DE1645692A1

DE1645692A1 - Verfahren zur teilweisen oder vollstaendigen Entfernung von in einem festen Material enthaltenen Verunreinigungen durch Extraktion

Info

Publication number: DE1645692A1
Application number: DE19671645692
Authority: DE
Inventors: Hondermarck Jean Claude; Robert Goux; Laine Bernard Maurice
Original assignee: BP PLC
Current assignee: BP PLC
Priority date: 1966-02-09
Filing date: 1967-02-08
Publication date: 1970-05-14
Also published as: BE693915A; CH458153A; GB1168833A; NL6701669A; FR1513719A; FR1513712A; US3392520A; MY7000101A; NL6701927A; BE693836A; IL27295A; CS152440B2; GB1165132A; DE1685965A1

Description

Köln, 7- Februar 196? .. . Pu/Ax

The British Petroleum Company Limited, Britannic House> Finsbury Circus, London, E.C-.2 (England)

Verfahren zur teilweisen oder vollständigen Entfernung von in einem festen Material enthaltenen Verunreinigungen

durch Extraktion

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Extraktion eines mit wenigstens einem Kohlenwasserstoff und Wasser verunreinigten festen Materials mit Lösungsmitteln zur teilweisen oder vollständigen Entfernung der Verunreinigungen.

Gemäß der Erfindung wird das verunreinigte feste Material in einer Extraktionsstufe, die aus einem oder mehreren Extraktionsschritten besteht, mit einem Gemisch eines Alkohols und eines damit ein azeotropes Gemisch bildenden Kohlenwasserstoffs, der nachstehend als "azeotropbildender Kohlenwasserstoff" bezeichnet wird, extrahiert, wobei der Alkohol und der azeotropbildende Kohlenwasserstoff im Volumenverhältnis von 30:70 bis 70:30 verwendet werden.

Vorzugsweise wird das behandelte feste Material aus der vorstehend beschriebenen Stufe in einer zweiten Extraktionsstufe, die aus einem oder mehreren Extraktionsschritten besteht, mit einem azeotropen Gemisch des Alkohols und des azeotropbildenden Kohlenwasserstoffs extrahiert. Änschliessend gewinnt man das behandelte feste Material und führt die Extraktfraktionen aus der ersten und zweiten Extraktions-

009820/1482

stufe getrennt oder nach Vermischung in eine Destillationsstufe, die aus einer oder mehreren Destillationsschritten besteht, zur getrennten Gewinnung a) eines azeotropen Gemisches des Alkohols und des azeotrop!)ildenden Kohlenwasserstoffs, b) eines azeotropen Gemisches des Alkohols mit Wasser und c) einer Sückstandsfraktion, mischt an- = schließend praktisch das gesamte azeotrope Geraisch des Alkohols mit Wasser mit einem Teil des azeotropen Gemisches des Alkohols mit dem azeotropbildenden Kohlenwasserstoff, wobei der Teil so gewählt wird, daß ein aus dem Alkohol fc und dem azeotropbildenden Kohlenwasserstoff bestehendes Gemisch erhalten wird, das diese Bestandteile im Volumenverhältnis von 3Οί7Ο bis 70:30 enthält, und führt dieses Gemisch in die erste Extraktionsstufe zurück.

Die !Temperatur der Extraktionsstufen liegt vorzugsweise im Bereich von 30-100⁰C, und, falls zweckmäßig, im Bereich von 3O-6O°G.

Als azeotropMldender Kohlenwasserstoff wird zweckmäßig η-Hexan verwendet. Als Alkohol wird zweckmäßig Äthanol, Iropanolj Isopropanoi oder ein Butanol gebraucht.

Der Behandlung nach dem Verfahren gemäß der Erfindung " wird zweckmäßig ein rohes oder teilweise raffiniertes Produkt aus der Kultivierung eines Mikroorganimus auf einem Kohlenwasserstoffsubstrat in Gegenwart eines wässrigen Hährmedimas unterworfen. Der Mikroorganismus ist vorzugsweise ein solcher, der η-Paraffine verbraucht, wobei Hefen bevorzugt werden. Vorzugsweise enthält die Hefe wenigstens 20 GeWe-%, insbesondere 100-200 Gew„-?S Wasser (bezogen auf das Gewicht der trockenen, reinen Hefe).

Gegebenenfalls kann die Hefe vor der Extraktion mit Wasser gemischt werden. Das Verhältnis von Wasser zu dem Alkohol plus aseotropbildendem Kohlenwasserstoff liegt im Bereich von 1j4 Ms 1t 10 (auf Gewicht bezogen). Die vorstehend be-

009820/1462

achriebene Extraktion kann gegebenenfalls, vorzugsweise nach Zusatz von Wasser zur Hefe bis zu einem Wassergehalt wie in der ersten Stufe, wiederholt werden*

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf ein Verfahren gerichtet, bei dem man einen Mikroorganismus in Gegenwart eines Einsatzmaterials, das aus einem Kohlenwasserstoff besteht oder diesen enthält, in Gegenwart eines wässrigen ^hiaeäiums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases kultiviert, anschließend einen, leil des wässrigen Nährmedimns abtrennt und die einen Ükroorganismus enthaltende iroduktfraktion mit oder ohne Zwischenbehandlung der vorstehend beschriebenen lösungsmittelextrak-

tion unterwirft.

