Kosu u biotehnološke industrije

Uklanjanje vlage iz mikrobne sinteze međuprodukata je jedna od krajnjih proizvodnih operacija. Sušenje je vrlo intenzivna energija, kompleks, međusobno složeni kemijski i toplinski difuzije. Industrijska mikrobiologija se bave živih organizama, te u nekim slučajevima za komercijalni proizvod je potrebno čuvati ne samo kvalitetu, već i održivost pripremama. Gdje je glavni oblik je zbog vlage materijala, koji se, za mikrobne sinteze proizvode malo istražena.

Mikrobiološki sinteza primijeniti postupak sušenja može se svrstati u dvije velike skupine: Proizvodi koji su se u dehidratacije zahtijevaju zaštitu od mikroorganizama ili više aktivnosti vitalnih lijekova (antibiotici, sredstava za zaštitu bilja, enzimi), - proizvoda koji se nakon sušenja zahtijevaju očuvanje visoke prehrambene vrijednosti (stočna kvasac, proteina hrane i dr.).

Skladu, mikrobiološke sinteze proizvode (iz perspektive realizacije postupka sušenja) dijele se u dvije kategorije: bakterijski vegetativni kulture (bakterije, kvasca, gljivice, viruse, itd) - mikroorganizmi sporogena (bakterije spore, proteina, enzima, aminokiseline, antibiotici itd.)

Prvi kategorije karakterizira visoka stopa mikrobne razaranja uslijed toplinskog inaktivacije u relativno uskom rasponu temperatura (40-60) ° C, bez obzira na vrstu kulture. Materijali iz druge kategorije, imaju znatno veću otpornost na toplinu i manju stopu inaktivacije.

Kao što je navedeno, za vegetativnim bakterijskih stanica, enzima, virusa, itd Glavni ograničavajući mehanizam inaktivacije staničnu denaturacije proteina, u drugom slučaju može se pretpostaviti struktura poremećaj sporama ili makromolekule tvari. Isto tako, utjecaj temperature je prikazan i utjecaj na održivost preostale vlage (sigurnost) pokazatelja kakvoće sušenja objekte različite prirode. Za materijale iz prve kategorije je kritična sadržaj vlage 50-70%, s većom stabilnošću su kvasac kulture i kulture bakterija koje rastu na čvrstim podlogama.

Visoka održivost spor si. thuringiensis pripravak pohranjen na sadržaj vlage od oko 11%.

Visoka otpornost različiti antibiotici i aminokiseline. Materijali koji se odnose na druge kategorije, s niskim sadržajem zaostale vlage zadržati tehnološke parametre za dugo vremena, dok vegetativne bakterijske forme imaju tendenciju da se smanji održivost vremena, ovisno o sadržaju vlage. Druga kategorija može također uključivati protein i enzimskih pripravaka, koja ima visoku temperaturnu osjetljivost uz dovoljnu stabilnost - konačni udio vlage reda od 5-6% je praktički smanjuje njihovu enzimsku aktivnost.

Strogi Razlozi za odabir metode i sušenje način uz dobivanje željenog krajnjeg kvalitete proizvoda se mogu proizvesti samo pažljivim analizom toplinski parametri procesa sušenja i trajanje grijanja i brzini hlađenja, brzine uklanjanje vlage, reološka svojstva i higroskopni materijal.

Preporučiti bilo koju metodu sušenja je potrebno postaviti temperaturu način procesa. Sa stajališta prijenosa topline i mase intenziviranje, naravno, biti vođeni maksimalnim kapacitetom topline je određena, s druge strane, maksimalna dopuštena temperatura za toplinski otpor materijala ogrjevnog medija.

Izvedba sušilice osušena materijala i količine vlage odstranjuje sušenjem određuje iz jednadžbe bilance materijala.

Jasne karakteristike za razvrstavanje proizvoda sušači mikrobiološke industrija ne postoji. Sušilice koriste u industriji mikrobiološke i može se karakterizirati postupku proizvodnje rashladnog sredstva za punjenje u komoru za sušenje, kao i na njihove hidrodinamičke uvjete rada. Najkorišteniji u pražnjenja biosintetskih proizvoda pronađeno konvektivni sušilice (valjak, remen, bubanj, raspršivanje, fluidiziranog sloja, itd) se manje koriste kontaktivnye kosu.

Valjak za glačanje (Sl. 7.35) se najčešće koristi za sušenje stočne kvasac sa sadržajem čvrstih tvari od 20-25%. Sušenje se provodi pod striktnu kontrolu temperature da se spriječi denaturiranje proteina. Na valjak za kosu granica temperature rashladne tekućine iz 70-80 ° C. Bubanj, koji je zatvoren na krajevima kape isporučen pare.

