NO163784B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A POLYSACCHARID-CONTAINING EMULSION REFERENCE WITH MICRO-ORGANISMS AND APPLICATION OF THE PREPARED EMULSION. - Google Patents
PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A POLYSACCHARID-CONTAINING EMULSION REFERENCE WITH MICRO-ORGANISMS AND APPLICATION OF THE PREPARED EMULSION. Download PDFInfo
- Publication number
- NO163784B NO163784B NO855148A NO855148A NO163784B NO 163784 B NO163784 B NO 163784B NO 855148 A NO855148 A NO 855148A NO 855148 A NO855148 A NO 855148A NO 163784 B NO163784 B NO 163784B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- emulsion
- oil
- fermentation
- mixture
- aqueous
- Prior art date
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims description 14
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 33
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 33
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 14
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 14
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 14
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 7
- 241000589634 Xanthomonas Species 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 35
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 35
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 31
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 9
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 7
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 6
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 5
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 5
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 description 2
- 241001558929 Sclerotium <basidiomycota> Species 0.000 description 2
- 241000589636 Xanthomonas campestris Species 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 2
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 2
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 241000589156 Agrobacterium rhizogenes Species 0.000 description 1
- 241000186063 Arthrobacter Species 0.000 description 1
- 241001634499 Cola Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000208341 Hedera Species 0.000 description 1
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 1
- 241001517672 Xanthomonas axonopodis pv. begoniae Species 0.000 description 1
- 241000321047 Xanthomonas campestris pv. carotae Species 0.000 description 1
- 241000321050 Xanthomonas campestris pv. incanae Species 0.000 description 1
- 241001668516 Xanthomonas citri subsp. malvacearum Species 0.000 description 1
- 241000194062 Xanthomonas phaseoli Species 0.000 description 1
- 241000566994 Xanthomonas pisi Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N saccharin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NS(=O)(=O)C2=C1 CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av polysakkaridholdig emulsjon ved gjæring i en vandig næringsblanding ved hjelp av mikroorganismer, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at en olje dispergeres i en vandig blanding slik at det dannes en olje-i-vann emulsjon hvor andelen av oljefase holdes mellom 1 og 18 vekt% av emulsjonen hvori gjæringen gjennom-føres, idet emulsjonen foretrukket stabiliseres ved hjelp av minst ett overflateaktivt middel, særlig et ikke-ionisk overflateaktivt middel, idet emulsjonen etter oppnåelse av polysakkaridet om ønsket konsentreres ved fjernelse av vann til det oppnås en emulsjon inneholdende 8-60 vekt% polysakkarider . The present invention relates to a method for producing a polysaccharide-containing emulsion by fermentation in an aqueous nutrient mixture using microorganisms, and the distinctive feature of the method according to the invention is that an oil is dispersed in an aqueous mixture so that an oil-in-water emulsion is formed where the proportion of oil phase is kept between 1 and 18% by weight of the emulsion in which the fermentation is carried out, the emulsion preferably being stabilized with the aid of at least one surfactant, in particular a non-ionic surfactant, the emulsion being concentrated after obtaining the polysaccharide if desired by removing of water until an emulsion containing 8-60% by weight polysaccharides is obtained.
Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene. These and other features of the invention appear in the patent claims.
Heteropolysakkarider eller biopolymerer oppnådd ved gjæring av et karbohydrat under innvirkning av bakterier av slekten Xanthomonas, Arthrobacter, sopper tilhørende slekten Sclerotium eller andre mikroorganismer av samme slekt, har funnet tallrike industrielle anvendelser på grunn av deres egenskaper som fortykningsmidler og viskositetsøkende midler. Heteropolysaccharides or biopolymers obtained by fermentation of a carbohydrate under the influence of bacteria of the genus Xanthomonas, Arthrobacter, fungi belonging to the genus Sclerotium or other microorganisms of the same genus, have found numerous industrial applications due to their properties as thickeners and viscosity-increasing agents.
Fremstilling av xantangummi ved aerob gjæring i vandig miljø er beskrevet i tallrike patentskrifter, se f.eks. US patentskrifter 3.000.790, 3.020.206, 3.391.060, 3.433.708, 4.119.546, 4.154.654, 4.296.203, 4.377.637 og fransk patentskrift 2.414.555. Production of xanthan gum by aerobic fermentation in an aqueous environment is described in numerous patent documents, see e.g. US Patents 3,000,790, 3,020,206, 3,391,060, 3,433,708, 4,119,546, 4,154,654, 4,296,203, 4,377,637 and French Patent 2,414,555.
