Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Przemysłowe procesy fermentacyjne. Rodzaje bioprocesów Biosynteza Biotransformacja Biohydroliza Fermentacja Bioługowanie Biodegradacja.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Przemysłowe procesy fermentacyjne. Rodzaje bioprocesów Biosynteza Biotransformacja Biohydroliza Fermentacja Bioługowanie Biodegradacja."— Zapis prezentacji:

1 Przemysłowe procesy fermentacyjne

2 Rodzaje bioprocesów Biosynteza Biotransformacja Biohydroliza Fermentacja Bioługowanie Biodegradacja

3 Blokowy schemat technologiczny procesu biosyntezy mikrobiologicznej

4 Sposoby prowadzenia procesów biotechnologicznych A – proces okresowy; B – proces okresowy z zasilaniem; C – proces ciągły w układzie homogenicznym; D – proces ciągły homogeniczny z częściową recyrkulacją ; E – proces ciągły dwustopniowy; F – proces ciągły heterogeniczny w reaktorze z przepływem tłokowym; G – proces ciągły heterogeniczny z częściową recyrkulacją; H – proces ciągły dwustopniowy w układzie mieszanym; I – proces z odprowadzeniem produktu metodą dializy; J – proces okresowy w kolumnie ze złożem biokatalizatora, z recyrkulacją cieczy; K – proces ciągły w kolumnie ze złożem biokatalizatora; L – proces jak w K, z częściową recyrkulacją

5 PROCESY CIĄGŁE Zalety: 1. Wyeliminowanie wpływu czasu hodowli na zmiany warunków w pożywce i fizjologię drobnoustrojów 2. Możliwość prowadzenia hodowli dowolnie długo w ustalonych, optymalnych warunkach 3. Możliwość regulacji stanu fizjologicznego komórek przez dobór zasilania i składu podłoża zasilającego hodowlę 4. Jednorodność fizyczna i chemiczna hodowli 5. Możliwość automatyzacji procesu 6. Większa szybkość i wydajność wielu procesów 7. Możliwość maksymalnego wykorzystania aparatury i jej równomiernego obciążenia Wady: 1. Możliwość degeneracji szczepów lub pojawienia się niekorzystnych mutacji i opanowania hodowli przez populacje komórek o pogorszonych właściwościach produkcyjnych 2. Trudności w utrzymaniu warunków aseptycznych procesu w bioreaktorze przez dłuższy czas 3. Niekorzystny sposób rozwoju niektórych drobnoustrojów, tworzących układy wielokomórkowe, skupiska w postaci kłaczków i kuleczek, obrastanie przewodów 4. Niekorzystna relacja pomiędzy wzrostem drobnoustrojów, a tworzeniem niektórych produktów metabolizmu syntezowanych przez komórki nie rosnące

6 Podstawowe typy bioreaktorów do tlenowych procesów wgłębnych A – bioreaktor z mieszadłem tarczowo-turbinowym i bełkotką; B – bioreaktor z mieszadłem aeratorem; C – bioreaktor strumienicowy z pompą zewnętrzną i eżektorowym zasysaniem powietrza; D – bioreaktor kolumnowy z bełkotką; E – bioreaktor kolumnowy z inżektorowym doprowadzeniem powietrza i rurą cyrkulacyjną; F – bioreaktor z mieszadłem śmigłowym, dyszą doprowadzającą powietrze i rurą cyrkulacyjną; G – bioreaktor z hydrostatyczną cyrkulacją zewnętrzną

7 BIOREAKTORY Bioreaktory przemysłoweBioreaktor laboratoryjny

8 (1) korpus; (2) płaszcz; (3) izolacja; (4) zamocowanie; (5) króciec do podawania inokulum; (6) króćce czujników pH, temperatury i poziomu tlenu; (7) mieszadło; (8) bełkotka; (9) uszczelka mechaniczna; (10) sprzęgło; (11) napęd; (12) króciec odbioru produktu; (13) króćce doprowadzenia czynnika chłodzącego do płaszcza; (14) króciec do poboru próbki z podłączeniem do przewodu dostarczającego parę; (15) wziernik boczny; (16) króćce przewodów podawania czynników regulujących pH oraz środków antypieniących; (17) króciec wlotu powietrza; (18) pokrywa; (19) króciec dopływu pożywki; (20) dysza wylotowa gazów; (21) inne podłączenia; (22) mechaniczny rozbijacz piany; (23) wziernik w pokrywie i podłączenie do przewodu odprowadzającego parę; (24) dysza z zaworem bezpieczeństwa. Bioreaktor

9 Rodzaje mieszadeł stosowanych w biofermentorach

10 Rozwiązania techniczne bioreaktora typu air-lift

11 Schematy wybranych bioreaktorów do procesów z biokatalizatorami immobilizowanymi A – kolumna ze złożem upakowanym; B – kolumna ze złożem zraszanym; C – kolumna ze złożem fluidalnym; D – bioreaktor z mieszadłem mechanicznym; E – bioreaktor z wkładami unieruchomionego biokatalizatora; F – bioreaktor z krzyżowym przepływem fazy ciekłej i gazowej; G – bioreaktor rurowy z wkładami (włóknami) z materiału półprzepuszczalnego

12 Urządzenia do mechanicznego rozbijania piany A – dysk szybkoobrotowy (1 – wylot powietrza, 2 – doprowadzenie chemicznego środka przeciwpianowego); B – mieszadło łapowe pomiędzy dwoma dyskami; C – fundafom CHEMAP (1 – zasysanie piany, 2 – wylot powietrza, 3 – wyrzut cieczy); D –cyklon (1 – pompa, 2 - wylot powietrza)

13 Krew bydlęcaBeef blood Hydrolizat kazeinyCasein hydrolysate Mączka z nasion bawełnyCottonseed meal Mączka z kiełków kukurydzianychCorn germ meal Wodny namok kukurydzianyCorn steep liquor Mączka rybnaFish meal Mączka z siemienia lnianegoLimseed meal Mączka mięsno-kostnaMeat and bone meal Mączka z orzeszków ziemnychPeanut meal Mączka z nasion rzepakuRape seed meal Mączka sojowaSoybean meal Stałe składniki serwatkiWhey solids EkstraktdrożdżowyYeast extract Źródła azotu stosowane w pożywkach fermentacyjnych

14 Olej z nasion bawełnyCottonseed oil Olej ze smalcuLard oil Olej palmowyPalm oil Olej z ziarna palmowegoPalm kernel oil Olej z orzeszków ziemnychPeanut oil Olej rzepakowyRape oil Olej sojowySoy oil ŁójTallow Źródła węgla stosowane w pożywkach fermentacyjnych Melasy z buraków lub trzciny cukrowejBeet or cane molasses GlukozaGlucose Kwas cytrynowyCitric acid Syrop kukurydzianyCorn liquor DekstrynyDextrins EtanolEthanol GlicerolGlycerol Syrop maltozowyMaltose liquor SkrobiaStarch LaktozaLactose Lipidowe składniki pożywek fermentacyjnych

15 Metody wyjaławiania podłoża A – okresowa; B- ciągła przeponowa, wymienniki płytowe; C – ciągła bezprzeponowa 1- inżektor parowy, 2 – rura sterylizacyjna, 3 – komora próżniowa

16 Schemat postępowania podczas przygotowania materiału posiewowego do procesu biosyntezy

17 Schemat etapów procesu fermentacyjnego

18 OBRÓBKA POPRODUKCYJNA – DOWNSTREAM PROCESSING 1. oddzielenie elementów nierozpuszczalnych od cieczy 2. zatężenie roztworu 3. oczyszczanie 4. formułowanie

19 Wirówki wykorzystywane w przemysłowych procesach biotechnologicznych a) kalander rurowy; b, c) wirówka talerzowa; d) wirówka ślimakowa OBRÓBKA POPRODUKCYJNA – DOWNSTREAM PROCESSING

20 Przemysłowe metody dezintegracji komórek 1.Poddawanie działaniu wysokiego ciśnienia 2.Ucieranie (młyny kulowe) 3.Mikrofluidyzacja A. Metody mechaniczne B. Metody niemechaniczne 1.Suszenie/zawieszanie w roztworze 2.Szok osmotyczny 3.Szok termiczny 4.Traktowanie rozpuszczalnikami organicznymi lub surfaktantami 5.Zastosowanie enzymów litycznych

21 Przemysłowe metody zagęszczania roztworów 1.Odparowywanie, w tym: odparowywanie ze spływającą warstwą, odparowywanie płytowe 2.Ekstrakcja ciecz/ciecz - prosta - dysocjatywna - reakcyjna 3.Wytrącanie - frakcjonowanie siarczanem amonu - wytrącanie powinowactwa - immunoprecypitacja 3.Adsorpcja - na węglu aktywnym - na żywicach jonowymiennych - na adsorbentach hydrofobowych metoda złoża fluidalnego w kolumnie – proces ciągły

22 Diagram fazowy pojedynczej substancji P c – ciśnienie krytyczne; T c – temperatura krytyczna Ekstrakcja płynem w stanie nadkrytycznym

23

24 OBRÓBKA POPRODUKCYJNA – DOWNSTREAM PROCESSING Odparowywanie membranowe - pervaporation

25 Przemysłowe techniki chromatograficzne Stosowane głównie dla oczyszczania białek i DNA Techniki: - Chromatografia rozmiarów wykluczających (Sephadex, Sepharose) - Chromatografia jonowymienna (DEAE-, Q-, CM-, S) - Chromatografia hydrofobowa (Phenyl-Sepharose) - Chromatografia adsorpcyjna (hydroksyapatyt) - Chromatografia powinowactwa

26 Metody formułowania produktu - krystalizacja - suszenie - liofilizacja Liofilizatory Suszarka z wymuszonym obiegiem powietrza


Pobierz ppt "Przemysłowe procesy fermentacyjne. Rodzaje bioprocesów Biosynteza Biotransformacja Biohydroliza Fermentacja Bioługowanie Biodegradacja."

Podobne prezentacje


Reklamy Google