammoniak erreicht«During the fermentation process, ethanol is consumed and at the same time carbon dioxide gas is formed, and the The acidity of the fermentation medium is increased. Nitrogen is required for the growth of microorganisms, and this is expediently added to the fermentation solution either as anhydrous or as aqueous ammonia, Since ammonia is an alkaline reagent, adding nitrogen as ammonia will reduce the acidity in the Fermentation solution reduced at the same time. The pH of the medium will be in the range from 2.5 to 6.5, preferably from 3.5 to 5.5, and most preferably held at about 4.0. This pH control is controlled by the or regulated addition of ammonia achieved "
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Die zugefügten anorganischen Nährstoffe bewirken das Hefewachstum, in dem Maße wie sie in der Fermentationslösung löslich sind. Der Bedarf an Phosphor wird im allgemeinen durch Zugabe eines Phosphatsalzes oder von Phosphorsäure gedeckt. Wenn Eisen in der wäßrigen Mischung der Nährstoffe ebenfalls erforderlich ist, fällt Eisenphosphat aus, und dadurch ist bei dem Fermentationsverfahren kaum Eisen ' vorhanden. Es wurde nun gefunden, daß man eine verbesserte Geschwindigkeit des Hefewachstums erhalten kann, wenn man die Mikronährelemente einschließlich Eisen zu der Lösung getrennt zufügt:·. Eisen wird vorzugsweise als wasserlösliches Salz finer organischen Polycarbonsaure und am meisten bevorzugt als Eisencitrat zugegeben. Dieses Salz kann in der wäßrigen Lösung durch geeignete Zugabe eines anorganischen Eisensalzes wie Eisen(,lll)\-chlorid und Citronensäure gebildet werden.The added inorganic nutrients cause yeast to grow, to the extent that they are soluble in the fermentation solution. The need for phosphorus is increasing in general by adding a phosphate salt or phosphoric acid covered. If iron is also required in the aqueous mixture of nutrients, iron phosphate precipitates, and thus there is hardly any iron present in the fermentation process. It has now been found that an improved one can be found Speed of yeast growth can be obtained by adding the micronutrients including iron to the solution separately adds: ·. Iron is preferably used as the water-soluble salt of organic polycarboxylic acid and most preferably added as iron citrate. This salt can be in the aqueous solution by suitable addition of an inorganic Iron salt like iron (, III) \ - chloride and citric acid are formed.
Alle Flüssigkeitsströme werden, bevor sie in die Fermentationsvorrichtun^ eingeführt werden, durch Erwärmen auf ungefähr 149°C (3000P) bei einem Druck von ungefähr 5,9 kg/cm (70 psig) sterilisiert. Die Sterilisation kann ebenfalls durchgeführt werden, indem man direkt Dampf injiziert. Es ist im allgemeinen nicht erforderlich, den Strom aus Ammoniak zu sterilisieren. Fügt man Ammoniak als Gas zu, so wird dieses zweckdienlich in den eintretenden Strom an komprimierter Luft injiziert.All liquid streams are sterilized by heating to about 149 ° C (300 0 P) at a pressure of about 5.9 kg / cm (70 psig) prior to being introduced into the fermenter. Sterilization can also be performed by injecting steam directly. It is generally not necessary to sterilize the ammonia stream. If ammonia is added as a gas, it is expediently injected into the incoming stream of compressed air.
Luft, gegebenenfalls mit Sauerstoff angereichert, wird komprimiert und sterilisiert, indem man sie durch eine Reihe kleinporiger oder membranartiger Glasfaserfilter leitet. Wird sie mit Ammoniak vermischt, dann wird die Gasmischung durch die Filterzone geführt.Air, optionally enriched with oxygen, is compressed and sterilized by passing them through a series of small pore or membrane-like glass fiber filters. If it is mixed with ammonia, the gas mixture is passed through the filter zone.
Man muß darauf achten, daß alle sterilen Ströme, die eingeführt werden, mit einem höheren Druck eingeführt werden als die nichtsterilen Ströme während des Wärmeaustauschs.Care must be taken that any sterile streams that are introduced are introduced at a higher pressure than the non-sterile streams during heat exchange.
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Älinlich sollte die Fermentationsvorrichtung "bei einem ■positiven, d.h. bei einem überatmosphärischen Druck betrieben werden, um eine Verunreinigung der nichtsterilen Materialien zu vermeiden.Equally, the fermentation device should "at a ■ positive, i.e. operated at a pressure above atmospheric to avoid contamination of the non-sterile materials.
Bevor man mit der Fermentation beginnt, sollten alle Vorrichtungen sterilisiert sein. Beispielsweise ist es bevorzugt, daß die Fermentationsvorrichtung und alle Leitungen, die hinterher sterile Ströme führen, während ungefähr 20 Minuten mit Dampf bei einer Temperatur von ungefähr 1210C (25O0F) behandelt werden.Before starting fermentation, all devices should be sterilized. For example, it is preferred that the fermentation apparatus and all lines carrying afterwards sterile currents during approximately 20 minutes with steam at a temperature of about 121 0 C (25O 0 F) to be treated.