Na krajevima bubnja postavljen gornjem klin koji čini između bubnjevi kupelj, u kojoj se kontinuirano dovodi koncentrat biomase. Kada bubanj rotira staničnu biomase moči površini tanki sloj, koji se osuši do sadržaja vlage od 8-10%. Suho se biomasa ukloni s površine bubnja i obasuo noževima u uzdužnom vijka, pri čemu se puni u pakiranje.

Sušenje dovodnu koncentrata koji sadržava amino kiseline, kao što su lizin, histidin, arginin, triptofan, do sadržaja vlage od 8-10%, vrši se na vrpci, te sprej sušilice sa fluidiziranim. Vožnja pojas za kosu prikazan je na slici. 7,35, b. Pašteta biomasa prethodno izmiješa s punilom i zatim prešane u brikete, koje se prenose pokretnom trakom na kosu. Nakon sušenja, materijal masu u udarnom mlinu. Korištenje odgovarajućih pojasa za kosu i kada Vlažni materijal je oblikovana unaprijed i sušenja u tom obliku samo prihvatljiv.

Sl. 7.35. sušilice shema: valjak (a) i traka (b) - i 1- kozhuh- 2 - 3 baraban- -shtutser punjenje para 4 - O cijevni kondensata- 5 - shnek- b: 1 - kondenzacijski gorshok- 2 - strugač pročišćavanje lenty- 3 - schit- 4 - vrata za izravnavanje proizvoda- 5 - termopara- 6 - psihrometr- 7 - 8 tape- - grijač (Sl. Voynova nA)

Sprej za kosu. Postupak sušenja raspršivanjem ima nekoliko prednosti u usporedbi s drugim metodama za sušenje. Proces sušenja se odvija vrlo brzo (15-30 sekundi), čestice u visokom temperaturnom području imaju zasićenu površinu čija je temperatura blizu adijabatski isparavanjem čiste tekućine.

Zbog sušenja trenutačan i niskim temperaturama materijala usitnjene čestice dobivene osušenog proizvoda dobre kakvoće. Na primjer, ne denaturacije proteina dogodi, gubitak oksidaciju vitamina itd Ovaj postupak često koristi za sušenje hrane, organskih soli, i boja, te farmaceutske i druge biološki osjetljivih materijala.

Kvalitativnim karakteristikama proizvoda sprej-sušena u zagrijanim zrakom ili inertnim plinom (dušik, ugljični dioksid), može se usporediti samo s proizvodom osuši pod visokim vakuumom. Sušenje raspršivanjem i lako prilagoditi promjenama u pravom smjeru pokazatelja kvalitete gotovog proizvoda, ovisno o uvjetima sušenja. Na primjer, moguće je prilagoditi i promijeniti u određenim granicama volumetričku težinu suhog veličine čestica praha, konačne vlažnosti i temperature. Sušenje dobivenog konačni produkt, koji se obično ne zahtijeva daljnje usitnjavanje i ima povećanu topljivost.

U primjeni sušenje raspršivanjem često može značajno smanjiti i potpuno mehanizirana proizvodni ciklus se dobije suhi produkt. U ovom slučaju, to može biti eliminiran od strane procesa kao što su filtriranje, centrifugiranje, brušenje.

U sprej za kosu može postići visoku učinkovitost na osušenog materijala, ne zahtijeva veliki broj polaznika. Materijal se osuši u procesu sušenja nije u dodiru s površinama za sušenje do dok se ne osuši. To pojednostavljuje rješavanje problema korozije i izbor materijala za komoru za sušenje.

Za druge metode sušenjem vlažnog produkta u kontaktu s metalnim površinama. Sprejno sušenje može izvesti u rasponu temperature širok sušenje (60-1) 200 ° C Sušenjem raspršivanjem lako provesti dobivanje osušenog proizvoda, koji se sastoji od raznih suhih sastojaka u određenim omjerima, na primjer, dodavanjem potrebne količine drugih materijala, prije sušenja u osnovnom materijalu.

sprej sušenja Postupak ima neke nedostatke: veliki specifične dimenzije sušilici tijekom zraka za sušenje u početnoj temperaturi (100-1 50 ° C), je relativno skupo i sofisticirane opreme za prskanje i odvajanje osušenog proizvoda od ispušnih plinova.

Najproduktivniji su sprej za kosu koji se koriste za suho prehrambeni kvasac. Sl. 7.36 je dijagram raspršivača s centrifugalnim atomizacije. Kvasac kaša se kontinuirano dovodi pod laganim pritiskom na prskalice rotirajući disk. Zbog centrifugalne sile nastale tijekom rotacije diska, otopina u obliku filma pomiče kontinuirano s povećanjem brzine diska periferije i ispušta se u obliku dezintegrirajuće tokova u sitne kapljice (6-70) mikrona.

