203786. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szénhidrát-tartalmú táptalajok folyamatos fermentálására baktériumokkal
1 HU 203 786 B 2 1. táblázat D-0,15 h'1 maradék xilóz g/1 28,59 cukorlebontás % 50,98 cukor hasznosítás g/l-h 4,46 butanol g/1 5,7 összes oldószer g/1 9,30 oldószerkitermelés % 31,28 oldószertermelés g/l-h 1,395 összes sav g/1 3,06 sav kitermelés % 5,88 optikai sűrűség 2,765 pH-érték 4,32 potenciálérték mV-436 2. példa Az 1. példában leírt összetételű tápoldatot, inokulumot, és a keverős bioreaktorban és rögzített ágyas reaktorban azonos körülményeket alkalmazunk. A rögzített ágyas reaktorhoz egy külső hurkot csatlakoztatunk, melyben a keletkezett terméket folyamatosan vagy szakaszosan elvezetjük. Az eljárás során a rögzített ágyas reaktorból elvezetett, termékben dús folyadékot kb. 40 ’C hőmérsékletre melegítjük, és sztrippelő oszlopra vezetjük, melyben a folyadékot nitrogén sztrippelő gázzal ellenáramban áramoltatjuk. A folyadék és gáz térfogatáram-aránya 0,35:1. A terméktől teljesen mentesített folyékony tápoldatot a fermentáció hőmérsékletére történő hűtés után részben ismét a 7 rögzített ágyas reaktorba vezetjük vissza, míg kisebb részét a keverős bioreaktorba tápláljuk. A terméktől teljesen mentesített folyadék-felesleget elvezetjük a rendszerből. A termékben dús, a sztrippelő oszlopról elvezetett gázt hűtőberendezésbe vezetjük, melyben a termék kondenzálható és elvezethető. A folyamat „steady state” állapotának jellemzőit a 2. táblázatban adjuk meg. 2. táblázat D-0,15 h-> maradék xilóz g/1 21,50 cukorlebontás % 62,50 cukorhasznosítás g/Mi 5,37 butanol. g/1 6,82 összes oldószer g/1 10,87 oldószer-kitermelés % 30,36 oldószertermelés g/l-h 1,638 összes sav g/1 3,76 savkitermelés % 6,59 optikai sűrűség 2,41 pH-érték 4,10 potenciálérték mV-450 Mint az a táblázatból látható, a 2. példa szerinti eljárásnál, tehát folyamatos termékelválasztás esetén a termelés és cukorlebontás lényegesen nagyobb. Ez az eredmény akkor is jelentkezik, ha a fermentációt hosszabb időn keresztül, akár 500 órán át is, végezzük. 3. példa A 2. példa szerint járunk el, de sztrippelő oszlop helyett a szilárd ágyas reaktor külső körében egy átgőzölögtető egységet (bepárló modult) alkalmazunk, mimellett a felfogott fermentációs folyadékot egy szilikongumiból készült membráncsőben (membránvastagság 0,6 mm, membránfelület 0,061 cm2) cirkuláltatjuk - 0,49 liter/óra sebességgel, 42 ’C hőmérsékleten - az átgőzölögtető egységen belül. Ilyen elrendezésben az átgőzölögtetéssel történő termékelvételt 436 ml/perc térfogatsebességű nitrogénárammal végezzük. A termékektől messzemenően megszabadított folyékony közeg visszavezetését, valamint a termék kondenzáltatását a 2. példa szerint végezzük. A steady state állapotban elért eredményeket a 3. táblázatban tüntetjük fel. 3. táblázat D-0,151 h1 maradék xilóz g/1 23,93 cukorlebontás % 58,98 cukorhasznosítás g/l-h 5,2 butanol g/1 6,25 összes oldószer g/1 10,25 oldószer-kitermelés % 29,69 oldószertermelés g/l-h 1,548 összes sav g/1 3,52 savkitermelés % 6,15 optikai sűrűség 2,3 pH-érték 4,16 potenciálérték mV-447 Mint a táblázatból látható, a termelékenység és a cukorlebontás a 3. példa szerinti eljárás esetében is (tehát akkor, ha folyamatos termékleválasztást hajtunk végre egy külső körben, átgőzölögtetés segítségével) sokkal jobb, mint folyamatos termékelvezetés nélkül (1. példa). Ezenkívül a vázolt kísérleti elrendezés hosszú időn (több mint 500 órán) át igen stabil működést biztosít. Az a körülmény, hogy mindhárom példa esetében az oldószer-kitermeléssel szemben a savtermelés alacsony (kb. 6%), arra mutat, hogy a baktériumok az oldószertermelés fázisában vannak. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Kétlépéses eljárás szénhidráttartalmú táptalajok fermentálására butanolt, acetont, etanolt és/vagy izopropanolt termelő baktériumokkal, az első lépésben a baktériumok folyamatos tenyésztésével, majd a második, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