Zu Beginn der Fermentation gibt man in die Fermentationsvorrichtung zusammen mit dem wäßrigen Substrat Ammcntak und Nährelemente und dann wird dieses wäßrige Medium mit einer Kultur der ausgewählten Hefe angeimpft. Luft wird dann in der Fermentationsvorrichtung versprüht, im allgemeinen, indem man gleichzeitig mechanisch rührt. Die Fermentationszone wird bei einer Temperatur im Bereich von 26,7 bis 43,30C (80 bis 1100F) und vorzugsweise bei ungefähr 32,2 bis 37,80O (90 bis 1000F) gehalten, während man den Druck im Bereich von ungefähr 0,14 bis 1,41 atü, vorzugsweise bei ungefähr 0,7 atü, (2 bis 20 psig, vorzugsweise 10 psig) hält, um aseptische Bedingungen aufrechtzuerhalten, Zu Beginn wächst die Hefe langsam, aber nach einigen Stunden findet schnelles, exponentielles Wachstum statt, und dies wird dann in der Fermentationsvorrichtung aufrechterhalten, wobei man die Fermentationslösung, die wäßriges Medium und suspendiertes Zellenprodukt enthält, mit einer solchen Geschwindigkeit entnimmt, daß die Zellenkonzentration im Bereich von 1,5 bis 5iO Gew.^, im allgemeinen über 2,0 Gew.^ und -"Orzugsweise über 3»0 Gev/,^, liegt, bezogen auf suspendierte Zellen in der Fermentationslösung. Die Entnahmegeschwindigkeit, bei der diese Zellenkonzentration aufrechterhalten wird, sollte eine durchschnittliche Verweilzeit der Fermentationslösung in derAt the beginning of the fermentation, nutrient and nutrient elements are added to the fermentation device together with the aqueous substrate, and this aqueous medium is then inoculated with a culture of the selected yeast. Air is then sprayed into the fermentation device, generally by mechanical agitation at the same time. The fermentation zone is maintained at a temperature in the range from 26.7 to 43.3 0 C (80 to 110 0 F) and preferably at about 32.2 to 37.8 0 O (90 to 100 0 F) while the Maintain pressure in the range of about 0.14 to 1.41 atmospheres, preferably about 0.7 atmospheres, (2 to 20 psig, preferably 10 psig) to maintain aseptic conditions. Initially, the yeast grows slowly but after a few hours Rapid, exponential growth takes place and this is then maintained in the fermentation device, with the fermentation solution containing aqueous medium and suspended cell product being withdrawn at a rate such that the cell concentration is in the range from 1.5 to 50 wt. is generally above 2.0% by weight and - "Or preferably above 3» 0% by weight, based on the suspended cells in the fermentation solution since the fermentation solution in the
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Fermentationszöne im Bereich von 2 bis 4 Stunden und vorzugsweise von ungefähr 3 Stunden entsprechen. Auf andere Weise ausgedrückt, sollte die Verdünnungsgeschwindigkeit im Bereich von 0,25 "bis 0,50/Stunden und vorzugsweise bei ungefähr 0,33/Stunde liegen.Fermentation zones in the range of 2 to 4 hours and preferably of about 3 hours. To others In wise terms, the rate of dilution should be in the range of 0.25 "to 0.50 / hour and preferably be about 0.33 / hour.
Die Flüssigkeitsmenge wird in der Fermentationsvorrichtung durch Zugabe von wäßrigem Äthanol, wäßrigen Nährstoffen und Ammoniak so gehalten, daß man gewünschte Konzentrationen und Acidität erhält. Die entnommene Fermentationslösung wird in eine !Trennvorrichtung, vorzugsweise eine Zentrifuge, geleitet, um das Zellenprodukt zu gewinnen. Die wäßrige Fermentationslösung, die aus der Zentrifuge entnommen wird, kann zusammen mit Nährelementen und Ammoniak so viel Äthanol enthalten, daß man diesel Strom direkt recyclisieren kann. Bei einem typischen Recycliciervngsbetrieb werden ungefähr 80 Vol.# dieses Stroms mit kontinuierlich zugefügten Strömen nach der geeigneten Sterilisation vermischt. Die 20 Vol.$, die nicht eingeführt werden, werden entnommen, um zu verhindern, daß sich weniger wünschenswerte anorganische Ionen wie Chloridionen in der Fermentationsflüssigkeit ansammeln.The amount of liquid is determined in the fermentation device by adding aqueous ethanol, aqueous nutrients and ammonia is maintained to give desired concentrations and acidity. The fermentation solution removed is placed in a separation device, preferably a Centrifuge directed to recover the cell product. The aqueous fermentation solution coming out of the centrifuge taken, together with nutrients and ammonia, can contain so much ethanol that the electricity can be recycled directly can. In a typical recycle operation, approximately 80 vol. # Of this stream will be continuous with added streams mixed after appropriate sterilization. The $ 20 Vol. Not Introduced are removed to prevent less desirable inorganic ions such as chloride ions from being in the Build up fermentation liquid.
Das Hefezellenprodukt, das aus der Trennungszone entnommen wird, kann mit V/asser gewaschen, gepreßt und getrocknet werden, wie es für die Endverwendung als Proteinmaterial gebraucht wird.The yeast cell product removed from the separation zone Can be washed with water, pressed and dried as is for end use as a protein material is needed.
