23. Применение диализа и обратного осмоса при производстве биологических препаратов

Диализ и обратный осмос — это мембранные методы, которые широко используются для очистки, концентрирования и разделения биологических веществ, особенно при производстве биопрепаратов, таких как белки, ферменты и другие биологически активные молекулы.

1. Диализ:

• Принцип работы: Диализ — это процесс, при котором растворённые вещества, включая соли, маломолекулярные соединения и примеси, диффундируют через полупроницаемую мембрану, отделяя их от макромолекул (например, белков или других биологически активных веществ). Мембрана, используемая в диализе, имеет поры, которые позволяют проходить только молекулам с малой молекулярной массой.

• Применение в биотехнологии:

  • Очистка и обмен растворов: Диализ используется для удаления солей, избытка растворителя или ненужных примесей из растворов, содержащих биологические молекулы, такие как белки, гормоны, нуклеотиды и т. д.

  • Концентрирование веществ: Диализ также может применяться для концентрации растворов белков, нуклеиновых кислот и других биопродуктов, удаляя воду и маломолекулярные компоненты.

2. Обратный осмос:

• Принцип работы: Обратный осмос — это процесс, при котором раствор проходит через полупроницаемую мембрану под давлением, в результате чего вода и растворённые вещества с малой молекулярной массой перетекают через мембрану, а более крупные молекулы и ионы остаются на одной стороне мембраны.

• Применение в биотехнологии:

  • Десалинация и очистка: Обратный осмос используется для удаления солей, минералов и других примесей из растворов, что важно при подготовке воды для биологических процессов, а также для очистки продуктов.

  • Концентрирование растворов: Обратный осмос позволяет концентрировать биологические вещества (например, белки, ферменты) за счёт удаления воды и растворённых в ней маломолекулярных соединений.

  • Производство чистых вод: В биотехнологии важным аспектом является использование очищенной воды для производства препаратов, что достигается через систему обратного осмоса.

24. Флотация. Устройство аппарата-флотатора

Флотация — это процесс разделения твердых частиц, микроорганизмов, клеток или других загрязнителей от жидкости, основанный на их способности подниматься на поверхность благодаря пузырькам газа, в основном воздуха. В биотехнологии флотация используется для разделения компонентов, удаления примесей и клеток, а также для очистки жидкостей.

Принцип флотации:

• В процессе флотации в жидкость подаются пузырьки газа, которые прилипают к частицам вещества, уменьшая их плотность. В результате эти частицы поднимаются на поверхность жидкости, где их можно отделить.

• Механизм: Частицы, которые легче жидкости или имеют тенденцию прилипать к пузырькам газа, поднимаются на поверхность. Это позволяет отделить легкие загрязнители или клетки от более плотных частей жидкости.

Применение флотации в биотехнологии:

1. Очистка биопродуктов: Флотация используется для удаления клеточных остатков, бактерий, микроорганизмов или других примесей из биологических растворов.

2. Обработка сточных вод: В биотехнологии флотация помогает очищать сточные воды, удаляя органические вещества, микроорганизмы и другие загрязняющие компоненты.

3. Концентрация клеток: Используется для разделения клеток от жидкой фазы в процессе производства биопрепаратов.

Устройство аппарата-флотатора:

• Корпус: Основная часть аппарата, в котором происходит процесс флотации.

• Подача газа: В систему подаются пузырьки газа (воздуха) через специальные распылители или диффузоры.

• Механизм для поднятия пузырьков: В некоторых аппаратах используется механизм для создания турбулентности или вращения, чтобы ускорить подъем пузырьков.

• Сбор флотационных частиц: Частицы, поднятые на поверхность, собираются с помощью специальных решеток, скребков или других устройств для удаления их из системы.

• Отвод осадка: Частицы, не поднимавшиеся на поверхность, отводятся на дно аппарата и удаляются через дренаж.