DE4027479A1

DE4027479A1 - Cellulose membrane prodn. by culturing Acetobacter

Info

Publication number: DE4027479A1
Application number: DE19904027479
Authority: DE
Inventors: Anneliese Groebe; Horst Chmiel; Heinrich Strathmann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1991-03-14
Also published as: DE4027479C2

Abstract

Prodn. of membranes from bacterial cellulose comprises (1) submerged growth of cellulose-producing acetic acid bacteria at 18-35 deg.C in a stationary culture at pH 5.5-6.5, on a nutrient medium contg. assimilable C sources, proteins and salts; (2) removing, and discarding, any morphologically non-uniform cellulose layers which have been formed during an exponential growth phase, and (3) isolating, and purifying, morphologically uniform cellulose layers formed during the stationary growth phase. More specifically, the initial bacterial titre is sufficiently high to ensure that the stationary growth phase is reached immediately, and even the first layers formed are uniform. These layers are treated with base (esp. dil. NaOH) to destroy residual bacteria, then neutralised with acid (esp. acetic acid) and washed with deionised water.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cellulose-Membranen aus bakteriell erzeugter Cellulose, sowie die Verwendung dieser Membranen für Trennoperationen.The invention relates to a process for the preparation of Cellulose membranes of bacterially produced cellulose, and the use of these membranes for separation operations.

Cellulose-Membranen besitzen aufgrund ihrer Materialeigen schaften ein breites Einsatzspektrum. Eines ihrer Anwen dungsgebiete liegt auf dem Gebiet der Membrantrennverfahren.Cellulose membranes possess due to their material properties a wide range of applications. One of her users areas of application lies in the field of membrane separation processes.

Filtrationsmembranen aus Cellulose werden z. B. dadurch hergestellt, daß Cellulose zunächst in lösliche Cellulosederivate, z. B. in Nitrocellulose übergeführt und gelöst wird, und daß diese Lösungen (Polymerlösungen) dann nach einem Phaseninversionsprozeß zu Flachmembranen verformt werden, indem z. B. auf einer Glasplatte oder auf einem Vlies diese Polymerlösungen mit einer Rakel zu einem Film ausge zogen werden. Lösungsmittel und Fällungsmittel werden ausgewaschen, die Membranen werden konditioniert und ge trocknet. Damit sind sie lagerfähig und jederzeit verfügbar. Die Zusammensetzung und die Konzentration der Polymerlösung sowie die Fällbedingungen bestimmen die Membranstruktur. Die Membranstärke und damit die mechanische Stabilität und der transmembrane Fluß werden durch die Konzentration der Polymerlösung und durch die Rakelhöhe festgelegt. Je geringer die Membranstärke ist, desto besser ist in der Regel der transmembrane Fluß.Filtration membranes made of cellulose are z. B. thereby produced that cellulose first in soluble Cellulose derivatives, e.g. B. converted into nitrocellulose and is dissolved, and that these solutions (polymer solutions) then deformed into flat membranes after a phase inversion process be, by z. B. on a glass plate or on a nonwoven these polymer solutions with a doctor blade turned into a film be withdrawn. Solvent and precipitant washed out, the membranes are conditioned and ge dries. So they are storable and always available. The composition and concentration of the polymer solution as well as the precipitation conditions determine the membrane structure. The Membrane thickness and thus the mechanical stability and the transmembrane flux are determined by the concentration of Polymer solution and determined by the squeegee height. ever the lower the membrane thickness, the better in the Usually the transmembrane flux.

Die Membranstärke ist bei diesem Verfahren jedoch nicht beliebig herabsetzbar, z. B. durch eine Verringerung der Polymerkonzentration, denn mit abnehmender Polymerkonzen tration sinken deren Filmbildungseigenschaften, d. h. die Polymerlösung reißt beim Rakeln ab. Auf diesem Wege sind Cellulose-Membranen mit Stärken unter 1 µm und ausreichender mechanischer Stabilität bei gleichzeitig hohem Wasserfluß nicht herstellbar.However, the membrane thickness is not in this process arbitrarily degradable, z. B. by reducing the Polymer concentration, because with decreasing Polymerkonzen tration their film-forming properties, d. H. the Polymer solution breaks off during doctoring. In this way are Cellulose membranes with thicknesses below 1 micron and sufficient mechanical stability with simultaneous high water flow not produceable.

Cellulose kommt z. B. in der Baumwolle, in Nadel- und Laub bäumen sowie in Einjahrespflanzen vor, allerdings nur im Verbund mit hauptsächlich Lignin und Hemicellulosen, die etwa 50% ausmachen. Die Abtrennung der Cellulose aus dem Verbundwerkstoff Holz erfolgt nach den bekannten und in großem Maßstab durchgeführten Holzaufschlüssen. Vor allem aus ökologischer Sicht stellen die abgetrennten Produkte Lignin und Hemicellulose ein großes Problem dar. Der so gewonnene Zellstoff hat einen Durchschnittspolymerisations grad von 400-700.Cellulose comes z. B. in cotton, in coniferous and foliage trees and annual plants, but only in the Compound with mainly lignin and hemicelluloses, the about 50%. The separation of the cellulose from the Composite wood is made according to the known and in large scale wood pulp. Especially from an ecological point of view, the separated products represent Lignin and hemicellulose is a big problem recovered pulp has an average polymerisation grad of 400-700.

Im Gegensatz hierzu wird durch cellulosebildende Bakterien, z. B. durch Acetobacter xylinum oder durch Acetobacter aceti in geeigneten Nährmedien eine reine Bakteriencellulose synthetisiert, die eine andere Morphologie und daher auch ein anderes Eigenschaftsprofil aufweist. Der durchschnitt liche Polymerisationsgrad dieser Bakteriencellulose liegt mit DP = 2000 dreimal höher als der des Holzzellstoffes.In contrast, by cellulose-forming bacteria, z. B. by Acetobacter xylinum or Acetobacter aceti in suitable nutrient media a pure bacterial cellulose which synthesizes a different morphology and therefore also has a different property profile. The average Liche degree of polymerization of this bacterial cellulose is with DP = 2000 three times higher than that of wood pulp.

Noch gravierender ist der Unterschied in der Kristallinität; Holzzellstoff ist nur zu etwa 80% kristallin, Bakteriencellulose mit einem Kristallinitätsgrad von 0,96 ist praktisch zu über 90% kristallin und kann daher Einkristalle bilden. Diese hohe Kristallinität äußert sich im strukturell unterschiedlichen Aufbau der Gitterzellen.Even more serious is the difference in crystallinity; Wood pulp is only about 80% crystalline, Bacterial cellulose with a degree of crystallinity of 0.96 is practically more than 90% crystalline and therefore can To form single crystals. This high crystallinity manifests itself in the structurally different structure of the grid cells.