Überschüssige sterile, komprimierte Luft wird in die Fermentationsvorrichtung eingeführt, nachdem sie durch eine Filtasbionszone geleitet wurde. Die Sauerstoffverwertung liegt im allgemeinen im Bereich von 25 bis 60$, bezogen auf die eingeführte Menge, und am häufigsten bei ungefährExcess sterile, compressed air is released into the fermentation device introduced after passing through a filted asbion zone. The oxygen utilization is generally in the range of $ 25 to $ 60 based on the amount introduced, and most often about
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Die Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der Fermentationsflüssigkeit sollte im Bereich von 0,1 bis 0,3 ppm sein, wenn man unter Bedingungen arbeitet, bei denen der Sauerstoff nur begrenzt vorhanden ist, und sie kann so hoch wie ι 1 bis 4 ppm sein, wenn man unter äthanolbeschränkenden Bedingungen arbeitet. In der Fermentationsvorrichtung tritt ein gewisses Schäumen auf, aber bei den bevorzugten, niedrigen Äthanolkonzentrationen ist das Schäumen nicht stark, und man kann es durch die Zugabe eines Antischaummittels regulieren. Ausströmende Luft, die Kohlendioxyd enthält, k wird aus der Fermentationszone über ein Druckregulierventil entnommen, wobei der Druck in dem Fermentator aufrechterhalten wird, und man vermeidet, daß nichtsterile Materialien in den Fementator eintreten, die den Inhalt verunreinigen würden.The concentration of dissolved oxygen in the fermentation liquid should be in the range of 0.1 to 0.3 ppm when operating under conditions involving the oxygen is only available to a limited extent, and it can be as high as 1 to 4 ppm when used under ethanol-limiting conditions is working. Some foaming occurs in the fermenter, but at the preferred, low levels In concentrations of ethanol, the foaming is not strong, and it can be prevented by adding an anti-foaming agent regulate. Outflowing air, which contains carbon dioxide, k is released from the fermentation zone via a pressure regulating valve taken while maintaining the pressure in the fermenter and avoiding non-sterile materials enter the fementator which would contaminate the contents.
Wenn der ausfließende Gasstrom eine ausreichende Konzentration an Äthanol enthält, ist es wünschenswert, diesen austretenden Strom durch eine Wasserwaschvorrichtung bzw. einen Wasserwaschturri zu leiten, um das Äthanol wiederzugewinnen, und später katin man dann das Äthanol enthaltende Wasser als Ausgangswasser für den Fermentator verwenden,If the effluent gas stream contains a sufficient concentration of ethanol, it is desirable to have it to pass the escaping current through a water washing device or a water washing device in order to recover the ethanol, and later you can use the water containing ethanol as starting water for the fermenter,
Die Fermentationswärme beträgt im allgemeinen ca.556 kcal/g Zellen(10000 btuAb)so daß man, um die Temperatur im Bereich von 26,7 bis 38,80O (80 bis 1000F) zu halten, gut kühlen muß. Wenn Wasser mit ausreichend niedriger Temperatur zur Verfügung steht, kann man mit Wasser kühlen, indem man das Wasser einmal durch die Kühlelemente, die in der Fermentationszone vorhanden sind, leitete In anderen Fällen ist ein geschlossenes Kühlsystem, bei dem man ein Kühl' mittel, das gegenüber dem System nicht toxisch ist, bevorzugt verwendet. Geeignete Kühlmittel schließen Ammoniak und die Freone ein. In solchen Kühlmitteln bewirken Undichtigkeiten in der Fermentationsvorrichtung keine nachteilen Wirkungen. Verwendet man Ammoniak als Kühlmittel, so leitet man flüssiges Ammoniak durch die Kühlelemente, woThe heat of fermentation is generally about 556 kcal / g cells (10,000 btuAb) so that one has to cool well in order to keep the temperature in the range of 26.7 to 38.8 0 O (80 to 100 0 F). If water at a sufficiently low temperature is available, one can cool with water by passing the water once through the cooling elements that are present in the fermentation zone is not toxic to the system, is preferably used. Suitable refrigerants include ammonia and the freons. In such coolants, leaks in the fermentation device have no adverse effects. If ammonia is used as a coolant, liquid ammonia is passed through the cooling elements, where
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es anfängt zu sieden, und dadurch Wärme von der Fermentationszone aufnimmt.it begins to boil, thereby absorbing heat from the fermentation zone.
Ein "besonders wirksames Kühlelement, das in jedem vertikalen, zylindrischen Fermentationsgefäß verwendet werden kann und das besonders für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, umfaßt zwei runde, kreisförmige Sammelröhren, die horizontal innerhalb der Fermentationsvorrichtung angebracht sind und die mit einer Vielzahl von vertikalen, zylindrischen Röhren verbunden sind, die so gewählt werden, daß sie eine gesamte Querschnittsfläche besitzen, die gleich ist der tfe:. oberen Sammelröhre. Die zylindrischen, vertikalen Röhren sind in parallelen Reihen um den äußeren Umfang der Sammelröhren angeordnet und bilden so einen "Vogelkäfig". Das Kühlmittel zirkuliert durch die Röhren, und ποχι hat so eine große Oberfläche für einen wirksamen Wärmeaustausch. A "particularly effective cooling element which can be used in any vertical, cylindrical fermentation vessel and which is particularly suitable for the process of the invention comprises two round, circular collecting tubes which are mounted horizontally within the fermentation device and which have a plurality of vertical, cylindrical tubes The cylindrical, vertical tubes are arranged in parallel rows around the outer circumference of the collecting tubes, forming a "bird cage" Coolant circulates through the tubes, and so ποχι has a large surface area for efficient heat exchange.
