16. Методы центрифугирования, сепарирования, экстракции.

Центрифугирование и сепарирование это разделение неоднородных систем и осаждение взвешенных в жидкости микроорганизмов или других частиц под воздействием центробежных сил. Существуют два класса центрифуг по фактору разделения: нормальные и сверхцентрифуги. По принципу разделения: фильтрующие, осадительные и комбинированные.

Фильтрующие применяют для глубинного обезвоживания и высокой степени промывки и отжима осадка.

Осадительные применяют для разделения как для хорошо, так и для плохо фильтрующихся суспензий.

Универсальные для средне- и мало- концентрированных суспензий.

Осветляющие применяют для выделения высокодисперсной твердой фазы из малоконцентрированных суспензий.

Центрифуги имеющие высокий фактор разделения (до 1200об/мин) и оснащенные тарельчатым барабаном, называют сепараторами. Сепараторы позволяют осуществлять разделении жидкости с наибольшей полнотой извлечения отдельных компонентов. По технологическому назначению их делят на три основных класса:

-сепараторы- разделители, применяемые для выделения жидкостей, не растворимых одна в другой, и для концентрирования суспензий и эмульсий.

-сепараторы- осветлители, предназначенные для выделения твердых частиц из жидкости

-комбинированные сепараторы, для выполнения двух и более операций переработки жидкой смеси.

Экстракция это процесс разделения смеси с помощью избирательных растворителей (эксрагентов).Физическая сущность этого процесса состоит в переходе извлекаемого компонента из жидкой или твердой фазы в фазу жидкого экстрагента при их соприкосновении. В качестве экстрагента используют ацетон, бутилацетат, эфиры, спирты, фенол, галогенопроизводные.

16. Процессы адсорбции, кристаллизации, упаривания применяемые при выделении в биотехнологии.

Адсорбция это процесс поглощения одного или нескольких компонентов из раствора или газовой смеси твердым веществом адсорбентом. Процессы адсорбции избирательны и обычно обратимы, благодаря чему становится возможным выделении поглощенных веществ из адсорбента или проведение процесса десорбции. В качестве сорбентов используют ионообменные сорбенты, они характеризуются различной избирательностью и высокой специфичностью.

Иониты это органические и неорганические вещества, нерастворимые в воде и обычных растворителях, которые содержат активные группы с подвижными ионами и способны обменивать эти ионы с их растворами. Наиболее перспективными являются ионообменные смолы (КУ-2, КБ-4, КБ-4П-2, КМД и др.)

Процесс кристаллизации представляет собой выделение твердой фазы в виде кристаллов из раствора в результате изменения физико-химических свойств целевого продукта путем резкого уменьшения его растворимости из-за изменения температуры раствора или перевода его в нерастворимую химическую формулу методом изменения рН раствора или добавлением определенного реагента, часто с одновременным снижением температуры.

Упаривание это процесс концентрирования растворов путем частичного удаления растворителя испарением при нагревании жидкости. Обычно упаривание осуществляют при температуре 60-70 С.

16. Иммобилизация биообъектов.

Иммобилизация это связывание на нерастворимом носителе белковых молекул. .Иммобилизованные клетки имеют ряд преимуществ в сравнении со свободными молекулами. Они представляют собой гетерогенные катализаторы, которые могут использоваться многократно и обеспечивают непрерывность каталитического процесса. Иммобилизованные клетки долговечны и в тысячи и десятки тысяч раз стабильнее свободных энзимов. Существует широкий набор носителей для иммобилизации клеток. Они делятся на органические и неорганические материалы.

Органические носители разделяются на два класса: природные и синтетические.

К природным относятся белковые, полисахаридные и липидные носители.

К синтетическим: полиметиленовые, полиамидные и полиэфирные.

Из полисахаридов часто используют целлюлозу, декстран, агарозу, хитин, кератин, желатин и др.

Из синтетических полимерных носителей используют полимеры на основе стирола, акриловой кислоты, поливинилового спирта. Они обладают механической прочностью, могут быть произведены в различных формах.

Носители неорганической природы это материалы из стекла, глины, керамики, графитовой сажи, силикагеля. Их можно подвергать химической модификации и придавать любую форму.

Методы иммобилизации бывают химические и физические. Каждый из них осуществляется различными способами.

Физические это адсорбция, включение в гель, включение в полунепроницаемые структуры.

Химические методы иммобилизации связаны с образованием новых ковалентных связей – это наиболее массовый способ получения промышленных биокатализаторов.