167418. lajstromszámú szabadalom • Eljárás metán átalakítására fehérjetartalmú anyaggá methylococcus capsulatus tenyésztésével

5 167418 6 100 mg/liter érték között tartjuk. A fermentlé pH-ját ammóniától vagy ammóniumhidroxidtól eltérő alkálilúg vagy egy sav hozzáadásával szabályozzuk. Ha ammóniát vagy ammóniumhidroxidot használunk nitrogénforrásként is, és az a) módszer szerint egyedüli eszközként is a fermentlé pH-jának szabályozására, a fermentléhez adott vizes táptalaj pH-ja kisebb legyen 7,5-nél, és kellően kisebb legyen a fermentlé pH-jánál ahhoz, hogy a fermentlé pH-jának szabályozására bármely adott pillanatban szükséges ammóniumionok mennyisége ne haladja meg a 100 mg/liter értéket. A vizes táptalaj pH-ja általában 1,0 és 7,5 között legyen, a legtöbb gyakorlati célra 2,0 és 3,5 közötti pH felel meg. A vizes táptalaj a metán fermentációjánál használatos bármely olyan táptalaj lehet, amelyből a nitrogénforrást részben vagy egészen kihagyjuk. Az egyes tápanyagok mennyiségét úgy kel beállítani, hogy a táptalaj lehetővé tegye a mikroorganizmus korlátlan növekedését a kívánt mértékben. A táptalaj természetes pH-ja a tápsók összetételétől függ, és az adott célra túl nagy vagy túl kicsi lehet, ennek megfelelően sav vagy lúg hozzáadására lehet szükség a kívánt pH beállításához. A foszfátforrásként nátrium- és/vagy káliumfoszfátot tartalmazó táptalaj pH-ja túl nagy lehet, és szükség lehet egy sav, például kénsav vagy foszforsav hozzáadására. Másrészt viszont a foszfátforrásként foszforsavat tartalmazó táptalaj pH-ja túl kicsi lehet, és szükség lehet egy bázis, például nátriumhidroxid hozzáadására. A táptalaj szükséges pH értéke a sejtsűrűségtől és a fermentációs művelet kívánatos pH-jától függ. A sejtsűrűség függhet például, ha oxigén a meghatározó tápanyag egy adott hígítási sebességnél, az oxigénátadás sebességétől, ha pedig a metán a meghatározó tápanyag, akkor a metánátadás sebességétől. A szükséges pontos pH érték minden egyes fermentációs körülményre egyszerű kísérletekkel empirikusan meghatározható. A fermentléhez az ammóniát vagy ammóniumhidroxidot célszerűen egy automatikus titráló mutatójának állása szerint adagoljuk. Az ilyen titriméternek a pH változás mérésére szolgáló elektródja és a változásnak megfelelő ammónia- vagy ammóniumhidroxid-adagolásra alkalmas berendezése van a kívánt fermentációs pH fenntartására. Az így hozzáadott ammónia vagy ammóniumhidroxid mennyisége egyenlő a mikroorganizmus korlátozás nélküli növekedéséhez szükséges ammóniumionok mennyiségének és a fermentlé pH-jának a fermentléhez tápanyagként hozzáadott vizes táptalaj feleslegben levő hidrogénionjai semlegesítésével való beállításához szükséges mennyiségnek az összegével. Ha a vizes táptalaj alkalmazása a fenti pH korlátozás nélkül kívánatos, akkor a b) módszer használható. Ezzel a módszerrel a fermentlé pH-ját ammóniától vagy ammóniumhidroxidtól eltérő alkálilúg vagy sav hozzáadásával 4,5 és 8,0 között tartjuk, és a fermentlé ammóniumion-koncentrációját az ammóniumionok koncentrációját mérő műszer jelének megfelelően, előnyösen ammónia vagy ammóniumhidroxid hozzáadásával 2 és 100 mg/liter között tartjuk. Az ammóniumion-koncentráció a fermentleben a már ismertetett módszerek szerint határozható meg. Az ammóniumhidroxidot a táptalajhoz vagy a fermentléhez előnyösen szivattyúval, például hagyományos mérőszivattyúval adagoljuk, a szivattyú teljesítménye a fermentleben mért ammóniumion-koncentrációnak megfelelően kézzel vagy automatikusan állítható. Cseppfolyós vagy gáznemű ammóniát a szokásos áramlásmérő segítségével ,5 adunk a táptalajhoz vagy a fermentléhez. A fermentlé pH-jának szabályozására használt ammóniától vagy ammóniumhidroxidtól eltérő bázis egy alkálifémhidroxid, például nátriumhidroxid lehet. Megfelelő sav például a kénsav vagy a _., foszforsav. 20 Az előbb ismertetett módszerek lehetővé teszik bármilyen pH-jú táptalaj használatát, előnyös azonban a 4,0-nál kisebb pH-jú táptalaj az ásványi sók oldatban tartására. A legmegfelelőbb, ha az eljárást a fent ismertetett módszerek szerint végezzük, és a fermentlé pH-jának felső határát 7,5, előnyösen 5,0 és 7,0 között tartjuk. Az üzemi hőmérséklet 30 és 48 C° között lehet. Ha Methylococcus capsulatust használunk, előnyös 6,0-7,0 pH-nál, 42-48 C° hőmérsékleten dolgozni. Az eljárást általában atmoszférikus nyomáson végezzük, de mintegy 3,5 att-ig végezhető. Levegő-metán elegyek használatakor az oxigéntartalom általában 10-19, előnyösen 16-18 tf%, a metántartalom 10-50, előnyösen 10-25 tf%. A metán metántartalmú gázok, például földgáz alakjában használható. Oxigénben dús gázként például 40 oxigénben dúsított levegő használható. Az eljárás végrehajtásának körülményei szelektívek a metánt hasznosítani képes mikroorganizmusokra. A fermentációt nem szükséges aszeptiku-45 san végezni, és főleg gazdasági okokból a nem aszeptikus művelet az előnyös. A fermentléből a mikroorganizmus ismert módszerekkel, például flokulálással kombinált centrifugálással és/vagy szűréssel választható el. 50 A metánt hasznosító mikroorganizmusok az ilyen mikroorganizmusokra használt bármely ismert elválasztási módszerrel kinyerhetők. Alkalmas módszereket ismertetnek Sheehan and Johnson [Appl. 55 Microbiol. 21 (3), 511-515 (1971)] és Whittenbury [J. Gen. Microbiol. 61, 205-218 (1970)]. Az előnyös baktérium a Methylococcus capsulatus. Dúsítási módszerek különösen célszerűek metánt hasznosító mikroorganizmusokat tartalmazó mikro-50 biológiai populációk nyerésére a találmány szerinti eljárásban való felhasználás céljára. A következő példák a találmány bemutatására szolgálnak, de annak semmiféle korlátozását nem 55 jelentik. Valamennyi hőmérsékleti adatot Celsiusfokban adunk meg. 3