28. Методы высушивания биопрепаратов. Устройство распылительной сушилки

Методы высушивания биопрепаратов используются для удаления влаги из продуктов с минимальным воздействием на их структуру и биологическую активность. Это важно для сохранения целостности молекул белков, ферментов и других биологически активных веществ.

1. Методы высушивания:

• Лиофильное высушивание (сублимационная сушка) — процесс, в котором вода удаляется через сублимацию (переход из твердого состояния в газообразное) при низкой температуре и вакууме. Это один из самых щадящих методов для сохранения активности биопрепаратов.

• Распылительная сушка — процесс, при котором жидкость распыляется на мелкие капли, которые затем быстро высушиваются горячим воздухом или газом.

• Вакуумная сушка — при низком давлении вода в материале испаряется при низкой температуре, что минимизирует тепловое повреждение.

• Сушка с горячим воздухом — воздух с температурой 50–100°C используется для удаления влаги.

2. Устройство распылительной сушилки:

Распылительная сушилка используется для быстрой сушки жидких продуктов (например, растворов, суспензий), превращая их в порошкообразную форму. Основные компоненты устройства:

• Камера сушки: Это место, где происходит контакт горячего воздуха с распыленными каплями. Она обычно имеет цилиндрическую или коническую форму.

• Распылитель: Чаще всего используется двухфазный распылитель (сжатый воздух или насос, который создает малые капли раствора). Он может быть однофазным (например, с распылением через дисковое устройство) или двухфазным, что позволяет достичь максимальной степени распыления.

• Горячий воздух: Для ускорения процесса сушки распыленные капли подаются в поток горячего воздуха, температура которого обычно находится в диапазоне от 100°C до 250°C.

• Сепаратор: Устройство, отделяющее сухие частицы от горячего воздуха, который после этого может быть повторно использован или отведен в атмосферу.

• Вентилятор и система подачи воздуха: Для обеспечения циркуляции горячего воздуха.

Применение: Распылительная сушка используется для сушки кормовых добавок, биофармацевтических препаратов, экстрактов, а также в производстве порошков, ферментов и других биопродуктов.

29. Устройство аппарата-культиватора

Аппарат-культиватор — это оборудование, используемое для культивирования микроорганизмов, клеток или тканей в биотехнологии. Он позволяет создать оптимальные условия для роста и размножения культур.

Основные компоненты устройства аппарата-культиватора:

1. Камера культивирования:

   • Это основная часть аппарата, в которой происходит рост клеток или микроорганизмов. Она может быть герметичной для поддержания стерильности.

   • Объем камеры может варьироваться от лабораторных малых моделей до крупных промышленных систем.

2. Система подачи воздуха или газа:

   • Используется для обеспечения кислорода для аэробных микроорганизмов или для подачи анаэробных газов в случае анаэробных процессов.

   • Подача кислорода или углекислого газа регулируется с помощью компрессоров и вентилей.

3. Система контроля температуры:

   • Включает нагреватели и термостаты для поддержания оптимальной температуры культивируемых культур (обычно 25–37°C для большинства микроорганизмов).

   • Температура должна поддерживаться на постоянном уровне, чтобы обеспечить нормальный рост и развитие клеток.

4. Система перемешивания:

   • Включает механические или воздушные мешалки для равномерного распределения питательных веществ и кислорода по всему объему культуры.

   • Это важно для предотвращения осаждения клеток и обеспечения их максимального контакта с питательными веществами.

5. Система контроля pH:

   • Для поддержания оптимального pH среды в процессе культивирования применяются буферные растворы и система дозирования кислот или щелочей.

   • pH можно контролировать с помощью автоматических датчиков.

6. Система стерилизации:

   • Включает автоклавирование или другие методы для уничтожения микробов, которые могут загрязнить культуру.

   • Некоторые культиваторы оснащены функцией стерилизации среды и оборудования, чтобы поддерживать стерильность.

7. Система сбора биопродукта:

   • Для автоматического сбора метаболитов или биопродуктов, таких как ферменты или антитела, которые образуются в процессе культивирования.

Применение: Аппараты-культиваторы используются для создания культур клеток, микроорганизмов, для производства биопрепаратов, белков, антибиотиков, витаминов и других биологически активных веществ.