Für die bakterielle Synthese von Cellulose sind neben Sauerstoff als Nahrungsquelle Kohlenhydrate notwendig. Bevorzugt werden hierfür Hexosen. Eine der gebräuch lichsten Nährlösungen für Acetobacter xylinum nach Hestrin und Schramm (Biochem. Journal 58, 345 (1954)) enthält 2% Glucose, 0,5% Petone, 0,5% Hefeextrakt, 0,27% NaH₂PO₄ und 0,16% Zitronensäure (Monohydrate) und wird mit NaOH oder HCl auf einen pH-Wert von 6 eingestellt. Das Wachstum erfolgt bei 24 bis 30°C emers in Standkulturen, im Gegensatz zu anderen bekannten mikrobiellen Prozessen, die in Schüt telkulturen submers verlaufen. Die eigentliche Synthese der Bakteriencellulose erfolgt mit Hilfe eines polymerisationsauslösenden Multienzymkomplexes, wobei zunächst innerhalb des Bakteriums amorphe Cellulose gebildet wird, die dann durch sog. Extrusionsporen, die sich in der Membran des Bakteriums befinden, ausgeschieden wird. Dabei erfolgt der eigentliche morphologische Aufbau, indem "Häut chen" zusammengefaltet und zu einer fibrillären Struktur umgeformt werden, die dann Bakteriencellulose-Vliese auf bauende "Cellulosestränge" bilden. Makroskopisch nimmt der Wachstumsprozeß folgenden Verlauf: Nach einer Wachstumszeit von etwa 24 Stunden ist in der Nährlösung eine leichte Trübung erkennbar, die aber bereits aus einem zusammenhän genden, hochgequollenen fibrillären Netzwerk besteht, das bis 2000% Wasser, bezogen auf die Trockensubstanz, bindet. In diesem hochgequollenen Gel werden innerhalb etwa weiterer 24 Stunden inhomogene, inselartige Wachstumszentren sicht bar. Im Verlauf der nächsten 24 Stunden erfolgt eine Ver dichtung, wobei ein Teil des vom Gel gebundenen Wassers abgegeben wird (Synärese) und das Vlies sich an der Ober fläche der Lösung als hochgequollene Masse abscheidet. In addition to oxygen as a food source, carbohydrates are necessary for the bacterial synthesis of cellulose. Hexoses are preferred for this purpose. One of the most common nutrient solutions for Acetobacter xylinum according to Hestrin and Schramm (Biochem. Journal 58, 345 (1954)) contains 2% glucose, 0.5% petone, 0.5% yeast extract, 0.27% NaH ₂ PO ₄ and 0 , 16% citric acid (monohydrate) and adjusted to pH 6 with NaOH or HCl. The growth takes place at 24 to 30 ° C emers in stand cultures, in contrast to other known microbial processes, which run submerged in Schüt telkulturen. The actual synthesis of the bacterial cellulose is carried out with the aid of a polymerization-initiating multienzym complex, wherein initially amorphous cellulose is formed within the bacterium, which is then excreted by so-called. Extrusion pores, which are located in the membrane of the bacterium. In this case, the actual morphological structure is carried out by "Häut chen" folded and formed into a fibrillar structure, which then form bacterial cellulose fleeces on building "cellulose strands". Macroscopically, the growth process takes the following course: After a growth time of about 24 hours in the nutrient solution, a slight turbidity is recognizable, but already consists of a coherent, highly swollen fibrillar network, which binds up to 2000% water, based on the dry matter. In this highly swollen gel, inhomogeneous, island-like growth centers can be seen within about another 24 hours. In the course of the next 24 hours Ver seal takes place, whereby part of the water bound by the gel is released (syneresis) and the nonwoven deposits on the upper surface of the solution as highly swollen mass.

Die bei der Synthese zunächst als sog. Vlies anfallende Bakteriencellulose besitzt eine außerordentlich hohe Naß reißfestigkeit und widersteht mehrfacher Druckbelastung von 10 bar.The first in the synthesis as a so-called fleece accumulating Bacterial cellulose has an extraordinarily high wetness Tear resistance and withstands repeated pressure loading of 10 bar.

Da sich Bakteriencellulosen vorzüglich als Trennmaterialien eignen würden, wurde bereits versucht, derartig native Cellulose-Vliese als Osmometer-Membranen einzusetzen (Vgl. C.R. Masson, R.F. Menzies, J. Cruickshank, H.W. Melville, Nature 157, S. 74, 1946). Diese Versuche scheiterten jedoch, da es auch unter optimierten Bedingungen des Wachstumspro zesses nicht möglich war, die für Trennprozesse notwendigen, morphologisch homogenen Strukturen herzustellen.As bacterial celluloses are excellent as separation materials were already tried, such native Use cellulose nonwovens as osmometer membranes (cf. C.R. Masson, R.F. Menzies, J. Cruickshank, H.W. Melville, Nature 157, p. 74, 1946). However, these attempts failed, as it is also under optimized conditions of the growth pro was not possible, which was necessary for separation processes, to produce morphologically homogeneous structures.

