Сепарирование

Концентрирование биомассы микроорганизмов проводится методом сепарирования, который позволяете высокой скоростью обрабатывать большие объемы труднофильтруемых суспензий. Процесс сепарирования более энергоемок по сравнению с флотированием поэтому в тех случаях, когда это, возможно, следует провести предварительное флотирование, что позволяет сократить число ступеней сепарирования.

Перед сепарированием культуральная жидкость должна быть подвергнута деэмульгированию - ожижению или дегазации, чтобы обеспечить нормальное перекачивание и сепарирование культуральной жидкости.

Рисунок 18 - Выпарной аппарат со стекающей пленкой

Деэмульгирование осуществляется различными способами: механическим (механическое пеногашение во флотаторах или вне их при отсутствии стадии флотирования), химическим (с использованием химических средств пеногашения) или естественным (в специальных деэмульгаторах).

Процессы сепарирования проводят в высокопроизводительных аппаратах — сепараторах. Отделение биомассы в сепараторах происходит под действием центробежной силы. Рабочим органом сепаратора является барабан, внутри которого на тарелкодержателе крепится конические тарелки. Тарелки имею выступ на стороне ребра, благодаря которым между ними создается зазор толщиной 0,8 мм. Барабан свободно насажен на вал-веретено.

Существенным недостатком сепараторов этой конструкции является быстрая засоряемость межтарельчатого пространства и сопел механическими включениями и остатками биомассы. Продолжительность работы сепараторов без чистки от 12 до 24 ч, после чего барабан следует разобрать и промыть.

Термообработка и упаривание

В микробиологической промышленности широко распространен процесс упаривания как один из способов предварительного концентрирования целевых продуктов.

Целевые продукты биосинтеза в основном неустойчивы к нагреванию (термолабильны) и могут в определенной степени инактивироваться при температурах 50 - 60°C в течение 5 - 15 мин. Поэтому процесс упаривания следует проводить при режимах, обеспечивающих минимальные потери биологической активности конечных продуктов. Для каждого конкретного продукта опытным путем определяется время пребывания в вы­парном аппарате при соответствующей температуре.

Для упаривания культуральных жидкостей принята темпе­ратура 70 – 75 ^оС. Такая температура кипения достигается пу­тем создания соответствующего разрежения в выпарных аппаратах.

Упаривание проводится в одно- или многокорпусной вакуум-выпарной установке. В многокорпусных вакуум-выпарных установках происходит мно­гократное упаривание культуральной жидкости, поступающей последова­тельно из одного аппарата в другой.

Рисунок 19 - Трехкорпусная выпарная установка: 1 - испаритель; 2 – брызгоотделитель; 3- труба вторичного пара; 4 - испаритель II ступени; 5 - испаритель III ступени; 6 - поверхностный конденсатор; 7 –насосы; 8 - водокольцевой вакуум-насос.

Выпарной аппарат, показанный на рисунке 18, работает по принципу нисходящего потока. Культуральная жидкость из приемного бака насосом подается в верхнюю часть испарителя, где равномерно распределяется по верхней трубной решетке и стекает в виде тонкой пленки по внутренней поверхности труб. В межтрубное пространство пер­вого испарителя подается свежий греющий пар. Образующийся при испарении культуральной жидкости пар, так называемый вторичный пар, стекает в том же направлении, что и жидкостная пленка по трубам, а затем поступает в отделитель жидкости. Здесь происходит отделение упаренной жидкости от вторичного пара. Вторичный пар с температурой 80 - 87 °С направляется в межтрубное пространство второго испарителя.

Сгущенная культуральная жидкость из нижней части первого испарителя и отделителя насосом направляется на вто­рую ступень упаривания, а затем на третью (рисунок 19).

Дата добавления: 2014-01-04