Ved begynnelsen av fremstillingsprosessen kan gjæringsvæsken inneholde omtrent 15 til 50 g/liter polysakkarid. Indu-strielt er det meget vanskelig å komme over en konsentrasjon på 30 til 35 g/liter uten å anvende spesielle foranstalt-ninger. - Den gradvise økning av viskositeten av reaksjonsblandingen i samsvar med dannelse av polysakkaridet bremser faktisk overføringen av oksygenet og hindrer gjæringen. Selv om reaktorene er utstyrt med kraftige røreverk som krever mye energi, er det meget vanskelig å sikre en lufting og en tilstrekkelig omrøring av reaksjonsblandingen som tillater en økning av konsentrasjonen av polymer. At the beginning of the manufacturing process, the fermentation broth may contain approximately 15 to 50 g/liter of polysaccharide. Industrially, it is very difficult to get over a concentration of 30 to 35 g/litre without using special measures. - The gradual increase in the viscosity of the reaction mixture in accordance with the formation of the polysaccharide actually slows down the transfer of the oxygen and prevents the fermentation. Although the reactors are equipped with powerful agitators that require a lot of energy, it is very difficult to ensure aeration and sufficient stirring of the reaction mixture which allows an increase in the concentration of polymer.
For å øke konsentrasjonen av gummi er det nylig foreslått å gjennomføre gjæringen i form av en emulsjon eller dispersjon av den vandige næringsvæske i en olje for å redusere viskositeten av mosten og begunstige overføring av oksygen, se for dette europeiske patentskrifter 00.58364, 00.74775 og 00.98473. In order to increase the concentration of gum, it has recently been proposed to carry out the fermentation in the form of an emulsion or dispersion of the aqueous nutrient liquid in an oil to reduce the viscosity of the must and favor the transfer of oxygen, see for this European patent documents 00.58364, 00.74775 and 00.98473.
Det viser seg imidlertid foretrukket å gjennomføre et første trinn med vekst av mikroorganismene i hovedsakelig vandig næringsvæske før innføringen av olje og dannelsen av en emulsjon av vann i olje. Når emulsjonen av vann i olje dannes, viser det seg vanskelig å regulere pH i den disperse vandige fase og dannelse av sure biprodukter kan inhibere veksten av mikroorganismene. Man/^an riktignok arbeide i bufret miljø men nærværet av buffer kan være ugunstig for kvaliteten av de oppnådde emulsjoner. Videre vil stabiliserte emulsjoner av vann i olje bare meget vanskelig kunne fortynnes og dette er en ulempe hvis man tar sikte på direkte anvendelse av disse emulsjoner f.eks. for utvinning av petroleumsforekomster. However, it turns out to be preferable to carry out a first step with the growth of the microorganisms in a mainly aqueous nutrient liquid before the introduction of oil and the formation of an emulsion of water in oil. When the emulsion of water in oil is formed, it proves difficult to regulate the pH in the dispersed aqueous phase and the formation of acidic by-products can inhibit the growth of the microorganisms. It is true that you work in a buffered environment, but the presence of a buffer can be unfavorable for the quality of the emulsions obtained. Furthermore, stabilized emulsions of water in oil will only be very difficult to dilute and this is a disadvantage if you aim for direct application of these emulsions, e.g. for the extraction of petroleum deposits.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for gjæring som tillater lett oppnåelse av veksten av mikroorganismene i emulsjonsblanding. The present invention provides a method of fermentation which allows easy achievement of the growth of the micro-organisms in emulsion mixture.
Oppfinnelsen har likeledes til formål å frembringe stabile emulsjoner av biopolymerer som kan innholde opptil 60% biopolymer. The invention also aims to produce stable emulsions of biopolymers which can contain up to 60% biopolymer.
Den foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av polysakkarider ved gjæring av et vandig næringsmiljø ved hjelp av mikroorganismer gjennomføres ved at man dispergerer en olje i den vandige blanding slik at det dannes en emulsjon av olje i vann hvori gjæringen gjennomføres. The present method for the production of polysaccharides by fermentation of an aqueous nutrient environment using microorganisms is carried out by dispersing an oil in the aqueous mixture so that an emulsion of oil in water is formed in which the fermentation is carried out.