Bei der Auswahl der Vorrichtungen für das erfindungsgemäße Fermentationsverfahrrn sollte man ähnlich verfahren, wie es in der Nahrungsmitte2Industrie üblich ist. Rostfreien Stahl ITr. 304 sollte man bei Nahrungsmitteln oder bei Flüssigkeiten, die mit Nahrungsmitteln in Berührung kommen, verwenden. Rostfreien Stahl Nr. 316 sollte man verwenden, wenn die lösungen hohe Konzentrationen an Chloridionen enthalten und wenn hohe Temperaturen auftreten. Wenn die Druck- und Temperaturbedingungen nicht extrem sind wie in Lagertanks, kann man glasfaserverstärkte Kunststoffe verwenden, um dadurch Betriebs- bzw. Anlagekosten zu sparen.When selecting the devices for the fermentation process according to the invention, one should proceed in a similar way as it is common in the food industry. Stainless Steel ITr. 304 should be with food or with Use liquids that come into contact with food. 316 stainless steel should be used when the solutions contain high concentrations of chloride ions and when high temperatures occur. If the Pressure and temperature conditions are not extreme as in storage tanks, one can use fiberglass reinforced plastics use in order to save operating and system costs.
Die Ausbeute an Hefezellen, berechnet auf verbrauchtes Äthanolsubstrat, liegt im allgemeinen im Bereich von 65 bis 90 Gew.$, wobei man die höheren Ausbeuten unter sauerstoff beschränkenden und nicht unter äthanolbeschränkenden Bedingungen erhält. Bei beiden Betriebsarten erhält man maximale Zellausbeuten bei einer Verdünnung im Bereich von 0,25 bis 0,4/Stunde.The yield of yeast cells, calculated on the ethanol substrate used, is generally in the region of 65 Up to 90 wt. $, whereby the higher yields are classified under oxygen-limiting and not under ethanol-limiting Conditions received. In both operating modes, maximum cell yields are obtained with a dilution in the range of 0.25 to 0.4 / hour.
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Die hergestellten Hefezellen enthalten ungefähr 40 "bis 6.0 Gew.$ Protein zusammen mit Polysacchariden, insbesondere in der Zellwand und einigen Nucleinsäuren. Eine repräsentative Analyse schließt ein:The yeast cells produced contain approximately 40 "to 6.0 wt. $ Protein together with polysaccharides, especially in the cell wall and some nucleic acids. A representative Analysis includes:
! Gesamtstickstoff 9,2 Gew.#! Total nitrogen 9.2 wt. #
Proteinstickstoff 7,8 Gew.^Protein nitrogen 7.8 wt
Kohlenstoff 45,4 Gew.#Carbon 45.4 wt. #
Wasserstoff 6,7 Gew./»Hydrogen 6.7 wt / »
Phosphor 2,0 Gew.^Phosphorus 2.0 wt
Asche 8,9 Gew.$Ash 8.9 wt. $
Ein typiocl'.js Aminosäureprofil "bzw. eine Amino säure zusammensetzung und ein typischer Vitamingehalt von Torula-Nahrungsmittelhefe, die auf Ätharol gezüchtet wurde, sind in den Tabellen III und IY angegeben.A typiocl'.js amino acid profile "or an amino acid composition and a typical vitamin content of torula food yeast grown on etharole given in Tables III and IY.
Daraus ist ersichtlich, daß man durch die vorliegende Erfindung sehr nahrhafte Nahrungsmittel oder Nahrungsmittelbestandteile, dio SCP-Material enthalten, herstellen kann.It can be seen therefrom that the present invention provides very nutritious foods or food ingredients, that contain SCP material.
Aminosäureprofil von Torula-Hefe, die auf Äthanol P gezüchtet wurde Amino acid profile of Torula yeast grown on Ethanol P.
jo jo des Zellengewichtsthe cell weight
lysin 3,5lysine 3.5
Histidin 1,0Histidine 1.0
Arginin 3,5Arginine 3.5
Asparaginsäure 3,9Aspartic acid 3.9
Threonin 2,3Threonine 2.3
Serin 2,1Serine 2.1
Glutaminsäure 7,9Glutamic acid 7.9
Prolin 2,0Proline 2.0
Glycin 2,5Glycine 2.5
Alanin 2,9Alanine 2.9
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Tabelle III (Portsetzung) Table III (port setting)
jo des Zellengewichts jo of the cell weight
Cystin 0,3Cystine 0.3
Valin 2,6Valine 2.6
Methionin 0,5Methionine 0.5
Isoleucin 2,1Isoleucine 2.1
Leucin 3,4Leucine 3.4
Tyrosin 1,6Tyrosine 1.6
Phenylalanin · 1,8Phenylalanine · 1.8
Tryptophan 0,02Tryptophan 0.02
(Ammoniak) 1,4(Ammonia) 1.4
Typischer Vitamingehalt von Torula-Hefe, die auf ÄthanolTypical vitamin content of Torula yeast based on ethanol
gezüchtet wurdewas bred
Biotin 1,3Biotin 1.3
Folsäure Inosit Nicotinsäure Pantothensäure Panthenol p-Aminobenzoesäure Riboflavin Vitamin B-6 Vitamin B-12 Cholinchlorid Vitamin AFolic Acid Inositol Nicotinic Acid Pantothenic Acid Panthenol p-aminobenzoic acid riboflavin vitamin B-6 vitamin B-12 choline chloride Vitamin A
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie jedoch zu beschränken.The following examples illustrate the invention without, however, restricting it.
