Sušilni v biotehnološke industrije

Odstranjevanje vlage iz mikrobne sinteze intermediatov je eden od končnih proizvodnih postopkov. Sušenje je postopke toplotne difuzije zelo energetsko intenzivno, kompleks stoje kompleksna kemijska in. Industrijska mikrobiologija se ukvarjajo z živimi organizmi, in v nekaterih primerih za komercialni izdelek je treba ohraniti ne le kakovost, ampak tudi preživetje priprav. Kjer je glavna oblika je posledica vlage materiala, ki je za mikrobiološke sinteznih proizvodov malo preiskati.

Mikrobiološki sinteza, kot se uporablja za postopek sušenja se lahko razvrstijo v dve širši razredov: proizvodi, ki so v odvodnjavanju zahtevajo ohranitev mikroorganizmov ali višjo aktivnost vitalnih zdravila (antibiotiki, rastlinskih zaščitna sredstvi, encimi), - izdelki, ki po sušenju zahtevajo ohranjanje visoke hranilne vrednosti (krma kvas, beljakovine hrana in drugi.).

V skladu s tem mikrobiološke sinteze izdelke (z vidika realizacije procesa sušenja) se delijo v dve kategoriji: bakterijski vegetativni kultura (bakterije, kvasovke, glive, virusi, itd) - tvorijo spore mikroorganizmi (bakterije spore, proteini, encimi, aminokisline, antibiotiki itd).

Za prvo skupino je značilna visoka stopnja mikrobne uničenja kot rezultat termične inaktivacijo v ozkem temperaturnem območju (40-60) ° C, ne glede na tip kulture. Materiali, iz druge skupine, imajo bistveno večjo odpornost na vročino in nižjo stopnjo inaktivacije.

Kot je navedeno, rastlinskega bakterijske celice, encime, virusi, itd glavna naprava za omejitev toplotno inaktivacijo celičnega proteina denaturacijo, v drugem primeru je mogoče domnevati, motnje strukturi spor ali makromolekul snovi. Podobno se vpliv temperature prikazani in vpliva na sposobnost preživetja kazalnikov kakovosti preostala vlažnost (varnostna) sušenje predmetov različne narave. Za materialov iz prve kategorije je vsebnost kritična vlage 50-70%, z večjo stabilnostjo so kvasne kulture in kultur bakterij, ki rastejo na trdnih substratih.

Visoka preživetja spor vas. Priprava thuringiensis shranili pri vsebnosti vlage okoli 11%.

Visoka odpornost različnih antibiotikov in aminokisline. Materiali, ki se nanašajo na druge kategorije, z nizko vsebnostjo preostale vlage ohranijo tehnološke parametre za dolgo časa, medtem ko vegetativne bakterijske oblike ponavadi zmanjša sposobnost preživetja časa, odvisno od vsebnosti vlage. Druga kategorija lahko vključuje tudi beljakovine in encimske pripravke, ki imajo visoko toplotno občutljivost skupaj z zadostno stabilnost - vsebnost vlage v končnem izdelku velikostnega reda 5-6% je praktično zmanjšuje njihovo encimsko aktivnost.

Dosledno razlogi za izbiro metode in sušenje način s pripravo želene kvalitete končnega izdelka se lahko proizvaja le natančne analize toplotnih parametrov procesa sušenja in trajanja segrevanja in ohlajanja, stopnja odstranitve vlage, reoloških lastnosti in higroskopski materiala.

V priporoča koli metodo sušenja je treba določiti temperaturo načinu procesa. Z vidika prenosa toplote in snovi intenzifikacijo seveda voditi maksimalno kapaciteto toplote je določena v zameno, najvišja dovoljena temperatura za toplotne odpornosti material grelnega medija.

Izvedba sušilnika posušena materiala in količino vlage s sušenjem odstranjeni se določi iz materialnih bilanc enačb.

Jasno lastnosti za razvrščanje izdelkov sušilci mikrobiološka industrija ne obstaja. Sušilne uporabo pri mikrobiološkem industriji, in se lahko označen s procesov in proizvodov za hranjenje hladila v sušilno komoro, kot tudi na hidrodinamičnih pogojev njihovega delovanja. Najbolj pogosto uporablja v odstranjevanje vode biosintetske najdene Konvektivne sušilniki (valj, pas, boben, brizganje, vrtinčasti plasti, itd) se manj pogosto uporabljajo kontaktivnye lase.

Kolutnih naprava (sl. 7.35) se najpogosteje uporabljajo za sušenje krme kvasa z vsebnostjo trdne snovi 20-25%. Postopek sušenja poteka pod strogim nadzorom temperature, da se prepreči denaturiranje proteina. Na roller sušilniki mejna temperatura hladilne tekočine od 70-80 ° C. Boben, ki je zaprt na kape konci dovaja paro.