Die geradkettigen Kohlenwasserstoffe sind im erfindungsgemäß verwendeten Sifisatzmateriai gewöhnlich als Paraffine vorhanden* Sie können Jedoch auch als Olefine anwesend sein. Ebenso können Semische verwendet werden, die gera&fcettige Paraffine und Olefine enthalten·

Als Einsatzmaterialien für das Verfahren gemäß der Erfindung eignen sich leuchtpetroleum (Kerosin), Gasöle und Schmieröle* Biese Eifisatzmäterialieh können unraffiniert oder einer gewissen raffinierenden Behandlung unterworfen worden sein, sie müssen jedoch einen Anteil an geradkettigen Kohlenwasserstoffen enthalten, um für die Zwecke der Erfindung geeignet zu sein. Zweckmäßig enthält die Erdölfraktion 3-45 Gew.-jß geradkettige Kohlenwasserstoffe.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist von besonderem Wert für die Behandlung von Gasölfraktionen aus Erdöl, die geradkettige Kohlenwasserstoffe in Form von Wachsen enthalten, da beim Verfahren gemäß der Erfindung ein Gasol von verbessertem Stockpunkt erhalten wird, während die Wachse in ein wertvollespro&ukt umgewandelt werden,.

009820/

Unter den hier gebrauchten Ausdruck "Mikroorganismus" fallen auch Gemische von Mikroorganismen. Vorzugsweise ist der Mikroorganismus in der Lage, auf wenigstens einigen Normalpraffinen zu wachsen. Die auf die hier beschriebene Weise kultivierten Mikroorganismen können Hefen, Pilze oder Bakterien sein.

Die hier genannten- Hefen sind nach dem Klassifizierungssystem eingeteilt, das in "The Yeasts, a Taxonomie Study" von J.Lodder und W.J.W. Kreger-Van Ri j, herausgegeben von North Holland Publishing Coο (Amsterdam) (1952), beschrieben ist»

Die hier genannten Bakterien sind nach dem Klassifizierungssystem eingeteilt, das in "Bergey^fls Manual of Determinative Bacteriology" von R.S. Breed, Ee-Cr.D. Murray und N₀R.Smith, herausgegeben von Bailiiere, Tindall and Cox (London), 7.Auflage 1957» beschrieben ist.

Bei Verwendung von Hefen gehören diese zur Familie Cryptococcaceae, insbesondere zur Unterfamilie Cryptocoocoideae. Gregebenenfalls können jedoch auch beispielsweise ascosporogene Hefen der Unterfamilie Saccharomy/coideae verwendet werden. Bevorzugte Gattungen der Unterfamilie Cryptococcoideae sind Torulopis (auch bekannt als Torula) und Candida. Bevorzugte Hefestämme werden nachstehend genannt. Besonders bevorzugt werden die Stämme, die nachstehend zusammen mit" dien Hinterlegungsnummern genannt sind. Die mit CBS gekennzeichneten Stämme sind beim Oentraal Bureau vor Schimmeleulture, Baarn, Holland, und die mit LNRA gekennzeichneten Stämme beim Institut National de la Recherche Agronomique, Paris, Frankreich, hinterlegt,

Candida lipolytica

Candida pulcherrima CBS 610

Candida utilis

Candida utilis, Variati major CBS 841

009 8 20/U62

-■ 5 -

Candida tropicalis . OBS 231?

üPorulopsis oolliculosa OBS 133

Hansenula anomala OBS 110

Oidium Xaetis

Neurospora sitophila

Mycoderma oancoillote IiTRA: STY 11

Von den vorstellend genannten Stämmen wird Candida lipolytisa "besonders bevorzugt· Gegebenenfalls können, als Mikroorganismen Pilze verwendet werden. Geeignet als Pilze sind Penicillium, wobei vorzugsweise Penicillium expansum verwendet wird» Als weitere Öattung eignet sich Aspergillus»

Gegebenenfalls Können als Mikroorganismen Bakterien veiv · wendet werden, die zweckmäßig zu den Ordnungen Pseudomonadales, Bubacteriales und Actinomycetales gehöreno Vorzugsweise werden die Familien Oorynebaoteriaoeae, Micrococcaceae, Achromobacteraceae, Actincvmyoetaoeae, Hhizobiaceae, Bacillaceae und P&eudomonadaceae verwendete Bevorzugte Spezies sind Bacillusinegaterium, Bacillus subtilis und Pseudomonas aeruginosa. Weitere geeignete Stämme sind:

Bacillus amylobacter

Pseudomonas natriegens

Arthrobacter sp_e

Micrococous sp.

Oorynebacterium sp.

Pseudomonas syringae

Xanthom©,nas begoniae

Flavobacterium devorans

Acetobacter sp.

Actinomyces sp«

Hocardia opaoa

Es ist gewöhnlich möglich, den Mikroorganismus, der mit einer gewissen Menge an nicht verwertetem Eiasatzmaterial . und wässrigem Währmedium verunreinigt is-fe, von & er Haupt-

masse der nicht abgebauten Einsatzfraktion abzutrennen. Diese Abtrennung wird vorzugsweise durch. Dekantieren vorgekommen» Zusätzlich oder stattdessen kann eine Zentrifugierung vorgenommen werden. Die den Mikroorganismus enthaltende Fraktion wird dann einer Behandlung mit einem wässrigen Behandlungsmedium unterworfen, das ein oberflächenaktives Mittel enthält.