Den vandige kontinuerlige fase kan velges blant alle de gjær-ingsvæsker som er beskrevet i litteraturen. Detaljer kan f.eks. finnes i de nevnte US patentskrifter 3.391.060, 3.433.708 og fransk patentskrift 2.414.555. Det konvensjo-nelle miljø inneholder en hydrokarbonholdig kilde som kan være et sukker eller et annet karbohydrat, en kilde for organisk og/ eller uorganisk nitrogen, såvel som sporele-menter og om nødvendig vekstfaktorer. Konsentrasjonen av sukker, som f.eks. glukose eller sakkarose kan variere mellom 10 og 100 g/liter og kan endog nå 150 til 200 g/liter. The aqueous continuous phase can be chosen from among all the fermentation liquids described in the literature. Details can e.g. can be found in the aforementioned US patent documents 3,391,060, 3,433,708 and French patent document 2,414,555. The conventional environment contains a hydrocarbon-containing source which can be a sugar or another carbohydrate, a source for organic and/or inorganic nitrogen, as well as trace elements and, if necessary, growth factors. The concentration of sugar, such as glucose or sucrose can vary between 10 and 100 g/litre and can even reach 150 to 200 g/litre.
Mikroorganismen som gjennomfører gjæringen velges blant bakterier som gjærer karbohydrater som f.eks. beskrevet BERGEY'S MANUAL OF DETERMINATIVE BACTERIOLOGY (8. utgave 1974 Williams N. Wilkins C° Baltimore) og som eksempler nevnes Xanthomonas begoniae, Xanthomonas campestris, Xanthomonas carotae, Xanthomonas hedera, Xanthomonas incanae, Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas papaveri cola, Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas pisi, Xanthomonas vasculorum, Xanthomonas vericatoria, Xanthomonas vitians, Xanthomonas pelargonii, videre bakterier av slekten Arthrobacter og mer spesielt av artene Arthrobacter stabilis, Arthrobacter viscosus, videre av slekten er Erwinia, slekten Azotobacter og mer spesielt arten Azotobacter indicus, videre slekten Agrobacterium og mer spesielt artene Agrobacterium radiobacter, Agrobacterium rhizogenes, Agrobacterium tumefaciens. Videre kan man også anvende sopparter som hører til slekten Sclerotium. The microorganism that carries out the fermentation is chosen from among bacteria that ferment carbohydrates such as e.g. described BERGEY'S MANUAL OF DETERMINATIVE BACTERIOLOGY (8th edition 1974 Williams N. Wilkins C° Baltimore) and as examples are mentioned Xanthomonas begoniae, Xanthomonas campestris, Xanthomonas carotae, Xanthomonas hedera, Xanthomonas incanae, Xanthomonas malvacearum, Xanthomonas papaveri cola, Xanthomonas phaseoli, Xanthomonas pisi . the species Agrobacterium radiobacter, Agrobacterium rhizogenes, Agrobacterium tumefaciens. Furthermore, you can also use fungal species belonging to the genus Sclerotium.
Man foretrekker å anvende mikroorganismen Xanthomonas campestris. It is preferred to use the microorganism Xanthomonas campestris.
Med hensyn til oljefasen kan man anvende en hvilken som helst mineralolje eller vegetabilsk olje som ikke er blandbar med vann, f.eks. isoparaffiner, luktfri petroleum, hydrokarboner med et høyt kokepunkt, foretrukket 150 - 200°C, colzao.V'< e, sojaolje, maisolje, solsikkeolje, jordnøttolje, etc. With regard to the oil phase, you can use any mineral oil or vegetable oil that is not miscible with water, e.g. isoparaffins, odorless petroleum, hydrocarbons with a high boiling point, preferably 150 - 200°C, colzao.V'< e, soybean oil, corn oil, sunflower oil, peanut oil, etc.
Andelen av oljefase representerer 1 til 18% og mer foretrukket 3 til 16 %, regnet på den ernoldte emulsjon. Dispergeringen og stabiliseringen av oljefasen i vannfasen begunstiges ved nærvær av overflateaktive midler, foretrukket ikke-ionif?ke, hvor verdien for HLB foretrukket er mindre enn 11 og mer foretrukket mellom 6 og 11, idet denne verdi kan oppnås ved hjelp av et eneste overflateaktivt middel eller en blanding av slike midler. Valget og mengden av overflateaktivt middel nødvendig for oppnåelse ,av en kontinuerlig vandig fase bestemmes lett av den fagkyndige som funksjon av den valgte olje og dens konsentrasjon i blandingen. The proportion of oil phase represents 1 to 18% and more preferably 3 to 16%, calculated on the emulsion formed. The dispersion and stabilization of the oil phase in the water phase is favored by the presence of surfactants, preferably non-ionic, where the value for HLB is preferably less than 11 and more preferably between 6 and 11, as this value can be achieved with the help of a single surfactant or a mixture of such agents. The choice and amount of surfactant necessary to achieve a continuous aqueous phase is readily determined by the person skilled in the art as a function of the selected oil and its concentration in the mixture.
