Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

я и другие методы усиления массопередачи и теплообмена (I. J. Laukevies et al., 1985)'.

Газофазные процессы осуществляют в аппаратах с твердым наполнителем, через который пропускают ток газа (рис. 10). В таких аппаратах получают спирт на основе дрожжей, а также их биомассу (О. Moebus, М. Teuber, 1984). Мелкие агрегаты дрожжевых клеток, предварительно увлажненные концентрированной питательной средой, «парят» внутри биореактора в мощном потоке газа, вырывающегося из сопла в днище аппарата. Газ, покидающий аппарат, несет летучие продукты жизнедеятельности дрожжей, в том числе спирт, конденсируемый в холодильнике.

Процесс может быть реализован как в аэробных (и тогда газ-носитель — воздух), так и в анаэробных условиях (в этом случае через реактор продувают С02). Агрегаты дрожжевых клеток играют здесь одновременно роль и биообъекта, и твердого наполнителя. Аналогичную установку использовали для переработки риса и сои в кодзи (традиционный японский продукт питания) с применением плесневых грибов (Т. Akao et al., 1977).

Поверхностные процессы. 11оверхностное культивирование биообъектов в жидкой питательной среде вблизи раздела фаз газ — жидкость — распространенный метод, хотя и уступающий по эффективности синтеза целевого продукта глубинному методу культивирования. Однако метод остается в ходу применительно к процессам, сопровождающимся накоплением внеклеточных продуктов в культуральной среде или зависящих от контакта между организмом и воздушной средой. Такой контакт требуется для мицелиальных грибов при переходе к определенным стадиям развития. Экономический выигрыш связан с относительной простотой изготовления и эксплуатации биореакторов.

Гпава

!

ОТДЕЛЕНИЕ,

ОЧИСТКА И МОДИФИКАЦИЯ ПРОДУКТОВ

Завершающая стадия биотехнологического процесса — выделение целевого продукта. Эта стадия существенно различается в зависимости от того, накапливается продукт в клетке или он выделяется в культуральную жидкость, или же продуктом является сама клеточная масса (рис. И). Наиболее сложно выделение продукта, накапливающегося в клетках. Для этого клетки необходимо отделить от куль-

туральной жидкости, разрушить (дезинтегрировать) и далее целевой продукт очистить от массы компонентов разрушенных клеток. Выделение продукта облегчается, если он высвобождается (экскретируется) продуцентом в культуральную жидкость. Поэтому понятно стремление биотехнологов получить методами генетической инженерии промышленные штаммы микроорганизмов, экскретирующих возможно большее количество ценных продуктов.

Технология выделения и очистки в значительной степени зависит от природы целевого продукта. Так, ферменты (протеазы, целлюла-зы и т. д.) выделяют путем

осаждения органическими рис п основные этапы отделения и растворителями ИЛИ СуЛЬфа- очистки биотехнологических продуктов том аммония. Имеется возможность обойтись без их полной очистки, поскольку в народном хозяйстве широко используют смешанные ферментные препараты, содержащие несколько белков, близких по физико-химическим свойствам. В то же время т?-кие ферменты, как эндо- и экзонуклеазы, лигазы, требукУг сложной многоэтапной очистки с применением тонких методов препаративного разделения. Некоторые традиционные биотехнологические процессы вообще не включают этапа отделения продукта.

§ 1. Отделение биомассы от культуральной жидкости

Первым этапом на пути к очистке целевого продукта является разделение культуральной жидкости и биомассы — сепарация. Иногда сепарации предшествует специальная обработка культуры — изменение рН, нагревание, добавление коагулянтов белков или флокуллянтов для более эффективного отделения биомассы и стабилизации продуктов. Существуют различные методы сепарации.

1. Флотация. Метод может быть применен, если клетки продуцента в биореакторе из-за низкой смачиваемости накапливаются в поверхностных слоях жидкости. -Флотаторы различных конструкций сцеживают, откачивают или соскребают пену, состоящую из пузырьков газа с прилипшими к ним клетками. Повышение эффективности отбора биомассы в виде концентрированной суспензии достигается вспениванием жидкости с последующим отделением ее верхнего слоя. Флотацию широко используют как первый этап отделения дрожжевой массы для осветления культуральной жидкости. К достоинствам метода относятся экономичность, высокая производительность, возможность применения в условиях непрерывного процесса.

2. Фильтрация. Все применяемые в настоящее время виды фильтров, барабанные, дисковые, ленточные, тарельчатые, карусельные вакуум-фильтры, фильтр-прессы различных конструкций, мембранные фильтры (В.А.Быков и др., 1985; В. Sikyta, 1984 е) используют один и тот же принцип — задержание биомассы на пористой фильтрующей перегородке. Диаметр пор может превышать размеры клеток, что практически не снижает эффективность фильтрации. Даже если первая небольшая порция биомассы проскакивает через фильтр, в дальнейшем по мере прохождения жидкости диаметр капиллярных каналов сужается из-за прилипания частиц к

страница 39
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(25.11.2017)