Di» Mikroorganismus/w^d Vorzugsweise mit dem wässrigen oberflächenaktiven Mittel kräftig gemischt und ohne eine weitere Wachstumsperiode des Mikroorganismus einer weiteren Trennung vorzugsweise durch Zentrifugieren unterworfen, wobei eine Mikroorganismusfraktion und eine ausgebrauchte wässrige Phase, die verunreinigende, aus dem Mikroorganismus entfernte Kohlenwasserstoffe enthält, gewonnen werden. Falls erforderlich, können die Wasch- und Trennstufen einmal oder mehrmals wiederholt werden, wobei ein wässriges oberflächenaktives Mittel in der Waschstufe verwendet wird. Nach dem Waschen mit dem oberflächenaktiven Mittel muß mit einem wässrigen Medium nachgewaschen werden, das kein oberflächenaktives Mittel enthält· Vorzugsweise wird Y/asser als dieses Medium verwendet. Auch hier kann mit einer Reihe von Wasch- und Trennstufen gearbeitet werden.

Vorzugsweise wird so lange gewaschen, bis der Kohlenwasserstoff gehalt des Mikroorganismus unter 7$ liegt, bezogen auf das Gewicht des Mikroorganismus ("berechnet im trockenen Zustand). Vorzugsweise liegt dieser Gehalt an Kohlenwasserstoffen unter

Als oberflächenaktive Substanzen zum Waschen eignen": sich kationaktive oberflächenaktive Substanzen, z.B. Stearyltrimethylammoniumchlorid, niehtionogene oberflächenaktive Mittel, z.B. die Kondensate von Oleinsäure und Äthylenoxyd, oder anionaktive oberflächenaktive Substanzen, z.B. Natriumalkylsulfate.

•0*820/1482

Die den Mikroorganismus enthaltende Fraktion wird dann einer !Lösungsmittelextraktion unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen unterworfen· Die in der Extraktphase durch Lösungsmittelextraktion zurückgewonnenen Kohlenwasserstoffe können, wenn sie durch ö.en Mikroorganismus verwertbar Bind, in die Kultivierungsstufe des Mikroorganismus zurückgeführt werden. - . '

Eine Hefe, die ganz oder teilweise von ihren Lipiden und von den verunreinigenden Kohlenwasserstoffen nach der vorstehend beschriebenen Methode|i befreit worden ist, ist ein neues industrielles Produkt. .

Gemäß einem bevorzugten Merkmal ist die Erfindung auf ein Verfahren gerichtet, bei dem man einen Mikroorganismus auf die vorstehend beschriebene Weise in Gegenwart einer Erdölfraktion, die teilweise aus geradkettigen Kohlenwasserstoffen besteht und ein mittleres Molekulargewicht hat, das wenigstens to C-Atomen im Molekül entspricht, und in · Gegenwart eines wässrigen Kährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Gases kultiviert und aus dem Gemisch einerseits den Mikroorganimus und andererseits eine Erdölfraktion abtrennt, die einen verringerten Anteil an geradkettigen Kohlenwasserstoffen enthält oder frei von geradkettigen Kohlenwasserstoffen ist, und anschließend den Mikroorganismus auf die vorstehend beschriebene Weise behandelt.

Bevorzugte Verfahren, die bei der Kultivierung der Mikroorganismen und bei der Gewinnung des Produkts angewendet werden können, sind in den britischen Patentschriften 914 567 und 914 568 sowie in den folgenden Patentanmeldungen beschrieben: .

00982 0/146

Deutsche Patentanmeldungen:

B 74 851 IVa/6a

B 79 321 IVa/6b

B 85 071 rva/6a

B 85 072 IVd/23b

B 85 073 IVd/23b

B 85 074 IVa/6a

B 85 075 IVa/6a

B 87 713 IVa/6a

B 89 462 rVd/23b

Britische Patentanmeldungen;

36 873/62	38 942/63
45 009/62	44 606/63
46 906/62	44 998/63
49 049/62	45 OOI/63
49 050/62	45 002/63
49 060/62	45 005/63
49 063/62	45 010/63
19 271/63	45 102/63
19 918/63	46 411/63
25 210/63	2234/63
182/64	28 092/65
183/64	58 766/65
184/64	31 457/65
5085/64	32 645/65
11 860/64	32 648/65
22 743/64	32 649/65
25 229/64	32 650/65
26 498/64	45 662/65
11 703/65	49 604/65
21 209/65	' ' 59 954/65
25 648/65

009820/ UG2

Beispiel 1

In einen mit Rührer versehenen 15 l-Fermenter wurden 10 1 eines wässrigen mineralischen Mediums der folgenden Zusammensetzung (in Gewichtsteilen) gegeben:

Dreibasisches Natriumphosphat .3» 4-

Kaliumchlorid , 0,6

Magnesiumsulfat 0,3

Ammoniumsulfat 2,5

Dieses Medium war mit enthärtetem Wasser, das Spurenelemente enthielt, auf 1000 Seile aufgefüllt. Geeignet ist auch ein Medium der folgenden Zusammensetzung:

Diammoniumpho sphat 2

Kaliumchlorid 1,15

Magnesiumsulfatheptahydrat 0,65

Zinksulfat 0,17

Mangansulfatmonohydrat . 0,045

Eisen(H)-SuIfatheptahydrat 0,068

Leitungswasser 200

Hefeextrakt 0,025 Destilliertes Wasser (zur Auffüllung auf-1000 Teile)

