biotechnologia


 
 

Mikrofiltracja

<img src="http://e-biotechnologia.pl/obrazki/mikrofiltracja.jpg" ALIGN="left" alt=" mikrofiltracja" HSPACE=10 VSPACE=10/> Współczesna technologia zna wiele metod oczyszczania produktów, jak np. chromatografię wielkoskalową, wytrącanie, krystalizację, wirowanie, destylację, sedymentację i inne. Membranowe techniki rozdzielania mieszanin przez długi okres czasu traktowane były jako pomocnicze metody separacyjne w skali laboratoryjnej. Ostatnie lata sprawiły, że możliwym stało się stosowanie technik membranowych na dużą skalę. Związane jest to z rozwojem chemii tworzyw sztucznych, a szczególnie polimerów syntetycznych, z których zbudowana jest większość wysoce przepuszczalnych i selektywnych membran.

W mikrofiltracji używa się membran o porach rzędu 0,l-5µm. Przy pomocy tego procesu usuwa się z roztworu drobne zawiesiny, komórki bakteryjne, niektóre wirusy, drobiny surowców roślinnych, cząstki tłuszczu w emulsjach (np. mleka). Wizualnym efektem tego procesu może być zmiana barwy filtratu, obniżenie mętności, spadek intensywności rozpraszania światła. Głównym zastosowaniem tej techniki jest więc klaryfikacja roztworów, wydzielanie biomas komórkowych, a także sterylizacja pożywek (tzw. sterylizacja "na zimno").

Siłą napędową procesu mikrofiltracji jest różnica ciśnień hydrostatycznych po obu stronach przegrody, rzędu 0,05-0,5MPa. Mikrofiltrację prowadzi się często w układzie stycznym (filtracja styczna, ang. "cross-flow", "tangential flow"), co w większej mierze zapobiega odkładaniu się osadu na powierzchni membrany.

Filtry stosowane w procesach membranowych są zwykle wykonane z materiałów ceramicznych lub syntetycznych polimerów, takich jak polisulfon, teflon czy octan celulozy. Materiały te nie są cytotoksyczne, ani też w żaden inny sposób nie wpływają na filtrowany roztwór. Ściany membran filtrów charakteryzują się anizotropową strukturą, tzn. kanały por rozszerzają się od powierzchni membrany w głąb jej struktury. Dzięki temu cząsteczki, które są zatrzymywane przez daną membranę, zatrzymują się na jej powierzchni i nie zapychają światła kapilar w jej wnętrzu.
W przemyśle stosowane są podstawowe typy filtrów: • płaskie,
• spiralne,
• kapilarne,
• rurowe.

Metoda mikrofiltracji znalazła szerokie zastosowanie w biotechnologii do: • sterylizacji na zimno w procesie produkcji napojów i w przemyśle farmaceutycznym: np. mleko poddawane procesowi MF jest mikrobiologicznie czyste i nie jest wówczas wymagana typowa pasteryzacja, • klarowania soków, wina oraz piwa np. w produkcji winiarskiej zastosowanie mikrofiltracji i ultrafiltracji moszczów lub gotowego wina zapewnia z jednej strony usunięcie niepożądanej mikroflory, zaś z drugiej pozbawienie wina związków powodujących jego mętność; w ten sposób eliminuje się z procesu produkcyjnego uciążliwe etapy filtracji z użyciem środków klarujących oraz siarkowanie jako czynnik niszczący mikroflorę,
• separacji bakterii z wody (biologiczne oczyszczanie wody): w przypadkach gdy cząsteczki większe niż 0.1 mm musza być usunięte z cieczy,
• oczyszczania ścieków,
• separacji emulsji olej/woda,
• oczyszczania wstępnego wody przed procesami nanofiltracji i odwróconej osmozy,
• separacji typu ciecz/substancja stała w przemyśle farmaceutycznym i produkcji żywności.

Postęp biotechnologiczny zrewolucjonizował komercyjną produkcję wielu produktów biochemicznych, zwłaszcza enzymów przemysłowych. Tradycyjne metody zbierania komórek i oczyszczenia enzymów wytwarzanych przy wykorzystaniu fermentacji, genetycznie modyfikowanych organizmów to odwirowywanie i filtracja z zastosowaniem pomocniczej warstwy filtracyjnej. Filtracja membranowa typu cross-flow, zwłaszcza mikrofiltracja, coraz częściej zastępuje powyższe kroki separacji dzięki niższym kosztom inwestycyjnym i zwiększonej produkcji enzymów, a także uproszczeniu dalszych metod obróbki.

Mikrofiltracja z wykorzystaniem membran ceramicznych szybko staje się technologią wybieraną do separacji komórek, gdyż umożliwia zatrzymanie całych komórek, podczas gdy enzymy przechodzą przez membranę i mogą zostać odzyskane ze strumienia permeatu. Taka metoda stanowi ekonomiczną alternatywę dla tradycyjnych technik separacj, jak wirowanie i obrotowa filtracja próżniowa. Zastosowanie bardziej bezpośredniego procesu filtracji membranowej do odzyskiwania komórek pozwala firmom biotechnologicznym na ograniczenie kosztów.

Biotechnologia, jako bardzo szeroka dziedzina, stwarza szerokie możliwości stosowania mikrofiltracji. Począwszy od "zimnej" sterylizacji pożywek do separacji i zagęszczania produktów fermentacji.


Karolina Bombolewska


Literatura:
1. Sourirajan S. (1970): Reverse Osmosis. New York Academic Press. Wroński S., Rudniak L. (1990): Filtracja dynamiczna w biotechnologii. Biotechnologia 4 (10): 12.
2. Oelsen N., Jensen F. (1989): Microfiltration. The influence of operation parameters in the process. Milchwissenschaft, 44 (8): 476.
3. Dzwolak W. (1988): Ultrafiltracja w technologii żywności. Przem. ferm. i owoc-warzyw., 5-6: 16.
4. http://www.chem.uw.edu.pl/people/AMyslinski/zaklad/Megiel/Wyklad_2.pdf



Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

49 anonymous users oraz 0 registered users online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u