Выделение и очистка продуктов

Культуральная жидкость содержит клетки и продукты их жизнедеятельности и выходит из ферментера в виде водной суспензии, для которой характерно, как правило, невысокое содержание основного компонента и наличие многих примесных веществ. В подавляющем большинстве производств на первом этапе проводят отделение взвешенных частиц, включая биомассу продуцента от растворенных веществ. Если растворенные метаболиты не представляют практической ценности, то жидкую фазу не перерабатывают. Ее считают жидким отходом производства и направляют на очистные сооружения, где инактивируются все содержащиеся в ней органические соединения. Переработке подлежит только сконцентрированная биомасса. Технологические приемы выделения клеток из культуральной жидкости в сильной степени зависят от природы продуцента. Например, для получения хлебопекарских дрожжей используют штаммы Saccharo-myces cerevisiae, кормовых - дрожжи рода Candida. Однако в каждом случае приемы выделения клеток различны.

Поскольку первые имеют большие размеры, их можно отделить фильтрованием. Затем биомассу, снятую с фильтра, прессуют на рамном фильтр-прессе до содержания сухих веществ 25% и фактически получают готовый продукт с высоким содержанием живых клеток. Клетки кормовых же дрожжей по размерам в несколько раз меньше сахаромицетов и фильтруются плохо, так как практически сразу забивают поры фильтра. Поэтому для отделения биомассы используют сепарирование . Эта стадия основана на осаждении взвешенных частиц под действием центробежной силы работающего агрегата - сепаратора. Основной его частью является вращающийся ротор, который и позволяет осаждать из суспензий взвешенные частицы, включая микробные клетки, таким образом в несколько ступеней удается довести концентрацию клеток только до 10-12%, что недостаточно для получения товарной формы продукта. В дальнейшем сгущенную суспензию клеток подвергают выпариванию под вакуумом и сушке распылением в токе горячего воздуха. Готовый продукт содержит инактивированные (мертвые) клетки дрожжей и часть веществ, содержащихся в культуральной жидкости.

Для отделения клеток, бактериальных продуцентов также применяют стадию сепарирования или концентрирования на бактофугах.

При выделении продуктов жизнедеятельности клеток из нативных растворов требуется их достаточно глубокая очистка от взвешенных частиц, а порой и от окрашенных соединений. Использование традиционного сепаранионного оборудования для отделения взвешенных частиц малоэффективно, так как значительная часть культуральной жидкости уходит вместе с клетками. Если биомасса продуцента не подлежит переработке в товарную продукцию, а утилизируется как твердый отход, то возможно применять особый вариант стадии фильтгювания_с так называемым “намывным слоем”. Для этого, как правило, используют барабанные вакуум-фильтры, работающие в непрерывном режиме. Их рабочим элементом является натянутое на барабан ” бесконечное полотно”, на котором находится так называемый “намывной слой”. Его назначение - уменьшить диаметр пор фильтрующего полотна, что позволяет достичь эффективного отделения почти всех взвешенных частиц культуралъной жидкости. Для создания “намывного слоя” чаще всего используют порошок тонко измельченных белых глин - каолин, бентонит, а также кизельгур, древесные опилки и пр. Образующийся при этом фильтрат практически свободен от взвешенных частиц. Однако обычно его доосветляют традиционным фильтрованием под давлением, используя плотные фильтрующие материалы.

Комментировать