In den !ermenter wurden einige ppm Hefeextrakt und dann 50g Candida tropicalis in Form einer wässrigen Oreme, die 20 Gew_e-$ Trockenmasse enthielt, und dann 150 g schweres Gasöl aus Erdöl, das 20 Gew_e-# η-Paraffine enthielt, gegeben« '

Nachdem die Kultur die gewünschte Konzentration an Hefezellen für kontinuierlichen Betrieb erreicht hatte, wurde mit der kontinuierlichen Zugabe des wässrigen Mediums und des Kohlenwasserstoffs begonnen. Die Temperatur wurde bei 30⁰G und der p_H~Wert des Mediui wässrigem Ammoniak bei 4 gehalten*

bei 30⁰G und der p_H~Wert des Mediums durch Zusatz von

9 8 20/ U62

Diese Emulsion wurde in einen Zentrifugalabscheider eingeführt, aus dem die folgenden drei Phasen (in der Reihenfolge steigender Dichte aufgeführt) gewonnen wurden: a) Bine die Hefezellen enthaltende Ölphase, b) eine aus dem wässrigen Mineralmedium bestehende Phase (die Öl- und Hefe spuren enthalten kann) .und c) eine Hefecreme, die etwa

1 Teil Hefe, 4 Teile wässriges Medium und eine gewisse, an den Hefezellen haftende Ölmenge enthielt»

Die Hefecreme und eine wässrige Lösung eines oberflächenaktiven Mittels wurden kontinuierlich in einen Mischer " eingeführt. Das oberflächenaktive Mittel wurde als wässrige Lösung einer Konzentration von 0,05 VoI,-^ verwendet, wobei

2 Raumteile der wässrigen lösung zu 1 Raumteil der Hefecreme gegeben wurden. Als oberflächenaktives Mittel wurde das Produkt der Kondensation eines Gemisches von Laurinalkohol und Myristinalkohol mit Äthylenoxyd verwendet, das eine Äthylenoxydkette von durchschnittlich 8,5 Einheiten pro endständige Gruppe enthielt (Handelsbezeichnung "UTI 29")·

Das auf diese Weise erhaltene Gemisch wurde zentrifugiert, wobei die folgenden drei Fraktionen erhalten wurden ( in der Reihenfolge steigender Dichte aufgeführt): a) Eine Ölphase, b) eine das oberflächenaktive Mittel enthaltende wässrige Phase, die in den Mischer zurückgeführt wurde, und c) eine zweite Hefecreme, die 1 Gew.-Teil Hefe (die noch leicht mit dem Öl verunreinigt war) mit 4 Gew.-Teilen

wässriger. oberflächenaktives Mittel enthaltender/Flüssigkeit enthielt»

Diese zweite Hefecreme wurde mit Wasser einem Mischer zugeführt» Das so erhaltene Gemisch wurde zentrifugiert,- wobei die folgenden Fraktionen erhalten wurden: a) eine Ölphase, b) eine wässrige Phase und c) eine dicke Hefecreme, die 20 Gew_e-# Hefe (gerechnet als frockenhefe), 80 Gew.—i» Wasser und nur eine sehr geringe Ölmenge enthielte

9820/-U.6.2

Nach einer Spülung mit Wasser und anschließendem Zentrifugieren wurde ein Hefeprodukt erhalten, das 65 Gew.-^ Wasser mit Spurenmengen von verunreinigenden Kohlenwasserstoffen enthielt. Durch weitere teilweise Trocknung durch Verdampfen wurde eine unreine Hefecreme erhalten, die etwa 50 Gew.-# Trockenhefe und 50 Gew.-% Wasser enthielt. ·

Diese Hefecreme wurde dann in einen Extraktor gepumpt/ der die Form einer Filtertrommel hatte, die sich um ihre waagerechte Achse drehte. Ein Lösungsmittelgemisch, das aus je 50 Gew.-# Hexan und Isopropanol bestand, wurde der Creme in einer Menge von 8 Gew.-Teilen pro Teil Trockenhefe zugegeben. Das Gesamtgemisch aus Hefe, Wasser und Lösungsmittel wurde 30 Minuten bei 50⁰C,-gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel, das den größeren Teil der Verunreinigungen der Hefe enthielt, abgezogen.

Das zurückbleibende nasse Hefeprodukt wurde in einer zweiten Extraktionsstufe erneut mit einem Lösungsmittel behandelt. Diese Extraktion wurde 30 Minuten bei 50⁰C mit 1 Gew.-Teil Trockenhefe, 1 Gew.-Teil Wasser und 4 Gew.-Teilen eines Gemisches aus je 50 Gew.*% Hexan und Isopropanol durchgeführt, Nach der Abtrennung des mit etwas verunreinigender Hefe beladenen Lösungsmittels durch Filtration wurde das verbleibende Produkt/einer zweiten Extraktionsstufe mit 2 Gew,-Teilen eines Lösungsmittelgemisches aus 80 Gew.-% n-Hexan und 20 Gew.-^5 Isopropanol behandelt. Das Gemisch wurde 10 Minuten bei 50⁰C gehalten, worauf das Lösungsmittel, zum Schluß unter Vakuum, abgezogen wurde. Die Wäsche mit diesem Lösungsmittelgemisch wurde viermal wiederholt. Abschließend wurde das Hefeprodukt mit überhitztem Dampf getrocknet.

Die Ergebnisse der Analyse der Hefecreme vor der Lösungsmittelextraktion und des Hefeprodukts nach der Extraktion sind in der folgenden Tabelle 1 genannt.

