Н. М. Кижнера ишнпт тпу чубик Марианна Валериановна процессы в биотехнологии главная задача

ПРИГОТОВЛЕНИЕ
ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
Банк
клеток
Суб-
страт1
Предферментационная стадия
Суб-
страт2
Суб-
страт3
Суб-
страт4
Суб-
страт5
Крупномасштабный биореактор
Пено-
гаситель
Посевные биореакторы
ферментация
150л Bioreactor
750 л Bioreactor
5,000 л биореакторr
26,000 л биореактор
ФИЛЬТРАЦИЯ
СБОР
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
Получение продукта
Сбор
культураль-
ной жид-
кости
1500л
фильтр
стеллаж
Ионнообменная
хроматография
колонна
Сбор
элюата
8000л
Сбор
элюата
6000л
фильтр
Хроматографи-
ческий стеллаж
Гель-проникающая хроматография
колонна
стеллаж
колонна
Сбор
элюата
20000л
Адсорбционная
хроматография
Сбор
элюата
20000л
дезин-
фекция
Сбор
элюата
5000л
фильтр
стеллаж
Афинная хроматография
колонна
стериль-
ный
элюат
3000л
Фильтрация
от вирусов
Ultra Filtration
Diafiltration
Про-
дукт
очистка
24 дня
31 день
8 дней
1 день
Общая схема биотехнологического процесса
29
3. Постферментационная стадия
30
Постферментационная стадия обеспечивает получение готовой товарной продукции и также обезвреживание отходов и побочных продуктов.
Культуральная жидкость, образующаяся в процессе ферментации, представляет собой сложную многофазную систему: в водной фазе содержатся клетки продуцента, продукты их жизнедеятельности, непотребленные компоненты питательной среды, мельчайшие капельки жира и пузырьки воздуха.
В свою очередь, водная фаза культуральной жидкости (нативный раствор) включает большое количество органических и неорганических веществ, коллоидных фракций белков, сухой остаток культуральной жидкости – до 17 % и более, содержание биомассы в культуральной жидкости достигает 8–10 %.
Концентрация целевого продукта чаще всего не превышает 1,5 %, что составляет менее 10 % сухого остатка.
31
Важнейшей задачей постферментационной стадии является выделение и очистка целевого продукта.
Эта задача является фактической задачей на разделение суспензии и имеет несколько вариантов инженерного решения.
Возможные способы выделения целевого продукта
32
1. Фракционирование культуральной жидкости и отделение биомассы
Наиболее распространенный метод для этих целей – сепарация, которая осуществляется в сепараторах, которые работают по различным схемам, в зависимости от свойств культуральной жидкости.
Основные проблемы возникают при необходимости выделения мелко взвешенных частиц размером 0,5–1,0 мкм и менее (бактериальные клетки) и переработки больших объемов жидкости (производство кормового белка).
Для повышения эффективности процесса сепарации применяют предварительную специальную обработку культуры – изменение pH, нагревание, добавление химических агентов.
Сепаратор Ж5-ОС2-Д500
33
Разделение суспензий
1. Седиментация - разделение культуры как дисперсной системы на дисперсную фазу и дисперсионную среду (в нашем случае – клетки продуцента и культуральную жидкость);

• отстаивание - в процессе которого клетки продуцента, отличающиеся по плотности от культуральной жидкости, рано или поздно либо выпадут в осадок, либо всплывут;
• центрифугирование;