Da alle bisherigen Versuche, diese Uneinheitlichkeit während des Wachstumsprozesses zu beheben, fehlgeschlagen sind, wurden deshalb versucht, Membranen aus Bakteriencellulose nach einem technologisch aufwendigen Verfahren herzustellen. Dazu werden die bakteriell gewachsenen, morphologischen Strukturen der nativen Bakteriencellulose-Vliesmembranen zunächst zerstört, die Vliese werden aufgeschlagen, und anschließend werden daraus mit einem Blattbildungsverfahren erneut Membranen aufgebaut (DD-PS 92 136). Diese Membranen bestehen zwar nun auch aus Bakteriencellulose, deren Struk tur ist aber mit der ursprünglichen Struktur der nativen Bakteriencellulose-Vliesmembranen nicht mehr identisch.Since all previous attempts at this inconsistency during of the growth process have failed to resolve, were therefore trying membranes of bacterial cellulose to produce according to a technologically complex process. These are the bacterial, morphological Structures of native bacterial cellulose nonwoven membranes first destroyed, the fleeces are opened, and subsequently, they are made with a sheet forming process again constructed membranes (DD-PS 92 136). These membranes Although now also consist of bacterial cellulose, whose struc tur is but with the original structure of the native Bacterial cellulose nonwoven membranes are no longer identical.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren bereitzustellen, mit welchem mechanisch stabile Cellulose-Membranen mit morphologisch homogenen Strukturen und gleichmäßiger Porengröße, d. h. mit einer engen Porenra dienverteilung, und mit hohen transmembranen Flüssen ein fach, schnell und universell hergestellt werden können. Diese Cellulose-Membranen sollen für einen Einsatz bei Trennverfahren von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten geeignet sein.The invention is therefore based on the object, a Verfah ren provide, with which mechanically stable Cellulose membranes with morphologically homogeneous structures and uniform pore size, d. H. with a tight pore tear distribution, and with high transmembrane fluxes easy, fast and universal. These cellulose membranes are intended for use with Separation of gases, vapors and liquids suitable his.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man Cellulose bil dende Essigsäure-Bakterien bei Temperaturen zwischen 18 und 35°C emers in Standkulturen bei pH-Werten zwischen 5,5 und 6,5 auf Nährmedien wachsen läßt, welche für die Bakterien verwertbare Kohlenstoff-Quellen, verwertbare Proteine und Nährsalze enthalten, daß man die eventuell während einer exponentiellen Wachstumsphase der Bakterien von den Bakte rien auf den Nährmedien gebildete(n), morphologisch unein heitliche(n) Cellulose-Schicht(en) entfernt und verwirft, und daß man die während der stationären Wachstumsphase der Bakterien von den Bakterien auf den Nährmedien gebildeten, morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten isoliert und reinigt. Diese morphologisch einheitlichen Cellulose- Schichten können als Cellulose-Membranen in Membran-Trenn verfahren eingesetzt werden.This problem is solved by forming cellulose dende acetic acid bacteria at temperatures between 18 and 35 ° C emers in stand cultures at pH values between 5.5 and 6.5 on nutrient media grow, which for the bacteria utilizable carbon sources, utilizable proteins and Nutrient salts contain, that you possibly during a exponential growth phase of the bacteria from the Bakte on the nutrient media formed, morphologically unein removes and discards uniform cellulose layer (s), and that during the stationary growth phase of the Bacteria formed by the bacteria on the nutrient media, isolated and morphologically uniform cellulose layers cleans. These morphologically uniform cellulose Layers can be used as cellulose membranes in membrane separation be used.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch einen ge zielten Eingriff in den Wachstumsprozeß der Cellulose bildenden Bakterien morphologisch völlig einheitliche Bakteriencellulose-Vliese erhalten werden können, die sogar noch bei sehr geringen Schichtdicken von z. B. nur 250 µm morphologisch völlig homogen sind und sogar bei diesen geringen Schichtdicken über eine ausgezeichnete mechanische Stabilität und über eine außerordentlich hohe Naßreißfe stigkeit verfügen. Hierzu muß man die sich eventuell anfänglich während einer exponentiellen Wachstumsphase der Bakterien bildenden, inhomogenen Cellulose-Schichten von der Oberfläche des Nährmediums mechanisch entfernen. Diese Schichten sind aufgrund ihrer Inhomogenität für Trennver fahren nur bedingt geeignet. Die sich anschließend während der stationären Wachstumsphase der Bakterien bildenden Cellulose-Schichten sind völlig homogen und weisen die für Trennmembranen erforderlichen morphologisch einheitlichen Strukturen auf. In Abhängigkeit von den Wachstumsbedingungen für die Bakterien kann es erforderlich sein, eine oder mehrere inhomogene Cellulose-Schichten zu entfernen, bevor die Bakterien die stationäre Wachstumsphase erreichen und mit der Produktion der homogenen Cellulose-Schichten begin nen.Surprisingly, it was found that by a ge targeted the growth process of cellulose forming morphologically completely morphologically Bacterial cellulose nonwovens can be obtained even even at very low layer thicknesses of z. B. only 250 microns morphologically completely homogeneous and even in these low layer thicknesses over an excellent mechanical Stability and an extraordinarily high wet tear ability. For this you have to possibly initially during an exponential growth phase of the Bacteria forming, inhomogeneous cellulose layers of the Remove surface of nutrient medium mechanically. These Layers are due to their inhomogeneity for Trennver drive only conditionally suitable. The then while the stationary growth phase of the bacteria forming Cellulose layers are completely homogeneous and have the same for Separation membranes required morphologically uniform Structures on. Depending on the growth conditions For the bacteria it may be necessary to have one or to remove several inhomogeneous cellulose layers before the bacteria reach the stationary growth phase and begin with the production of homogeneous cellulose layers NEN.

Als Bakterienkulturen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können alle Cellulose bildenden Essigsäure-Bak terien eingesetzt werden, wie z. B. Acetobacter aceti oder Acetobacter xylinum. Als Nahrungsquelle können die üblichen Nährlösungen für Acetobacter-Stämme verwendet werden, die eine für die Bakterien verwertbare Kohlenstoff-Quelle erhalten, sowie verwertbare Proteine und Nährsalze, und deren pH-Wert zwischen 5,5 und 6,5 liegt. Bevorzugte Aus führungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwenden Nährlösungen, die einen pH-Wert von 6 besitzen. Geeignete Nährlösungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens sind z. B. solche nach Hestrin und Schramm (Biochem. Journal 58, 345 (1954)). Eine geeignete Nährlösung enthält z. B. 2% Glucose, 0,5% Petone, 0,5% Hefeextrakt, 0,27% NaH₂PO₄ und 0,16% Zitronensäure (Monohydrate) und ist mit NaOH oder HCl auf einen pH-Wert von 6 eingestellt. Das Wachstum der Cellulose-Vliese erfolgt bei Temperaturen zwischen 18 und 35°C, bevorzugt bei Temperaturen zwischen 24 bis 30°C, emers in Standkulturen. Innerhalb von 24 bis 48 Stunden können die Vliese geerntet werden. In Fig. 1 ist das emerse Wachstum der bakteriellen Cellulose-Membranen schematisch dargestellt.As bacterial cultures for carrying out the method according to the invention, all cellulose-forming acetic acid bacteria Bak can be used, such as. As Acetobacter aceti or Acetobacter xylinum. As a source of food, the usual nutrient solutions for Acetobacter strains can be used, which receive a usable for the bacteria carbon source, as well as usable proteins and nutrient salts, and whose pH is between 5.5 and 6.5. Preferred embodiments of the method according to the invention use nutrient solutions which have a pH of 6. Suitable nutrient solutions for carrying out the method according to the invention are, for. B. after Hestrin and Schramm (Biochem., Journal 58, 345 (1954)). A suitable nutrient solution contains z. 2% glucose, 0.5% petone, 0.5% yeast extract, 0.27% NaH ₂ PO _4, and 0.16% citric acid (monohydrates) and is adjusted to pH 6 with NaOH or HCl. The growth of the cellulose webs takes place at temperatures between 18 and 35 ° C, preferably at temperatures between 24 to 30 ° C, emers in stationary cultures. Within 24 to 48 hours, the fleeces can be harvested. In Fig. 1, the emerse growth of the bacterial cellulose membranes is shown schematically.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß man als Kohlen stoffquelle neben den bekannten Nährstoffen auch Abwässer der Lebensmittelindustrie, z. B. der Bier-, der Hefe-, der Milch- oder der Stärkeindustrie, der Zellstoff- oder der Cellulosefaserindustrie einsetzen kann. Damit ist eine Mög lichkeit gegeben, die Abwässer dieser Industrien zu entsor gen.Surprisingly, it was found that as coals Substance source in addition to the known nutrients and wastewater the food industry, z. As the beer, the yeast, the Dairy or starch industry, the pulp or the Cellulose fiber industry. This is a possibility to dispose of the effluents of these industries gene.