009820/1

Tabelle 1

Hefe- Nach der Hefecreme 1»Extrakt- endpro· stufe dukt

Stickstoff in Gew„-# der Trockenhefe 9,8 10,7 11,2

Gesamtlipide in Gew„-# der

Trockenhefe 11,2 2,5 0,2

Das auf diese Wej.se erhaltene, von Verunreinigungen "befreite Hefeprodukt kann als Viehfutter verwendet werden.

Die gebrauchten Lösungsmittelfraktionen wurden gemischt * und dann in einer Destillationsanlage destilliert, wobei ein Gemisch aus Isopropanol und Hexan, ein azeotropes Gemisch aus Alkohol und Wasser und eine Rückstandsfraktion gewonnen wurden* Diese Fraktionen hatten folgende Zusammensetzung:

Fraktion (a) 58,7 Gew.-Teile, enthaltend

Isopropanol 13 "

n-Hexan 45,7 "

Fraktion (b) 21,8 Gew.-Teile, enthaltend

Isopropanol ₌ 18,9 " Wasser 2,9 ·'

Fraktion (c) 19,5 Gew.-Teile, enthaltend

' Isopropanol -

Wasser 17,5 Gew.-Teile

Lipide 2,0 "

Die Fraktionen (a) und (b) wurden in geeigneten Mengenverhältnissen so gemischt, daß die Lösungsmittel für die beiden Extraktionsstufen nie folgt erhalten wurden (in Gewichtsteilen):

Fraktion (a) Fraktion (b)

Extraktionsstufe 1 1

Extraktionsstufe 2 f,75

Öü 9 g 20/U 82

• Beispiel 2

In einen Fermenter aus nichtrostendem Stahl, der ein effektives Fassungsvermögen von 60 1 hatte, wurden 40 eines wässrigen Mineralmediums der folgenden Zusammensetzung gegeben:

Diammoniumhydrogenphosphat 2 g

Kaliumchlorid 1,15 g

Magnesiumsulfatheptahydrat 0,65 g

Zinksulfatheptahydrat ⁷ 0,31 g

Mangansulfattetrahydrat 0_?068g

Eisen(Il)-sulfatheptahydrat " 0,125g Hefe extrakt · 0,030g

Leitungswasser zur Auffüllung auf 1000 ml)

TJm die Temperatur im Fermenter konstant bei 3O⁰C zu halten,

Wasser in einem Ringraum zwischen zwei konzentrischen Zylindern umgewälzt, von denen der kleinere den Fermenter selbst bildete_o Als Impfmaterial wurden in den Fermenter 14 1 einer 24 Stunden-Kultur von Candida utilis gegeben, die auf C^Q-CoQ-Kohlenwasserstoffen, die η-Paraffine ent- ' hielten, gezüchtet worden war„ Die Zelldichte im lermenter betrug etwa 1 g Candidahefe (gerechnet als Trockengewicht) pro Liter,,

In den Fermenter wurden pro Liter (des wässrigen Mediums

im Fermenter) 100 g eines schweren Gasöls gegeben, das die folgenden Kennzahlen hatte;

Spezifisches Gewicht bei 15,6/15,6⁰C 0,8669.

ii£° 1,484 ·

Trübungspunkt ' + 13⁰G

Stockpunkt + 11°G

Schwefel 1,59 Crew»—$

n-Paraf f ine 16 *»

Nach einer 6 Stunden dauernden anfänglichen Periode langsamen Wachstums betrug die Zelldichte 2 g/l. Anschließend stieg die Wachstumsgeschwindigkeit. Die Temperatur übt

0&9820/1462

Kultur wurde bei 30 + 1°C ^u*wl der powert bei 4 gehalten» Die Belüftung und Rührung wurden so eingestellt, daß 3 mMol O₂A Medium/Min, zugeführt wurdeno Durch einen automatischen Pg-Regler wurde eine Ammoniaklösung eingeführt.

Nachdem die Zelldichte 4 g/l erreicht hatte, wurde der Fermenter kontinuierlich mit einer Verdünnungsmenge von 0,1 V/V/Std_e betriebene Inzwischen war die Menge des schweren Gasöls im Fermenter auf 120'g/L gestiegen. Die Gärbrühe wurde kontinuierlich aus dem Eermenter abgezogen und der ™ Dekantierung unterworfen. Hierbei wurden 65$ des ausgebrauchten Mediums abgezogen und durch 65$ Leitungswasser ersetzt.

Zur oberen Phase wurden 0,5 g/L des nichtionogenen Detergens der Handelsbezeichnung ^BHI 29" gegeben«, lach der Zentrifugierung wurden getrennt gewonnen:

Ausgebrauchtes Mineralmedium 839 g/l

Nicht assimiliertes Gasöl 112 g/L

Paste des Mikroorganismus 49 g/l

Diese Paste des Mikroorganismus wurde dann bei Umgebungs— . temperatur mit Wasser gespült und zentrifugiert» Die erhal-" tene Hefe enthielt nun 65-70$ Wasser« Das Wasser wurde teilweise entfernt, wobei eine Hefepaste erhalten wurde, die aus 50$ Trockenhefe und 50 Gew«-$ Wasser bestand.