Som ikke-ionisk overflateaktivt middel kan man generelt anvende forbindelser oppnådd ved kondensering av alkylenoksyder med en alifatisk eller alkylaromatisk organisk forbindelse. Passende overflateaktive midler som ikke inhiberer veksten av mikroorganismer er polyoksyetylenalkylfenoler, polyoksyety-lenalkoholer, polyoksyetylenerte fettsyrer, polyoksyetylenerte triglycerider, polyoksyetylenerte estere av sorbitan og fettsyre. As a non-ionic surface-active agent, compounds obtained by condensation of alkylene oxides with an aliphatic or alkylaromatic organic compound can generally be used. Suitable surfactants which do not inhibit the growth of microorganisms are polyoxyethylene alkylphenols, polyoxyethylene alcohols, polyoxyethylene fatty acids, polyoxyethylene triglycerides, polyoxyethylene esters of sorbitan and fatty acid.
Alle disse overflateaktive midler kan anvendes alene eller i blanding med hverandre. Man kan innføre deler eller hele mengden av det eller de anvendte overflateaktive midler alt etter deres affinitet, i oljefasen eller vannfasen. All of these surfactants can be used alone or in combination with each other. One can introduce parts or the whole amount of the surfactant(s) used, depending on their affinity, in the oil phase or the water phase.
For utførelse av fremgangsmåten er det tilrådelig å sterili-sere oljefasen og vannfasen separat. Etter sterilisering og avkjøling kan oljefasen•blandes med vannfasen inneholdt i gjæringskaret eller like godt kan hver av fasene innføres kontinuerlig i gjæringskaret under omrøring. Det dannes umiddelbart en stabil emulsjon. Podingen og gjæringen gjennomføres deretter på konvensjonell måte under lufting og omrøring. I løpet av gjæringen kan pH holdes på sin optimale verdi ved injeksjon av en alkalisk eller ammoniakalsk oppløs-ning. Det er likeledes mulig å tilføre stoffer nødvendig for veksten periodisk eller kontinuerlig. To carry out the method, it is advisable to sterilize the oil phase and the water phase separately. After sterilization and cooling, the oil phase can be mixed with the water phase contained in the fermentation vessel, or each of the phases can be introduced continuously into the fermentation vessel while stirring. A stable emulsion is immediately formed. The grafting and fermentation are then carried out in a conventional manner under aeration and stirring. During fermentation, the pH can be kept at its optimum value by injecting an alkaline or ammoniacal solution. It is also possible to add substances necessary for growth periodically or continuously.
Ved avsluttet gjæring og alt etter de påtenkte anvendelser kan emulsjonen anvendes som den er eller også kan vannfasen separeres fra oljefasen ved separering på i og for seg kjent måte og mosten anvendes i rå tilstand, eller også kan polysakkaridet utfelles f.eks. ved tilsetning av en lavere alko-hol som isopropanol med eller uten hjelp av et uorganisk salt. Det utfelte polysakkarid separeres, oljen absorbert på fibrene vaskes, tørkes og eventuelt males. Man oppnås således et pulver egnet for anvendelse. At the end of fermentation and depending on the intended applications, the emulsion can be used as it is or the water phase can be separated from the oil phase by separation in a manner known per se and the must is used in its raw state, or the polysaccharide can be precipitated e.g. by adding a lower alcohol such as isopropanol with or without the aid of an inorganic salt. The precipitated polysaccharide is separated, the oil absorbed on the fibers is washed, dried and possibly ground. A powder suitable for use is thus obtained.
Ved et spesielt aspekt av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir emulsjonen oppnådd etter fullført gjærings-prosess konsentrert ved fjernelse av vann til oppnåelse av en emulsjon inneholdende 8 til 60 vek.t% og foretrukket 15 til 60 vekt% polysakkarid i forhold til vekten av emulsjonen. Ved dette aspekt av oppfinnelsen kan den mengde olje som anvendes for gjæringen beregnes som funksjon av innholdet av tørrstoff ved avsluttet gjæring. Det er foretrukket at mengden av olje i den endelige emulsjon ikke skal overstige 45 % av den In a particular aspect of the method according to the invention, the emulsion obtained after completion of the fermentation process is concentrated by removing water to obtain an emulsion containing 8 to 60% by weight and preferably 15 to 60% by weight of polysaccharide in relation to the weight of the emulsion . In this aspect of the invention, the amount of oil used for fermentation can be calculated as a function of the content of dry matter at the end of fermentation. It is preferred that the amount of oil in the final emulsion should not exceed 45% of it
totale blanding. total mix.
