Kosu u biotehnologije industriji

Uklanjanje vlage iz mikrobne sinteze intermedijera je jedna od završnih proizvodnih operacija. Sušenje je vrlo energetski intenzivne, složene, međusobno složene kemijske i procese termičke difuzije. Industrijske mikrobiologije se bave sa živim organizmima, au nekim slučajevima i za komercijalni proizvod je potrebno za očuvanje ne samo kvalitetu, ali i održivost priprema. Pri čemu je osnovni oblik je zbog materijalne vlage, koja je, za mikrobiološke sinteze proizvode malo istražena.

sinteza mikrobiološke kao primijeniti na proces sušenja mogu se svrstati u dvije široke klase: proizvodi koji su u odvodnjavanje zahtijevaju očuvanje mikroorganizama ili više aktivnosti osnovnih lijekova (antibiotici, agenti biljnoj zaštiti, enzimi), - proizvodi koji nakon sušenja zahtijevaju očuvanje visoke nutritivne vrijednosti (stočna hrana kvasac, proteina hrane i dr.).

Prema, mikrobiološke sinteze proizvoda (iz perspektive realizacije procesa sušenja) su podijeljene u dvije kategorije: bakterijska vegetativno kultura (bakterije, kvasac, gljivice, virusi, itd) - spore formiranje mikroorganizama (bakterije spora, proteini, enzimi, aminokiseline, antibiotici itd.)

Za prvu kategoriju se odlikuje visokom stopom mikroba uništenja kao rezultat termičke inaktivacije u relativno uskom rasponu temperature (40-60) ° C, bez obzira na vrstu kulture. Materijali iz druge kategorije, imaju znatno veću otpornost na toplotu i manju stopu inaktivacije.

Kako se navodi, za vegetativno bakterijske ćelije, enzimi, virusa, itd glavni ograničavajući mehanizam je toplota inaktivacije mobilnih denaturacije proteina, u drugom slučaju može se pretpostaviti struktura prekid spora ili makromolekula supstance. Slično tome, utjecaj temperature prikazuje se i utjecaj na održivost preostale vlage (sigurnost) pokazatelja kvaliteta sušenje objekata različite prirode. Za materijale prve kategorije je sadržaj kritična vlage 50-70%, uz veću stabilnost su kvasac kulture i kulture bakterija rastu na čvrstim podlogama.

Visoke održivosti spor vas. thuringiensis priprema skladišti na sadržaj vlage od oko 11%.

Visoka otpornost različitih antibiotika i aminokiselina. Materijale koji se odnose na druge kategorije, s niskim sadržajem vlage zadržati tehnoloških parametara za dugo vremena, dok je vegetativni bakterijski oblici imaju tendenciju da se smanji održivost tog vremena, u zavisnosti od sadržaja vlage. Druga kategorija može uključivati proteina i enzima pripreme, ima visoku toplotnu osjetljivost uz dovoljnu stabilnost - konačni sadržaj vlage reda 5-6% praktično smanjuje njihovu enzimsku aktivnost.

Stroge obrazloženje za izbor načina i sušenje režim sa pripremom željenog kvaliteta krajnjeg proizvoda može proizvesti samo pažljiva analiza termičkih parametara procesa sušenja, a trajanje grijanja i stope za hlađenje, stopa uklanjanja vlage, reološka svojstva i higroskopan materijal.

U preporučivanje bilo kojom metodom sušenja potrebno je postaviti temperaturu režima procesa. Sa stanovišta topline i mase intenziviranje, naravno, biti vođena maksimalni kapacitet topline da se izabere, s druge strane, maksimalna dozvoljena temperatura za otpornost na toplinu materijal grijanja medija.

Nastup kosu osušene materijala i količinu vlage ukloniti sušenjem određuje se na osnovu materijalnog bilansa jednadžbe.

Jasne karakteristike za klasifikaciju proizvoda Sušila mikrobiološke industrija ne postoji. Sušilice koristi u mikrobiološkim industriji, a može se odlikuje procesa i proizvoda hranjenja za hlađenje u komoru za sušenje, kao i na hidrodinamički uvjeti njihovog rada. Najčešće se koristi u odvodnjavanje biosintetičkih pronađenih proizvoda sušila za konvektivni (valjak, pojas, bubanj, prskanje, fluidizovani, itd) se rjeđe koriste kontaktivnye za kosu.

Valjak za kosu (Sl. 7.35) se najčešće koristi za sušenje stočni kvasac sa sadržajem čvrste materije od 20-25%. Proces sušenja odvija se pod strogom kontrolom temperature za sprečavanje denaturacije proteina. Na valjak sušila temperature rashladnog sredstva granicu od 70-80 ° C. Bubanj, koji je zatvoren na krajevima kapica za pare.