Diese Hefepaste wurde in einen Extraktor gepumpt, der die form einer Filtertrommel hatte, die sich um ihre waagerechte Achse drehte«, Ein Losungsmittelgemisch aus je 50$ Hexan und 50$ Isop-ropanol wurde in einer Menge von 8 Teilen pro Teil Trockenhefe zur nassen Hefe gegeben* Das Gesamtgemisch aus Hefe_g Wasser und Lösungsmittel wurde 30 Minuten bei 50⁰O gehalten. Dann wurde das lösungsmittel, das den größeres Seil der Verunreinigungen der Hefe enthielt, abgezogen»

Pas verbleibende nasse Hefeprodukt wurde in einer zweiten Extrakt ions stufe erneut 30 Minuten bei" 5O⁰G unter Verwendung von 1 Teil Wasser und 4 Teilen eines Gemisches aus je 5.0?» Hexan und 50$ Isopropanol pro Teil Trockehhefe behandelt. Nach der Abtrennung des Verunreinigungen enthaltenden Extraktes durch Filtration wurde das verbleibende Produkt in einer zweiten Extraktionsstufe mit 2 Gew.-Teilen .eines LÖsungsmittfelgemisehes aus 80 Gew.-jS η-Hexan und 20 Gew„-?S Isopropanol behandelt. Das Gemisch wurde 10 Minuten bei 50⁰O gehalten, worauf das lösungsmittel, zum Schluß unter Vakuum.,, abgezogen wurde. Die Wäsche mit diesem lösungsmittel wurde viermal wiederholt. Abschließend wurde ,das Hefeprodukt mit überhitztem Dampf getrocknet. Die Analysenwerte der Hefe vor und nach der lösungsmittelextraktion sind nachstehend in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2 *

Hefe vor der Hefe nach lös-jngsEittel— der ab— extraktion schließenden Behandlung

Stickstoff in Gew.-ji der Trockenhefe 9,5 1-1,0

Gesamtlipide in Gew.-fi der Trockenhefe 13,8 0,2

Das auf diese Weise erhaltene, von Verunreinigungen freie Hefeprodukt kann als FittsriEaterial verwendet werden·

Die gebrauchten Iiösungsmittelfraktionen wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise geniseht und destilliert und in den Ic sungsmitt el-^Extraktionsstuf en wiederverwendet.

- Beispiel 3

Ein MikroOrganismus wurde auf schwerem Gasöl untei· den in Beispiel 2 genannten Bedingungen kultiviert, jedoch wurde als Mikroorganismus der Staiar Hansenula suaveolens an Stelle

00 9 8 20/1 £62 BAD ORIGINAL

des gemäß Beispiel 2 verwendeten Stammes Candida utills gebraucht»

Die Gärbrühe wurde kontinuierlich vom Fermenter abgezogen und der Dekantierung unterworfen, worauf 65$ des gebrauchten Mediums abgezogen und in d er Produktfrftktion^urch 65$ Leitungswasser ersetzt wurden. Nach Zusatz von 0,7 g/L des nichtionogenen Detergens der Handelsbezeichnung "ITI 29" wurde das Gemisch zentrifugiert. Hierbei wurden getrennt gewonnen:

Ausgebrauchtes Mineralmedium 829 Gew.-Teile Nicht assimiliertes Gasöl 111 Gew.-Teile

Paste des Mikroorganismus 60 Gew.-Teile

Diese Paste des Mikroorganismus wurde bei Raumtemperatur mit Wasser gespült und zentrifugierte Die erhaltene Creme des Mikroorganismus Hansenula suaveolensenthielt etwa 65 Gew.-% Wasser» Sie wurde der in Beispiel 2 beschriebenen mehrstufigen Lösungsmittelbehandlung unterworfen. Die Analysenwerte für den Mikroorganismus vor und nach der Lösungsmittelextraktion sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Stickstoff in Gew.-% des trockenen Mikroorganismus

Gesamtlipide

Creme vor der Lösungsmittelextraktion

9,1
16,0

Mikroorganismus, Endprodukt

10,8 0,2

Das auf diese Weise erhaltene, von Verunröhigungen freie Produkt kann als Futtermaterial verwendet werden. Die Lösungsmittel wurden auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise zurückgewonnen und wiederverwendet.

00 9 820/1462

Beispie.1 4

In einen Ferment er aus nichtrostendem Stahl, der ein effektives fassungsvermögen von 60 1 hatte, wurden 40 eines wässrigen Mineralmediums der folgenden Zusammensetzung gegeben:

Diammoniumhydrogenphosphat 2g

Kaliumchlorid 1,15 g

Magnesiumsulfatheptahydrat O_s65 g

Zinksulfatheptahydrat 0,31 g

Mangansulfattetrahydrat 0,068 g

Eisen( H)-SuIfatheptahydrat "0,1.25 g

Hefeextrakt 0,030 g Leitungswasser (zur Auffüllung auf 1000 ml)

Um die Temperatur im Fermenter konstant bei 30⁰G zu halten, wurde Wasser in einen Singraum zwischen zwei konzentrischen Zylindern umgewälzt, von denen der kleinere den Fermenter selbst bildete. In den Fermenter wurden als Impfmaterial Hl einer 24 Stunden-Kultur von Candida utilis gegeben, die auf einem G^Q-Ooß-Kohlenwasserstoffgemisch, das η-Paraffine enthält, gezüchtet worden war« Die Zelldichte im Fermenter betrug nun etwa 1 g Candida utilis (auf Trockengewicht bezogen) pro Liter*

