Какви са обичайните методи за концентриране, използвани за разделяне и пречистване на ферментационни продукти?
1. Концентрация на изпарение:използване на топлина за изпаряване на водата във ферментационната течност, като по този начин се повишава концентрацията на продукта.
Предимства:проста работа, сравнително ниска цена на оборудването, приложимо за концентрацията на различни ферментационни продукти и може бързо и ефективно да увеличи концентрацията на продуктите.
Недостатъци:За някои чувствителни към топлина продукти на ферментация високата температура може да доведе до тяхното денатуриране и инактивиране; в същото време процесът на изпаряване трябва да консумира много енергия, цената е висока. Например, концентрацията на изпаряване може да се използва, когато се концентрират някои аминокиселинни ферментационни бульони, които не са твърде чувствителни към температура, но трябва да се използва с повишено внимание за някои протеинови ферментационни продукти.
2. Концентрация на мембранно разделяне:
Ултрафилтрация:използването на ултрафилтрационен мембранен ефект на пресяване, позволяващ малки молекули като вода, неорганични соли и т.н., докато големите молекули на ферментационния продукт се задържат отстрани на мембраната, така че да се постигне концентрация.
Предимства:може да работи при стайна температура, което има по-малко влияние върху активността на ферментационните продукти; може ефективно да премахне примесите във ферментационния бульон и да подобри чистотата на продуктите; процесът на работа е прост и лесен за автоматизиране на управлението.
Недостатъци:цената на мембраната е висока и лесно се замърсява, изисква редовно почистване и поддръжка; за някои примеси с молекулно тегло, подобно на целевия продукт, може да не е в състояние да ги отстрани напълно.
Нанофилтрация:Размерът на порите на нейната мембрана е между мембраната за ултрафилтрация и мембраната за обратна осмоза, под налягане позволява някои малки молекули и едновалентни йони да преминат, докато има по-висока степен на задържане за двувалентни и по-високи йони и ферментационни продукти с по-голямо молекулно тегло, така че да постигане на концентрация и отделяне.
Предимства:Има по-добър концентрационен ефект, може да работи при по-ниско налягане и относително ниска консумация на енергия; има по-малко влияние върху чувствителните към топлина вещества и може да поддържа активността на продуктите.
Недостатъци:селективността на нанофилтрационната мембрана е относително ниска, някои примеси могат да се задържат заедно с целевия продукт; експлоатационният живот на мембраната е ограничен и се нуждае от периодична смяна.
3. Концентрация на замразяване: Безплатнопонижете ферментационния бульон до под точката на замръзване, така че водата в него да образува ледени кристали и след това отделете ледените кристали от концентрирания бульон чрез центрофугиране, филтриране и т.н., така че да постигнете целта на концентрацията.
Предимства:Подходящ е за концентриране на термочувствителни ферментационни продукти, тъй като активността на продуктите може да се поддържа в максимална степен чрез работа при ниски температури; няма да въвежда други химически вещества и ще има по-малко влияние върху чистотата на продуктите.
Недостатъци:процесът на работа е по-сложен, изисква специално оборудване за замразяване и оборудване за разделяне, с по-високи разходи; множителят на концентрацията е относително нисък и може да изисква няколко операции за постигане на необходимата концентрация.
4. концентрация на валежите:утаете ферментационните продукти или примесите чрез добавяне на утаител и след това отделете утайките, така че да постигнете концентрацията на ферментационния бульон. Например, за продукти на протеинова ферментация могат да се добавят органични разтворители, соли и други утаители, за да се утаят протеините и след това да се отстрани супернатантата, за да се постигне целта на концентрацията.
Предимства:проста работа, ниска цена; може да постигне концентрация на продукта и предварително пречистване едновременно.
Недостатъци:изборът на утаител трябва да се направи в съответствие с естеството на ферментационния продукт, в противен случай това може да повлияе на активността и чистотата на продукта; процесът на утаяване може да бъде повлиян от pH стойността на разтвора, температурата и други фактори, които трябва да бъдат строго контролирани.
5. Диализна концентрация:Използвайки диализния ефект на полупропускливата мембрана, малките молекули във ферментационния разтвор като вода, неорганични соли и т.н. ще бъдат диализирани, докато големите молекули на ферментационните продукти ще останат в диализната торба, така че да се постигне концентрация.
Предимства:проста работа, без необходимост от специално оборудване; може да се работи при стайна температура, по-малко влияние върху активността на ферментационните продукти.
Недостатъци:скоростта на концентрация е бавна и отнема много време за достигане на необходимата концентрация; цената на диализния сак е висока и лесно се счупва, така че трябва да се борави внимателно.