Технология биосинтеза кормового L-Триптофана

ОПИСАНИЕ ПРОДУКТА

Tryptophan незаменимая аминокислота
штамм-продуцент Escherichia coli.

ФОРМУЛА И МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ВЕС

Молекулярный вес: 204.23
формула: C₁₁H₁₂N₂O₂

КОРМОВОЙ ПРОДУКТ (СПЕЦИФИКАЦИЯ)

Tryptophan: 95±2%
Цвет: белый или светло желтый
Растворимость: хорошо растворим в воде

СПЕЦИФИКАЦИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПРОДУКТА

содержание: ≥98.5%
pH : 5.5÷7.0
потери при высушивании: ≤0.3%

РЫНОК

Объем 80.000 тонн/год (2004), рост рынка ~10% в год
Основные производители:

U.S.A.: ADM
Europe: Biosphere (I), BASF (D)
Asia: Ajinomoto, Kyowa Hakko (Jap)

ПАТЕНТЫ

закончились

ТЕХНОЛОГИЯ

Конечная концентрация 33±3 g/L
Время ферментации: 50±5 hrs
Выход на стадии выделения: ≥70%
Выход на стадии выделения (кормовой): ≥85%

ПРОЦЕСС

Описание процесса биосинтеза:

Производственный процесс начинается с этапа колб, затем следует засев посевного ферментера с геометрическим объемом 15 m³, рабочий объем: 10 m³. Посевной материал из посевного ферментера переносится в промышленный аппарат с общим объемом: 150 m³, начальный рабочий объем: 115 m³, перемешивание и аэрация измеряется и контролируется для поддержания оптимального уровня растворенного кислорода в среде. Требуется регулировка рН. В процессе культивирование происходит подпитка свежим субстратом. После ферментации культуральная жидкость передается на стадию выделения и очистки.

СХЕМА ВЫДЕЛЕНИЯ

Культуральная жидкость

↓

Ультрафильтрация

↓

Ионообменная хроматография

↓

Фильтрация

↓

Концентрирование

↓

Обесцвечивание

↓

Кристаллизация

↓

Центрифугирование

↓

Сушка, 95%

↓

Дополнительная очистка (кристаллический: 98.5%)

ПАРАМЕТРЫ ФЕРМЕНТАЦИИ

Тип ферментации	batch + feed
время ферментации (ч)	50±5
время очистки (ч)	12
время цикла (ч)	62±5
объем ферментера (m³)	150
сливной объем (m³)	112.5
содержание продукта (kg)	3712.5
финальная концентрация продукта (kg/ m³)	33
выход на стадии выделения (кристаллический)	≥70
выход на стадии выделения (корм. качество)	≥85
максимальная аэрация (VVM)	1
аэрация (kWh/kg продукта)	12
максимальная установленная мощность (kW/m³)	3÷3.5
Энергия:перемешивание+охлаждение (kWh/kg продукта)	20
пар (kg/kg продукта)	20

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СРЕДЫ

Источник углерода

Дрожжевой экстракт

K₂HPO₄

MgSO₄7H₂O

(NH₄)₂SO₄

Органическая к-та

Соли

пеногаситель

ВЫДЕЛЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ, ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Культуральная жидкость

Активированный уголь

NaHCO₃

NaOH

H₂SO₄

Смола

HCl

Очищенная вода

Технологические решения

Технология биосинтеза кормового L-Триптофана в кристаллическом виде