Sušenje sredstvo (grijanjem zraka ili plinovi izgaranja se razrijedi s zrakom) dovodi se u komoru za sušenje kroz cjevovod. Uz pomoć vodiča krila stvara više brzine rashladnog sredstva na ulazu u komoru za sušenje i istovremeno izvijestio spiralni smjer.

Sl. 7.36. Shema sprej sušilica s centrifugalnim prskanje suspenzije 1 - bazom 2 - sprej uredaja 3 - 4 teplonositelya- ulaz - izlaz teplonositelya- 5 - (Sl. NA Voynova) uklanjanje gotovog proizvoda.

Početna temperatura medija za sušenje tijekom sušenja stočnog kvasca slojevi (300-350) ° C.
Sprej suspenzijom kvasca, koji dolaze u kontakt s rashladnim sredstvom, suši. Isparavanje vode iz kvasca suspenzije na visoki stupanj atomizacije javlja gotovo trenutno, tako da se sredstvo za sušenje se brzo ohladi, a temperatura na izlazu iz sušilice je manji od 90 ° C

Osuši kvasac također zagrijavaju iznad te temperature. Suhi kvasac stočna hrana u obliku praha koji se nanosi na donjeg konusnog dijela za sušenje gdje se kontinuirano odstranjuje. Potrošeni medij grijanja ispuštaju iz komore za sušenje, kroz izlaz plina. Dio kvasca (15-20%) se izvodi s rashladnim sredstvom, i instaliran ciklona za njihovo hvatanje.

Suhi kvasac ispod stožac ciklona za sušenje i dovodi se pneumatski pakiranja i pakiranja. Sušilice tipa SRF opremljena s pneumatskim ili mehaničkim brizgaljki. Primjena jednog ili dmgom mlaznice ovisi o početnim svojstvima proizvoda, sušenje uvjeta i zahtjeva za konačni produkt. Sušilice s mehaničkim atomizerima se preporučuju za prskanje i sušenje fine emulzije i pravi koloide, fino podijeljene suspenzije.

Bubanj sušilice (Sl. 7.37), koji radi na atmosferskom tlaku koristi za sušenje enzimskih pripravaka, organske kiseline i druge mikrobiološki sintezu. U usporedbi s drugim vrstama jedinica za sušenje u gubitku kosu bubnja enzimatske aktivnosti ne prelazi (10,5%).

Sl. 7.37. Shema slika i bubanj kosu 1 - baraban- 2 - bunker- 3 - istovar o uređaju 4 - ventilyator- 5 - ciklonski (Sl Voynova NA).

U većini slučajeva se sušenje obavlja vrućim zrakom na cocurrent ili protustrujno kretanju sredstva za hlađenje proizvoda. Zrak isporučuje u bubanj za suho temeljito očistiti. Obično se za ovu dva koraka filtriranja pomoću grubog filtra i bakterijske pročišćavanje.

Za sušenje sastoji se od šupljeg cilindričnog tijela rotirajuće 1 montira na valjkastim ležajevima 6 pomoću kuta nagiba (0,5-0,6) ° u smjeru ispuštanja proizvoda. Materijal se suši se uvodi u spremniku 2 i spiralnom umetkom ulazi u šupljinu kućišta, kroz koji prolazi niz mlaznica, intenzivno miješa i u kontaktu s rashladnim sredstvom, koje osigurava proces sušenja.

Tekućina za sušenje krevet je naširoko koristi u obradi kserolabilnyh materijala, jer propis je lako postići konačni sadržaj vlage u materijalu. Glavne prednosti navedenih sušenja su: visok intenzitet procesa perenosa- čestice sprečavaju lokalna pregrijavanja konstruktivno relativno jednostavan sklop (Slika 7.38, a.), Mogućnost granulacijske materijala (antibiotici, amino kiseline) izravno u procesu sušenja.

Najvažnije kontraindikacija primjenom metode za vrtloženje je mehanički integritet povreda čestica (abrazija, lijepljenja). Da cjevasta kosu (Sl. 7.38, b) načelo pneumatskog transporta krutih čestica (granule), u cijevi 3, a zatim se vrši uklanjanje vlage iz vanjske površine proizvoda koji se suši.