Na koncih bobna nastavljen zgornji klin tvori med bobni kopel, v kateri se koncentrat neprekinjeno dobavlja biomaso. Ko se boben vrti celične biomase zmoči svoji površini tanko plast, ki se posuši do vsebnosti vlage 8-10%. Suha biomasa odstranimo s površine bobna in se zliva z noži v vzdolžni vijaka, pri čemer se dovaja pakiranja.

Sušenje krme koncentrata, ki vsebuje aminokisline, kot so lizina, histidina, arginina, triptofan, do vsebnosti vlage 8-10% izvedemo na trak, pršila in vrtinčnoslojni sušilniki. Vožnja lase pas je prikazano na sliki. 7,35, b. Pastozni biomasa je predhodno zmešamo s polnilom in nato oblikujejo v brikete, ki so jih hranili na sušilniku s tekočim trakom. Po sušenju se material zmelje v mlinu z kladivci. Uporaba sušilniki pasov ustreznih in ko je moker material, oblikovan vnaprej in sušenju v tej obliki le sprejemljiva.

Sl. 7.35. sušilniki shema: valj (a) in trak (b) - in 1- kozhuh- 2-3 baraban- -shtutser krma para-4 - O bradavica kondensata- 5 - shnek- b: 1 - kondenziranje gorshok- 2 - strgalo čiščenje lenty- 3 - schit- 4 - vrata za izravnavo za zdravilo 5 - termopara- 6 - psihrometr- 7 - 8 tape- - grelec (. Slika Voynova nA)

Spray sušilniki. Postopek sušenja z razprševanjem ima več prednosti v primerjavi z drugimi metodami sušenja. Postopek sušenja donosom izredno hitre (15-30 sekund), se delci v visokem temperaturnem območju imajo nasičeno površino, katere temperatura je blizu adiabatni uparjanjem čiste tekočine.

Zaradi materialnih nanešeno delcev trenutni sušenje in nizkotemperaturnimi pridobiva posušen produkt dobre kakovosti. Na primer, ne proteina denaturacija pojavi, izgubo oksidacijsko vitamini itd Ta metoda se pogosto uporablja za sušenje prehrambenih izdelkov, organske soli, in barvila, in biološki farmacevtski in drugih občutljivih materialov.

Z kvalitativnih lastnosti izdelka posušena s pršenjem v segretega zraka ali inertnega plina (dušik, ogljikov dioksid), se lahko samo v primerjavi s proizvodom, posušimo v visokem vakuumu. Spray-sušenje in enostavno prilagoditi spremeniti v pravo smer kazalnikov kakovosti končnega izdelka, odvisno od pogojev sušenja. Na primer, da je mogoče prilagoditi in spremeniti v določenih mejah prostorninsko maso suhe velikosti prahu delcev, končne vlažnosti in temperature. Sušenje dobljenega končnega izdelka, ki se običajno ne potrebuje dodatne brušenje in ima povečano topnost.

Pri uporabi sušenjem z razprševanjem lahko pogosto bistveno zmanjša in popolnoma mehanizirano proizvodni ciklus dobimo suh produkt. V tem primeru je mogoče odpraviti s postopki, kot je filtracija, centrifugiranje, mletje.

V lahko sušilniki spreju doseže visoko zmogljivost na suho snov, ne zahteva veliko število spremljevalk. Material za posušimo v procesu sušenja ni v stiku s površinami za lase, dokler, dokler se ne posuši. To poenostavi reševanje problemov korozije in izbire materialov za sušilne komore.

Za druge metode sušenje mokrega izdelka, je v stiku s kovinskimi površinami. V razpršilom je sušilniki lahko izvedemo v širokem temperaturnem območju sušenja (60-1 200) ° C. Sušenje z razprševanjem omogoča enostavno izvesti pripravo posušenega proizvoda, ki sestoji iz različnih suhih sestavin v takšnih razmerjih, na primer z dodajanjem ustrezne količine drugih materialov pred sušenjem v osnovnem materialu.

spray Postopek sušenja ima nekaj pomanjkljivosti: ena velika specifične dimenzije lase med sušilnega zraka z začetno temperaturo (100-1 50) ° C, je razmeroma drago in izpopolnjena oprema za razprševanje in ločitev posušenega produkta iz izpušnih plinov.

