Замораживание

Замораживание - наиболее ответственный этап в технологии сублимационной сушки продуктов микробиологического синтеза.

Замораживание биомассы приводит к физическим, биофи­зическим и биохимическим изменениям в клетке. В результате кристаллообразования при замораживании происходит по­вреждение и разрушение клеточных мембран и других структур клетки. Эти повреждения могут быть вызваны тремя основными причинами: 1) механическим воздействием на клетки кристаллов льда; 2) повышением концентрации электролитов, что вызывает денатурацию мембран; 3) снижением разности концентрации веществ внутри и снаружи клетки.

Чтобы избежать денатурации белка в процессе заморажи­вания, следует подбирать оптимальные условия кристаллизации воды. Большое значение имеет скорость замораживания. При медленном замораживании образуются крупные кристаллы льда, имеющие меньшую поверхность испарения, чем мелкие кристаллы, образующиеся при быстром замораживании. Для получения однородной массы кристаллов замораживание проводят быстро, поддерживая температуру воздуха в камере в интервале от 20 до 30°С и обеспечивая его интенсивную циркуляцию.

Существует несколько способов замораживания биомассы: контактное замораживание на охлаждаемых полках, конвективное замораживание охлажденным газом, комбинированное замораживание (контакт и вентиляция), кондуктивное замораживание - погружение в охлажденную ванну. Выбор способа замораживания определяется свойствами микроорганизмов, под­вергаемых сублимационной сушке. Сушка. Процесс сублимационной сушки проводят периоди­ческим способом в сублимационных аппаратах - сублимационных камерах, или сублиматорах.

Сублимационные камеры представляют собой герметичные металлические горизонтальные аппараты чаше всего в форме цилиндра. Сублиматор соединен трубопроводом с конденсатом, в котором водяной пар из парогазовой смеси конденсируйся на трубчатой или плоской поверхности теплообменного устройства. Для создания вакуума и удаления из сублиматора парогазовой смеси применяют раз­личные механические и эжекторные вакуум-насосы, которые устанавливаются после конденсатора.

Рисунок 28 - Схема сублимационной установки периодического действия

На рисунке 28 представлена принципиальная схема сублимационной установки периодического действия. Высушиваемый продукт размешают на полках сублиматора. Внутри полок цирку­лирует с помощью насоса теплоноситель, который охлаждает полки при замораживании продукта или нагревает их в период сушки. Вакуум-насос создает необходимый вакуум и откачива­ет парогазовую смесь из сублиматора. Конденсация паров воды происходит в льдоконденсаторе, куда подается хладоагент от холодильной установки.

Процесс сушки методом сублимации льда в вакууме состоит из двух периодов. В первом, когда удаляется свободная вода, сушка притекает с постоянной скоростью, а во втором – скорость сушки. Первый период сушки проводят при достаточно низких температурах от 8 до 12°С, а во втором периоде температуру постепенно повышают до температуры окружаю­щей среды. В некоторых случаях для удаления последних 2-3% воды продукт выдерживают при 60-70°С, что крайне отрицательно сказывается на его качестве. После сублимационной сушки продукт направляется на фасовку и упаковку, способы которых выбирают в зависимости от назначения и товарной формы биопрепарата.

В последнее время все большее распространение получают сублимационные сушилки непрерывного действия.

Процесс сублимационной сушки является весьма энергоем­ким и дорогим, но он незаменим в производстве ряда биопре­паратов, особенно для медицинских и ветеринарных целей.

Дата добавления: 2014-01-04