Способ получения диоксиацетона

Союз Советскмк Социалнстмческмх РеспубликОП ИСАИ ИЕ(22) Заявлено 180778 (21) 2648341/23-04 (51) М Кл С 12 Р 7/02 С 12 Р 7/26 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открыти йОпубликовано 231280 Бюллетень М 9 47 Дата опубликования описания 23.12,80(541 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИАЦЕТО кробиоименно приме и пи Недоста получения тельность емкость пр териала дл ние значит процессе оЦелью и ция и упро себестоимо сокращение способа яются длиия, трудовного ма- образовамас нсифик нижени укта и Указанная цель достигается тем, что при получении диоксиацетона известным способом, для выращивания культуры АсетоЬас 1 ег зоьохчйанв в аэробных условиях при 28-32 ОС используют питательную среду в состав которой входят глицерин, КНзРО 4, кукурузный экстракт и которая дополнительно содержит измельченную древесину в количестве 0,1-1 от объема питательной среды, предварительно обработанную 12-15 раствором глицерина.Кроме того, обычно используют питательную среду, содержащую глицерин в количестве 10-15, кукурузный экстракт 0,5-0,6 однозамещенный фосфат калия 0,5, измельченную древесину 0,1-1,0. 72 ч. На к ное при ла, Тем 35 о С. Вы ральной от введ Клеткиждый цикл проводится отдел отовление посевного матери ература культивирования 28 ход диоксиацетона в культу- жидкости составляет 90-95 нного количества глицерина. тделяют, жидкость упариваксиацетон кристаллизуют 121 ь- а Изобретение относится к милогической промышленности, ак производству диоксиацетона,няемого в косметике, медицине щевой промышленности.Известно получение диоксиацетонамикробиологическим способом - культивированием Асе 1 оЬасег асе 6 на питательной среде, в состав которой входит глицерин. Окисление глицерина додиоксиацетона происходит за 70 чферментации 1,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ получения диоксиацетона выращиванием культуры АсетоЬасег воЬоттйаавв аэробных условиях на питательнойсреде, содержащей глицерин 10-15,КНз РО 4 0,15-0,5, дрожжевой экстракт0,5. Длительность процесса окисления куми известногоиоксиацетона явзроцесса окисленготовления посекаждого цикла,льных отходов биделения клеток.обретения - интеение процесса, сти целевого продколичества отходЗакрепление клеток культуры наизмельченной и предварительно обработанной древесине обеспечивает интенсификацию процесса за счет ускорения массообмена клетка-жидкость иувеличения окислительной поверхности.Клетки Асе 1 оЬск 1 ег зоЬохуйаьв, оседаяна измельченной разбухшей древесине,,задерживаются. Закрепление клетоккультуры основано на способностиАсе 1 оЬос 1 ег эоЬохудапв развиваться на поверхности твердых частиц.Древесина вводится непосредственнов питательную среду в количестве 0,11 от всего объема. Количество, превышающее 1, сгущает культуральнуюжидкость и ухудшает условия массопередачи.Связывание клеток обеспечивает возможность многократного (до 10-15 раз)использования фермента глицеролдегидрогеназы в следующих циклах ферментации. Благодаря этому сокращаются отходы биомассы, упрощается процессполучения целевого продукта,В результате интенсификации длительность процесса сокращается до 2556 ч.В связи с сокращением расхода биомассы сокращаются расходы на выращивание посевного материала культуры.Способ осуществляется следующимобразом,В .качестве посевного материалаиспользуется культура бактерий АСаъоЪос 1 ег зиЬохуйан Посевной материалвыращивается на среде следующего35состава: глицерин 15, кукурузныйэкстракт 0,5, калий фосфорнокислыйоднозамещенный 0,3, магний сернокислый 0,025 Ъ. Выращивание проходит ваэробных условиях в течение 24 ч притемпературе 28 С. 40Процесс выращивания культуры проводят в ферментаторе, Питательнаясреда предпочтительно имеет следующий состав: глицерин 12,5, кукурузный экстракт 0,6, калий фосфорнокислый однозамещенный 0,5. ЗначениерН доводят до 5,5. К питательной среде добавляют измельченную древесину,предварительно обработанную выдерживанием в 12,5 растворе глицерина (20от всего количества глицерина наодну ферментацию) в течение 1 ч,Для связывания проводят перемешивание при умеренной аэрации и распределяют клетки с катализатором равномерно в культуральной жидкости.