Mikroflotation der Hefe Hansenula polymorpha

Abstract

Flotation wird in zahlreichen Produktionsbereichen der Industrie angewendet . Die verschiedenen adsorptiven Blasentrennmethoden werden aufgrund des Mechanismus der Trennung und der GroBe der getrennten Teiichen eingeteilt. Man bezeichnet die Trennung von Mikroorganismen mit naturlicher Oberflachenaktivitat als Schaumflotation und ihre Trennung ohne Oberflachenaktivitat und daher rnit oberflachenaktiven Additiven als Mikroflotation. Die Schaumflotation und Mikroflotation wurden im Vergleich mit anderen adsorptiven Blasentrennmethoden kaum untersucht [I]. Die Schaumflotation und Mikroflotation von Mikroorganismen erfor-L 3 . I u m 2 I 0 [E18)3.11probe, in der Schaumflussigkeit und in der Mikroflotationsruckstandsflussigkeit bestimmt und die Zellenanreicherung durch den Konzentrierungsindex CJCp sowie das Anreicherungsverhaltnis CJC,, die Proteinanreicherung durch den Konzentrierungsindex X J X , und das Anreicherungsverhaltnis X J X , charakterisiert. Hierbei sind C, und X , die Biotrockenmasse und Proteinkonzentration in der Schaumfliissigkeit, C,und X , in der Anfangsprobe und C , und X , in der Mikroflotationsruckstandsflussigkeit. Da die Zelloberflache hydrophil ist, kann die Zelle nur mit Hilfsmitteln flotiert werden. Das im Kultivierungsmedium vorhandene Protein ermoglicht die Mikroflotation der Zellen. Die Zellanreicherung wird stark von der Zell-und Protein-Konzentration beeinfluljt. Mit steigender Konzentration der Biomasse C, niinmt die Gelostprotein-Konzen-LL u . 0" 300 200 Abb. 1 (links). Konzentrierungsindex CJC, als Funktion der Biotrockenmasse-Konzentration C,. Substrat : Glucose. Abb. 2 (rechts). Anreicherungsverhaltnis CJC, als Funktion der Biotrockenmasse-Konzentration C,. Sub-I0 20 c,ig/i) 30 strat: Ethanol. dern nur einen verhaltnismaBig geringen Aufwand im Vergleich rnit den anderen Methoden der Zellabtrennung (z. B. durch Zentrifugal-Separatoren) und versprechen hohe Wirksamkeit. Die Zielsetzung dieser Arbeit war, zu den Grundlagen der Abtrennung von Mikroorganismen mit Mikroflotation beizutragen. Dabei wurden die Untersuchungen zuerst auf die Hefe Hansenufa polymorpha beschrankt. Als Mikroflotations-Apparat wurde eine thermostatisierte Saule rnit 500 mm Hohe und 21,6 mm Durchmesser verwendet. Die Saule wurde mit Stickstoff begast, der in einer vorgeschalteten Saule mit Wasser gesattigt und thermostatisiert wurde. Uber der Blasensaule bildete sich der Schaum, der durch einen Schaumzerstorer abgetrennt wurde. Die Hefe wurde in einer 3lasensaule mit Mammutpumpenumlauf und 50 1 Mediumvolumen auf Glucose-Substrat sowie in einer Gegenstromblasensaule mit Rucklauf und 45 1 Mediumvolumen auf Ethanol-Substrat kultiviert. Die Trennung der Zellen erfolgte unmittelbar nach der Abnahme der Proben aus den Bioreaktoren. Die Biotrockenmasse und der Proteingehalt wurden in der Anfangs-too tration X , zu. Mit steigendem Konzentrierungsindex des Proteins X J X , steigt CJC, an. CJC, hat geringe Werte bei hohen Zellkonzentrationen C, und steigt rnit fallendem C, und erreicht den Wert 40 bei C, = 2 g/l (Abb. 1)....