Fjernelsen av vann kan gjennomføres f.eks. ved avdamping eller destillasjon eventuelt under redusert trykk. Det er mulig å fjerne en del av oljefasen i eventuelt vanntilsatt azeotrop blanding. Man kan videre arbeide med ultrafiltrering under anvendelse av metoder og utstyr av konvensjonell type selvfølgelig da ved valg av en hydrofil porøs membran hvor porene er tilstrekkelig små til å forhindre passering av biopolymeren gjennom membranen. The removal of water can be carried out e.g. by evaporation or distillation possibly under reduced pressure. It is possible to remove part of the oil phase in an azeotrope mixture where water has been added. One can further work with ultrafiltration using methods and equipment of a conventional type, of course then by choosing a hydrophilic porous membrane where the pores are sufficiently small to prevent the passage of the biopolymer through the membrane.
Ultrafiltreringen sikrer å bevare emulsjonene med kontinuerlig vandig fase. Konsentrering ved ultrafiltrering har også den fordel at den opprettholder innholdet av uorganiske salter i den vandige fase på verdier nær dem som foreligger i den opprinnelige most, uansett innholdet av polymer. The ultrafiltration ensures that the emulsions are preserved with a continuous aqueous phase. Concentration by ultrafiltration also has the advantage that it maintains the content of inorganic salts in the aqueous phase at values close to those present in the original must, regardless of the content of polymer.
Som variant kan man også konsentrere emulsjonen først ved ultrafiltrering og deretter ved en annen operasjon, f.eks. avdamping eller destillasjon. As a variant, the emulsion can also be concentrated first by ultrafiltration and then by another operation, e.g. evaporation or distillation.
Uten å gå utenom oppfinnelsens lære kan man til de oppnådde emulsjoner tilsette baktericider, enzymer eller et hvilket som helst annen tilsetningsmiddel bestemt for en spesiell anvendelse på betingelse av at dette tilsetningsmiddel ikke forstyrrer stabiliteten av emulsjonen. Without deviating from the teachings of the invention, bactericides, enzymes or any other additive intended for a particular application can be added to the emulsions obtained, provided that this additive does not disturb the stability of the emulsion.
Fordelene ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen i forhold til et system med invers emulsjon er særlig: Muligheten av å gjennomføres veksten av mikroorganismene i emulgert miljø med en normal reaksjonshastighet. Veksten av mikroorganismene forstyrres ikke av emulsjonen. The advantages of the method according to the invention in relation to a system with inverse emulsion are particularly: The possibility of carrying out the growth of the microorganisms in an emulsified environment with a normal reaction rate. The growth of the microorganisms is not disturbed by the emulsion.
En energiutnyttelse under vekstfasen hvor den energi som An energy utilization during the growth phase where the energy which
medgår for omrøringen av blandingen er meget liten. Muligheten for lett regulering av pH i den vandige fase. Muligheten av å konsentrere emulsjonene uten inversjon included because the stirring of the mixture is very small. The possibility of easy regulation of the pH in the aqueous phase. The possibility of concentrating the emulsions without inversion
av fasene og uten utfelling av polysakkaridet. of the phases and without precipitation of the polysaccharide.
Emulsjonene av olje i vann oppnådd ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan anvendes på alle områder som krever vandige viskøse fluider som innenfor bygningsindustrien, malingindustrien,, kosmetikkindustrien, kloakkrensing, petro-leumsindustrien, etc. De har den fordel at de kan anvendes direkte for fremstilling av fortynnede vandige oppløsninger uten at det er nødvendig å passere gjennom en inversjonsfase. Emulsjonene blandes meget lett med vann og deres oppløsnings-hastiget er minst like stor som den opprinnelige most. De forblir pumpbare og stabile i et meget stort konsentrasjons-område. Deres viskositet er vesentlig lavere enn for en vandig oppløsning innholdende en ekvivalent mengde biopolymer ved at det er mulig å oppnå strømningsdyktige eller pumpbare emulsjoner med høye konsentrasjoner av polysakkarider i den vandige fase. The emulsions of oil in water obtained by the method according to the invention can be used in all areas that require aqueous viscous fluids such as within the construction industry, the paint industry, the cosmetics industry, sewage treatment, the petroleum industry, etc. They have the advantage that they can be used directly for production of dilute aqueous solutions without the need to pass through an inversion phase. The emulsions mix very easily with water and their dissolution rate is at least as great as the original must. They remain pumpable and stable over a very large concentration range. Their viscosity is significantly lower than that of an aqueous solution containing an equivalent amount of biopolymer in that it is possible to obtain flowable or pumpable emulsions with high concentrations of polysaccharides in the aqueous phase.