Daß die sich während der exponentiellen Wachstumsphase der Bakterien bildenden ersten Cellulose-Schichten morphologisch uneinheitlich ausgebildet sind, ist darauf zurückzuführen, daß sich zunächst noch keine ausreichende Anzahl von Bakte rien an der Oberfläche der Nährlösung angesammelt hat, also keine einheitliche Matrize entstehen kann. Auch wenn man diese 1. Schicht beliebig dick wachsen läßt, entsteht kein einheitliches homogenes Vlies. Fig. 2 zeigt die lichtmi kroskopische Aufnahme einer inhomogenen, während der expo nentiellen Wachstumsphase der Bakterien gebildeten Cellulose-Schicht.That the first cellulose layers forming during the exponential growth phase of the bacteria are formed morphologically unevenly, is due to the fact that initially no sufficient number of bacteria has accumulated on the surface of the nutrient solution, so no uniform matrix can arise. Even if you let this 1st layer grow as thick as you want, there is no uniform homogeneous web. Fig. 2 shows the lichtmi kroskopische recording of a non-homogeneous, during the exponential growth phase of the bacteria formed cellulose layer.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bereits die erste von den Bakterien gebildete Cellulose-Schicht völlig homogen und für einen Einsatz bei Trennverfahren geeignet ist, wenn man von einem genügend hohen Bakterientiter ausgeht, so daß sofort die stationäre Wachstumsphase der Bakterien erreicht wird.Surprisingly, it was found that already the first cellulose layer formed by the bacteria completely homogeneous and suitable for use in separation processes is, if one of a sufficiently high bacterial titre goes out, so that immediately the stationary growth phase of Bacteria is reached.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten homogenen Bakteriencellulose-Vliese sind in idealer Weise als Membranen für Trennoperationen geeignet, müssen aber vor ihrem Einsatz gereinigt werden, um restliche Bakterien zu zerstören und zu entfernen. Diese Reinigung kann z. B. durch Behandeln mit einer Base erfolgen. Anschließend werden die Cellulose-Schichten mit einer Säure neutralisiert und mit entionisiertem Wasser gewaschen. Bei bevorzugten Ausfüh rungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren werden die Cellulose-Membranen in bekannter Weise von restlichen Bakterien befreit, in dem sie z.B. in Laugen erhitzt werden, z. B. in 10%iger Natronlauge bei 50°C, und anschließend mit Essigsäure neutralisiert werden. Sie werden mit entionisiertem Wasser gespült und können bereits in diesem Stadium, d. h. in feuchtem Zustand, für Trennoperationen eingesetzt werden.The produced by the process according to the invention homogeneous bacterial cellulose nonwovens are ideal but suitable as membranes for separation operations Their use can be cleaned to remove any remaining bacteria destroy and remove. This cleaning can z. B. by Treat with a base. Subsequently, the Cellulose layers neutralized with an acid and with washed deionized water. In preferred Ausfüh Forms of the method according to the invention are the Cellulose membranes in a known manner of residual Bacteria are liberated in that they are e.g. heated in alkalis, z. B. in 10% sodium hydroxide solution at 50 ° C, and then be neutralized with acetic acid. They will with rinsed with deionized water and may already be in this Stage, d. H. in wet condition, for separation operations be used.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Cellulose-Membranen können in der für Membranen üblichen Weise getrocknet werden und man erhält lagerfähige Cellulose-Membranen. Ferner ist es möglich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Cellulose- Membranen unter Verstreckung zu trocknen. Man erhält auf diese Weise besonders dauerhafte Cellulose-Membranen. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfah rens werden Verstreckungsfaktoren zwischen 0,1 und 1,0 gewählt.The produced by the process according to the invention Cellulose membranes can be used in the usual way for membranes Be dried and you get storable Cellulose membranes. Furthermore, it is possible that after the according to the invention produced cellulose To dry membranes under stretching. You get up This way particularly durable cellulose membranes. at preferred embodiments of the method according to the invention rens are draw factors between 0.1 and 1.0 selected.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Cellulose-Membranen können in üblicher Weise konditioniert werden, z. B. mit Ethanol/Wasser-Gemischen in unterschied lichen Mischungsverhältnissen, mit Methanol oder mit Cyclohexan.The produced by the process according to the invention Cellulose membranes can be conditioned in the usual way be, for. B. with ethanol / water mixtures in difference mixing ratios, with methanol or with Cyclohexane.

Entfernt man die erste homogene Cellulose-Schicht von den Nährmedien und fügt man den Bakterien-Suspensionen keine zusätzlichen Nährstoffe zu, so sind alle nachwachsenden Cellulose-Schichten ebenfalls völlig homogen, die Schicht dicken sind jedoch infolge eines geringeren Nahrungsange botes dünner, die Schichten aber noch einheitlicher. Über raschender Weise wurde festgestellt, daß sogar die dünnen, morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten mechanisch sehr stabil sind, - sie zeigen "bubble points" von < 9,5 bar -, dauerhaft ihre Struktur und ihre Gestalt behalten und nicht schrumpeln bzw. schrumpfen. Remove the first homogeneous cellulose layer from the Nutrient media and do not add any to the bacteria suspensions extra nutrients too, so are all renewable Cellulose layers also completely homogeneous, the layer However, fat is due to a lower food intake botes thinner, but the layers even more uniform. about Surprisingly, it was discovered that even the thin, morphologically uniform cellulose layers mechanically are very stable, - they show "bubble points" of <9.5 bar - permanently retain their structure and shape and do not shrivel or shrink.

