ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Интенсификация промышленных способов концентрирования из "Флокулянты в биотехнологии" Применение материалов, регулирующих агрегативную и седиментационную устойчивость биоколлоидов, позволяет интенсифицировать многие промьпиленные методы концентрирования культуральных жидкостей (а в ряде случаев — и отказаться от них) и осуществить разработку ряда новых более экономичных способов первичной обработки культуральных жидкостей. Наметившейся тенденции снижения концентрации (либо замены) коагулянтов в настоящее время способствует использование флокулянтов. Широкий ассортимент водорастворимых ВМС (см. гл. 4) дает возможность решать большую часть практических задач, связанных с первичной обработкой культуральных жидкостей. [c.112] Фильтрование. Наиболее широко в микробиологической промьпцленности и родственных отраслях применяются методы прямого фильтрования, однако с их помощью не всегда удается достичь полной очистки культуральных жидкостей. Например, в производстве антибиотиков барабанные вакуум-фильтры хорошо отделяют грубодисперсный мицелий грибов, но не обеспечивают должной очистки нативных растворов от примесей коллоидной природы, затрудняющих последующее вьщеление антибиотиков. [c.112] В литературе отмечается ряд закономерностей, обусловленных дополнительным введением в культуральную жидкость флокулянтов перед процессом фильтрования. Предварительная обработка флокулянтом позволяет а) существенно увеличить размеры и прочность клеточных агрегатов б) вследствие связывания полиэлектролитами компонентов культуральной жидкости (белков, полисахаридов) снизить вязкость раствора и, как следствие, повысить скорость и производительность фильтрования в) улучшить прилипаемость флокул на зернах вспомогательных фильтрующих веществ. Образующийся на фильтре осадок становится более прочным и устойчивым к действию разрушающих сил потока фильтруемой жидкости. Образование в присутствии флокулянта более прочных осадков обеспечивает меньший вьшос хлопьев из загрузки, что повышает качество фильтрования, избавляет от необходимости рефильтрации либо другой дополнительной обработки культуральной жидкости. Особенности процесса фильтрования дисперсий, обработанных флокулянтом, позволяют рассматривать его как особый вид контактной флокуляции-фильтрования. [c.112] Сепарирование. В практике сепарационного осветления культуральных жидкостей производительность оборудования, независимо от типа применяющихся центрифуг, определяется скоростью подпитки и загрузкой по твердой фазе. Кроме того, эффективность работы центрифуг зависит от размеров частиц дисперсной фазы. Исходя из этого подбирают оборудование и условия, обеспечивающие удовлетворительную производительность и эффективность сепарирования. [c.113] Использование флокулянтов приводит к агрегированию частиц дисперсной фазы и существенно повышает эксплуатационные показатели сепарационного оборудования. Во-первых, в случае удовлетворительных седиментационных характеристик флокул после окончания процесса седиментации и последующей декантации надосадочной жидкости, сепарированию подвергается существенно меньщий объем жидкости с ббльшим содержанием дисперсной фазы. Во-вторых, эффективность сепарирования возрастает за счет увеличения размеров образующихся флокул и дополнительно - за счет снижения вязкости культуральной жидкости. [c.114] ПЭИ и ВПК-101, и в 6 раз — для бентонита натрия. [c.115] Очевидно, что агрегирование клеточных суспензий реагентньили и физико-химическими методами также будет способствовать повышению эффективности флотационного метода. В частности, широкое применение находят тепловая коагуляция либо коагуляция электролитами. В ряде исследований было показано, что обработка биоколлоидов флокулянтами позволяет увеличить эффективность флотационных методов концентрирования. Во-первых, они способствуют повышению флотируемо-сти агрегатов клеток, во-вторых, снижают гидрофильность клеток благодаря нейтрализации поверхностных функциональных групп, что облегчает контакт агрегатов с гидрофобньпл пузырьком воздуха. [c.116] Кроме того, обработка флокулянтами приводит к снижению поверхностного натяжения жидкости, являющемуся обязательной предпосылкой успешного протекания флотационного процесса. [c.116] Несомненным преимуществом электрофлотационного вьщеления является возможность получения более плотных концентратов, непродолжительность процесса ( г 15 мин) и его технологичность. [c.117] Анализ литературных и патентных данных, посвященных флокуляции объектов биологической природы, показывает неуклонную тенденцию роста научного и практического интереса в этой области знаний. Так, если в 50-60-е годы они были связаны исключительно с концентрированием суспензий микроорганизмов и вирусов, то к настоящему времени область практического применения флокулянтов существенно расширилась. Основные отрасли, в которых метод флокуляции находит практическое применение, это — микробиологическая, медицинская, пищевая промьппленность и водоочистка. Важнейшие направления исследований и практического применения флокулянтов концентрирование биомассы, очистка культуральных жидкостей и питательных сред от клеточного материала и других примесей, очистка и концентрирование растворов ферментов, антибиотиков, других продуктов микробного синтеза, иммобилизация клеток и ферментов, очистка сточных вод (см. схему на рис. 6.1). [c.117] Техническое решение практического применения метода флокуляции в зависимости от стоящей задачи может быть различным. Применяются как прямое осаждение (отстаивание) сфлокулированных клеток микроорганизмов и белков, так и специальные методы центрифугирование, сепарация, флотация, фильтрование. В последнем случае предварительная обработка культуральных жидкостей флокулянтами существенно повышает эффективность концентрирования, а в ряде случаев способствует и повышению качества целевого продукта. [c.119] Ниже на ряде примеров показана возможность применения флокулянтов для решения биотехнологических задач. Ограниченный объем книги не позволяет с достаточной полнотой осветить все вопросы применения полиэлектролитов, поэтому нами бьши отобраны наиболее интересные с практической точки зрения работы. [c.119] Большая группа крупнотоннажных биотехнологических производств основана на получении биомассы микроорганизмов, которая находит применение в различных отраслях народного хозяйства. В качестве товарного продукта выпускаются кормовые белки (БВК), биоинсектициды, закваски, дрожжи, вакцинные штаммы микроорганизмов и вирусов, которые находят широкое применение в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, пищевой промышленности. [c.119] В условиях интенсивно развивающегося животноводства крайне важна задача создания сбалансированных кормов. Одним из альтернативных путей ее достижения является биотехнологическое производство клеточных белков, полноценных по набору незаменимых аминокислот. Производство кормового белка [синонимы БВК, кормовые дрожжи, в зарубежной литературе — белок одноклеточных (8СР) ] основано на культивировании четырех категорий микроорганизмов бактерий, грибов, дрожжей и микроводорослей, используюших в качестве субстрата источников питания углеводы отходов сельскохозяйственной продукции, целлюлозно-бумажного производства, углеводороды нефти, простейшие спирты, газы (СО2, метан) и др. В настоящее время производство кормовых дрожжей только в СССР превысило 1 млн.т/год и характеризуется тенденцией неуклонного роста в прёдстоящее десятилетие. [c.119] Одним из путей интенсификации концентрирования биомассы является предварительная обработка культуральных жидкостей с целью снижения агрегативной устойчивости биоколлоидов. Для этого часто применяется тепловая коагуляция, а также реагентные методы — коагуляция и флокуляция (см. табл. 6.1). [c.120] Вернуться к основной статье