180509. lajstromszámú szabadalom • Eljárás biomassza tisztítására
3 4 180 509 írásokban is a különböző fázisokra való felbontás javítására, és ezzel a vízleválasztás megjavítására is. A német demokratikus köztársaságbeli 52 762 számú népgazdasági szabadalmi leírás szerint anionos, kationos, illetve nem ionogén tenzideket adnak a fermentorból kilépő folyadékhoz. Az elválasztási effektus további javítására még olyan intézkedések is ismeretesek, mint a hőmérséklet emelése vagy a mosási folyamatok közbeiktatása (német demokratikus köztársaságbeli 74 751 számú népgazdasági szabadalmi leírás), kisózás útján az ozmotikus nyomás csökkentése, a bepárlás és a szárítás. A német demokratikus köztársaságbeli 54 655 számú népgazdasági szabadalmi leírás szabad aminosavak kinyerésére auto-, hidro-, illetve plazmolízises eljárást ismertet. A leírt módszerek szerint a sejtek ozmotikus nyomásának megváltoztatása útján a sej :ek 45—55 °C-nál széthasadnak. A német demokratikus köztársaságbeli 75 994 számú népgazdasági szabadalmi leírásban a jobb olajleválasztásra egy eljárást írnak le, amely a fermentáció termékének felhevítését írja elő. A német szövetségi köztársaságbeli 1 442 090 számú közzétételi irat végül egy eljárást ismertet a baktérium-masszának a vizes könyezetből való szeparálhatóságának megjavítására, megemelt hőmérsékleten történő kezelésével koaguláció útján. A leírt eljárások mindegyike jelentős technikai-gazdasági hátrányokkal bír. így 50 °C-on végzett autolízis útján nem érünk el vízleadást a sejtből, és a sejtek eszerint az eljárás szerint széthasadnának. A német demokratikus köztársaságbeli 75 994 számú népgazdasági szabadalmi leírás szerinti eljárás, amely hőbehatásra olajleválasztást ér el, csak a nedvesítőszer megtakarítására szolgál, és nem a víz leválasztására. A német szövetségi köztársaságbeli 1 442 090 számú közzétételi irat szerinti eljárás, sók és savak hőkezeléssel egybekötött hozzáadása, bár baktérium-kultúráknál alkalmas a koaguláció céljára, élesztő-kultúrákra nem vihető át, mivel az élesztősejtek méretnövekedése útján létrejövő agglomeráció az ezután következő feldolgozást megnehezítené. A jelen találmány célja ezért az, hogy a nevezeti körülmények között előálló hátrányokat kiküszöböljük, és egy gazdaságilag kedvező, valamint egyszerű tisztítási technológiát dolgozzunk ki. A találmány tárgyát eljárás képezi a sejtek víztartalmának a szeparáció előtti további csökkentésére a szárazanyagtartalom egyidejű emelése mellett, és a sejtekben levő nem kívánt anyagok befolyásolására. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy ha szeparálás előtt hőkezelést alkalmazunk, elvi előnyök lépnek fel, és minkét hatást, a sejtek víztartalmának csökkentését és a szárazanyagtartalom növelését egyidejűleg el lehet érni. A sértetlen élesztősejtek vizes szuszpenzióban 25—35 °C-on mintegy 75% vizet tartalmaznak, amelyet szeparációval elvileg nem lehet leválasztani. Egy 14% szárazanyagtartalmú élesztő szuszpenzió eszerint még 44% szeparáció útján levá- 5 lasztható vizet tartalmaz. Erre a vízire azonban 25—35 °C-nál a szuszpenzió fluiditásának fenntartásához szükség van. Ha az élesztő szuszpenziót elegendő hosszú ideig (legalább 5 percig 80 °C-on, legalább 10 percig 70 °C-on, vagy leg- 10 alább 15 percig 60 °C-on) melegítjük, akkor az élesztősejtek térfogata legalább 50%-ra csökken (kontrakció, a sejtfal, valamint a sejtplazma denaturálódása). Eközben a sejt víztartalmának, valamint a 15 sejt víztartalmában oldott anyagoknak legalább 50%-át leadja. Tehát elegendő hosszú ideig tartó felmelegítés után a szeparáció útján leválasztható vízmennyiség mintegy 72%-'ra emelkedik, miközben egyidejűleg a sejtekből a nem 20 kívánt komponensek is leválaszthatók. Vizsgálataink szerint a sejtek megkisebbedése és a sejtekben levő anyagok leadása a hőmérséklettől és az időtől függő folyamat. Azon általános gyakorlati tapasztalatok figyelembevé- 25 telével, hogy a fluiditás fenntartásához legalább 50% szabad víz-fázi§ szükséges, szeparáció útján tehát különben azonos körülmények között 25% szárazanyagtartalmat érhetünk el. 30 A hőmérsékletnek járulékosan pozitív befolyása van, mivel a vizes szuszpenziók fluiditása ismeretes módon a növekvő hőmérséklettel emelkedik úgy, hogy mintegy 30%, és ennél nagyobb biomassza-koncentrációkat is kapha- 33 tunk folyamatos szeparáció útján. A találmány szerinti megoldás alkalmazásánál tehát a szilárdanyag-koncentráció közel megduplázódása folytán a mosási fokozatok számának, illetve a tisztítandó szuszpenzió tér- 40 fogatának mintegy a felére való csökkentése, valamint a száraz termékek előállításához szükséges energiafelhasználásnak is szintén a felére való csökkentése lehetséges. További gazdasági előnyök állhatnak elő a hőkezelés után azáltal, hogy mint már fent kifejtettük, a sejtben levő vízzel együtt a sejtben található anyagok is kiválnak, melynek fő komponensei a kálium-, magnézium- és a foszfátja ionok, valamint a szénhidrátok vagy szénhidrogének. A kísérletek azt mutatták, hogy az élesztősejtek például a fermentorban felvett káliumnak és magnéziumnak mintegy 20—50%-át ki- 55 választják. Abban az esetben, ha a szeparációban leválasztott és messzemenően élesztőmentes fermentációs lét, vagy mosóiét is ismét a fermentorba visszavezetjük, akkor így például a káliumot, magnéziumot és foszfort, amelyeket 53 egyébként vízoldható kémiai vegyületek formájában a fermentációs folyamatba be kell vinni, jelentős mértékben megtakaríthatjuk. A találmány szerinti eljárás előnyeit a következő kiviteli példákkal kapcsolatban mutatjuk 65 be. 2
