5. Очистка продукта

На стадии выделения продукта главная задача - отделить основную часть продукта, пусть даже и с некоторыми примесями. На выходе получается продукт технически чистый. Поэтому, когда необходимо получить продукт более высокой чистоты вводят стадию очистки. Задача этой стадии – убрать примеси и сделать продукт максимально чистым. Эта задача решается с помощью разнообразных процессов, в числе которых многие из тех, что уже были рассмотрены ранее. Это экстракция и экстрагирование, адсорбция, ионный обмен, ультрафильтрация и обратный осмос, ректификация и ферментолиз. Но кроме того, существуют более сложные.

Хроматография – процесс, напоминающий адсорбцию. На твердом сорбенте собираются растворенные вещества, но не одно, а несколько, часто сходных по структуре. Например, смеси белков, нуклеотидов, сахаров, антибиотиков. При адсорбции они и десорбируются вместе, а вот при хроматографии они сходит с сорбента по очереди, что и позволяет их разделять и, значит, очищать друг от друга.

Диализ – процесс, в котором через полупроницаемую мембрану осуществляется переход низкомолекулярных соединений, в то время как высокомолекулярные остаются с другой стороны мембраны. Путем диализа осуществляется очистка вакцин и ферментов от солей и низкомолекулярных примесей.

Кристаллизация. Этот процесс базируется на различной растворимости веществ при разных температурах. Медленное осаждение позволяет формировать кристаллы из растворов целевых продуктов, причем чистота их обычно очень высока. Вся грязь остается в маточном растворе. Таким образом, например, получают кристаллы пенициллина. Можно даже получить еще более чистый продукт, если кристаллы растворить в воде или растворителе, а потом снова кристаллизовать ( т.е. провести процесс перекристаллизации).

6. Концентрирование продукта

После очистки продукта он часто остается в растворе с небольшими концентрациями примесей. Дальнейшая задача – обеспечение его концентрирования.

Для начала необходимо рассмотреть, как обычно меняется концентрация целевого продукта от биотехнологической стадии до готового продукта. На выходе с биотехнологической стадии суспензия содержит, как правило, 0,1 – 1% целевого продукта, после стадии отделения биомассы – 0,1 – 2%, стадия выделения доводит этот показатель до 1 – 10%, после стадии очистки – 50 – 80% и, наконец, стадия концентрирования дает 90 – 100%.

На стадии концентрирования применяют выпаривание, сушку, осаждение, кристаллизация с фильтрацией кристаллов, ультрафильтрация и нанофильтрация, обеспечивающие удаление растворителя из раствора.

7. Получение готовой формы продукции

На завершающей стадии производства продукт приобретает товарную форму за счет проведения процессов гранулирования (формирование гранул из порошка или прямо из раствора), дражирования, таблетирования (формирование драже, таблеток), розлива или фасовки, ампулирования (затаривания в ампулы).

8. Очистка стоков и выбросов

Таким образом, мы рассмотрели схему основного биотехнологического производства, которое на некоторых стадиях, если не на всех, имеет определенные стоки и выбросы в атмосферу. Очистка этих стоков и выбросов – специальная задача, которая обязательно должна решаться. По существу, очистка стоков – это отдельное биотехнологическое производство, имеющее свои подготовительные стадии, стадию отстаивания биомассы активного ила и стадию дополнительной очистки стоков и переработки осадка. Очищенная вода иногда может быть возвращена в основное производство. Так, например, организована безотходная технология производства кормового белка из парафинов нефти.