Na krajevima bubnja set top klin formiranje između bubnjeve kupanje, u kojoj je koncentrat se kontinuirano isporučuje biomase. Kada bubanj okreće ćelijski biomase vlaži njihovoj površini tanak sloj, koji je osušen na sadržaj vlage 8-10%. Dry biomasa se uklanja iz površinu bubnja i istuširao noževima u uzdužnom vijak, gdje se hranio na pakovanje.

Sušenje koncentrata koji sadrži aminokiseline kao što su lizin, histidin, arginin, triptofan, da sadržaj vlage 8-10% vrši se na traci, sprej i fluidizovani sušila za krevet. Vožnje pojas za kosu je prikazan na slici. 7.35, b. Pasty biomasa je gotov sa punila i zatim oblikovani u brikete, koji se hrane na pokretnoj traci za kosu. Nakon sušenja, materijal je prizemlje u mlinu. Korištenje sušila pojasa odgovarajuće i kada je mokra materijal oblikovana unaprijed i sušenja u ovom obliku je jedino prihvatljivo.

Sl. 7.35. sušila za sheme: Roller (a) i bend (b) - i 1- kozhuh- od 2 - 3 baraban- -shtutser feed para- 4 - O bradavica kondensata- 5 - shnek- B: 1 - kondenzacijski gorshok- 2 - strugač pročišćavanje lenty- 3 - schit- 4 - vrata za izravnavanje proizvod-5 - termopara- 6 - psihrometr- 7-8 kasetofoni- - grijač (. slika Voynova nA)

Sprej sušilice. proces sušenje raspršivanjem ima nekoliko prednosti u odnosu na druge metode sušenja. Proces sušenja prihoda izuzetno brzo (15-30 sekundi), čestice u višim zoni temperatura imaju zasićenu površinu čija je temperatura blizu adijabatskog isparavanja čistog tečnosti.

Zbog trenutnog sušenja i niske temperature materijala rasprašenih čestica dobila osušenog proizvoda dobrog kvaliteta. Na primjer, ne denaturacije proteina dogodi, gubitak oksidaciju vitamina i sl Ova metoda se često koristi za sušenje prehrambenih proizvoda, organske soli, i boje, i bioloških lijekova i drugih osjetljivih materijala.

Kvalitativnim svojstvima proizvoda sprej-sušena u topao zrak ili inertni plin (dušik, ugljični dioksid), može se porediti samo sa proizvodom sušeni pod visokim vakuum. Sprej-sušenje i lako prilagoditi promjenama u pravom smjeru pokazatelja kvaliteta gotovog proizvoda, ovisno o uvjetima sušenja. Na primjer, moguće je prilagoditi i promijeniti u određenim granicama zapreminska težina veličine prah čestica, konačne vlažnosti i temperature. Sušenja dobiti finalni proizvod, koji se obično ne zahtijeva daljnje brušenje i ima povećanu topljivost.

U primjeni sprej-sušenja može često biti znatno smanjen i potpuno mehanizovane proizvodni ciklus dobije suhi proizvod. U ovom slučaju, može se eliminisati procesa kao što su filtriranje, centrifugiranje, brušenje.

U spreju sušare mogu postići visoke performanse na sušenog materijala, ne zahtijeva veliki broj polaznika. Materijala koji se suši u procesu sušenja nije u kontaktu sa površinama za kosu sve dok sve dok se ne osuši. Ovo pojednostavljuje rješavanje problema korozije i odabir materijala za sušare.

Za druge metode sušenja mokrog proizvod je u kontaktu s metalnim površinama. U spreju sušila se može izvršiti u širokom temperaturnom rasponu sušenja (60-1 200) ° C. Sprej-sušenje lako izvršiti pripremu osušenog proizvoda, koji se sastoji od različitih suve komponente u određenim proporcijama, na primjer dodavanjem potrebne količine drugih materijala prije sušenja u osnovnom materijalu.

sprej način sušenja ima neke nedostatke: veliki specifične dimenzije kosu u toku sušenja vazduha sa početnim temperature (100-1 50) ° C je relativno skupa i sofisticirane opreme za prskanje i odvajanje osušenog proizvoda iz izduvnih gasova.

Najproduktivnije su sušila za sprej se koristi da se osuši stočni kvasac. Sl. 7.36 je dijagram sprej za kosu sa centrifugalnim raspršivanje. Kvasac cisterne kontinuirano isporučuje pod blagim pritiskom na mehanizam sprej rotirajuće diskove. Zbog centrifugalne sile nastaje tokom rotacije diska, rješenje u obliku filma stalno preselio sa povećanjem brzine diska periferije i ispuštaju u obliku potoka raspada u male kapljice (6-70) mikrona.

Sušenje agent (Klima gasove se razrijediti s vazduh) se isporučuje u komoru za sušenje kroz naftovod. Uz pomoć vodiča lopatice stvara veću brzinu rashladnog sredstva na ulazu u komoru za sušenje i istovremeno prijavio pravac spiralu.

Sl. 7.36. Shema sprej za kosu sa centrifugalnim sprej suspenzija 1 - Base-2 - sprej uređaj-3 - 4 teplonositelya- ulaz - izlaz teplonositelya- 5 - (. Slika NA Voynova) uklanjanje gotovog proizvoda.

Početna temperatura medija sušenja prilikom sušenja stočni kvasac dostigne (300-350) ° C.
Spray kvasac cisterne, koji dolaze u kontakt sa rashladno sredstvo, sušeno. Isparavanje vode iz kvasca suspenzije na visok stupanj atomizacije javlja gotovo trenutno, tako da je agent za sušenje se brzo hladi i temperatura na izlazu iz sušare je manje od 90 ° C.

Sušeni kvasac i griju iznad ove temperature. Dry stočni kvasac u obliku praha unosi u donji konusni dio za kosu, gdje stalno ukloniti. Istrošene grijanje medij ispuštaju iz komore za sušenje kroz izlaz plina. Dio kvasac (15-20%) je zanesen sa rashladno sredstvo, i instaliran cikloni za njihovo hvatanje.

Suvog kvasca ispod konusa ciklona za kosu i pneumatski hrana za pakiranje i ambalaže. Sušila tip SRF opremljen pneumatskim ili mehaničkim brizgaljke. Korištenje jednog ili drugog dizajna mlaznica ovisi o početnoj svojstava proizvoda, sušenje uslove i zahtjeve za finalni proizvod. Sušare sa mehaničkim atomajzerima se preporučuju za prskanje i sušenje fino emulzije i istinito koloide, fino podijeljeni suspenzije.

Drum sušila (sl. 7.37), koji rade na atmosferskom pritisku se koristi za sušenje enzima pripreme, organske kiseline i druge mikrobiološke sinteze. U poređenju sa drugim vrstama jedinica sušenja u gubitak bubanj za kosu enzimskih aktivnosti ne prelazi (10,5%).

Sl. 7.37. Shema sliku i bubanj za kosu 1 - baraban- 2 - bunker- 3 - istovara uređaj- 4 - ventilyator- 5 - ciklon (slika Voynova NA).

U većini slučajeva za sušenje vrši Klima u cocurrent ili protustrujno kretanja za hlađenje i proizvoda. Zrak isporučuje u bubanj da se osuši temeljito očistiti. Obično se koristi za ovaj dva koraka filtracije pomoću grubog filtera i bakterijski pročišćavanje.

Mašinu za sušenje se sastoji od šupljeg cilindričnog rotirajućeg tijela 1 montirati na kotrljajući ležajevi 6 sa nagib (0,5-0,6) ° u pravcu pražnjenja proizvoda. Materijala koji se suši se ubacuje u bunker 2 i spiralni umetak ulazi u šupljinu kućišta, kroz koji prolazi veliki broj mlaznica, intenzivno mješoviti iu kontaktu sa rashladno sredstvo, čime se osigurava proces sušenja.

Fluid krevet sušenje je naširoko koristi u obradi kserolabilnyh materijala, jer propis se lako postiže konačni sadržaj vlage u materijalu. Glavne prednosti rekao sušenja su: visok intenzitet obrađuje perenosa- čestice sprečavaju lokalnog pregrijavanja relativno jednostavna konstruktivan dogovor (Slika 7.38, a.), Mogućnost granulaciju materijala (antibiotici, aminokiseline) direktno u proces sušenja.

Najvažniji kontraindikacija primjenom metoda fluidizovani je mehanička povreda integriteta čestica (abrazija, lijepljenja). Cevnim kosu (Sl. 7.38, b) princip pneumatski transport čvrstih čestica (granule) u cijev 3, zatim se vrši uklanjanje vanjski vlage s površine proizvoda koji se suši.