Die Bildung von Bakteriencellulose hört erst auf, wenn das Nahrungsangebot, z. B. die Glucose, verbraucht ist. Hält man das Nahrungsangebot dagegen konstant, dann resultieren Vliese mit vergleichbarer Schichtdicke.The formation of bacterial cellulose stops only when that Food supply, z. As the glucose is consumed. One stops the food supply, on the other hand, is constant and then results Nonwovens with comparable layer thickness.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß in Abhängigkeit vom Nahrungsangebot während der stationären Wachstumsphase Cellulose-Vliese nicht nur mit unterschiedlichen Dicken, sondern auch mit unterschiedlichen, aber jeweils morpholo gisch einheitlichen Strukturen gebildet werden, die aufgrund dieser Unterschiede für unterschiedliche Einsatzzwecke geeignet sind. Bei einem konstanten Nahrungsüberangebot während der stationären Wachstumsphase entstehen Cellulose- Vliese mit fibrillären Strukturen und mit Schichtdicken von 0,02 bis 2 mm. Diese Cellulose-Vliese eignen sich als Mikrofiltrationsmembranen, sie zeigen Wasserpermeabilitäten von 20 bis 20 000 l/m²h bar und "bubble-points" zwischen 3 und 12 bar. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß sich die Schichtdicken dieser Membranen aus Bakteriencellulose nach Entfernen des Druckes reversibel auf die ursprünglichen Werte einstellen. Die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen einer erfindungsgemäßen Cellulose-Membranen mit fibrillärer Struktur. Fig. 3a zeigt einen Schnitt und die Fig. 3b und 3c zeigen die Oberfläche.Surprisingly, it has now been found that, depending on the food supply during the stationary growth phase cellulose nonwovens are formed not only with different thicknesses, but also with different, but each morpholo cally uniform structures that are suitable due to these differences for different applications. In the case of a constant supply of food during the stationary growth phase, cellulose fleeces with fibrillar structures and with layer thicknesses of 0.02 to 2 mm are formed. These cellulose fleeces are suitable as microfiltration membranes, they show water permeabilities of 20 to 20 000 l / m ² h bar and "bubble-points" between 3 and 12 bar. It has surprisingly been found that the layer thicknesses of these bacteria cellulose membranes reversibly adjust to the original values after removal of the pressure. FIGS . 3a, 3b and 3c show scanning electron micrographs of a cellulose membrane according to the invention with a fibrillar structure. Fig. 3a shows a section and Figs. 3b and 3c show the surface.

Bei konstantem Nahrungsmangel während der stationären Wachstumsphase entstehen Cellulose-Vliese mit globulären Strukturen und mit extrem dünnen Schichtdicken von 200 bis 1000 nm. Diese Cellulose-Vliese zeigen Wasserpermeabilitäten von 2000 bis 15 000 l/m² h bar und "bubble-points" zwischen 3 und 5 bar. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bei einer anschließenden Trocknung unter Verstreckung mit Faktoren von 0.1 bis 1 mechanisch besonders stabile, unbe grenzt lange lagerfähige, extrem dünne Cellulose-Membranen entstehen, die Substanzen bis zu Molgewichten von 12000 ab trennen. Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen rasterelektronen mikroskopische Aufnahmen einer erfindungsgemäßen Cellulose- Membran mit globulärer Struktur.With constant nutritional deficiencies during the stationary growth phase, cellulose fleeces with globular structures and with extremely thin layer thicknesses of 200 to 1000 nm are produced. These cellulose fleeces exhibit water permeabilities of 2,000 to 15,000 l / m ² h bar and "bubble-points" between 3 and 5 bar. Surprisingly, it was found that in a subsequent drying under drawing with factors of 0.1 to 1 mechanically particularly stable, unlimited storage for a long time, extremely thin cellulose membranes are formed, the substances up to molecular weights of 12,000 separated. FIGS. 4a, 4b and 4c show scanning electron micrographs of a cellulose membrane according to the invention with a globular structure.

So werden z. B. bei Glucose-Konzentrationen von ca. 2% Cellulose-Membranen mit fibrillärer Struktur gebildet und bei Glucose-Konzentrationen von 0,05% Cellulose-Membranen mit globulärer Struktur. Unterhalb einer Glucose- Konzentration von 0,03% hört die Membranbildung auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können also wahlweise Mikro- oder Ultrafiltrationsmembranen hergestellt werden. Dicke Cellulose-Vliese ergeben Mikrofiltrationsmembranen und dünne Cellulose-Vliese ergeben unter Verstreckung Ultrafiltrati onsmembranen.So z. At glucose concentrations of about 2% Cellulose membranes formed with fibrillar structure and at glucose concentrations of 0.05% cellulose membranes with globular structure. Below a glucose level Concentration of 0.03% ceases membrane formation. With The method according to the invention can therefore optionally or ultrafiltration membranes. thickness Cellulosic nonwovens yield microfiltration membranes and thin ones Cellulosic nonwovens give stretched ultrafiltrati onsmembranen.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß man durch einen Wechsel zwischen Nahrungsüberangebot und Nahrungsmangel während der stationären Wachstumsphase kombinierte Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen aus Bakteriencellulose erzeu gen kann, die eine extrem dünne, aber eine geschlossene, dichte Oberflächentrennschicht, und darunter bzw. im Inneren wahlweise eine fibrilläre oder globuläre Struktur besitzen.Surprisingly, it was found that by a Change between food overload and lack of food during the stationary growth phase, combined micro- and ultrafiltration membranes from bacterial cellulose can be an extremely thin, but a closed, dense surface separation layer, and below or inside optionally have a fibrillar or globular structure.

Anhand von Beispielen werden die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Membranen näher aufgezeigt.Using examples, the properties of the after closer to the invention produced membranes demonstrated.

Beispiel 1example 1

Abhängigkeit der Schichtdicken der geernteten Cellulose- Vliese vom abnehmenden Nahrungsangebot während der Wachs tumsphasen der Cellulose-Schichten. Dependence of the layer thicknesses of the harvested cellulose Nonwovens from the decreasing food supply while the wax phases of the cellulose layers.

Anzahl der ErntenNumber of harvests Schichtdicke (feucht) µmLayer thickness (wet) μm 11 30003000 22 20002000 33 10001000 44 800800 55 750750 66 500500 77 400400 88th 300300 99 250250

Beispiel 2Example 2

Vergleich des "bubble-points" einer handelsüblichen Mikro filtrationsmembran aus Cellulosemischester mit dem eines Bakteriencellulose-Vlieses, welches mit Natronlauge behan delt, mit Essigsäure neutralisiert und mit entionisiertem Wasser gewaschen wurde. Mit Hilfe des bubble-point-Tests nach ASTM F 316 erfolgt eine Charakterisierung der Membranen bezüglich Größe und Verteilung der Poren.Comparison of the "bubble-point" of a commercially available micro Filtration membrane of cellulose mixed ester with the one Bacterial cellulose fleece, which behan with sodium hydroxide solution neutralized with acetic acid and deionized Water was washed. With the help of the bubble-point test ASTM F 316 characterizes the membranes regarding size and distribution of pores.

Hieraus ergibt sich, daß sich das Bakteriencellulose-Vlies wie eine Mikrofiltrationsmembran verhält, daß die mittlere Porengröße um 0,1 µm liegen muß, da die handelsübliche Membran eine mittlere Porengröße von 0,1 µm besitzt und daß die mittlere Porengröße sehr einheitlich ist, denn der Durchtritt der Luft durch die Membran erfolgt schlagartig. It follows that the bacterial cellulose fleece how a microfiltration membrane behaves that the middle Pore size must be around 0.1 microns, as the commercial Membrane has a mean pore size of 0.1 microns and that the average pore size is very uniform, because of Passage of air through the membrane takes place abruptly.