Sl. 7.38. Shema: sušilice s fluidiziranim ležajem (a, b) - pneumatski cjevasta kosu (c): 1 - 2 hranjive - bunker- 3 - bazom 4 - 5 ciklon -filtr- 7 - oslobađanje ugradnja pojedine proizvode 8 - ulaz rashladne tekućine ( sl. Voinov NA)

Zamrzavanje kosu. Sublimacijom (liofilizacija) - krutina prijelaz kada grije u plinovitom stanju, izbjegavajući tekuće faze. Na izlazu iz medija ispušnog topline kosu ulazi u ciklon 5, a suhi proizvod teče u uređaj za pražnjenje, na 3. promjera 1.2 m, i kosu kućišta na svoje duljine 4,2 m kosu izvedba gljiva kultura dostigne 1,5 m / dan.

Sušenje zamrzavanjem mikrobiološke sinteze proizvode predstavlja poseban slučaj vakuumskom destilacijom isparavanjem leda iz smrznutog proizvoda. Provođenjem sušenje zamrzavanjem vakuumu pruža niže temperature obrade, a time i održavanje strukture stanice na održiv stanju. Sušenje smrzavanjem je vrlo pogodan za živih organizama, određenih enzima i drugih osjetljivih na temperaturu proizvoda. U tom slučaju, barem inaktivirati enzime, dobro je održavan stanica održivost.

Prednosti sušenja razmatraju: vlaga ukloni pri niskim temperaturama, koji uglavnom eliminira inaktivacije pojedine proizvode ostaje stabilna struktura materijala (ne uništavaju ili konglomerat čestica) - praktički eliminira isplinjavanja osušenog materijala povredu svog kemijskog sostava- olakšana je moguće da se dobije suhi produkt, a u zapakiranom sterilna.

Sušenje zamrzavanjem bioloških proizvoda sastoji se od koraka zamrzavanja, sublimacija, desorpciju (suhog). Od stopi od smrzavanja i konačne temperature proizvoda ovisi proces sublimacije.

Podvrgava sušenje zamrzavanjem mikrobne suspenzijski koncentrat dobiven iz medija kulture s jednim od mehaničkih postupaka odvodnje (filtracija, centrifugiranje). Koncentrirana suspenzija mikroorganizama dodaju u određenu količinu tzv zaštićenom koji štiti stanice od smrti tijekom smrzavanja te naknadnim sušenjem.

Mediji koji se koriste kao zaštitne koloide i hidrofilnih supstanci (proteini, amino kiseline, ugljikohidrata, itd), koji inhibiraju intracelularnu stvaranje leda, smanjenje koncentracije elektrolita i štite stanice od duboko ireverzibilnog dehidracije. Zamrzavanje biomase dovodi do fizičkih, biofizike i biokemijske promjene u stanicama.

Kao kristalizacije rezultat se javlja tijekom smrzavanja štetu i razaranje stanične membrane i druge stanične strukture. Ove lezije mogu biti uzrokovane tri glavna faktora: mehaničko djelovanje na stanice kristala lda- povećanjem koncentracije elektrolita koji denaturacija membrane uzrokuje smanjenje koncentracije razlike unutar i izvan stanice.

Kako bi se izbjeglo denaturacije proteina tijekom smrzavanja stanja su odabrana optimalne kristalizacije vode.

Od velike važnosti je stopa od smrzavanja. Uz polagano hlađenje, veliki kristali leda nastaju, ima donju površinu isparavanja od malih kristala se nastaju tijekom brzog smrzavanja.

Postoji nekoliko načina za zamrzavanje biomase: kontakt zamrzavanje na ohlađenu polkah- konvekcijom hladnoće gazom- kombinaciji zamrzavanje. Zamrzavanjem uređaj za sušenje (Sl. 7.39) sastoji od komore za sušenje, kondenzatora-desublimator i vakuum crpnog sustava.

Sl. 7.39. Shema rada serija: 1, 7 - hlađenje za ugradnju 2 - holodilnik- 3 - polki- 4 - sublimator- 5 - kondenzator 6 - vakuum pump- -nasos- 9 8 - posuda za zagrijavanje medija za prijenos topline (NA Sl. . Voynova)

Konstruktivan dizajn pojedinačnih elemenata kruga zbog specifičnog sublimiran materijala i želje da se osigura kontinuirano i visok intenzitet sušenja. U industrijskim postrojenjima sublimacije energija ulaz se izvodi uglavnom vođenja, zračenje infokrasnogo, strujama visoke frekvencije.

Primjene zamrzavanjem sušene pomoću kombinirane opskrbe energijom (IR - zračenje, ultrazvučne energije i ubrzanog protoka plina) kako bi se smanjila specifičnu potrošnju energije i povećava mogućnost da se oporavi od suhog koncentrata bakterija. Najučinkovitiji sušenja smrzavanjem u području ultrazvuka i atmosfera inertnog plina. Osim toga, značajno smanjena specifična potrošnja energije ispari vlage u usporedbi s kontaktom liofilizacijom.

NA Ratnika, TG Volova

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan