ГЛАВА 13. ОТДЕЛЕНИЕ БИОМАССЫ ОТ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ. 13.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Категория: Бирюков - Основы промышленной биотехнологии
Время чтения: 1 мин

Для отделения взвешенных биологических частиц от культу- ральной жидкости используются различные физико-химические свойства:

  • плотность частиц;
  • размер частиц;
  • поверхностные свойства частиц.

При разделении суспензий по плотности частиц используют следующие методы:

1) седиментация (отстаивание) – для крупных частиц размером от 2,3 мкм до 1 мм, по плотности отличающихся от окружающего раствора;

2) гидроциклонирование – от 5 до 700 мкм;

3) центрифугирование – от 400 до 900 нм;

4) ультрацентрифугирование – от 10 нм до 1 мкм.

По размеру частиц методы разделения биологических суспензий могут быть следующими:

1. фильтрация через тканевые фильтры – для частиц размером от 10 мкм до 1 мм;

2. микрофильтрация – для частиц размером от 200 нм до 10 мкм;

3. ультрафильтрация, позволяющая отделять частицы размером от 10 нм до 5 мкм.

Для сведения: размеры микроорганизмов следующие: вирусы – чуть больше 10 нм, бактерии – 0,3–1,0 мкм (т. е. 300–1000 нм), дрожжи – 3–5 мкм, мицелий грибов и эритроциты – до 10 мкм.

Мицелиальные грибы имеют размеры микроколоний до 1 мм, что упрощает их отделение от жидкости. Есть также нерастворимые компоненты среды (мука, дробина в спиртовом производстве). Гранулы биокатализаторов имеют размеры около 1 мм (чтобы их легче было отделять).

Макромолекулы имеют размеры частиц в диапазоне 10–120 нм, микрочастицы – от 120 нм до 10 мкм, тонкие взвеси – от 10 до 100 мкм и грубые взвеси – от 100 мкм до 1 мм.

Поверхностные свойства частиц используются в процессе флотации. За основу в этом методе принимается не размер, а способность клеток удерживаться пузырьками воздуха; ориентировочный диапазон размеров флотируемых частиц варьирует от 1 до 200 мкм.

Конкретный выбор того или иного метода зависит от опытной проверки, так как не всегда точно известны свойства отделяемых частиц и их поведение в условиях использования тех или иных методов разделения.

Основные характеристики методов разделения суспензий подробно рассматриваются в курсе «Процессы и аппараты химической технологии». Здесь же даны особенности их использования в биотехнологических процессах.