Beispiel 3Example 3

Eine Überprüfung des Porensystems mit Latexkugeln in einer cross-flow Zelle ergab folgende Werte:A review of the pore system with latex balls in one cross-flow cell returned the following values:

Aus der Messung des "bubble-point" und des Rückhaltevermö gens für Latexkugeln ergibt sich für die wasserfeuchten Bakteriencellulose-Membranen eine mittlere Porengröße von 0,1 µm.From the measurement of the "bubble-point" and the Rückhaltevermö gens for latex balls results for the water-moist Bacterial cellulose membranes have a mean pore size of 0.1 μm.

Beispiel 4Example 4

Vergleich der Permeabilität einer handelsüblichen Mikrofil trationsmembran mit der einer Bakteriencellulose-Membran mit vergleichbarer Porengröße, bestimmt in einer cross-flow Zelle.Comparison of the permeability of a commercial microfil trationsmembran with a bacterial cellulose membrane with comparable pore size, determined in a cross-flow Cell.

Von besonderem anwendungstechnischen Vorteil ist die hohe Elastizität der Bakteriencellulose-Membranen im Vergleich zu Cellulosemischester-Membranen. Unter Druckbelastung redu ziert sich zwar die Membranstärke unter den hier angewandten Bedingungen etwa auf die Hälfte, nach einer willkürlich ge wählten Erholungsphase von 24 Stunden stellen sich sowohl die ursprünglichen Membranstärken als auch die alten bubble-point Werte wieder ein.Of particular application advantage is the high Elasticity of bacterial cellulose membranes compared to Cellulosemischester membranes. Under pressure redu Although the membrane thickness is among the applied here Conditions about half, after an arbitrary ge chose a recovery period of 24 hours both the original membrane thicknesses as well as the old ones bubble-point values again.

Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile der erfindungsgemäßen Membranen. Die Bakteriencellulose- Membranen weisen im Vergleich mit den Cellulosemischester- Membranen trotz gleicher Porengröße eine um den Faktor 3 erhöhte Permeabilität auf. Bei Druckentlastung verhält sich die Bakteriencellulose-Membran reversibel, d. h. der alte Wasserfluß stellt sich wieder ein.This results in the following advantages of membranes according to the invention. The bacterial cellulose Membranes have, in comparison with the cellulose mixed ester Membranes despite the same pore size by a factor of 3 increased permeability. At pressure relief behaves the bacterial cellulose membrane reversible, d. H. the old Water flow returns.

Damit ist gezeigt, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Bakteriencellulose hergestellten Cellulose- Membranen sich in hervorragender Weise für den Einsatz in Membranentrennverfahren eignen.This is shown that after the inventive Method of cellulosic cellulose Membranes are outstanding for use in Membrane separation processes are suitable.

Beispiel 5Example 5

Die Bestimmung der transmembranen Flüsse erfindungsgemäßer, feuchter Cellulose-Membranen mit verschiedenen Schichtdicken und konstanten Porengrößen von weniger als 0,1 µm lieferte die folgende Werte.The determination of the transmembrane flows according to the invention, moist cellulose membranes with different layer thicknesses and constant pore sizes less than 0.1 μm the following values.

Schichtdicke [µm]Layer thickness [μm] transmembraner Fluß [l/m²h bar]transmembrane flux [l / m²h bar] 100100 2976.732976.73 200200 2716.272716.27 400400 930.23930.23 700700 511.62511.62

Beispiel 6Example 6

Es wurde jeweils der transmembrane Fluß einer handelsüblichen Mikrofiltrationsmembran aus Cellulosemischester (a) mit einer mittleren Porengröße von 0,1 µm, einer erfindungsgemäßen, getrockneten und modifi zierten Cellulose-Membran (b) und einer feuchten, erfindungsgemäßen Cellulose-Membran (c) mit einer Schicht dicke von 100 µm und mit einer Porengröße von < 0,1 µm in Abhängigkeit von der Zeit bestimmt. Fig. 5 zeigt die Ergebnisse in Form eines Diagrammes. Die Meßergebnisse zeigen sehr eindrucksvoll, daß die Permeabilität der handelsüblichen Celluose-Membran im Vergleich zur feuchten, erfindungsgemäßen Membran bei vergleichbarer Porengröße wesentlich geringer ist, und daß bei der handelsüblichen Cellulose-Membran im Vergleich zur feuchten, erfindungsgemäßen Membran im Laufe der Zeit eine wesentlich stärkere Abnahme des transmembranen Flusses zu verzeichnen war.There was in each case the transmembrane flow of a commercially available microfiltration membrane of cellulose mixed ester (a) having an average pore size of 0.1 .mu.m, a dried and modifi ed cellulose membrane (b) according to the invention, and a moist, inventive cellulose membrane (c) with a Layer thickness of 100 microns and determined with a pore size of <0.1 microns as a function of time. Fig. 5 shows the results in the form of a diagram. The measurement results show very impressively that the permeability of the commercially available cellulosic membrane compared to the wet membrane according to the invention is significantly lower with comparable pore size, and that in the commercial cellulose membrane compared to the wet membrane according to the invention over time a much stronger Decrease in transmembrane flow was recorded.

Beispiel 7Example 7

Titerbestimmung von Acetobacter Xylinum in Abhängigkeit von der Zahl der Ernten der Cellulose-Membranen.Titer determination of Acetobacter xylinum as a function of the number of crops of cellulose membranes.

In einem Fernbachkolben wurden jeweils 300 ml einer Suspen sion des Bakteriums Acetobacter Xylinium in einer Nährlösung nach Hestrin und Schramm (2% Glucose, 0,5% Petone, 0,5% Hefeextrakt, 0,27% NaH₂PO₄, 0,16% Zitronensäure (Monohydrate), pH-Wert = 6) eingesetzt. Die Konzentration der Suspension betrug 1,0×10⁶ Bakterien pro ml. Der Fern bachkolben wurde bei 26°C unter sterilen Bedingungen gela gert. Im Abstand von 2 Tagen wurden die von den Bakterien produzierten Cellulose-Membranen von den Suspensionen abge erntet. Dazu wurden die Membranen jeweils mit einem sterilen Metallsieb von den Suspensionen getrennt. Die geernteten Membranen wurden zur Bestimmung ihrer Struktur aufgearbei tet. Jeweils ein Teil der Bakteriensuspensionen wurde für die Konzentrationsbestimmung verwendet. Vom verbleibenden Teil der Bakteriensuspensionen wurde die Menge bestimmt, die wieder in den Fernbachkolben übergeführt wurde. Auf diese Weise wurden jeweils 11 Membranen geerntet und jeweils zum Zeitpunkt der Ernte wurden die Konzentrationen der Bakterien bestimmt. Die nachfolgenden Tabellen zeigen die Meßergebnis se von zwei Versuchsreihen. Aufgrund von rasterelektronenmi kroskopischen Aufnahmen wurden sowohl Cellulose-Membranen mit fibrillärer als auch mit globulärer Struktur isoliert. Mit zunehmender Anzahl der Ernten nahm die Glucose-Konzen tration von einem Ausgangswert von 2% auf 0,05% ab, wobei bei "hohen" Glucose-Konzentrationen Cellulose-Membranen mit fibrillärer Struktur isoliert wurden und bei "niedrigen" Glucose-Konzentrationen Membranen mit globulärer Struktur.In a Fernbachkolben were each 300 ml of a Suspen sion of the bacterium Acetobacter xylinium in a nutrient solution of Hestrin and Schramm (2% glucose, 0.5% petone, 0.5% yeast extract, 0.27% NaH ₂ PO ₄ , 0.16 % Citric acid (monohydrate), pH = 6). The concentration of the suspension was 1.0 × 10 ⁶ bacteria per ml. The remote broiler was stored at 26 ° C. under sterile conditions. At intervals of 2 days, the cellulose membranes produced by the bacteria were harvested from the suspensions. For this purpose, the membranes were each separated from the suspensions using a sterile metal sieve. The harvested membranes were processed to determine their structure. In each case a part of the bacterial suspensions was used for the concentration determination. From the remaining part of the bacterial suspensions, the amount was determined, which was again transferred to the Fernbachkolben. In this way, 11 membranes were harvested and at the time of harvest, the concentrations of the bacteria were determined. The following tables show the results of two series of experiments. On the basis of scanning electron micrographs, both cellulose membranes with fibrillar and globular structure were isolated. As the number of harvests increased, the glucose concentration decreased from a baseline of 2% to 0.05%, with "high" glucose concentrations isolating cellulose membranes with fibrillar structure and membranes with "low" glucose concentrations globular structure.