Процесс окисления глицерина вдиоксиацетон осуществляется ферментомклеток, закрепленных на измельченной древесине. Процесс проводится ваэробных условиях при температуре28-30 С в течение 56-60 ч. Концентрация диоксиацетона в культуральнойжидкости достигает 10,5-12,8Жидкость из ферментатора выпускают через фильтрующее сито, при этом 65К приготовленной среде добавляютпосевной материал клетки Асе,оЬос -1 егзиЬохуйапзи при умеренной аэрации0,25 л на 1 л жидкости в минуту) иперемешивании распределяют клетки скатализатором равномерно в культураль.ной жидкости. При этом происходит .закрепление клеток на измельченнойдревесине. около 50. клеток задерживается в ферментаторе на измельченной древесинеКоличество циклов повторного использования клеток 10-15. Выделение диоксиацетона проводится упариванием отсепарированной культурной жидкости с последующей кристаллизацией диоксиацетона.П р и м е р 1 . Для получения диоксиацетона используется культура бактерий АсеЬоЬос,ег воЬохуйапэ адаптированная к 15 глицерина. Исходная культура выращивается на скошенной 2 Ъ-ной агаризованной среде следующего состава, г/л:Глицернн 150,0Калий фосфорнокислыйоднозамещенный 3,0Дрожжевой экстракт 5,0Пантотеновая кислота 0,002Культура выращивается в ;ермостате при температуре 30 С в течение 24 ч, сохраняется при комнатной температуре. Пересев делается два раза в неделю.Для получения посевного материала дальнейшее размножение продуцента осуществляется в колбах на качалке. Для этой цели водная суспензия културы переносится в стерильные колбы со стерильной питательной средой следующего состава, г/л:Глицерин 150,0Кукурузный экстрактКалий фосфорнокислыйоднозамещенныйМагний сернокислый 0,25 рН среды доводят до 5,5. Продолжительность выращивания посевного материала 24 ч. Количество посевного материала 2 Ъ от объема питательной среды.Процесс окисления глицерина осуществляется. в ферментаторе емкостью 30 л, В ферментатор загружают 20 л питательной среды следующего состава, г/лГлицеринКукурузный экстрактКалий фосфорнокислыйоднозамещенный 5,0 рН среды доводят до 5,5. Берут 20 г (0,1 от объема питательной среды ) древесины и измельчают до размеров 0,3-0,5 мм шириной,5-10 мм толщиной и 10-20 мм длиной. Измельченную древесину выдерживают в 100 мл 12- ного раствора глицерина в течение часа, Полученную суспензию добавляют к питательной среде.Процесс окисления глицерина вдиоксиацетон осуществляется ферментом,содержащимся в клетках, закрепленных на измельченной древесине. Процесс проводитСя в аэробных условиях1 л на 1 л жидкости в минуту ) притемпературе 28-30 С, Продолжительностькультивирования 56 ч. Концентрациядиоксиацетона в культуральной жидкости в конце процесса 10,5.Культуральную жидкость иэ ферментатора через фильтрующее сито выпускают, при этом около 50 клеток задерживается в ферментаторе на измельченной древесине. К оставшимся в ферментаторе клеткам подают снова 20 лсвежей питательной среды и проводятповторный цикл процесса окисления глицерина. Количество повторных циклов .без обновления посевного материала15.Из 20 л осветленной культуральнойжидкости выделяют 1,3 кг (выход 54от введенного глицерина) диоксиацетона путем концентрирования его ва -куум-выпаркой, осаждения примесейспиртом, упарки спирта и кристаллизацией.П р и м е р 2. Процесс приготовления посевного материала проводитсякак в примере 1,Процесс окисления глицерина осуществляется в ферментаторе емкостью30 л. В ферментатор загружают 20 лпитательной среды следующего состава,г/л;Глицерин 125,0Кукурузный экстракт 6,3Калий фосфорнокислыйоднозамещенный 0,5рН среды доводят до 5,5.