14. Методы фильтрации культуральной жидкости.

Фильтрация это пропускание культуральной жидкости через фильтрующий материал, на котором задерживается биомасса. Культуральная жидкость плохо фильтруется, для улучшения скорости фильтрации ее предварительно обрабатывают. Основной задачей предварительной обработки является получение нативного раствора или мицелиальной массы с наибольшей степенью чистоты. Используют следующие способы обработки: кислотную, тепловую, реагентную каогуляции, добавление наполнителей, полиэлектролитов. Иногда используют сочетание 2-х методов.

Кислотная и тепловая коагуляции используются в том случае если целевой продукт устойчив при изменение рН раствора и температуры. При такой обработке происходит свертывание и коагуляция белков, уменьшается вязкость фильтрата. Нативный раствор освобождается от ионов кальция, магния, железа и др.

Полиэлектролит и наполнители добавляют непосредственно в культуральную жидкость, они образуют нерастворимый осадок с веществами находящимися в культуральной жидкости. Выпавший осадок предотвращает слипание частиц мицелия, способствует образованию гранул, мицелий приобретает комковатую структуру и образует при фильтрации хорошо проницаемый слой.

Реагентная коагуляция проводится солями аммония.

Для осуществления процесса фильтрации используют фильтр-пресса и вакуум барабанные фильтры. В вакуум барабанных фильтрах фильтрование происходит через намывной слой порошка. В качестве намывного порошка используют кизельгур, перлит, диатомит. При этом непрерывно осуществляется снятие внешнего намывного слоя с осевшим мицелиальном осадком, что постоянно обновляет фильтровальную поверхность, т.е. одновременно происходит фильтрация, подсушка, промывка и отделение осадка.

15. Технологическая обвязка биореакторов

Технологическая обвязка биореактора должна обеспечивать условия для роста микроорганизмов и синтеза целевого продукта. Конструкции биореакторов различны, но все они обеспечивают защиту содержимого аппарата от посторонней микрофлоры, аэрацию, перемешивание с отражением потока вращяющейся жидкости и отвод теплоты.

На крышке имеются штуцеры, к которым подведены: линия входа и выхода воздуха, материальная линия для загрузки питательной среды, посевная линия от посевного аппарата, линия подачи пеногасителя и линии подачи различных растворов, труба для передавливания жидкости в другой аппарат. На боковой стенки имеется штуцер для отбора проб содержимого. В днище аппарата имеется штуцер для слива. Ко всем трубопроводам, соединенным с внутренней полостью аппарата, для их стерилизации подведены паровые трубопроводы и предусмотрен сток конденсата. На каждой из таких линий поставлено не менее двух вентилей, отрезок трубы между которыми находится непрерывно под паровым затвором, пока линия не используется по назначению.

Биореакторы изготавливают из высоколегированных марок сталей. Внутренняя поверхность должна быть отполирована. Емкость выбирается с учетом рабочего объема, который обычно не превышает 0,7 общего объема. Кроме этого биореакторы для регулирования физико- химических параметров имеют приборы измерения и регулирования температуры, водородного показателя, Приборы позволяют контролировать растворенный кислород, содержание углекислого газа, электрический потенциал, скорость вращения мешалки, давления, расхода воздуха на аэрацию, пеногашение и т.п.

Соответствующая гидродинамическая обстановка в биореакторе, т. е. процессы тепло- и массообмена, поддерживаются с помощью специальной конструкции перемешивающих устройств, барбатеров и наличия отражающих перегородок.

Мешалки условно разделяются на две группы: быстроходные (пропеллерные, турбинные, лопастные) и тихоходные (якорные, рамные, ленточные, скребковые).

Барбатеры служат для разбивания потока воздуха на отдельные струи. Струя распадается на отдельные пузыри на высоте около 7см от барбатера. Барбатеры бывают лучевые, кольцевые, квадратные, трубчатые.

Отражающие перегородки не допускают неэффективного при аэрации вращения жидкости в аппарате и увеличивают потребляемую мощность мешалок. При их отсутствии вокруг вала мешалки образуется воронка, происходит завихрение жидкости.