På grunn av alle disse fordeler er emulsjoner fremstilt i samsvar med oppfinnelsen særlig egnet for anvendelse på et petroleumsfelt eller for fremstilling av vandige fluider bestemt for assistert utvinning av petroleum. Because of all these advantages, emulsions produced in accordance with the invention are particularly suitable for use in a petroleum field or for the production of aqueous fluids intended for assisted extraction of petroleum.
De etterfølgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. I alle eksempler går man frem på følgende generelle måte: Den vandige næringsoppløsning fylles inn i gjæringskaret The following examples illustrate the invention. In all examples, the procedure is as follows: The aqueous nutrient solution is filled into the fermentation vessel
og steriliseres. and sterilized.
- Oljen som eventuelt inneholder overflateaktive midler steriliseres og helles under omrøring ut i den vandige oppløsning inneholdt i gjæringskaret ved vanlig - The oil, which may contain surface-active agents, is sterilized and poured, while stirring, into the aqueous solution contained in the fermentation vessel by normal
temperatur. temperature.
Blandingen podes med en forkultur av Xanthomonas camprestris med næringsvæske MY inneholdende 10 g/l sakkarose. The mixture is inoculated with a pre-culture of Xanthomonas camprestris with nutrient liquid MY containing 10 g/l sucrose.
Eksempel 1 Example 1
I et 20 liters gjæringskar podes 14 liter av en steril emulsjon olje/vann inneholdende 6,25 volum% olj ef ase og 9 3,75 ;. v. volum% vannfase med 210 g forkultur. Into a 20 liter fermentation vessel, 14 liters of a sterile oil/water emulsion containing 6.25% by volume of oil and 9 3.75 ;. v. volume% water phase with 210 g of pre-culture.
Sammensetning av den vandige fase: Composition of the aqueous phase:
Sammensetning av oliefasen: Composition of the oil phase:
Verdi for HLB : 11 Value for HLB: 11
G1æringsbetingelser: Terms and Conditions:
Temperatur 28°C Temperature 28°C
Omrøring 400 omdreininger pr. min. Stirring 400 revolutions per my.
Gjæring foregår til total utgjæring av sukkeret. Fermentation takes place until the sugar is completely fermented.
Varighet: 90 timer. Duration: 90 hours.
Utviklingen av populasjonen og motstanden i blandingen med tidsforløpet er angitt i tabell 1. The development of the population and the resistance in the mixture with the passage of time is indicated in table 1.
Mengden av oppnådd aktivt material er 425 g (30,3 g/kg) dvs. et utbytte regnet på sukker på 5 6 %. The amount of active material obtained is 425 g (30.3 g/kg), i.e. a yield calculated on sugar of 5 6%.
Viskositeten av emulsjonen ved sluttet av gjæringen er 8,1 Pa.s (viskositet Brookfield 20°C - røreverk nr. 4 - 30 omdreininger/min). The viscosity of the emulsion at the end of fermentation is 8.1 Pa.s (viscosity Brookfield 20°C - agitator no. 4 - 30 revolutions/min).
Eksempel 2 Example 2
Man gjentar eksempel 1 med en initial blanding sammensatt av 29 volum% hydrokarbon "Exsol D 100" og 71 % vandig fase med følgende sammensetning: Example 1 is repeated with an initial mixture composed of 29% by volume hydrocarbon "Exsol D 100" and 71% aqueous phase with the following composition:
Ikke noe overflateaktivt middel tilsettes. No surfactant is added.
Arbeidsbetingelsene er identiske med eksempel 1 med unn-tagelse av luftingen som er konstant 0,98 VVM. Gjærings-varigheten er 85 timer hvor det ikke lenger er noe sukker tilbake. The working conditions are identical to example 1 with the exception of the aeration which is a constant 0.98 VVM. The fermentation duration is 85 hours, during which there is no longer any sugar left.
Utviklingen av populasjonen og motstanden inne i blandingen er gitt i tabell 1. The development of the population and the resistance inside the mixture is given in table 1.
Man oppnår 330 g aktivt material, dvs. et utbytte på 51,3% i forhold til sukkeret. Viskositeten i den endelige emulsjon er 10,2 Pa.s (samme betingelser som i eksempel 1). 330 g of active material is obtained, i.e. a yield of 51.3% in relation to the sugar. The viscosity of the final emulsion is 10.2 Pa.s (same conditions as in example 1).
Eksempel 3 Example 3
Den initiale emulsjon olje/vann dannes fra 14,125 liter vannfase og 0,87 5 liter oljéfase. The initial oil/water emulsion is formed from 14.125 liters of water phase and 0.875 liters of oil phase.