К питательной среде добавляют измельченную и обработанную глицериномдревесину в количестве 1,0 от объема питательной среды (200 г ). Кприготовленной среде добавляют посевной материал клетки АсеоЬас 1 ег ьоЬоча вв и при умеренной аэрации и перемешивании распределяют клетки с катализатором равномерно в культуральной жидкости. При этом происходитзакрепление клеток на измельченнойдревесине.Процесс окисления глицерина в диоксиацетон осуществляется ферментом, содержащимся в клетках, закрепленных на измельченной древесине.Процесс проводится в аэробных усоловиях при температуре 28-32 С. Продолжительность культивирования 50 ч.Концентрация дноксиацетона в культуральной жидкости в конце процесса11,0. Культуральную жидкость из ферментатора выпускают, в ферментаторена измельченной древесине при этомзадерживается около 50 клеток. Коставшимся в ферментаторе клеткамподают снова 20-30 л свежей питательной среды и.проводят повторный цикл процесса окисления глицерина. Количество повторных циклов без обновления посевного материала - 11.Из 20 л осветленной культуральнойжидкости выделяют 1,1 кг (выход 48от введенного глицерина) диоксиацетонпутем концентрирования его вакуумвыпаркой, осаждения примесей спиртом,упарки спирта и кристаллизацией.П р и м е р 3Процесс приготовления посевного материала проводитсякак в примере 1.Ф,Процесс окисления глицерина проводят в ферментаторе емкостью 30 л. Вферментатор загружают 15 л питательной среды следующего состава, г/л:Глицерин 150,0Кукуруэныи экстракт 6,3Калий фосфорнокислыйоднозамещенный 5,0рН среды доводят до 5,5.20 Берут 75 г древесины ( 0,5 отобъема питательной среды)и измельчаютИзмельченную древесину выдерживаютв 200 мл 15-ного раствора глицерина.Полученную суспензию добавляют к питательной среде. К приготовленной среде добавляют посевной материал клетки Асе(,оЬасе зоЬохчдапь и при умеренной аэрации и перемешивании распределяют клетки с катализатором равноЗ 0 мерно в культуральной жидкости. Приэтом происходит закрепление клетокна измельченной древесине.Продолжительность культивирования 60 ч, Концентрация диоксиацетона 35 в культуральной жидкости в конце процесса 12,8. Культуральную жидкостьиэ ферментатора выпускают черезфильтрующее сито, при этом около 50клеток задерживается в ферментаторе 40 на измельченной древесине. К оставшимся в ферментаторе клеткам подают снова 15 л свежей питательной среды ипроводят повторный цикл процессаокисления глицерина. Количество повторых циклов без обновления посев ного материала - 9.Из 16 л осветленной культуральной жидкости выделяют 1 кг ( выходдиоксиацетона 44,4) диоксиацетонапутем концентрирования его вакуум выпаркой, осаждения примесей спиртом,упарки спирта и кристаллизацией. Формула изобретения1. Способ получения диоксиацетона 55 путем выращивания культуры Асе 1 оьос -.Е Г Ьц Ьо АЗдсоз в аэробных условияхпри 28-32 ОС на питательной среде наоснове глицерина и одноэамещенногофосфата калия, о т л и ч а ю щ и й Я с я тем, что, с целью интенсификациии упрощения процесса, снижения себестоимости целевого продукта и сокрахцния отходов производства, в качестве питательной среды используют среду 65 в состав которой входят глицерин,789581 Составитель О.СкородумоваРедактор Е.Шишкин Техред Н,Бабурка Корректор С.Щомак,Заказ 8999/29 Тираж 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб, д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 КНР 04, кукурузный экстракт и которая дополнительно содержит измельченную древесину в количестве 0,1-1 от объема среды, предварительно обработанную 12-15 раствором глицерина.2., Способ по и, 1, о т л и ч а вщ и й с я тем, что используют питательную среду, содержащую глицерин в количестве 10-15, кукурузный экстракт 0,5-0,6, однозамещенный фосфат калия 0,5, измельченную древесину 0,1-1. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторсткое свидетельство СССР М 418522, кл. С 12 Э 13/00 1972.