Beispiel 8Example 8

Titerbestimmung von Acetobacter Xylinum in Abhängigkeit von der Zahl der Ernten der Cellulose-Membranen. Die Versuchs durchführung und die Titerbestimmung erfolgte wie im Bei spiel 7 beschrieben, das Ausgangsvolumen der Bakteriensus pension betrug 500 ml, die Anfangskonzentration war 5,4× 10⁴ bzw. 7,1×10⁴ Bakterien pro ml und es wurden 12 Ernten eingeholt. Die nachfolgenden Tabellen zeigen die Meßergeb nisse von zwei Versuchsreihen. Aufgrund von rasterelektro nenmikroskopischen Aufnahmen wurden wie bei Beispiel 7 sowohl Cellulose-Membranen mit fibrillärer als auch mit globulärer Struktur isoliert. Mit zunehmender Anzahl der Ernten nahm die Glucose-Konzentration wieder von einem Ausgangswert von 2% auf 0,05% ab, wobei bei "hohen" Glucose-Konzentrationen Cellulose-Membranen mit fibrillärer Struktur isoliert wurden und bei "niedrigen" Glucose- Konzentrationen Membranen mit globulärer Struktur.Titer determination of Acetobacter xylinum as a function of the number of crops of the cellulose membranes. The experimental procedure and the titer determination was carried out as described in Example 7, the starting volume of the bacterial suspension was 500 ml, the initial concentration was 5.4 × 10 ⁴ or 7.1 × 10 ⁴ bacteria per ml and 12 harvests were obtained. The following tables show the measurement results of two test series. On the basis of scanning electron micrographs, both cellulose membranes with fibrillar and globular structure were isolated as in Example 7. As the number of harvests increased, the glucose concentration again decreased from a baseline of 2% to 0.05%, with "high" glucose concentrations isolating cellulose membranes with fibrillar structure and membranes with "low" glucose concentrations globular structure.

Die Fig. 6 und 7 zeigen in Form von Diagrammen die Meßergebnisse zweier weiterer Titerbestimmungen von Acetobacter Xylinum in Nährlösungen nach Hestrin und Schramm. Die Bakterienkonzentrationen wurden jeweils zum Zeitpunkt der Ernte der Cellulose-Membranen bestimmt und aus dem Verlauf der Kurven ist deutlich erkennbar, daß die morphologisch einheitlichen Cellulose-Membranen während der stationären Wachstumsphase der Bakterien gebildet werden. FIGS. 6 and 7 show in the form of diagrams the measurement results of two further titer determinations of Acetobacter xylinum in nutrient solutions according to Hestrin and Schramm. The bacterial concentrations were determined at the time of harvesting the cellulose membranes and it can clearly be seen from the course of the curves that the morphologically uniform cellulose membranes are formed during the stationary growth phase of the bacteria.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

Fig. 1 zeigt schematisch das emerse Wachstum der bakteri ellen Cellulose-Membranen in einem Fernbachkolben. Fig. 1 shows schematically the emerse growth of Bacteri cellulosic membranes in a Fernbachkolben.

Fig. 2 zeigt die lichtmikroskopische Aufnahme einer inho mogenen, während der exponentiellen Wachstumsphase der Bakterien gebildeten Cellulose-Schicht. Fig. 2 shows the light micrograph of an inho mogen, formed during the exponential growth phase of the bacteria cellulose layer.

Fig. 3a zeigt in einer rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme den Schnitt einer erfindungsgemäßen Cel lulose-Membran mit fibrillärer Struktur. Fig. 3a shows in a scanning electron micrograph the section of a Cel lulose membrane according to the invention with a fibrillar structure.

Fig. 3b und 3c zeigen in rasterelektronenmikroskopischen Aufnah men die Oberfläche einer erfindungsgemäßen Cellu lose-Membran mit fibrillärer Struktur in verschie denen Vergrößerungen. Fig. 3b and 3c show in scanning electron micrographs men the surface of a Cellu invention loose membrane with fibrillar structure in which which magnifications.

Fig. 4a, 4b, 4c zeigen in rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen die Oberfläche einer erfindungsgemäßen Cellulose- Membran mit globulärer Struktur in verschiedenen Vergrößerungen. Fig. 4a, 4b, 4c show scanning electron micrographs of the surface of a cellulose membrane of the invention with globular structure in various magnifications.

Fig. 5 zeigt die transmembranen Flüsse von Fig. 5 shows the transmembrane flows of

a) einer handelsüblichen Mikrofiltrationsmembran aus Cellulosemischester mit einer Porengröße von 0,1 µm,a) a commercially available microfiltration membrane made of cellulose mixed ester with a pore size of 0.1 μm,
b) einer getrockneten, modifizierten erfindungsge mäßen Membran undb) a dried, modified erfindungsge according to the membrane and
c) einer feuchten erfindungsgemäßen Membran mit einer Schichtdicke von 100 µm und mit einer Po rengröße von 0,1 µm.c) a moist membrane according to the invention a layer thickness of 100 microns and with a Po size of 0.1 μm.

