Виділення і очистка продуктів біосинтезу:

Культуральна рідина складається з цільового продукту + залишки поживного середовища + сторонні метаболіти клітини.

Для виділення і очистки необхідний певний набір методів. Вибір їх залежить від таких факторів:

1. фізико – хімічні властивості культуральної рідини (густина залежить від продуценту, в’язкість);

2. властивості продукту (термостійкість, хімічна стійкість, хімічна модифікація);

3. вимоги до кінцевої форми продукту (агрегатний стан, форма та ступінь чистоти – кормовий продукт (найменш очищений), технічний продукт (для промислових або сільськогосподарських), технічний більш очищений (для аналізу, харчова промисловість), медичний продукт);

4. технологічний і техніко – економічний показники методів очистки (енергоємність. Продуктивність, технологічність використання).

Схема виділення і очистки продукту:

Методи згущення:

Використовують на початкових етапах очистки культуральної рідини. Використовують для багатотонажних виробництв для зменшення об’єму.

2 методи:

- відстоювання;

- флотація.

Відстоювання: використовують процес осадження часток під дією сили тяжіння (осідатимуть і клітини і тверді частки). Особливість: частки мають бути >3мкм.

Метод використовують при виділенні стабільних продуктів (бо відстоювання досить тривалий процес – мінімум кілька годин). Метод досить економічний. Використовують як метод попереднього розділення культуральної рідини.

Приклад – біосинтез при наявності великих клітин (дріжджі, актиноміцети).

Всю систему залишають у спокої (навіть у ферментері), а потім зверху зливають рідку фазу і знизу густу.

Використовують для розділення культуральної рідини по розмірам часток (по швидкості осадження) – відділення крупних часток поживного середовища, мертвих клітин і т. д.:

Середня швидкість ≈ 10^-6 м/с.

Процес проходить безпосередньо в ферментері або у відстійниках. Не є методом повного розділення, а лише згущення. Метод поширений у БВК, бактеріальних добрив. Є 2 типи речовин, які прискорюють розчинення:

-коагулянти (викликають злипання часток – білки, желатин, казеїн);

-флокулянти (розбивають колоїдні структури – целюлоза і її похідні, пектин, альбінат Na).

Зміст методу: перша стадія процесу – отримання клітинної біомаси, попереднє розділення на фракції. Обмеження – нестабільність продукту, наявність більш економічного методу.

Флотація – дозволяє виділити тверді частки (клітини, частки поживного середовища) за допомогою повітря, що продувається через суспензію, внаслідок чого клітини і частки прикріплюючись до пухирців повітря виносяться в верхній пінний шар.

МАЛ.

Прикріплення йде за рахунок наявності заряду на поверхні клітини за рахунок наявності гідратної оболонки, хімічним складом поверхні клітини і іонної взаємодії. Барботування відбувається певний час. Процес характеризується коефіцієнтом флотації:

k_фл=х_кінц/х₀.

Середній показник k_фл≈4.

Особливості процесу – багатотонажні виробництва (десятки м³), переважно безперервні (виробництво дріжджів). Процес проводиться в флотаторах (об’єми декілька десятків м³, відкриті або закриті, система працює безперервно, швидкість подачі розраховується в залежності від фізико – хімічних властивостей рідини).

МАЛ.

Використовують у виробництві препаратів для сільського господарства, БВК, дріжджів. Переваги: можливість безперервного процесу, мала енергоємність, нетрудоємність. Флотація це скоріше не згущення, а розділення клітини за певними параметрами (вік, розмір, навіть вид клітин). Використовують також при наукових дослідженнях. Недоліки: втрати культуральної рідини і самого продукту (6-8%).