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In ein 4 1-Glasfermentationsgefäß gab man 3 1 wäßriges Lösungsmedium, das die Mineralnährstoffe in folgenden Mengen enthielt:In a 4 l glass fermentation vessel were added 3 l aqueous solution medium, which contained the mineral nutrients in the following amounts:
KH2PO4 1,0 g/lKH 2 PO 4 1.0 g / l
K2HPO5 1,0 '» "K 2 HPO 5 1.0 '»"
NH4Cl 1,0 " "NH 4 Cl 1.0 ""
MgSO4 1,0 " "MgSO 4 1.0 ""
CaCl2 · 0,15 ""CaCl 2 x 0.15 ""
CuSO4*5H2O 0,0001 " "CuSO 4 * 5H 2 O 0.0001 ""
KI 0,0002 " »KI 0.0002 "»
HnSO4'H2O 0,0009 " "HnSO 4 'H 2 O 0.0009 ""
Na2MoO.-2H,0 0,0004 " "Na 2 MoO.-2H, 0 0.0004 ""
ZnSO4·7Η2θ 0,0014 ""ZnSO 4 · 7Η 2 θ 0.0014 ""
Zu diesem Medium fügte man 50 ml Äthanol und PeCl5 (0,001 g/l). Unter Rühren wurde Luft in der Lösung zerstäubt, bis man eine Menge an absorbAertem Sauerstoff im Bereich von 100 bis 140 mMol/l/h erhielt. Die Temperatur des Permentationsgefäßes wurde bei 500C gehalten, und der pH-Wert wurde durch Zugabe von Ammoniak auf 4,6 eingestellt.50 ml of ethanol and PeCl 5 (0.001 g / l) were added to this medium. Air was atomized into the solution with stirring until an amount of absorbed oxygen in the range of 100 to 140 mmol / l / h was obtained. The temperature of the Permentationsgefäßes was maintained at 50 0 C, and the pH value was adjusted to 4.6 by addition of ammonia.
Prischgezüchtete Torula-Hefe (Candida utilis) (50 ml einer 1$igen Suspension) wurde aus einer Schüttelkultur in das Permentationsgefäß gegeben. Das Zellwachstum wurde verfolgt, indem man die optische Dichte während der aseptischen, ansatzweisen Permentation bestimmte. Das aktive Zellwachstum begann nach ungefähr 3 Stunden und war beendigt, nachdem die Zellenkonzentration ungefähr 0,7 g/100 ml in der Suspension erreichte.Torula yeast (Candida utilis) cultured (50 ml of a 1% suspension) was added from a shaking culture to the permentation vessel. Cell growth was followed by determining the optical density during aseptic batch permentation. Active cell growth started after about 3 hours and was finished after the cell concentration in the suspension was about 0.7 g / 100 ml reached.
Das Produkt wurde durch Zentrifugation abgetrennt und bei 100 C in einem Ofen getrocknet. Das trockene Produkt war hellbraun gefärbt und hatte einen angenehmen oder nußartigen Geschmack.The product was separated by centrifugation and dried at 100 ° C. in an oven. The dry product was Colored light brown and had a pleasant or nutty taste.
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Das Verfahren von -^eispiel 1 wurde wiederholt. Nachdem die Zellenkonzentration 0,6 g/100 ml erreicht hatte, pumpte man in das l?ermentationsgefäß mit konstanter Geschwindigkeit eine Lösung der Mineralnährstoffe, Ammoniak und Äthanol und entnahm· Fermentationslösung mit einer Raumgeschwindig-' keit von 0,3/h. Die Zellenkonzentration in dem Material, das entnommen wurde, wurde "bei 0,6 bis 0,7 g/100 ml gehalten.The procedure of - ^ Example 1 was repeated. After the cell concentration had reached 0.6 g / 100 ml, one pumped into the l ? fermentation vessel at constant speed a solution of the mineral nutrients, ammonia and ethanol and withdrew fermentation solution at a space speed of 0.3 / h. The cell concentration in the material that was withdrawn was "kept at 0.6-0.7 g / 100 ml.
Be ispiel 3 Example 3
Candida utilis, A/J-'.C.C. 9256, wurde kontinuierlich in ein.-:;; 28 1-Fermentationsgefäß gezüchtet. Nachdem man zu Anfang mit Dampf sterilisiert hatte, gab man in das Fermentationsgefäß ein wäßriges Medium der Nährstoffe, des enthielt:Candida utilis, A / J- '. C.C. 9256, was continuously converted into a .-: ;; 28 1 fermentation vessel grown. After initially sterilizing with steam, it was added to the fermentation vessel an aqueous medium of nutrients that contained:
H3PO4 (85$) 3,24 g/lH 3 PO 4 ($ 85) 3.24 g / l
KOH 1,28 ·· "KOH 1.28 "
NaOH 0,02 " »NaOH 0.02 "»
MgSO4 1,30 » "MgSO 4 1.30 »"
CaCl2·2Η20 0,48 »»CaCl 2 · 2Η 2 0 0.48 »»
PeCl3'6H2O 1,55 mg/1PeCl 3 '6H 2 O 1.55 mg / 1
CuSO4'5H2O 0,10 " '»CuSO 4 '5H 2 O 0.10 "'»
KI 0,21 » "KI 0.21 »"
MnSO4'H2O 1,84 " "MnSO 4 'H 2 O 1.84 ""
Na2MoO4·Η£0 · 0,41 " "Na 2 MoO 4 · Η £ 0 · 0.41 ""
ZnSO4'7H2O · 1,00 ν n 'ZnSO 4 '7H 2 O 1.00 ν n'
Äthanol wurde zugegeben, bis man eine Konzentration von 0,2 Gew.$S (2000 ppm) erhielt. Zu Beginn gab man wäßriges Ammoniak als 30^ige Lösung in einer Menge von 1ml/l hinzu und danach so viel wie erforderlich war, um in dem Permentationsgefäß einen pH-Wert von 4,0 auf recht ζ ieraha.lt en. Ein Inokulum, das man in einem ansatzweise arbeitenden Permentationsgefäß gezüchtet hatte, wurde zugegeben, bis man eine Zellenkonzentration von 0,1 g/100 ml erhielt, und dann züchtete man bei 320C über mehrere, sich wiederholendeEthanol was added until a concentration of 0.2 wt. $ S (2000 ppm) was obtained. At the beginning, aqueous ammonia was added as a 30% solution in an amount of 1 ml / l and then as much as was necessary to keep a pH value of 4.0 in the permentation vessel right. An inoculum that had been grown in a batch-wise permentation vessel was added until a cell concentration of 0.1 g / 100 ml was obtained and then cultivated at 32 ° C. for several repetitive steps
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Zyklen wie bei einem ansatzweisen Verfahren. Dann begann man, Nährlösung und Äthanol zuzugeben, und entnahm kontinuierlich Fermentationslösung durch eine Abflußleitung am Boden des Gefäßes, wobei man eine Verdünnungsrate von 0,33/h aufrechterhielt. Während des ganzen Versuchs wurde Luft eingeleitet, und die Konzentration an gelöstem Sauerstoff bei ungefähr 10 ppm gehalten.Cycles like a batch process. Then nutrient solution and ethanol were started to be added and continuously withdrawn Fermentation solution through a drain line on Bottom of the jar, maintaining a dilution rate of 0.33 / h. During the whole experiment was Air was introduced and the dissolved oxygen concentration was maintained at approximately 10 ppm.
