Способ выделения рибофлавина

(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ РИБОФЛАВИНА(57) Сущность изобретения: выделение рибофлавина из ферментативных суспензийосуществляют нагреванием последних в теИзобретение относится к улучшенному способу выделения рибофлавина из фер ментативных суспензий центрифугировани чен тво Из заявки ФРГ С 2 920 592 известен способ отделения рибофлавина иэ ферментативных суспензий, согласно которому ферментативные суспензии разбавляют 25- 100 об, 7 ь воды, после чего в течение от 15 до 45 мин нагревают до температуры от 50 до 65 С, После охлаждения суспензий последние для обогащения рибофлавина дважды центрифугируют. В результате разбавления получают больший обрабатываемый объем ферментативных суспензий, что приводит к удорожанию обработки и увелидо 3 ч наг 90 С, после до 10 ч охла 0 Сизатем течение от 1 туры от 50 до ечение от 1 туры от 0 до 3ждаю ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИК ПАТЕНТУ чение от 1 до 3 часов до температуры от 50 до 80 С и последующим охлаждением в течение от 1 до 5 часов до температуры от 0 до 30 С, после чего суспензию центрифугированием разделяют на шламовую и жидкостную фракции таким образом, что фракция штамма содержит в качестве твердого вещества, преимущественно, кристаллы рибофлавина в количестве не менее 600 ь, а жидкостная фракция практически не содержит кристаллического рибофлавина, В случае необходимости шламовую фракцию ресуспендируют 0,5 - 2 объемными частями воды на одну обьемную часть фракции шлама и процесс повторяют снова. 2 з.п, ф-лы, 1 фиг. ию потерь рибофлавина из-за его расрения в добавленной воде,В основу изобретения положена задача проведения выделения рибофлавина иэ ферментативных суспензий при максимально малых потерях рибофлавина и получения твердого ввщества с максимально высокой долей рибофлавина.Согласно задаче изобретения был найден способ выделения рибофлавина из ферментативных суспензий путем центрифугирования, отличающийся тем, что ферментативные суспензииа) в ревают дов) центрифугированием разделяют наФракцию шлама и фракцию жидкости так,что Фракция шлама содержит в качестветвердого вещества преимущественно рибофлавин в виде кристаллов, причем жидкостная Фракция. практически. больше несодержит кристаллического рибофлавинаг) в случае необходимости фракциюшлама ресуспейдируют 0,5 - 2 об, ч. воды наобьемную част,фракции шлама и весь процесс в) один или несколько раз повторяют.Рибофлэвин ферментативных суспензий можно получать по известным способам(см, например, заявку Европейского патентного ведомства ИтМ А 231 605, А 211 289;Т, ЗкзезпаМ е аАо 1 а МсгоЫоодса, Роопса Яег., В. 1971), том 3 (20), Ь 1, страницы 29-34; ато, (1971), том 3 20). М 2,страницы 91-95), например, применениеммутантов дрожжевых клеток родаЯассЬагогпусез мутантов штаммов Сапбдатагег СА 188-62 и 6 А 188-62 11 и мутантовштамма АзЬЬуа 9 оззур,Эти ферментативные суспензии содержат доню рибофлэвинэ до 20 мэс.(в расчете на общее количество твердых веществ)суспензий. Остающиеся доли твердых веществ состоят в основном из комплексныхчастей клеток,Существенным для способа согласнонастоящему изобретению является нагревание ферментативных суспензий, котороепроводят преимущественно в течение от 1до 3 ч, в частности, от 1 до 2 ч, благодарячему происходит преобразование кристаллов рибофлавина, при котором засчет болеемелких кристаллов образуются преимущественно более крупные кристаллы,Температура превращения равна преимущественно от 55 до 80 С, в частности, от 60 до 75 ОС.Охлаждение ферментативной суспензии производят до температуры от 0 до 30 С преимущественно в течение от 1 до 8 ч, в частности, от 1 до 5 ч. Благодаря этому достигается дальнейшая оптимизация формы кристаллов рибофлавина. 