Способ получения этанола

12 11/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусский государственный (73) Патентообладатель Белорусский государственный технологический университеттехнологический университет(57) 1. Способ получения этанола, включающий сбраживание углеводных сред дрожжами, иммобилизованными на полимерсодержащем носителе, отличающийся тем, что в качестве носителя используют волокно нитрон, содержащее краситель катионного типа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве красителя используют краситель катионный красный 2 С и золотисто-желтый 2 К.(56) 1. А. с. СССР 1594216, МПК 12 11/00, 1990. Изобретение относится к биотехническим производствам, в частности, к производству этанола микробиологическим синтезом. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения этанола с помощью дрожжей, иммобилизованных на алюмоборосиликатных волокнах 1. Недостатком данного способа является невысокая емкость сорбента по удерживаемым клеткам и, следовательно, невысокая продуктивность иммобилизованной системы по этанолу. Цель изобретения - повышение продуктивности биосистемы с иммобилизованными клетками дрожжей по этанолу. Для достижения поставленной цели предложен способ получения этанола путем сбраживания углеводных сред дрожжами, иммобилизованными на полимерсодержащем носителе - волокне нитрон, содержащем краситель катионного типа, например катионный красный 2 С, золотисто-желтый 2 К (волокно нитрон алый 201). Красители катионный красный 2 С ( 6-14-409-83) и золотисто-желтый 2 К ( 6-14-368-86) придают волокну положительный заряд. Дрожжевые клетки имеют на своей поверхности отрицательно заряженные функциональные группы. Это обусловливает возникновение электростатических взаимодействий между клетками и волокном и увеличивает количество клеток, прочно закрепленных на поверхности носителя. Волокно нитрон ( 6-06-С 281-90) производится в промышленных масштабах на ПО Полимир в г.Новополоцке, отличается высокой механической прочностью, устойчивостью в кислых средах. Известно использование волокна в производстве тканей, для изготовления товаров народного потребления. Сорбционная емкость волокна по клеткам спиртообразующих дрожжей составляет 0,25-0,60 г на 1 г волокна. Волокно не снижает бродильную активность клеток в иммобилизованном состоянии. Иммобилизованная культура дрожжей обеспечивает сбраживание сусла без снижения продуктивности по этанолу в течение 45 сут. Из литературных источников неизвестно использование применение синтетического волокна нитрон, содержащего краситель катионного типа, в качестве носителя для иммобилизации микроорганизмов и нами предлагается впервые. Способ поясняется выполнением конкретных примеров. Пример 1. Волокно нитрон алый 201 в количестве 7 г помещают в колонный биореактор объемом 225 мл (81), располагая его линейно по высоте аппарата. Плотность загрузки биореактора волокном составляет 30 кг/м. Дрожжи, суспендированные в физиологическом растворе (8 г/л ), дозирующим насосом подаются в биореактор снизу вверх и циркулируют в замкнутой системе насос-биореакторприемник суспензии в течение 6 часов. Количество дрожжевых клеток на носителе, составляет 390 мг (АСБ) на 2446 1 1 г волокна. Волокнистый носитель промывают физиологическим раствором и подают в биореактор 4 -й раствор сахарозы со скоростью протока 0,16 ч . Время стабилизации процесса брожения 24 ч. Степень сбраживания сахарозы 98 . Выход этанола 63 л из 100 кг сахарозы. Продуктивность биосистемы с иммобилизованной культурой по этанолу 0,1 г этанола на 1 г носителя в час. Примеры 2-4, 6. (см.таблицу) выполнены в идентичных условиях и отличаются видом красителя волокна нитрон, средой, из которой осуществляется иммобилизация клеток, видом сбраживаемого субстрата и видом продуцента этанола. Пример 5. Процесс иммобилизации дрожжейроЬе и сбраживание сусла осуществляют в биореакторе объемом 1,16 м . Носитель (нитрон алый 201) в количестве 11,4 кг располагается линейно по высоте аппарата. Иммобилизацию дрожжей осуществляют циркуляцией дрожжевой суспензии (4-6 г/л АСБ, рН 4,5) через биореактор в течение 6 часов. Количество иммобилизованных дрожжей 300 мг/г. В биореактор непрерывно подают гидролизное сусло в количестве 160 л/ч (концентрация редуцирующих веществ (РВ) 2,9-3,4 , рН 4,0-4,4,скорость протока 0,14 ч ). Время стабилизации режима работы биореактора 24 ч. Степень сбраживания РВ 61,5 ,выход этанола 60 л из 100 кг сброженных РВ. Продуктивность биосистемы с иммобилизованной культурой 0,16 г этанола на 1 г носителя в час. Результаты испытаний сведены в таблицу. Среда, из которой осуществляется иммобилизация- гидролизное сусло физиологический раствор Сбраживае- Степень Выход мый субстрат сбражи- этанола вания из 100 кг углево- сбродов,женного сахара, раствор са 98 63,0 харозы (4) Как следует из приведенных данных (см. табл.) предлагаемая биосистема с иммобилизованной культурой имеет более высокую продуктивность по этанолу по сравнению с прототипом. оставитель А.И. Сорокин Редактор В.Н. Позняк Корректор Т.Н. Никитина Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.