Контроль и управление биотехнологическими процессами;

8 Моделирование и оптимизация

9 Методы высокой очистки – тонкослойная хроматография, электрофорез и т.д.

10 Приготовление готовых форм – таблетирование, ампулирование, фасовка и т.п.

11 Заключение.

1.В культуральной жидкости после окончания процесса ферментации содержатся микроорганизмы, продукты их жизнедеятельности, остатки питательной среды, пеногаситель и другие растворенные и нерастворенные вещества. Целевым продуктом биосинтеза могут быть либо непосредственно сами микроорганизмы, либо их метаболиты, растворенные в культуральной жидкости или находящиеся внутри клеток микроорганизмов. Почти во всех случаях для получения целевого продукта необходимо отделить взвешенную фазу - массу микроорганизмов от культуральной жидкости. Содержание микроорганизмов в культуральной жидкости, как правило, очень низкое. В 1 л культуральной жидкости содержится обычно 5 - 10 г сухой биомассы. Отделение такого количества взвешенной фазы - трудная технологическая задача, которую приходится решать путем постепенного концентрирования биомассы различными способами (флотирование, сепарирование, упаривание). В производственных условиях приходится затрачивать значительное количество энергии на обработку больших объемов труднофильтруемых суспензий. Способы отделения клеточной биомассы микроорганизмов от культуральной жидкости можно разделить на механические (отстаивание, фильтрование, центрифугирование) и теплотехнические (сушка). В зависимости от конечной цели выбирают различные сочетания этих способов. При выборе схемы концентрирования и извлечения биомассы проводят экономическую оценку схемы с учетом товарной формы биопрепаратов, концентрации микроорганизмов в культуральной жидкости и др.

2. При производстве кормового белка для концентрировання дрожжевых клеток применяется метод флотирования. Сущность его заключается в том, что при вспенивании культуральной жидкости воздухом основная масса дрожжей переходит в пену, которую отделяют от культуральной жидкости. Переход дрожжей в пену объясняют их способностью адсорбироваться на поверхности раздела фаз воздух - жидкость и всплывать вместе с пузырьками воздуха.

Процесс флотирования осуществляется в специальных аппаратах - флотаторах различной конструкции.

Флотационные аппараты, применяемые в микробиологической промышленности, выполняются в нескольких вариантах: горизонтальные конические, вертикальные цилиндрические, одноступенчатые с внутренним стаканом и двухступенчатые.

На рисунке представлен общий вид наиболее простого одноступенчатого флотатора. Флотатор состоит из цилиндрического корпуса с плоским днищем и внутреннего стакана, являющегося пеносборником. Кольцевое пространство между корпусом и пеносборником разделено вертикальными перегородками на секции (I - V). Перегородки не доходят до дна, кроме перегородки между первой и последней секциями. В секциях II - V установлены аэраторы.

Дрожжевая суспензия из дрожжерастильного аппарата поступает в первую, самую большую по длине секцию флотатора, где осуществляется флотирование основной массы дрожжей за счет содержащегося в суспензии газа. Образующаяся пена стекает через верхний борт внутреннего стакана и попадает в пеносборник.

В остальных секциях флотирование оставшихся в культуральной жидкости дрожжей осуществляется за счет воздуха, подаваемого через аэраторы. Образовавшаяся пена также поступает в пеносборник. Пена гасится в пеносборнике механическим пеногасителем. Концентрат дрожжей из пеносборника подается на сепарацию. Отработанная культуральная жидкость выводится из последней секции через карман, служащий гидрозатвором.

Производительность флотатора по исходной дрожжевой суспензии составляет 40 - 70 м³/ч. Метод флотирования применяется только для концентрирования дрожжей.

3. Концентрирование биомассы микроорганизмов проводится методом сепарирования, который позволяете высокой скоростью обрабатывать большие объемы труднофильтруемых суспензий. Процесс сепарирования более энергоемок по сравнению с флотированием поэтому в тех случаях, когда это, возможно, следует провести предварительное флотирование, что позволяет сократить число ступеней сепарирования. Перед сепарированием культуральная жидкость должна быть подвергнута деэмульгированию - ожижению или дегазации, чтобы обеспечить нормальное перекачивание и сепарирование культуральной жидкости. Деэмульгирование осуществляется различными способами: механическим (механическое пеногашение во флотаторах или вне их при отсутствии стадии флотирования), химическим (с использованием химических средств пеногашения) или естественным (в специальных деэмульгаторах). Процессы сепарирования проводят в высокопроизводительных аппаратах — сепараторах. Отделение биомассы в сепараторах происходит под действием центробежной силы. Рабочим органом сепаратора является барабан, внутри которого на тарелкодержателе крепится конические тарелки. Тарелки имею выступ на стороне ребра, благодаря которым между ними создается зазор толщиной 0,8 мм. Барабан свободно насажен на вал-веретено. Существенным недостатком сепараторов этой конструкции является быстрая засоряемость межтарельчатого пространства и сопел механическими включениями и остатками биомассы. Продолжительность работы сепараторов без чистки от 12 до 24 ч, после чего барабан следует разобрать и промыть.