🗊Презентация Экстракционные методы выделения продуктов микробиологического синтеза

Экстракционные методы выделения продуктов микробиологического синтеза

Физическая сущность экстракции состоит в переходе извлекаемого компонента из одной фазы (жидкой или твердой) в фазу жидкого экстрагента при их взаимном соприкосновении. Физическая сущность экстракции состоит в переходе извлекаемого компонента из одной фазы (жидкой или твердой) в фазу жидкого экстрагента при их взаимном соприкосновении. Экстрагент ‒ жидкая фаза, служащая агентом процесса экстракции. После перехода вещества в экстрагент эта фаза называется ‒ экстракт. Экстрагируемые компоненты переходят из исходного раствора в растворитель вследствие разности концентраций, поэтому данный процесс относится к числу диффузионных. Как диффузионный процесс экстракция в большой степени зависит от температуры: повышение температуры увеличивает скорость процесса. Т.к. продукты биотехнологии в большинстве термолабильны, экстракцию проводят при умеренных температурах (часто ‒ пониженных). Это позволяет в процессе экстрагирования обеспечить разделение исходного раствора с полным исключением термического распада молекул. Экстракция ‒ универсальный метод, т.к. позволяет извлекать продукты из мицелиальных масс и из жидкой фазы. Аппаратурно экстракцию легко осуществить в непрерывном исполнении.

1. Экстракция из мицелиальных масс 1.1 Извлечение продуктов из биомассы без разрушения клеточной стенки применяется редко: извлечение витамина В12 из биомассы изопропиловым спиртом некоторых ферменты, образуемые культурами грибов экстракция Cl-Tetr метанол/ CaCl2 (хлоркальциевый комплекс растворим в метаноле) экстракция полиеновых антибиотиков (нистатин, леворин) с поверхности сухого мицелия метанол/ CaCl2

Продукты выделяют из экстрактов осаждением (осадительная экстракция): вода/ацетон Продукты выделяют из экстрактов осаждением (осадительная экстракция): вода/ацетон Оборудование: аппараты с мешалкой и «ложным днищем» (аппарат-фильтр); отделение биомассы от экстракта на пресс-фильтрах

1.2 Извлечение продуктов из биомассы после разрушения клеточной стенки ‒ дезинтеграции 1.2 Извлечение продуктов из биомассы после разрушения клеточной стенки ‒ дезинтеграции Экстрагирование ферментов, липидов из дрожжевых клеток, полисахаридов

2. Экстракция из нативного раствора Продукт переходит из одной жидкой фазы (раствора) в другую жидкую фазу ‒ метод замены растворителей. Метод основан на различной растворимости разных химических форм антибиотиков в воде и несмешивающихся с водой органических растворителях Процесс экстракции включает 2 этапа: I - приведение в контакт 2-х несмешивающихся фаз, в одной из которых растворен продукт: происходит переход АБ из одной фазы в другую ‒ экстракция I I - последующее разделение образовавшейся эмульсии ‒ сепарация Процесс экстракции - сепарации проводится многократно. Постепенно достигается: - концентрирование от 1% до 30% - освобождение от примесей

Для успешного проведения экстракции важно правильно выбрать растворитель-экстрагент. Требования, предъявляемые к растворителю:

Экстракция с переносчиком

Аппаратурное оформление процессов экстракции

Экстракция периодическим способом

Экстракционное оборудование для непрерывных процессов. Типы смесителей и сепараторов Контактирование (смешение): 1.Горизонтальные экстракторы 2.Изогнутый контактор (труба Питерских)

Экстракторы-сепараторы камерного типа

Две камеры - расположены навстречу друг другу. Две камеры - расположены навстречу друг другу. Переход извлекаемого вещества из одной фазы в другую происходит ступенчато: в каждой камере последовательно осуществляется их смешение и сепарация. Экстракция происходит в струйном экстракторе – инжекторе. Разделение – сепаратор с коническими тарелками. «Россия»: производительность – 10 м3\час, время экстр. 11сек., Нативный раствор поступает в сопло в нижнем комплекте тарелок, турбулентно смешивается с частично насыщенным растворителем. В верхнем комплекте тарелок частично насыщенный растворитель донасыщается и выводится из аппарата. Частично отработанный нативный раствор отбрасывается к периферии и по каналам переходит в сопло, где смешивается со свежим растворителем. Поступает на нижний комплект тарелок, где разделяется. Частично насыщенный растворитель идет на встречу со свежим нативным раствором. Примеси, содержащиеся в нативном растворе отбрасываются на периферию и скапливаются в грязевых карманах.

Экстракторы-сепараторы дифференциально-контактного типа

Типы перегородок

Сравнительная характеристика экстракторов-сепараторов

Самый эффективный экстрактор-сепаратор «Альфа-Лаваль» со встроенной спиралью. Самый эффективный экстрактор-сепаратор «Альфа-Лаваль» со встроенной спиралью. Концентрические перегородки снабжены спиральными крыльями. Спираль в одной перегородке поднимает жидкости, а в соседнем канале жидкости спускаются по спирали. Это обеспечивает максимальную турбуленизацию. На машинах можно разделить жидкости с разностью плотностей 0,015 г/см3. В центре – зона отстаивания. Тяжелая фаза подается на третий от центра ротора комплект цилиндров, а легкая фаза подается на предпоследнюю перегородку. Первые три служат для отстаивания, задерживания легкой фазы, а предпоследние - для тяжелой фазы.

Пути усовершенствования экстракционного оборудования