Bei der kontinuierlichen Durchführung erreicht man nur eine Zellenkonzentration von 0,6 g/100 ml Lösung (im wesentlichen 0,6$).When carried out continuously, a cell concentration of only 0.6 g / 100 ml of solution is achieved (essentially $ 0.6).
Der kontinuierliche Versuch von Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Ausnahme, deß man das Nährstoffelement Eisen getrennt von den anderen Bestandteilen des wäßrigen Nährmediums zufügte. Das Eisen (Pe+++) wurde in einer wäßrigen Lösung als Komplex mit Citronensäure stabilisiert,The continuous experiment of Example 3 was repeated with the exception that the nutrient element iron was added separately from the other components of the aqueous nutrient medium. The iron (Pe +++ ) was stabilized in an aqueous solution as a complex with citric acid,
In einem kontinuierlichen Versuch, bei dem d. esec modifizierte Zugabesysten an Nährstoffen verwendet wurde, erreichte man eine Zellenkonzentration von 2,1 g/100 ml Lösung (ca. 2,1 Gew.%). Die Zellausbeute, berechnet auf das verbrauchte Äthanol, betrug 80,1 Grew.?». Die Verdoppelungszeit war 2,2 Stunden. Die geernteten Zellen wurden mit einer Geschwindigkeit von 154 g/h/0,0283 m entsprechend 1 g/h/152 ecm (0,34 lb/hr/cu.ft.) Volumen des Fermentationsgefäßes hergestellt. In a continuous experiment in which d. esec modified When nutrient addition systems were used, a cell concentration of 2.1 g / 100 ml of solution was achieved (approx. 2.1% by weight). The cell yield, calculated on the ethanol consumed, was 80.1 Grew.? ». The doubling time was 2.2 hours. The cells were harvested at a rate of 154 g / h / 0.0283 m corresponding to 1 g / h / 152 ecm (0.34 lb / hr / cu.ft.) volume of the fermentation vessel.
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde allgemein wiederholt, mit der Ausnahme, daß inan die Konzentration an gelöstem Sauerstoff und Äthanol variierte und dadurch Zeiten mit beschränktem Sauerstoff-und beschränktem Äthanolgehalt bei bestimmten Verdünnungsmengen im Bereich von 0,25 bis 0,47 Stunden erzeugte. Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegebenThe procedure of Example 4 was generally repeated except that the concentration of solute Oxygen and ethanol varied and thus times with limited oxygen and limited ethanol content produced certain dilution amounts ranging from 0.25 to 0.47 hours. The results are given in Table V.
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und die besonderen wichtigen Ergebnisse sind in der Fig. dargestellt.and the particularly important results are shown in FIG.
Die Sauerstoffkonzentration in der Lösung betrug ungefähr 0,3 ppm bei sauerstoffbeschränkenden Bedingungen. Dabei erhielt man eine wesentlich bessere Ausnutzung des Äthanols. Bei äthanolbeschränkenden Bedingungen betrug die Äthanolkonzentration nur ungefähr 40 ppm.The oxygen concentration in the solution was approximately 0.3 ppm under oxygen restricted conditions. Included you got a much better utilization of the ethanol. Under ethanol-limiting conditions, the ethanol concentration was only about 40 ppm.
9,1
47,382.8
9.1
47.3
9,2
46,771.5
9.2
46.7
On-beschränkt*
O n -bounded
9,1
45,770.3
9.1
45.7
9,1
44,465.6
9.1
44.4
N, Gew.#
Protein, Gew.
ÄthanolbeschränktCell yield a
N, weight #
Protein, wt.