Sammensetning av den vandige fase: Composition of the aqueous phase:
Sakkarose 85 g/l Sucrose 85 g/l
Oppløselig maisekstrakt (CSL) 25,5 g/l Soluble corn extract (CSL) 25.5 g/l
Mg S04.7H20 0,28 g/l MgSO4.7H2O 0.28 g/l
Oljefasen inneholder 70 vekt% colzaolje og 30% etoksylerte nonylfenoler ("CEMULSOL NP4"). The oil phase contains 70% by weight rapeseed oil and 30% ethoxylated nonylphenols ("CEMULSOL NP4").
Verdi for HLB : 9 Value for HLB: 9
Blandingen podes som i eksempel 1. The mixture is inoculated as in example 1.
Betingelser ved gjæringen: Conditions for the fermentation:
Temperatur 28°C Temperature 28°C
pH regulert til 7 ved tilsetning av natriumhydroksyd pH adjusted to 7 by addition of sodium hydroxide
Midlere energiforbruk 6,09 KW/m<3>Average energy consumption 6.09 KW/m<3>
Etter 84 timer er det fremstilt 51 g xantangummi pr. kg blanding. Utbyttet/forbrukssakkarose: 64%. After 84 hours, 51 g of xanthan gum has been produced per kg mixture. Yield/consumption sucrose: 64%.
Konsistensen K (etter Ostwald's lov) av blandingen er 37 Pa.s og pseudoplastisitetsindeksen er 0,195. The consistency K (according to Ostwald's law) of the mixture is 37 Pa.s and the pseudoplasticity index is 0.195.
For sammenligning har en vandig most inneholdende 48,5 g/kg polymer en konsistens K på 7 0 Pa.s og en indeks n på 0,24. Man fortsetter gjæringen til 113 timer. Man oppnår 66 g/kg polymer. For comparison, an aqueous must containing 48.5 g/kg polymer has a consistency K of 70 Pa.s and an index n of 0.24. Fermentation is continued for 113 hours. 66 g/kg polymer is obtained.
Utbyttet/forbruk av sakkarose: 83 %. Sucrose yield/consumption: 83%.
Eks empler 4 og 5 Examples 4 and 5
Man gjennomfører to gjæringsprosesser i en emulsjon olje/vann inneholdende 0,875 liter oljefase og 14,125 liter vannfase. Two fermentation processes are carried out in an oil/water emulsion containing 0.875 liters of oil phase and 14.125 liters of water phase.
Sammensetningen av blandingen er følgende: The composition of the mixture is as follows:
Oljefasen utgjøres av colzaolje og naturlige etoksylerte fettalkoholer ("CEMULSOL AS 5" - Société SFOS) f.eks. 4, The oil phase consists of rapeseed oil and natural ethoxylated fatty alcohols ("CEMULSOL AS 5" - Société SFOS) e.g. 4,
alifatiske hydrokarboner ("EXSOL D 80") og etoksylerte nonylfenoler- (blanding 5 0/50 "CEMULSOL NP 4" - "CEMULSOL NP aliphatic hydrocarbons ("EXSOL D 80") and ethoxylated nonylphenols - (mixture 5 0/50 "CEMULSOL NP 4" - "CEMULSOL NP
17") f.eks. 5. 17") eg 5.
Gjæringsbetingelsene er følgende: The fermentation conditions are as follows:
Temperatur : 28°C Temperature: 28°C
Gjæringen fortsettes inntil fullstendig omsetning av sakka-rosen: Fermentation is continued until complete turnover of the saccharine:
Eksempler 6 til 14 Examples 6 to 14
Ved hjelp av en ml av en forkultur av Xanthomonas camprestris i næringsvæske MY med sakkarose 10 g/liter podes 100 ml emulgert blanding olje/vann inneholdt i 50 0 ml erlenmeyerkolbe. Using one ml of a pre-culture of Xanthomonas camprestris in nutrient liquid MY with sucrose 10 g/litre, inoculate 100 ml of the emulsified oil/water mixture contained in a 500 ml Erlenmeyer flask.
Vannfasen felles for alle eksempler er identisk med vannfasen i eksempel 3. The water phase common to all examples is identical to the water phase in example 3.
Sammensetningen av oljefasen varieres. Hver kolbe inneholder 9 5 vekt% vannfase og 5 vekt% oljefase. Kolben omrøres ved hjelp av et roterende røreverk med 220 omdreininger pr. min. med en amplityde på ;5 cm og inkuberes ved 28°C i 89; timer . The composition of the oil phase is varied. Each flask contains 95% by weight water phase and 5% by weight oil phase. The flask is stirred using a rotating stirrer at 220 revolutions per minute. my. with an amplitude of ;5 cm and incubated at 28°C for 89; hours.