Pro Liter (des wässrigen Mediums im Fermenter) wurden in den Fermente.r 100 g eines schweren Gasöls gegeben, das die folgenden Kennzahlen hatte:

Spezifisches Gewicht' bei 1.5,6/15,6⁰C

4° Trübungspunkt Stockpunkt Schwefel η-Paraffine·

	8669
1,	4S4
+	13⁰G
4	11⁰G
1,	59 Gew.-Si
16

009 82 0/U'62

16A5692

Nach einer 6 Stunden dauernden anfänglichen Periode langsamen Wachstums "betrug die Zelldichte 2 g/l. Anschließend stieg die Wachstumsgeschwindigkeit· Die Temperatur der Kultur wurde bei 30 + I⁰C und der p^-Wert bei 4 gehalten. Die Belüftungs- und Rührbedingungen wurden so eingestellt, daß 3 mMol 0 /l Medium/Minute zugeführt wurden. Durch einen

automatischen p^-Regler wurde eine Ammoniaklösung eingeführt.

Hachdem die Zelldichte 4 g/l erreicht hatte, wurde der Fermenter kontinuierlich bei einer Verdünnung von 0,1 V/V/Std. ™" betrieben. Inzwischen war die Menge des schweren Gasöls im Fermenter auf 120 g/l gestiegen. Die Gärbrühe wurde kontinuierlich aus dem Fermenter abgezogen und der Dekantierung unterworfen. Hierbei wurden 65$ des ausgebrauchten Mediums abgezogen und durch 65$ Leitungswasser ersetzt.

Zur oberen Phase wurde das nichtionogene Detergens der Handelsbezeichnung "NI 29" in einer Menge von 0,5 g/l gegeben. Nach dem Zentrifugieren ,wurden getrennt gewonnen;

Ausgebrauchtes Mineralmedium 839 g/l

Nicht assimiliertes Sasöl 112 g/l

Paste des Mikroorganismus ' 49 g/l

Die Paste des Mikroorganismus wurde dann bei Raumtemperatur mit Wasser gespült und zentrifugiert. Die erhaltene Hefe enthielt nun 65-70$ Wasser, Das Wasser wurde teilweise in einer solchen Menge entfernt, daß eine Hefepaste erhalten wurde, die aus je 50 Gew.-$ Trockenhefe und.Wasser bestand.

Diese nasse Hefe wurde dann in einen Extraktor gepumpt, der die Form einer Filtertrommel hatte, die sich um ihre waagerechte Achse drehte» Bin Lösungsmittelgemisch, das aus je 50$ Hexan und Isopropanol bestand, wurde in einer Menge von 8 Teilen pro Teil Trockenhefe der nassen Hefe zugesetzt. Das Gesamtgemisch aus Hefe, Wasser und Lösungsmittel wurde 30 Minuten bei 60^öÖ gehalten· Dann wurde das Lösungsmittel,

&Θ98 20/ U6-2

das den größeren Teil der Verunreinigungen der Hefe enthielt, abgezogen.

Zur verbleibenden Hefe wurde Wasser in einer solchen Menge gegeben, daß eine Hefepaste erhalten wurde, die 50 Gew.-# Trockenhefe enthielt. Ein frisches Lösungsmittelgemisch aus je 50$η-Hexan und Isopropanol wurde in einer Menge von 8 Teil-en pro Teil Trockenhefe zur nassen Hefe gegeben. ' Das Gemisch aus Hefe, Wasser und Lösungsmittel wurde 30 Minuten bei 6O⁰G gehalten. Dann wurde das Lösungsmittel, das gewisse restliche Verunreinigungen der Hefe enthielt, abgezogen. Zur verbleibenden Hefe wurde wie vorher.Wasser gegeben, worauf die Paste unter den gleichenBedingungen wie bei der vorherigen Stufe der Lösungsmittelextraktion unterworfen wurde. Nach dem Abfiltrieren des Extraktes wurde das Hefeprodukt mit überhitztem Dampf getrocknet. Die Analysenwerte für die Hefe vor und nach der Lösungsmittelextraktion sind in der folgenden Tabelle 4 angegeben.

	Gew.-5 in Gew,	Tabelle	4	Hefe-End produkt
		Hefe vor der Lösungsmittel extraktion	10,5 0,3
Stickstoff in Trockenhefe Gesamtlipide Trockenhefe,	6 der .-# der	9,1 U

Das auf diese Weise erhaltene, von Verunreinigungen freie Hefeprodukt kann als Futtermaterial verwendet werden.

Die gebrauchten Lösungsmittelfraktionen wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise gemischt und destilliert und in den Extraktionsstufen wieierverwendet.

98 20/ U62

Beispiel 5

Ein Mikroorganismus wurde unter den in Beispiel 4 besohriebenen Bedingungen auf schwerem Gasöl kultiviert, wobei jedoch als Mikroorganismus Hansenula Suaveolens an Stelle. des im vorigen Beispiel verwendeten Stammes Candida utilis gebraucht wurde und die Menge des Hefeextraktes auf 0,300 g/1 gebracht wurde.