Najbolj produktivni so razpršilni sušilniki uporabljajo za sušenje krme kvas. Sl. 7.36 je diagram razpršilnem sušilniku z uporabo centrifugalne atomizacije. Suspenzijo kvas stalno dovaja pod rahlim pritiskom na mehanizem za pršenje rotirajoči diski. Zaradi centrifugalne sile, ki nastaja med vrtenjem diska, ki je raztopina v obliki folije nenehno premika z večjo hitrostjo obodu diska in se odvaja v obliki tokov razpadejo v majhne kapljice (6-70) mikronov.

Sušilno sredstvo (segretega zraka ali odpadni plini razredčijo z zrakom) se dovaja v sušilno komoro skozi cevovod. S pomočjo vodilnikom ustvarja več hitrosti hladilne tekočine na vhodu v sušilno komoro in hkrati poročali smer spiralo.

Sl. 7.36. Shema sprej za lase s centrifugalnim razprševanjem suspenzijo 1 - izhodiščnem 2 - spray od naprave 3 - 4 teplonositelya- input - output teplonositelya- 5 - (. Sl NA Voynova) odstranitev končnega izdelka.

Začetna temperatura medija sušenja pri sušenju krmnih kvasovk odsekov (300-350) ° C.
Spray kvasa brozge, ki prihajajo v stik s hladilno tekočino, posušili. Izhlapevanje vode iz suspenzije kvasovk na visoko stopnjo atomizacije zgodi skoraj v trenutku, tako da je sušilno sredstvo hitro ohladimo in temperatura na izhodu iz sušilnika je manj kot 90 ° C

Posušene kvas tudi segrevamo nad to temperaturo. Suha krma kvas v obliki praška dovaja v spodnji koničnega dela sušilnika kjer stalno odstranjeni. Izrabljeno grelni medij odvaja iz sušilne komore skozi izpust plina. Del kvasa (15-20%), ki je odnesel s hladilno tekočino, in namestili ciklonov za njihovo zajemanje.

Suhi kvas izpod stožca po ciklonu lase in pnevmatsko dovaja pakiranje in pakiranje. Sušilniki tip SRF opremljeno s kolesi ali mehanskimi injektorji. Uporaba ene ali druge zasnove šobe je odvisna od začetne lastnosti proizvoda, sušenje pogoje in zahteve za končni proizvod. Sušilniki z mehanskimi atomizerjev se priporoča za brizganje in sušenje drobnih emulzije in prave koloide finega suspenzije.

Boben sušilniki (sl. 7.37), ki deluje pri atmosferskem tlaku se uporablja za sušenje pripravke encimov, organskih kislin in drugih mikrobiološko sintezo. V primerjavi z drugimi vrstami sušilnicah v sušilniku izgube bobna encimske aktivnosti ne presega (10,5%).

Sl. 7.37. Slike Shema in boben za lase 1 - baraban- 2 - bunker- 3 - razkladanje od naprave 4 - ventilyator- 5 - ciklon (slika Voynova NA).

V večini primerov se sušenje izvaja z ogretim zrakom pri sotočne ali protitočno gibanje hladilnega sredstva in izdelka. Zrak dovaja v boben, da se posuši temeljito očistiti. Običajno se uporablja za to dvostopenjsko filtracijo z uporabo grobi filter in bakterijske čiščenje.

Sušilnik sestoji iz votlo cilindrično vrtečega se telesa 1 nameščen na valjčnih ležajev 6 z naklonskim kotom (0,5-0,6) ° v smeri izpusta proizvoda. Industrijska treba posušiti dovaja v lijak 2 in z vijačno vložkom vstopi v votlino ohišja, skozi katero prehaja več šob, intenzivno mešana in v stiku s hladilnim sredstvom, ki zagotavlja proces sušenja.

Fluid sušenje ležišče se pogosto uporablja pri predelavi kserolabilnyh materialov, saj je ureditev zlahka doseže končna vsebnost vlage v materialu. Glavne prednosti omenjeno sušenje so: visoka gostota obdeluje perenosa- delci preprečujejo pregrevanje sorazmerno enostaven konstruktivno razporeditev (slika 7.38, a.), Možnost granulirni materiala (antibiotiki, aminokisline) neposredno v procesu sušenja.

Najpomembnejši kontraindikacija metodi v vrtinčasti plasti je mehansko se kršitve integritete delci (abrazija, nalepka). Cevasti naprava (sl. 7.38, b) načelo pnevmatskega transporta trdnih delcev (zrnca) v cev 3, nato izvedemo odstranitev zunanje vlage s površine izdelka je treba posušiti.