40 45 Благодаря достигаемомутаким образомсвойству рибофлавиновых кристаллов становится возможной при применении соответствующего разделительного устройства оптимальная отделяемость кристаллов от удельно более легких комплексных составных частей клеток и среды ферментативных суспензий, то есть разделение на Фракцию шлама, содержащую в качестве твердого вещества преимущественно кристаллы ри 5 1,0 15 20 25 30 35 бофлавина, и жидкостную фракцию, которая практически больше не содержит кристаллического рибофлавина, но имеет большую часть комплексных составных частей клеток.В качестве разделительных устройств, пригодных для выделения рибофлавина из ферментативных суспензий, можно использовать центрифуги декантерного типа, позволяющие осуществлять разделение на две фракции при эксплуатации их по принципу классификатора. Классификаторами называются разделительные устройства, которые разлагают взвесь только на более ипи менее обезвоженный осаждающийся материал и содержащую тонкие шламы нэдосадочную жидкость (ср, ЮппасМег, Всйег, СЬепзле Тесбпоо 9 е 1984, том 1, стр, 73 и далее).Особенно выгодно осуществлять способ согласно изобретению при использовании дпя центрифугирования предварительно нагретой Ферментативной суспензии шнековой отстойной центрифуги декантерного типа, Изобретение поясняется чертежом.На чертеже показаны барабан 1, винтовой конвейер 2, седиментационная часть 3, коническая обезвоживающэя часть 4, впуск 5 суспензии, высота б плотины перелива регулируемая), диаметр 7 перелива, диаметр 8 разгрузки шлама, сток 9 жидкости, разгрузка 10 шлама,Геометрия и режим ведения способа приведены в согласование оптимальным образом с кристаллической суспензией перекристэллизованного рибофлавина. При этом важными параметрами являются прежде всего форма барабана, число оборотов барабана, дифференциальное число оборотов шнеков, высота плотины перелива 6, а также расход суспензии, то есть нагрузка нэ поверхность осветления,Чтобы компенсировать колебания в суспензии рибофлавина содержания твердого вещества и соотношения рибофлавина и клеточной массы и других компонентов среды, центрифуга должна содержать максимально большую классифицирующую поверхность, Этого достигают, с одной стороны, использованием барабана 1 с повышенным коэффициентом полноты (коэффициент полноты = длина центрифуги/диаметр центрифуги), то есть с коэффициентом от 3 до б, преимущественно 4 или более 4, и с другой стороны, путем смещения отношения цилиндрической седиментационной части 3 к конической обезвоживаощей части 4 выполнением крутого конуса в на 1836427правлении седиментационной части. Выгодно работать при угле конуса, равном от10 до 250, в частности, от 10 до 17.Впуск суспензии 5 производят преимущественно приблизительно на переходе от 5цилиндрической к конической части центрифуги.Также и высота плотины перелива б декантера должна быть согласована с кристаллической суспензией рибофлавина,причем диаметр перелива устанавливаютпреимущественно таким, чтобы он отличался от диаметра разгрузки шлама в интервале около + 10 мм, Если выбрать высотуплотины б слишком большой (в этом случаеявляется диаметр перелива меньше диаметра разгрузки шлама; "отрицательной плотиной"), то может. произойти на выгрузкешлама выпуск поступающей суспензии, чтоприводит к снижению чистоты продукта. Если же высоту плотины выбирают слишкомнебольшой(в этом случае диаметр переливабольше диаметра выгрузки шлама), то засчет обратного подпора в обезвоживающейчасти твердого вещества, повышенная доля, рибофлавина вь 1 ходит на переливе в видепотери., Чтобы обеспечить оптимальное классифицирующее действие между кристалламирибофлавина, с одной стороны, и клеточнымматериалом, а также составными частямисреды, с другой стороны, то есть достигнутьоптимального времени обработки в декантере, должны быть приведены в соответствие между собой при заданном размередекантера число оборотов, дифференциальное число оборотов шнеков и расход суспензии. Если, например, при предварительно 40заданном расходе суспензии выбираютслишком небольшое число оборотов барабана,.