Ethanol restricted
8,7
45,083.8
8.7
45.0
8,9
44,684.0
8.9
44.6
9,6
47,262.5
9.6
47.2
N, Gew.%
Protein, Gew.?SCell yield
N, wt.%
Protein, wt
8,9
46,871.6
8.9
46.8
9,3
46,272.1
9.3
46.2
a = Gew.$, bezogen auf das verbrauchte Äthanol b " berechneter Wert (N - 0,153 x Nucleinsäure) χ 6,25a = wt. $, based on the ethanol consumed b "calculated value (N - 0.153 x nucleic acid) χ 6.25
Zur kontinuierlichen Herstellung von Torula-Hefe (Candida utilis), die auf einem Substrat, das nur Äthanol als einzige Quelle für Kohlenstoff mit einer Menge von 4)540 kg/h, enthält, gezüchtet wird, ordnet man sechs ae.r-obe Formentationsgefäße, von denen jedes eine Kapazität von 189 000 1 (50 000 gallons) besitzt, in zwei Produktionsreihen an. Jeder Fermentationskessel hat einen Durchmesser von 5,7 m. (19 feet) und eine Höhe von 7,5 m (25 feet). Die VerwendungFor the continuous production of Torula yeast (Candida utilis), which is based on a substrate that contains only ethanol as the only source of carbon with an amount of 4) 540 kg / h, contains, is cultivated, one arranges six ae.r-obe formentation vessels, each of which has a capacity of 189,000 l (50,000 gallons) in two production lines. Each fermentation kettle has a diameter of 5.7 m. (19 feet) and a height of 7.5 m (25 feet). The usage
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mehrerer Fermentationsgefäße ermöglicht eine Flexibilität, so daß die Anlage immer noch in Betrieb gehalten werden kann, auch wenn ein Fermentationsgefäß stillgelegt werden muß.multiple fermentation vessels allows flexibility so that the plant can still be kept in operation, even if a fermentation vessel has to be shut down.
Bei dem Verfahren wird Äthanol (95 Vol.^, 8300 l/h 2188 gal./hr.) mit den Makronährsalzbestandteilen, dem als Ausgangsmaterial verwendeten Wasser (36 720 l/h; 9700 gal/hr) und dem recyclisierten Nährmedium vermischt, wie es bei Fig. 1 beschrieben wurde, und dann wird die Mischung kontinuierlich durch Erwärmen mit Dampf bei 149°0 (3000F) sterilisiert. Die Makronährbestandteile v/erden zuerst in Wasser gelöst, wobei man ein wäßriges Konzentrat erhält, das dann in den Mischtank gepumpt wird, und wobei man. die folgenden Beschickungsverhältnisse der Bestandteile wählt.In the process, ethanol (95 Vol. ^, 8300 l / h 2188 gal./hr.) Is mixed with the macronutrient salt components, the water used as starting material (36 720 l / h; 9700 gal / hr) and the recycled nutrient medium, such as it has been described in Fig. 1, and then the mixture is continuously sterilized by heating with steam at 149 ° 0 (300 0 F). The macronutrient ingredients are first dissolved in water to give an aqueous concentrate which is then pumped into the mixing tank and where you. selects the following ingredient loading ratios.
Phosphorsäure 80#ige Lösung 805 (1780) Kaliumchlorid KCl 253 (558)Phosphoric acid 80 # solution 805 (1780) Potassium chloride KCl 253 (558)
Magnesiumchlorid MgCl2*6H20 218,5 (481)Magnesium chloride MgCl 2 * 6H 2 0 218.5 (481)
Calciumchlorid 21,5$ Feuchtigkeit 28,1 (61)Calcium Chloride $ 21.5 Moisture 28.1 (61)
Ammoniumsulfat (NH4^2SO4 28,1 (62)Ammonium sulfate (NH 4 ^ 2 SO 4 28.1 (62)
Natriumcarbonat Na2CO^-H2O 14,1 (31)Sodium carbonate Na 2 CO ^ -H 2 O 14.1 (31)
Die Mikronährbestandteile v/erden ähnlich als wäßriges Konzentrat hergestellt und direkt in das Fermentationcgefäß gepumpt, wobei man folgende Mengenverhältnisse der Nährstoff β wählt:The micronutrient components are similarly prepared as an aqueous concentrate and pumped directly into the fermentation vessel, the following proportions of the nutrient β being selected:
Eisen(lll)-citratIron (III) citrate
Mangan(II)-sulfatManganese (II) sulfate
ZinksulfatZinc sulfate
NafcriummolybdatNafcrium molybdate
KaliumiodidPotassium iodide
Kupfer(II)-sulfatCopper (II) sulfate
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Gekühlte, sterile Flüssigkeit wird in die kontinuierlich arbeitenden Fermentationsgefäße, die bei einer Temperatur von 32,20C (9O0F) "betrieben werden, unter aseptischen Bedingungen geleitet. Luft, die für die Fermentation erforderlich ist, wird sterilisiert, indem man sie durch glasfaser-membramartige Filter leitet und sie in dem unteren Teil eines jeden Fermentationsgefäßes versprüht, wobei der Sauerstoffübergang durch gutes Rühren der Fermentationslösung erreicht wird. Sterile luft wird in jedes Fermentationsgefäß mit einer Geschwindigkeit von 227 m /min (8000 cu.ft./minute) eingeleitet und der Sauerstoffübergang wird durch eine üurbinenrührvorrich'Ung bewirkt. Wasserfreies Ammoniak wird kontinuierlich! in die Fermentationsgefäße als Nährstoff eingeführt, und dadui-jh wird der Stickstoff für öle Zellen geliefert, wobei eine Gesamtmenge von 530 kg/h (1175 l"bc;./h?) eingeleitet wird und wobei die Menge ausreicht, den Säuregehalt bei einem pH von 4>0 zu halten.Cooled, sterile liquid is fed into the continuous fermentation vessels which are operated at a temperature of 32.2 0 C (9O 0 F) "under aseptic conditions. Air, which is required for the fermentation, is sterilized by being passed through fiberglass membrane-like filters and sprayed them in the lower part of each fermentation vessel, the oxygen transfer being achieved by stirring the fermentation solution well. Sterile air is drawn into each fermentation vessel at a rate of 227 m / min (8000 cu.ft./minute ) and the oxygen transfer is effected by a turbine stirring device. Anhydrous ammonia is continuously introduced into the fermentation vessels as nutrient, and then the nitrogen for oil cells is supplied, with a total amount of 530 kg / h (1175 l "b c ; ./ h?) is introduced and the amount is sufficient to keep the acid content at a pH of 4> 0.