Fig. 6 und 7 zeigen Titerbestimmungen von Acetobacter Xylinum in Nährlösungen von Hestrin und Schramm jeweils zum Zeitpunkt der Ernte der Cellulose-Membranen. Figures 6 and 7 show titer determinations of Acetobacter xylinum in nutrient solutions of Hestrin and Schramm, respectively, at the time of harvest of the cellulose membranes.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Membranen aus bakteriell erzeugter Cellulose, dadurch gekennzeichnet, daß man Cellu lose bildende Essigsäure-Bakterien bei Temperaturen zwischen 18 und 35°C emers in Standkulturen bei pH-Werten zwischen 5,5 und 6,5 auf Nährmedien wachsen läßt, welche für die Bak terien verwertbare Kohlenstoff-Quellen, verwertbare Proteine und Nährsalze enthalten, daß man die eventuell während einer exponentiellen Wachstumsphase der Bakterien von den Bakteri en auf den Nährmedien gebildeten morphologisch uneinheitli chen Cellulose-Schichten entfernt und verwirft, und daß man die während der stationären Wachstumsphase der Bakterien von den Bakterien auf den Nährmedien gebildeten morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten (= Cellulose-Membranen) isoliert und reinigt.1. A process for the preparation of membranes of bacterially produced cellulose, characterized in that one grows Cellu loosely forming acetic acid bacteria at temperatures between 18 and 35 ° C emers in stationary cultures at pH values between 5.5 and 6.5 on nutrient media containing, for the bacteria, usable carbon sources, useful proteins and nutrient salts, removing and discarding any morphologically disparate layers of cellulose formed by the bacteria on the nutrient media during an exponential growth phase of the bacteria the stationary growth phase of the bacteria from the bacteria on the nutrient media formed morphologically uniform cellulose layers (= cellulose membranes) isolated and purified.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem genügend hohen Bakterientiter ausgeht, so daß sofort die stationäre Wachstumsphase der Bakterien erreicht wird und bereits die erste von den Bakterien gebildete Cellulose-Schicht morphologisch einheitlich ist.2. The method according to claim 1, characterized in that one proceeds from a sufficiently high bacterial titre, so that immediately reaches the stationary growth phase of the bacteria becomes and already the first one formed by the bacteria Cellulose layer is morphologically uniform.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß man die morphologisch einheitlichen Cellulose- Schichten mit einer Base behandelt, um restliche Bakterien zu zerstören, daß man die Base mit einer Säure neutrali siert, und daß man die Cellulose-Schichten mit entionisier tem Wasser wäscht.3. The method according to claim 1 or 2, characterized net, that the morphologically uniform cellulose Layers treated with a base to residual bacteria destroying the base with an acid and that the cellulose layers are deionized with washes water.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten mit verdünnter Natronlauge und mit Essigsäure behandelt. 4. The method according to claim 3, characterized in that one with the morphologically uniform cellulose layers with dilute sodium hydroxide solution and treated with acetic acid.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien während der Bildung der morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten einem konstanten Nahrungsangebot aussetzt.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the bacteria during the Formation of morphologically uniform cellulose layers a constant food supply exposes.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien während der Bildung der morphologisch ein heitlichen Cellulose-Schichten einem Nahrungsüberangebot aussetzt.6. The method according to claim 5, characterized in that one the bacteria morphologically during the formation of the uniform cellulose layers a food overabundance exposes.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien während des Wachstums der morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten einem Nahrungsmangel aussetzt.7. The method according to claim 5, characterized in that one the bacteria during the growth of the morphologically uniform cellulose layers a lack of food exposes.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien während des Wachstums der morphologisch einheitlichen Cellulose-Schich ten abwechselnd einem Nahrungsüberangebot und einem Nah rungsmangel aussetzt.8. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the bacteria during the Growth of the morphologically uniform cellulose Schich alternately a food over supply and a Nah deficiency.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man morphologisch einheitliche Cellulose-Schichten mit Schichtdicken von 0,02 bis 2 mm isoliert.9. The method according to claim 6, characterized in that one morphologically uniform cellulose layers with Layer thicknesses of 0.02 to 2 mm isolated.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man morphologisch einheitliche Cellulose-Schichten mit Schichtdicken von 200 bis 1000 nm isoliert.10. The method according to claim 7, characterized in that one morphologically uniform cellulose layers with Layer thicknesses of 200 to 1000 nm isolated.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die morphologisch ein heitlichen Cellulose-Schichten in der für Cellulose- Membranen üblichen Weise konditioniert. 11. The method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the morphologically a uniform cellulose layers in the cellulosic Membranes conditioned in the usual way.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten mit Ethanol/Wasser-Gemischen behandelt.12. The method according to claim 11, characterized in that one with the morphologically uniform cellulose layers with Treated ethanol / water mixtures.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die morphologisch ein heitlichen Cellulose-Schichten in der für Membranen üblichen Weise trocknet.13. The method according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the morphologically a uniform cellulose layers in the usual for membranes Way to dry.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die morphologisch einheitlichen Cellulose-Schichten un ter Verstreckung trocknet.14. The method according to claim 13, characterized in that one the morphologically uniform cellulose layers un The stretching dries.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verstreckung um den Faktor 0,1 bis 1 durchführt.15. The method according to claim 14, characterized in that one carries out a drawing by a factor of 0.1 to 1.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man als cellulosebildende Bakterien Stämme von Acetobacter aceti oder von Acetobacter xylinum einsetzt.16. The method according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that one as cellulose-forming Bacterial strains of Acetobacter aceti or Acetobacter xylinum.

17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien während des Wachstums der morphologisch einheitlichen Cellulose- Schichten bevorzugt bei Temperaturen von 24 bis 30°C hält.17. The method according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that the bacteria during the growth of the morphologically uniform cellulose Layers preferably at temperatures of 24 to 30 ° C holds.

18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bakterien während des Wachstums der morphologisch einheitlichen Cellulose- Schichten bevorzugt bei einem pH-Wert von 6 hält.18. The method according to one or more of claims 1 to 17, characterized in that the bacteria during the growth of the morphologically uniform cellulose Layers preferably at a pH of 6 holds.

19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenstoffquelle für die Bakterien Abwässer der Lebensmittelindustrie, der Zellstoff- und/oder der Cellulosefaserindustrie einsetzt. 19. The method according to one or more of claims 1 to 18, characterized in that the carbon source for the bacteria effluents of the food industry, the Pulp and / or the cellulose fiber industry.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man Abwässer der Bier- und/oder der Hefe- und/oder der Milch- und/oder der Stärkeindustrie einsetzt.20. The method according to claim 19, characterized in that one sewage of beer and / or yeast and / or the Dairy and / or starch industry.

21. Cellulose-Membranen, gekennzeichnet durch ihre Herstel lung nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 20.21. Cellulose membranes, characterized by their manufacture ment according to a method according to one or more of the Proverbs 1 to 20.

22. Verwendung der Cellulose-Membranen nach Anspruch 21 für Trennprozesse.22. Use of the cellulose membranes according to claim 21 for Separation processes.

23. Verwendung der Cellulose-Membranen nach Anspruch 21 für die Mikrofiltration oder für die Ultrafiltration.23. Use of the cellulose membranes according to claim 21 for microfiltration or for ultrafiltration.