Die Gärbrühe wurde kontinuierlich vom lermenter abgezogen und der Dekantierung unterworfen, wobei 65$ des ausgebrauchten Mediums abgezogen und in der Produktfraktion durch 65$ Leitungswwasser ersetzt wurden. Nach Zusatz des nichtionogenen Detergens der Handels.bezeichnung "NI 29" in einer Menge von 0,7 g/l wurde das Geraisch zentrifugiert, wobei getrennt gewohnen wurden:

Ausgebrauchtes Minefalmedium · 829 g/l Nicht assimiliertes Gasöl 111 g/l

Paste des Mikroorganismus 60 g/l

Diese Paste des Mikroorganismus wurde bei Raumtemperatur mit Wasser gespült und zentrifugiert. Die erhaltene Creme enthielt e twa 65 Gew.-# Wasser. Diese Creme wurde der in Beispiel 4 beschriebenen mehrstufigen !lösungsmittelbehandlung unterworfen. Die Analysenwerte für den Mikroorganismus vor und nach der Lösungsmittelextraktion sind Inder folgenden Tabelle 5 genannt.

Tabelle 5

Hefe vor der Hansenula- ' Lösungsmittel- Endprodukt extraktion

Stickstoff in Gew.-^ der

Trockenhefe 9>3 11

Gesamtlipide in Gew.-56 der

Trockenhefe 16,0 0,2

609 8 2 0./ 1 A 62

Das auf diese Weise erhaltene, von Verunreinigungen freie Produkt kann als Futtermateriai verwendet werden. Die Lösungsmittel wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise zurückgewonnen und wiederverwendet.

Das nicht!onogene Detergens der Handelsbezeichnung "NI 29" ist das Produkt der Kondensation eines Gemisches von Laurinalkohol und Myristinalkohol mit Äthylenoxyd und enthält eine Äthylenoxydkette von durchschnittlich 8,5 Einheiten pro endständige Gruppe. ' . ■■·

Ö0SÖ20/1462

Claims

-22 - T6A5692

Patentansprüche

I./ Verfahren zur teilweisen oder vollständigen Entfernung •«w von in einem festen Material enthaltenen Verunreinigungen, die ganz oder teilweise aus mindestens einem Kohlenwasserstoff und Wasser bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Extraktionsstufe, die aus einer oder mehreren Extraktionsschritten besteht, das verunreinigte, feste Material mit einem Gemisch eines Alkohols und eines azeotropbildenden Kohlenwasserstoffs extrahiert, wobei der Alkohol und der azeotropbildende Kohlenwasserstoff im Volumenverhältnis von 30:70 bis 70:30 verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend in einer zweiten Extraktionsstufe das in der ersten Stufe behandelte feste Material mit einem azeotropen Gemisch des Alkohols und des azeotropbildenden Kohlenwasserstoffs extrahiert, dann das behandelte feste Material gewinnt und die Extraktfraktlonen aus der ersten und zweiten Extraktionsstufe getrennt oder nach Vermischung in eine Destillationsstufe überführt, die aus einem oder mehreren Destillatlonsschritten besteht, zur getrennten Gewinnung a) eines azeotropen Gemisches des Alkohols und des azeotropbildenden Kohlenwasserstoffs, b) eines azeotropen Gemisches des Alkohols mit Wasser und c) einer Rückstands fraktion, anschließend praktisch das gesamte azeotrope Gemisch des Alkohols mit Wasser mit einem Teil des azeotropen Gemisches des Alkohols mit dem azeotropbildenden Kohlenwasserstoff mischt, wobei der Teil so gewählt wird, daß ein aus dem Alkohol und dem azeotropbildenden Kohlenwasserstoff bestehendes Gemisch erhalten wird, das diese Bestandteile im Volumenverhältnis von 30:70 bis 70:30 enthält, und dieses Gemisch in die erste Extraktionsstufe zurückführt.

009 8 20/ U62
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als azeotropbildenden Kohlenwasserstoff n-Hexan einsetzt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkohol Äthanol, Propanol, Isopropanol oder ein Butanol einsetzt. ·
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß man das verunreinigte, feste Material vor der Lösungsmittelextraktion mit Wasser verdünnt. .
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet« daß das verunreinigte, feste Material ein rohes oder teilweise raffiniertes Produkt aus der Kultivierung eines Mikroorganismus auf einem Kohlenwasserstoffsubstrat in Gegenwart eines wässrigen Nährmediums ist.
7· Verfahren nach.Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein η-Paraffin verbrauchender Mikroorganismus ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus eine Hefe ist, wobei solche der Familie Cryptoeoecaceae, vorzugsweise der Unterfamilie Cryptococcoideae, bevorzugt sind, wobei das Arbeiten mit Hefen der Geni Torulopsis oder Candida, insbesondere Candida lipolytica bzw. Candida tropicalis, besonders zweckmäßig sein kann.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroorganismus ein Bakterium ist.

0098 20
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man ein festes Material behandelt* das bei einem Verfahren zur Kultivierung und Reinigimg eines Mikroorganismus anfällt, bei dem die Kultivierung der Mikroorganismen in Gegenwart eines Einsatzmaterials, das ganz oder teilweise aus einem Kohlenwasserstoff besteht, eines wässrigen Nährmediums und eines freien Sauerstoff enthaltenden Qases durchgefUhrt und ein Teil des wässrigen Nährmediums abgetrennt wird, wobei das feste Material eine Mikroorganismus enthaltende Produktfraktion darstellt, die gegebenenfalls einer Zwischenbehandlung unterworfen wurde«
11. Verfahren nach Anspruch 10; dadurch gekennzeichnet,

daß das Einsatzmaterial eine Erdölfraktion, insbesondere ein Qasöl, ist.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Lösungsmittelextraktionssehritt bei einer Temperatur zwischen 30 und 100⁰C durchgeführt wird.

009820/U62