Resultatene er angitt i tabell II. The results are shown in Table II.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8419622A FR2575178B1 (en) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | PROCESS FOR PRODUCING XANTHANE-TYPE POLYSACCHARIDES |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO855148L NO855148L (en) | 1986-06-23 |
NO163784B true NO163784B (en) | 1990-04-09 |
NO163784C NO163784C (en) | 1990-07-18 |
Family
ID=9310873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO855148A NO163784C (en) | 1984-12-21 | 1985-12-19 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF A POLYSACCHARIDE-CONTAINING EMULSION BY MAKING MICRO-ORGANISMS AND USING THE PREPARED EMULSION. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
AR (1) | AR241547A1 (en) |
AT (1) | ATE56224T1 (en) |
DE (1) | DE3579574D1 (en) |
HU (1) | HU194941B (en) |
NO (1) | NO163784C (en) |
RO (1) | RO94650B (en) |
-
1985
- 1985-12-13 AT AT85402484T patent/ATE56224T1/en not_active IP Right Cessation
- 1985-12-13 DE DE8585402484T patent/DE3579574D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-19 NO NO855148A patent/NO163784C/en unknown
- 1985-12-20 HU HU854914A patent/HU194941B/en not_active IP Right Cessation
- 1985-12-20 AR AR85302669A patent/AR241547A1/en active
- 1985-12-20 RO RO121247A patent/RO94650B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3579574D1 (en) | 1990-10-11 |
RO94650A (en) | 1988-06-30 |
HU194941B (en) | 1988-03-28 |
AR241547A1 (en) | 1992-08-31 |
NO163784C (en) | 1990-07-18 |
HUT41072A (en) | 1987-03-30 |
ATE56224T1 (en) | 1990-09-15 |
NO855148L (en) | 1986-06-23 |
RO94650B (en) | 1988-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Stredansky et al. | Xanthan production by solid state fermentation | |
US3020206A (en) | Process for synthesizing polysaccharides | |
Vuyst et al. | Two‐step fermentation process for improved xanthan production by Xanthomonas campestris NRRL‐B‐1459 | |
Quesada et al. | Moderately halophilic, exopolysaccharide-producing bacteria | |
NO831406L (en) | MICROBIAL POLYSACCARIDES, PROCEDURES FOR THEIR PREPARATION, SUITABLE MICRO-ORGANISMS, AND THE USE OF POLYSACCARIDES | |
CN105567580A (en) | Sophorolipid producing microzyme, and preparation method and application thereof | |
US4395354A (en) | αEmulsans | |
US4218538A (en) | Two staged continuous fermentation process for production of heteropolysaccharide | |
NO169850B (en) | PROCEDURE FOR EXTRA-CELLULAR PREPARATION OF HOMOPOLYSACCARIDES (PS), THE SUBSTANCES PRODUCING THESE PS, PS SELF AND THEIR USE | |
EP0215692B1 (en) | Process for preparing a modified polysaccharide | |
Schoutens et al. | Continuous butanol production from whey permeate with immobilized Clostridium beyerinckii LMD 27.6 | |
Crognale et al. | β-Glucan production by Botryosphaeria rhodina on undiluted olive-mill wastewaters | |
NO800477L (en) | EXTRACELLULAR MICROBIAL LIPOPOLYSACCARIDES AND THEIR PREPARATION | |
Manna et al. | Production and rheological characteristics of the microbial polysaccharide gellan | |
Abbasi et al. | Emulsifying behavior of an exopolysaccharide produced by Enterobacter cloacae | |
IE45763B1 (en) | Fermentation process for the production of microbial biomass and a heteropolysaccharide biopolymer | |
Marqués et al. | Production and rheological properties of the extracellular polysaccharide synthesized by Pseudomonas sp. strain EPS-5028 | |
EP0319372B1 (en) | Process for the production of polysaccharides | |
EP0074775A2 (en) | Production of xanthan gum by emulsion fermentation | |
JPH10158303A (en) | Alkali solution or gelled product of fine fibrous cellulose | |
US4380504A (en) | ψ-Emulsans | |
JPH026519B2 (en) | ||
Soddell et al. | Growth of an activated sludge foam-forming bacterium, Nocardia pinensis, on hydrophobic substrates | |
NO160721B (en) | PROCEDURES FOR THE PREPARATION OF A HEETOPOLY BAG | |
JPH11255806A (en) | Freeze-drying method of concentrated fine fibrous cellulose |