Sl. 7.38. Shema sušila: fluidiziranom sloju (a, b) - pneumatske cjevaste kosu (c): 1 - 2 hranjiv - bunker- 3 - Base 4 - 5 Cyclone -filtr- 7 - oslobađanje ugradnju proizvod-8 - rashladnog sredstva ulaza ( sl. Voinov NA)

Freeze sušilice. Sublimacija (liofilizacijom) - solidna tranzicije kada se zagreva u plinovitom stanju, izbjegavajući tečna faza. Na izlazu iz sušare izduvnih topline srednje ulazi ciklona 5, a suvi proizvod ulijeva u pražnjenje uređaja 3. Na promjera od 1,2 m, a kućište za kosu svoje dužine 4,2 m performanse za kosu gljivice kultura dostiže 1,5 m / dan.

Freeze sušenje mikrobiološke sinteze proizvode predstavlja poseban slučaj vakuum destilacije isparavanjem leda iz smrznutog proizvoda. Obavljanje sušenje zamrzavanje pod vakuumom daje nižim temperaturama obrade i time održava strukturu ćelije u stabilne države. Zamrzavanje sušenje je najpogodniji za žive organizme, određenih enzima i drugih temperaturno osjetljivih proizvoda. U ovom slučaju, najmanje inaktiviraju enzimi, to je dobro održavan vitalnost ćelija.

Prednosti sušenja u razmatranju: vlaga je uklonjena pri niskim temperaturama, što značajno eliminira topline inaktivacije proizvod-ostaje stabilna struktura materijala (bez uništavanja ili konglomerat čestica) - praktično eliminirana devolatilization sušeni materijalnu povredu svojih kemijskih sostava- olakšan moguće nabaviti suhi proizvod, a u prepunoj sterilan.

Liofilizacijom bioloških proizvoda sastoji se od koraka zamrzavanja, sublimacije, desorpcija (isušivanje). Od stopa zamrzavanje i konačni temperatura proizvoda ovisi proces sublimacije.

Podvrgnuti liofilizacijom mikroba koncentrat suspenzije dobiti iz srednje kulture jedan od mehaničkih metoda odvodnju (filtracija, centrifugiranje). Koncentrirane suspenzije mikroorganizama se dodaju u određenom iznosu od takozvanih zaštitnih okruženje koje štiti ćelije od smrti za vrijeme zamrzavanja i naknadno sušenje.

Mediji koriste kao zaštitne koloide i hidrofilne supstance (proteina, aminokiselina, ugljikohidrata, itd) koji inhibiraju stvaranje intracelularni leda, smanjenje koncentracije elektrolita i štite ćelije iz dubine nepovratan dehidracije. Zamrzavanje biomase dovodi do fizičke, biofizičkom i biohemijske promene u ćeliji.

Kao rezultat kristalizacije javlja tokom zamrzavanja oštećenja i uništenja ćelijske membrane i ostale ćelijske strukture. Ove lezije može biti uzrokovana tri glavna faktora: mehaničkog djelovanja na ćelije kristala lda- povećanjem koncentracije elektrolita da denaturacije membrane uzrokuje smanjenje koncentracije razlike unutar i izvan ćelije.

Da bi se izbjegla denaturacije proteina tijekom smrzavanja su uvjeti izabrani optimalni kristalizacije vode.

Od velike važnosti je stopa smrzavanja. Sa sporim hlađenje, veliki kristali leda formiraju, koji ima niži isparavanja sa površine od malih kristala nastaju prilikom brzog zamrzavanja.

Postoji nekoliko načina za zamrzavanje biomase: kontakt zamrzavanje na hlađenjem polkah- konvekcija hladnoći gazom- kombinaciji smrzavanja. Freeze sušarom (Sl. 7.39) sastoji se od sušare, a kondenzator-desublimator i pumpanje vakuum sistema.

Sl. 7.39. Shema batch operacija: 1, 7 - rashladnih instaliranje 2 - holodilnik- 3 - polki- 4 - sublimator- 5 - Kondenzator 6 - vakuum za pumpe -nasos- 9 8 - kontejner za grijanje topline medij (NA sl. . Voynova)

Konstruktivne dizajn pojedinačnih elemenata kola zbog specifične sublimirani materijala i željom da kontinuirano i visoke proces sušenja intenziteta. U industrijskim postrojenjima za unos sublimacija energije obavlja uglavnom provodljivosti, radijacija infokrasnogo, visokofrekventnih struja.

Primjenom liofilizirane pomoću snabdijevanje kombinovani energije (IR - zračenja, ultrazvučne energije, i prisiljeni protok plina) za smanjenje specifične potrošnje energije i povećati sposobnost da se oporavi od suvog bakterijske koncentrat. Najefikasniji zamrzavanje sušenja u polju ultrazvuka i inertnim gasom atmosferu. Osim toga, značajno smanjila specifičnu potrošnju energije isparilo vlage u odnosu na kontakt liofilizacijom.

NA Warriors, TG Volova

Udio u društvenim mrežama:

Povezani