то вследствие слишком небольшого ускорения седиментации происходит выходвысокой доли кристаллов рибофлэвина как 45потери на переливе. Если же, напротив, числооборотов барабана выбрано слишком высоким, то из-за увеличившейся седиментэцииклеточного материала или составных частейсреды происходит незначительное повышение чистоты продукта,Поэтому предметом изобретения является также и способ выделения рибофлави"на из ферментативных суспензий согласноопределенному выше способу, который от. личается тем, что в реакционном приеме в)ферментативную суспензию центрифугированием разлагают на фракцию шлама ифракцию жидкости так, что доля твердоговещества фракции шлама состоит минимум до 60 из кристаллического рибофлавина, а жидкостная фракция содержит значительную часть комплексных составных частей клеток, Этого можно выгодно достигать благодаря тому, что в реакционном приеме в) центрифугирование проводят к декантерной центрифуге, которая работает по принципу классификатора, Особенно выгодно, когДа при осуществлении реакционного приема в) центрифугирование проводят в шнековой отстойной центрифуге декантерного типа с коэффициентом полноты, который равен или больше 4, и углом конуса от 10 до 25, причем шнековую отстойную центрифугу эксплуатируют по принципу классификатора и ее диаметр перелива равен диаметру разгрузки шлама + 10 мм,При этом особенно выгодным считается, когда число оборотов шнека составляет от + 0,1% до ф. 1 числа оборотов барабана. а нагрузка на поверхность осветления (нагрузка на поверхность осветления-отношение расхода суспензии к эквивалентной поверхности осветления (при первом процессе декэнтирования составляет от 0,8 до 1,8 лl(м ч), преимущественно от 1 до 1,5 л/(м ч), а в случае необходимости при повторном процессе декантировэния составляет от 0,2 до 0,8 л Э(м ч) преимущественно2от 0,4 до 0,6 л/(м ч),Как правило, условия центрифугирования выбирают такими, чтобы полученная фракция шлама содержала еще от 65 до 90 мас. / преимущественно от 70 до 85 мас. воды.Содержащееся в шламовых фракциях твердое вещество состоит до свыше 60 весов из рибофлавина. Для дальнейшего повышения доли рибофлавина в общем содержании твердых веществ шламовую фракцию можно ресуспендировать и центрифугирование повторить вновь,Для проведения ресуспендирования применяют преимущественно от 0,5 до 2 об. ч., в частности, от 0,7 до 1,5 об, ч, воды на об. ч. шлама.Фракции шлама, содержащие свыше 60 весов. рибофлавина можно тотчас после обезвоживания использовать в виде добавок к корму животных или же применять после дополнительной очистки для фармацевтических целеи.Сушку шламовой фракции можно производить, например. грануляцией при помощи распыления в псевдоожиженном слое.При реализации способа согласно изобретению можно прость 1 м путем и при незначительных потерях рибофлавинаполучать из ферментативных суспензий приодноразовом декантировании приблизительно до 60 чистого рибофлавина, а приповторном процессе декантирования выходчистого рибофлавина может составить отприблизительно 75 до 88.П р и м е р 1, Ферментативную суспензию, которая состояла приблизительно до85 мас. % изводы идо 15 мас.изтвердыхвеществ, причем доля рибофлавина в твердом веществе составляла около 17 мас. ,нагрели в течение двух часов до температуры 60 С, После этого ферментативную суспензию охладили в течение пяти часов дотемпературы 20 С, Обработанную таким образом суспензию центрифугировали с по мощью шнековой отстойной центрифуги,имевшей коэффициент полноты, равный 4,угол конуса 17, диаметр перелива, меньший на 3 мм, чем диаметр сброса шлама,впуск суспензии приблизительно на переходе ат цилиндра к конусу и нагрузку на поверхность осветления, равную 1,3 л/(м, ч),2таким образом, что фракция шлама состояла до 20 мас. % из твердых веществ и до 80мас, оиз воды,Доля рибофлавина в твердом веществешламавой фракции составила 63 мас.