Jedes Fermentationsgefäß wird durch Zugabe e.iner Startkultur von lebensfähigen Candida utilis-IIefezellen in Gang gesetzt, die in einem ansatzweise arbeitenden Keimtank gezüchtet waren.Each fermentation vessel is made by adding a starter culture set in motion by viable Candida utilis IIef cells, that were grown in a seed tank that was working at some point.
Jedes Fermentationsgefäß wird mit exponentiellem Phasenwachstum bei 32,2°C (900F) und einem pH von 4t0 betrieben, wobei man ein Verdoppeln des Zellengewichts alle 2,1 Stunden erreicht. Me Verweilzeit in den Fermentationsgefäßen beträgt 3 Stunden.Each fermentation vessel is operated with an exponential growth phase at 32.2 ° C (90 0 F) and a pH of 4 t 0, thereby obtaining a doubling of the cell weight reached every 2.1 hours. The residence time in the fermentation vessels is 3 hours.
Verbrauchte Luft, die nicht absorbierten Sauerstoff und Kohlendioxyd enthält, wird durch ein Regulierventil abgelassen. Die Fermentationswärme wird abgeleitet, indem man Ammoniak-Kühlmittel aurch ein "Vogelkäfig"~Kühlelernent der Art, wie sie schernatisch in den Fig. 3 und 4 gezeigt wurde, leitet. Das "Vogelkäfign-Kühlelement enthält zwei kreisförmige Sammelrohren, die aus einer Röhre mit einem Durch-Used air, which contains unabsorbed oxygen and carbon dioxide, is vented through a regulating valve. The heat of fermentation is removed by passing ammonia refrigerant through a "birdcage" refrigeration element of the type shown schematically in FIGS. The "bird cage n -cooling element contains two circular manifolds, which consist of a tube with a through
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messer von 0,6 m (2 foot) hergestellt wurden, und die innerhalb des Fermentationsgefäßes angeordnet sind und einen äußeren Durchmesser von 4,8 m (16 feet) besitzen. Die Sammelröhren werden durch 330 vertikale Röhren mit einer Länge von 6,3 m (21 feet) und einem Durchmesser von 2,54 cm (1")> die in zv/ei parallelen Reihen längs des Kreisumfangs der Sammelrohren angeordnet sind, verbunden, wobei eine Oberfläche von 242 m (2600 sq.ft.) erhalten wird.0.6 m (2 foot) knives were made, and which are located within the fermentation vessel and a Have an outer diameter of 4.8 m (16 feet). The collecting tubes are through 330 vertical tubes 6.3 m (21 feet) in length and 2.54 cm (1 ") in diameter> those in zv / ei parallel rows along the circumference of the collecting pipes are connected, giving a surface area of 242 m (2600 sq.ft.).
Das gesamte abgenommene Material beträgt 227 000 kg/h (500 000 lbs./hr) Fermentationslösung, die 2,0 Gew.^ Hefezellen ent·'.,·'Lt. Diesen Material wird durch Zentrifugieren in eine liefezellencreme (227 000 kg/h; 50 000 lbs/hr), die 20,0 Gew. cp Hefezellen enthält, und eine überstehende wäßrige Lösung, die restliches Äthanol und Nährstoffelemente enthält, getrennt. Die überstehende Lösung wird teilweise (26 300 kg/h; 58 000 lb/hr) verworfen und zur Abfallaufbereitung geleitet und der Rest (177 500 kg/h; 392 000 lb/hr) wird in die Fermentationsgefäße recyclisiert, nachdem man ihn mit weiteren Nährstoffelementen und Ausgangswasser vermischt hatte und die Lösung durch eine Sterili3ationsvorrichtung geleitet hatte.The total material removed is 227,000 kg / h (500,000 lbs./hr) fermentation solution, which contains 2.0 wt. ^ Yeast cells · '., ·' Lt. This material is purified by centrifugation in a supplying cell-cream (227,000 kg / h; 50000 lbs / hr) containing 20.0 wt c p yeast cells contains, and contains a supernatant aqueous solution containing residual ethanol and nutrient elements, separately.. Some of the supernatant solution (26,300 kg / h; 58,000 lb / hr) is discarded and sent to waste treatment and the remainder (177,500 kg / h; 392,000 lb / hr) is recycled into the fermentation vessels after being mixed with others Mixed nutrient elements and source water and passed the solution through a sterilizer.
Die Hefecreme wird direkt in eine Sprühtrockenvorrichtung geleitet und in Form eines Pulvers, das 5,0 Gew. c/o Feuchtigkeit enthält, gewonnen, dann abgekühlt und gelagert.The yeast cream is fed directly into a spray drying apparatus and contains in the form of a powder containing 5.0 wt. C / o humidity, recovered, then cooled and stored.
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