Systemy hodowli komórkowej – procesy końcowe
Zbiór komórek
Zbiór komórek to kluczowy etap w każdej produkcji opartej na fermentacji, a wybór systemu separacji ma ogromny wpływ na jakość produktu, wydajność oraz koszty dalszego przetwarzania. Dopasowanie systemu zbioru do rodzaju procesu i używanych mikroorganizmów jest więc niezbędne dla wysokiej efektywności zakładu.
Zbiór komórek
Alfa Laval od wielu dekad dostarcza urządzenia separacyjne dla przemysłu fermentacyjnego. Oferujemy separatory talerzowe oraz dekantery dla wszystkich typów komórek i wielkości zakładów, a nasi specjaliści ds. aplikacji pomogą wybrać idealny system separacji dla Twoich potrzeb.
Wirówki dekantacyjne
Efektywność separacji na etapie zbioru komórek w dużym stopniu decyduje o wydajności procesu. Dlatego wybór urządzenia separacyjnego dopasowanego do procesu i mikroorganizmów jest kluczowy dla uzyskania optymalnych rezultatów.
W procesach fermentacji biomasy wirówki dekantacyjne Alfa Laval Foodec są powszechnie uznawane za najlepszy wybór ze względu na wyjątkową zdolność do obsługi substancji stałych, doskonałą możliwość czyszczenia, higieniczną konstrukcję oraz niskie wymagania konserwacyjne.
Urządzenia Foodec dostępne są z dwufazowym grawitacyjnym odprowadzeniem cieczy lub z odprowadzeniem pod ciśnieniem (talerz parujący), które można zastosować w przypadku problemów z pienieniem.
W przypadku zmienności medium zasilającego, wirówki Foodec mogą być wyposażone w system Alfa Laval PondCtrl - automatyczny system kontroli poziomu cieczy w wirówce dekantacyjnej podczas pracy. PondCtrl umożliwia szybkie dostosowanie procesu separacji, przyspiesza czyszczenie oraz ułatwia procedury uruchamiania i zatrzymywania, co przekłada się na większą dostępność i wydajność.
Separatory
Separator Alfa Laval to idealny wybór do bardziej wymagających zadań związanych ze zbiorem komórek. Na przykład separator Alfa Laval Bactofuge doskonale sprawdza się przy usuwaniu komórek mikroorganizmów z gęstych zawiesin w zastosowaniach przemysłowej fermentacji. Dzięki ciągłemu odprowadzaniu substancji stałych separator Bactofuge zapewnia wyjątkowo wysoką wydajność, nawet przy dużym obciążeniu komórkami.
Separator Bactofuge, wyposażony w unikalną hermetyczną konstrukcję Alfa Laval, umożliwia bardzo delikatne przyspieszanie medium, co minimalizuje lizę komórek i zwiększa efektywność separacji. Hermetyczna konstrukcja pozwala także obniżyć zużycie energii nawet o 40%. Dodatkowo zapewnia środowisko wolne od powietrza wewnątrz separatora, co minimalizuje pienienie i ryzyko zanieczyszczenia.
Oczyszczanie
Etap oczyszczania, podczas którego usuwane są zanieczyszczenia, jest często wymagany przed końcową formulacją produktu. Projekt procesu oczyszczania różni się w zależności od tego, czy produkowana jest biomasa, czy konkretny składnik.
Usuwanie zanieczyszczeń poprzez płukanie
W procesach fermentacji biomasy oczyszczanie najczęściej odbywa się poprzez płukanie produktu. Najpierw do zebranych komórek dodaje się wodę, a następnie jeden lub kilka separatorów lub dekanterów usuwa nadmiar wody i zanieczyszczenia.
Oczyszczanie za pomocą membran
W fermentacji precyzyjnej produktem jest konkretny składnik w cieczy, a po zbiorze mogą pozostać drobne zanieczyszczenia zawieszone. Można je usunąć w procesie mikrofiltracji lub otwartej ultrafiltracji, gdzie docelowe białko (lub inne cząsteczki) odzyskuje się w permeacie, a zanieczyszczenia zawieszone zostają zatrzymane.
Alternatywnie, można zastosować membranę do ultrafiltracji o drobnych porach, jeśli docelowa cząsteczka musi być oczyszczona z drobnych zanieczyszczeń rozpuszczalnych. W tym procesie wodę dodaje się tuż przed etapem filtracji, a woda i związki o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak cukry i sole, przechodzą przez membranę, podczas gdy produkt pozostaje w retentacie.
Koncentracja
Jednym z ostatnich etapów w procesie produkcji białka opartego na fermentacji jest zagęszczenie produktu poprzez usunięcie nadmiaru wody. Można to zrobić na dwa sposoby: przez odparowanie lub filtrację membranową.
Koncentracja przez odparowanie
Alfa Laval oferuje dwa różne systemy odparowania: AlfaVap i AlfaFlash. Oba bazują na technologii wymienników ciepła płytowych, co zapewnia takie korzyści jak:
- Kompaktowe rozmiary - system odparowania Alfa Laval zajmuje znacznie mniej miejsca niż tradycyjne systemy rurowe
- Delikatne podgrzewanie i krótki czas retencji, co czyni je szczególnie odpowiednimi dla produktów wrażliwych na ciepło, gdzie istnieje ryzyko degradacji i przebarwień
- Minimalna konserwacja i długi czas pracy dzięki efektowi samoczyszczenia w wymiennikach płytowych
- Bardzo wysoka niezawodność działania
AlfaVap jest przeznaczony do cieczy o niskiej i średniej tendencji do zanieczyszczania, a AlfaFlash do cieczy o wysokiej tendencji do zanieczyszczania.
Koncentracja przez filtrację membranową
Innym sposobem zagęszczania produktu końcowego jest zastosowanie drobnych membran do usuwania nadmiaru wody. W tym przypadku produkt jest zagęszczany w miarę usuwania wody przez membranę.
Membrany Alfa Laval do odwróconej osmozy i nanofiltracji są idealne do tego zastosowania. Główne zalety filtracji membranowej w porównaniu z odparowaniem to brak podgrzewania produktu, co eliminuje ryzyko degradacji i przebarwień, oraz znacznie niższe zużycie energii.
Kompletne systemy procesów końcowych
Alfa Laval może dostarczyć kompletne rozwiązania systemowe, w których urządzenia do zbioru z bioreaktora, oczyszczania i koncentracji są zintegrowane w działającej linii procesowej i połączone z higienicznymi urządzeniami do obsługi cieczy i wymiany ciepła, takimi jak zawory, pompy, rurociągi i wymienniki ciepła. Dodatkowo Alfa Laval oferuje rozwiązania automatyzacji, umożliwiające precyzyjną kontrolę i łatwe monitorowanie całego procesu.