припотере рибофлавина, составившей 1,8 мас.о П р и м е.р 2. Ферментативную суспензию с описанным в примере 1 составом нагрели в течение часа до температуры 75 ОС,после чего ее центрифугировали, как этобыло описано в примере 1.В результате этого была получена шламовая фракция, состоявшая до 66 мас.изрибофлавина, причем потеря рибофлавинасоставила 1,9 мас, %.П р и м е р 3. Полученную согласнопримеру 1 фракцию шлама разбавили 0,8об. ч. воды на одну объем. часть шламовайфракции и с целью дальнейшего повышенияконцентрации провели центрифугированиепри помощи шнековой отстойной центрифуги с коэффициентом полноты около 4, угломконуса 17 О, равными диаметрами переливаи сброса шлама, ввода суспензии приблизительно на переходе от цилиндрической седиментационной части к коническойабезвоживающей части и с нагрузкой наповерхность осветления, равной 0,5 л/(м ххч). Дифференциальное число оборотов было при этом согласовано с притоком так, чтоне возникало обратного подпора твердоговещества. Доля рибофлавина в твердом веществе полученной фракции составила 88весов,при потерях рибофлавина, равных40 45 50 центрифугирование, о т л и ч а ю щ и й с я55 тем, что, с целью повышения выхода кристаллического рцбофлавина, нагревают ферментативную суспензию в течение 1-3 ч до 50-90 С, охлаждают ее в течение 1-10 чдо 0-30 С, центрифугируют до достижения 5 10 15 20 25 30 35 1,0 использованной в примере 1 кристаллической суспензии рибофлавина.П р и м е р 4 сравнительный: термическая обработка и центрифугирование проводилось не па предмету изобретения),Ферментативную суспензию описанного в примере 1 состава нагрели аналогичнопримеру из заявки ФРГ М 29 20 592 в течение 30 минут до температуры 60 С, выдер-.жали в течение 10 минут при температуре60 С, после чего суспенэию охладили в течение 1 часа до температуры 20 С.Затем было проведено повышение концентрации при помощи отстойной центрифуги с коэффициентом полноты около 3.углом конуса 10 О, путем сушки 115 мм (обусловленным разностью 20 мм между диаметрами перелива и сброса шлама), вводомсуспензии приблизительно на переходе цилиндр/конус и нагрузкой на поверхность осветления, равной 0,8 л/(м, ч), Долярибофлавина в твердом веществе полученной шламовой фракции составила 46 мас,при потерях рибофлавина, равных 6,5 Я, исходной суспензии,П р и м е р 5 (сравнительный: не попредмету изобретения проводилась толькотермическая обработка).Ферментативную суспензию с приблизительно аналогичным составом, которыйописан в примере 1, термически обработалитаким же образом, как это описано в сравнительном примере 4,После этого провели повышение концентрации при помощи отстойной центрифуги с коэффициентом полноты около 3 иуглам конуса 10 О, с диаметром перелива-диаметру сброса шлама, вводом суспензии приблизительна на переходе от цилиндра к конусу при нагрузке на поверхность осветления, равной 1,1 лl(м, ч), Дифференциальное число оборотов было согласовано с притоком так, что не образовывалось никакого обратного подпора твердого вещества.Содержание рибофлавина в твердом веществе полученной шламовой фракции составило 58 весов.при потерях рибофлавина, равных 4,4,Формула изобретения 1, Способ выделения рибофлавина, предусматривающий нагрев ферментативной суспензии рибофлавина, охлаждение ее,10 1836421 Составитель В,ЛяшкоТехред М,Моргентал Корректо актор илипенко аказ 3008 Тираж ПодписноеЪВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 содержания кристаллического рибофлавинэ в твердой фракции шлама по крайней мере 60 мас. .2, Способ по и. 1, от лича ю щи й с я тем, что в случае необходимости полученную твердую фракцию шлама ресуспендируют 0,5-2,0 об, ч. воды и центрифугируютодин или несколько раз,3. Способ по и, 1, о тли ч а ю щи йс ятем, что ферментативную суспензию после5 охлаждения центрифугируют в шнековойотстойной центрифуге декантерного типа.