Sl. 7.38. sušilniki shemi: tekočinska kopel (a, b) - pnevmatsko cevasta naprava (c): 1 - 2 hranljiva - bunker- 3 - izhodiščnem 4-5 Cyclone -filtr- 7 - okov za zdravilo 8 sproščanjem - dovod hladilne tekočine ( sl. Voinov NA)

Freeze sušilniki. Barve (liofilizacijo) - trdno snov prehod pri segrevanju v plinastem stanju, izogibanje tekoče faze. Na izhodu iz sušilnice izpušni toplote nosilcu preide ciklona 5, in suh proizvod teče v izpustne naprave 3. Na premera 1,2 m in ohišjem sušilnika svoje dolžine 4,2 m performance lase glive kulture ne doseže 1,5 m / dan.

Liofilizacijo mikrobiološke sinteze izdelkov predstavlja poseben primer vakuumsko destilacijo z uparjanjem led iz zamrznjenega izdelka. Izvedba zamrzovalnem sušenju v vakuumu določa nižje temperature obdelave in s tem ohrani strukturo celice v sposobnega stanju. Liofilizacijo je najbolj primeren za žive organizme, določene encime in druge temperaturno občutljivih izdelkov. V tem primeru je vsaj inaktivacijo encimov, je urejeno viabilnosti celic.

Prednosti sušilne Obravnavani: vlago odstranimo pri nizki temperaturi, ki v bistvu odpravlja toplotno inaktivacijo za zdravilo stabilna struktura materiala (brez uničenja ali skupek delcev) - praktično odpravljena devolatilization sušena snov kršitve kemijskih sostava- olajšanega mogoče pridobiti suhega produkta, in v embalirani sterilna.

Liofilizacija bioloških izdelkov sestavljajo koraki zamrzovanja, sublimacija, desorpcijo (suhega). Iz stopnjo zamrznitve in končne temperature produkta odvisna sublimacija procesa.

Podvržemo liofiliziranje mikrobnega suspenzijski koncentrat, pridobljen iz gojitvenega medija po enem od mehanskih postopkov odstranjevanje vode (filtracija, centrifugiranje). Koncentrirano suspenzija mikroorganizmov dodamo v določenem znesku ti zaščitnem okolju, ki ščiti celice smrti med lediščem in naknadno sušenje.

Uporabljene kot zaščitni koloidi in hidrofilnih snovi (proteinov, amino kislin, ogljikovih hidratov, itd) medij, ki zavirajo znotrajcelično nastajanja ledu, zmanjšujejo koncentracijo elektrolitov in ščitijo celice pred globokim ireverzibilno dehidracijo. Zamrznitev biomase vodi do fizične, biofizikalnih in biokemične spremembe v celici.

Kot kristalizacijo rezultat se pojavi med zamrzovanjem škodo in uničenje celičnih membran in drugih celičnih struktur. Te lezije lahko povzročijo trije glavni dejavniki: mehansko delovanje na celice kristalov lda- naraščajočo koncentracijo elektrolita da denaturacijo membrane povzroči znižanje koncentracij diferenčnih znotraj in zunaj celice.

Da bi se izognili denaturiranje proteina med zamrzovanjem pogoji izberemo optimalno kristalizacije vode.

Velikega pomena je stopnja zamrzovanja. S počasnim hlajenjem, tvorjena velikih ledenih kristalov, ki ima spodnji izparevanju površino kot tvorjena majhnih kristalov med hitrim zmrzovanjem.

Obstaja več načinov za zamrznitev biomase: kontakt zmrzovanje na ohlajeno polkah- konvekcijo mraz gazom- kombinaciji zamrznitev. Liofilizacijo enoto (sl. 7.39) sestoji iz sušilno komoro, kondenzacijskega-desublimator in vakuumsko črpalnega sistema.

Sl. 7.39. Shema operacija serije: 1, 7 - hlajenje vse avtomatsko 2 - holodilnik- 3 - polki- 4 - sublimator- 5 - Kondenzator 6 - vakuumsko pump- -nasos- 9 8 - posoda za segrevanje hladilnega medija (NA sl. . Voynova)

Konstruktivno oblikovanje posameznih elementov vezja Zaradi posebne sublimiranega materiala in željo zagotoviti stalno in visoko proces sušenja intenzivnosti. V industrijskih obratih je vhod sublimacijo energije izvaja predvsem s prevajanjem, sevanje infokrasnogo, visokofrekvenčnih tokov.

Uporaba liofilizirane uporablja kombinirano oskrbo z energijo (IR - sevanje, ultrazvočne energije in prisilnega pretoka plina) za zmanjšanje specifične porabe energije in povečajo sposobnost, da si opomorejo od suhega bakterijskega koncentrata. Najbolj učinkovit osnovi zmrzovanja na področju ultrazvoka in inertna plinska atmosfera. Poleg tega je občutno zmanjšala specifično porabo energije uparimo vlage v primerjavi s stikom z liofilizacijo.

NA Bojevniki, TG Volova

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný