Технология биосинтеза кормового L-лизина

ОПИСАНИЕ ПРОДУКТА

L-Lysine незаменимая аминокислота.
Штамм-продуцент Corynebacterium glutamicum.

ФОРМУЛА И МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ВЕС

Молекулярный вес: 146.19
формула: C₆H₁₄N₂O₂

СПЕЦИФИКАЦИЯ КОНЕЧНОГО ПРОДУКТА

L-lysine HCl кристаллический

Описание: кристаллический порошок
растворимость: 40% в воде при комнатной температуре
pH: 5.0±0.1
потери при сушке: 1.5%
чистота: ≥98.5%

L-lysine кормовая чистота 30%:
30% чистота, коричнево-желтый порошок.

L-lysine кормовая чистота 75%:
75% чистота, светло-желтый порошок.

РЫНОК

Общемировое потребление: 40,000 тонн/год (1981), 400,000 тонн/год (2001); ожидаемый рост ~7%
Производители:

USA: ADM, Midwest Lysine (Degussa).
Asia: Eurolysin (F), Degussa (D).
Europe: Ajinomoto, Kyowa Hakko, Daesang, BBCA, Miwong.

ПАТЕНТЫ

Закончились.

ТЕХНОЛОГИЯ

Финальная концентрация: 140±10 g/L (как L-lysine HCl); оптимальный результат 150 g/L
Время ферментации: 72±12 hrs
Выход на стадии выделения ≥80%
Конверсия сахара в продукт: ≥42%

ПРОЦЕСС

Описание процесса биосинтеза:

Производственный процесс начинается с этапа колб, затем следует засев посевного ферментера с геометрическим объемом 7 m³, рабочий объем: 5 m³. Посевной материал из посевного ферментера переносится в промышленный аппарат с общим объемом: 100 m³, начальный рабочий объем: 45 m³, перемешивание и аэрация измеряется и контролируется для поддержания оптимального уровня растворенного кислорода в среде. В процессе культивирования происходит подпитка свежим субстратом. После ферментации культуральная жидкость передается на стадию выделения и очистки.

СХЕМА ВЫДЕЛЕНИЯ

30% чистота:

Культуральная жидкость

↓

сушка

↓

упаковка

75% чистота:

Культуральная жидкость

↓

Микрофильтрация и диафильтрация

↓

выпарка

↓

упаковка

Кристаллический:

Культуральная жидкость

↓

Микрофильтрация и диафильтрация

↓

Ионообменная хроматография

↓

концентрирование

↓

кристаллизация

↓

сепарация

↓

сушка

ПАРАМЕТРЫ ФЕРМЕНТАЦИИ

140±10 г/л может быть получено при культивировании на глюкозе или сахарозе; при использовании мелассы концентрация будет 120±10 г/л.

Тип ферментации	batch + feed
время ферментации (ч)	72±12
время очистки (ч)	12
время цикла (ч)	84±12
объем ферментера (m³)	100
сливной объем (m³)	70÷75
содержание продукта (kg)	9,800
финальная концентрация продукта (kg/ m³)	140±10
выход на стадии выделения (кристаллы)	≥80
выход на стадии выделения (корм. качество)	≥90
коэфициент конверсии сахара (%)	≥42
максимальная аэрация (VVM)	1.0
аэрация (kWh/kg продукта)	1.2
максимальная установленная мощность (kW/m³)	2.5÷3
Энергия:перемешивание+охлаждение (kWh/kg продукта)	1.7
пар (kg/kg продукта)	1.6

ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ СРЕДЫ

Источник углерода

Кукурузный сироп

KH₂PO₄

MgSO₄

соли

Органические кислоты

витамины

(NH₄)₂SO₄

NaOH

пеногаситель

ВЫДЕЛЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ, ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Культуральная жидкость

H2SO4 50%

NaOH 20%

смола

HCl 36.5%

Очищенная вода

NH₄OH 7%

Технологические решения

Технология биосинтеза кормового L-лизина различной степени очистки