158172. lajstromszámú szabadalom • Eljárás B12-vitamin- és fehérjetartalmú fermentációs termék előállítására
3 158172 4 arányban elszaporodjanak (azok az anaerob baktériumfaj ok, amelyek további lebontásukat végzik rövidebb szénláncú termékké, majd végül metánná és széndioxiddá. Így az utórothasztóban kialakul egy vegyes baktériumpopuláció — különböző baktériumfajták keveréke — melyben az egyes fajok közel állandó arányban vannak jelen, és egy-egy lebontási lépésre specifikusak. Ebben a vegyes baktérium populációban mindig jelen van két-három inetanobaktérium faj — ezek végzik a végső lebontási lépést, a rövid szénláncú vegyületeket metánná és széndioxiddá alakítva — amelyek rendelkeznek B12 -vitamin termelőképességgel, de ebben a rothasztási környezetben — az adott táptalajon és baktérium (miliőben — csak 80—100 y/1 B12 -vitamin termelésére képesek. Ez érthető, mert ezek a metanobaiktérium fajok két funkcióra is képesek, rothasztási lépést végezni, és B12 -vitamint termelni — szemben a többi jelenlevő fajjal, amelyeik Bi2 -vitamint nem képesek bioszintetizálni. Mivel azonban a két funkcióhoz különböző tápanyagok és prekurzorok szükségesek, és a rothasztás folyamián a B12 termeléshez szükséges anyagok nem állnak rendelkezésre, így a rothasztóban ez a képességük nem érvényesül. A metanobaktériumoknak ez a két, egymással párhuzamosan, illetve egymástól függetlenül is funkcionáló képessége (B12 -vitamintermelés — fehérjetermelés) tette lehetővé, a B-vitamin gyártását, amelynél az előrothasztott iszapból származó metanabaktériumoikat fokozatosan olyan táptalajhoz szoktatták, amelyben rothasztőképességükre nem volt szükség. Ezért ez a tulajdonságuk visszafejlődött, s ezzel párhuzamosan ezen a specifikus táptalajon elpusztultak azok a bafctériumfajók is, amelyek csak rothasztóképességgel rendelkeztek, viszont a specifikus táptalaj hatására kifejlődött a B-vitamin termelőképességük. A 151.065 és 153.740 sz. magyar szabadalmak szerint a B12 -vitamintermelő mikroorganizmus populációt kiemelik a szennyvízrothasztási folyamatból és szennyvíziszapot is tartalmazó vagy a szennyvíziszaptól teljesen függetlenített félszintetikus táptalajon végzett anaerob fermentáció útján érik el a B12 -vitamin termelőképesség növekedésiét. Az így kapott fermentlevek a B12 -vitamint és egyéb növekedési faktorokat viszonylag nagy, ipari kinyerésre alkalmas koncentrációban tartalmazzák, a fermentlé fehérjetartajma azonban — az eredeti szennyvíziszaptól való elszakadás és a szennyvíziszap dús vegyes mikroflórájából csupán néhány B12 -vitamint termelő mikroorganizmusfajtának kedvező, specifikus félszintetikus táptalaj alkalmazása következtében — viszonylag csekély, mindössze 1—1,5% szárazanyagtartalmú. Míg a szennyvíztisztító üzemek rothasztóberendezéseiből kapott kirothasztott iszap nagy fehérjetartalom mellett B12 -vitamint •- és egyéb növekedési faktorokat csak elenyésző mennyiségben tartalmaz, addig az ipari B12 -vitamlntenmelő fermentáció a gazdaságos vitamin kinyerést is lehetővé tevő nagy B12 -vitamintartalom mellett fehérjét csak csekély mennyiség-5 ben tartalmazó fermentlevet eredményez. Jelen találmányunk célja viszont az, hogy a metanobaktériumok rothasztóképességét és B12 vibamintermelőképességét egymással párhuzamosan hasznosítsuk. 10 Ezt a célkitűzést úgy érjük el, hogy az utórothasztó vegyes baktériumpopulációját tartalmazó rothasztott iszaphoz olyan specifikus tápanyagokat adunk, melyek lehetővé teszik a B12 -vitanrintenmelést magában az utórothasztóban. 15 Így, mivel a rothasztott iszap már eleve tartalmazza azokat az anyagokat, melyek tápanyagul szolgálnak a B12 -vitamint nem termelő baktériumf a jóknak, s ezek lebontó munkája révén keletkeznek a metanobaktériumQk-20 naík tápanyagul szolgáló anyagok, melyéket azok rothasztási tevékenységük során metánná és széndioxiddá erjesztenek,' eddigi tevékenységük folytatása mellett a B12 -vitamintermelést lehetővé tevő specifikus ianyagok beadagolása 25 után B 12 -vitamintermelő képességük eléri az . ipari szintet. Találmányunk szerint egyszerű és gazdaságos módon termelhetünk nagy mennyiségű, esszenciális aminsavakban dús fehérjét és ugyancsak 30 nagy mennyiségű B 12 -vitamint és egyéb növekedési faktorokat tartalmazó fermentlevet a szokásos módon kivitelezett biológiai szennyvíztisztító, ill. szennyvíziszaprothasztó eljárás során, az e célra szokásos berendezésékben, azok 35 szennyvíztisztító kapacitásának teljes mértékű kihasználása' mellett, ha ezeknek az egyébként a szokásos módon üzemeltetett városi szennyvíztisztító berendezéseiknek az anaerob szennyvíziszaprothasztó egységébe és/vagy az aerób 40 szennyvízkezelő egységébe a B 12 -vitamintermelő mikroorganizmusoknak specifikusan kedvező táptalajt, ill. annak alkotóanyagait adagoljuk be a B12-vitamintermelő mikroorganizmusok szaporodását elősegítő mennyiségi arányokban; en-45 • nak hatására a biológiai szennyvíztisztítás során egyébként is nagy mennyiségben elszaporodó és a kirothasztott szennyvíziszap nagy fehérjetartalmát szolgáltató mikroorganizmusok mellett hasonlóan nagy mennyiségben szaporodnak 50 el a B12 -vitamint és egyéb növekedési faktoro• kat termelő és egyébként saját testállományukkal a kirothasztott iszapot tartalmazó fermentlé fehérjetartalmát is még jobban növelő mifcroorganizmusfajok is. 55 A találmány értelmében tehát oly módon járunk el, hogy a városi biológiai szennyvíztisztítóberendezések anaerob szennyvíziszaprothasztó ''egységébe a szennyvíziszap normális roto0 hasztása során, a kezeit szennyvíz, ül. a szennyvíziszap térfogatára számítva 0,2—0,5 súly/tf.% metanolt, 0,2—0,5 súly/tf.% kukoricalekvárt és 0,1—0,4 súly/tf.% szerves nitrogén- és szenes hidrátforrást, előnyösen melaszt és/vagy szulfit-2
