Розділ 5. Обґрунтування вибору технологічної схеми Обґрунтування способу проведення біосинтезу

Основним фактором, який впливає на будь-яке виробництво біотехнологічної продукції є вибір способу проведення біосинтезу.

Для E. coli М-17 оптимальними умовами культивування є нейтральне значення рН та температура 37 °С [8]. Такі умови є оптимальними для великої кількості мікроорганізмів, тому існує великий ризик контамінації. Для виключення можливості розвитку сторонньої мікрофлори виробничий процес проводитимуть у строго асептичних умовах.

Культивування штаму E. coli М-17 проводитимуть глибинним способом на рідкому поживному середовищі та потребує частої аерації. Крім цього, такий спосіб культивування допоможе зменшити ризик контамінації, скоротити виробничу площу та кількість відходів (порівняно із поверхневим культивуванням).

При періодичному способі культивування у ферментер загружають одразу весь об’єм поживного середовища і вносять посівний матеріал. Вирощування мікроорганізмів проводять в оптимальних умовах, протягом певного часу, після чого процес зупиняють, зливають вміст ферментера і виділяють цільовий продукт [17].

E. coli М-17 є факультативним аеробом, тому у процесі культивування його необхідно забезпечити потрібною кількістю аераційного повітря. Для цього у ферментер встановлюється барботер. Звичайне атмосферне повітря є джерелом контамінації, тому перед подачею у ферментер повітря проходить стадію очищення від біологічного матеріалу та механічних часток на спеціальних фільтрах [17].

Способи підготовки стерильного аераційного повітря

Стиснене повітря потрібно для того, щоб можливо було забезпечити рівномірну подачу стерильного повітря у ферментер та для рівномірного проходження всього шару товщини середовища.

Очищення повітря можна досягнути економічно доступним та ефективним методом за допомогою волокнистих і пористих матеріалів. Саме таким способом досягається одержати повітря зі ступенем чистоти 99,99%. Завислі в повітрі частки затримуються волокнистим матеріалом завдяки інерційному і дифузійному механізму осадження[8].

Оскільки механізми осадження мають різну природу і зазвичай один із них переважає над іншим, необхідно застосувати фільтрувальний матеріал різної структури.

Для очищення повітря застосовуються фільтри грубої очистки, головні та індивідуальні фільтри [8].

Попереднє грубе фільтрування повітря відбувається за допомогою використання набивних фільтрів, що складаються з волокнистих матеріалів[8]. Для виробництва обираємо фільтр комірковий фірми LUXFILTER (Росія) (рис. 5.1.) [http://www.luxfilter.ru/bagfilter_G4.html]

Рис. 5.1.Фільтр рукавний (LUXFILTER) для грубого очищення

Головні фільтри заповнюються грубшим волокном і на цих фільтрах видаляється близько 95 % мікроорганізмів-контамінантів. Обираємо фільтр фірми ФОЛТЕР (Росія), їх продуктивність становить 250 м³/год. Фільтруючий матеріал – скловолокнистий папір.

Індивідуальні фільтри заповнені надтонким волокном або мембранами, що забезпечують видалення решти 2 % контамінантів [8]. В якості індивідуального фільтра обираємо фільтр компанії LUXFILTER(Росія) типу НЕРА Е11 (рис. 5.2.)[http://www.luxfilter.ru/HEPAfilter.html]

Рис. 5.2.Фільтр індивідуальний фірми LUXFILTER типу НЕРА Е11

Основними вимогами до фільтрувальних волокон є висока пилоємність і здатність до ефективного функціонування за малих перепадів тиску до і після фільтра [8].