Поділ систем на фракції, що володіють різними плотностями, найбільше ефективно здійснювати при сепаруванні. Сепарування знайшло широке застосування при концентрації кормових дріжджів, при поділі емульсій і посвітлінні розчинів БАВ перед концентруванням у випарних апаратах й ультра фільтраційних установках.
Застосування сепарування дозволяє розділяти важко фильтрующимся суспензії, інтенсифікувати виділення й концентрування МО й твердих часток розміром 0,5 мкм. Рушійної силоміць процесу є відцентрова сила.
Ефективність сепарування пропорційна частоті обертання, його діаметру, розміру часток, різниці плотностей твердих і рідких фаз. При збільшенні в'язкості середовища знижується ефективність сепарування. Продуктивність сепарування залежить від фізико-хімічних властивостей обробленого продукту, а також від необхідного ступеня згущення. Для одержання протеїну зручніше за все використати сепаратори з відцентровим безперервним вивантаженням осаду.
Культуральна рідина надходить через трубу у внутрішню порожнину барабана, де під дією відцентрової сили розтікається по тарілках. Більше щільна маса відкидається на периферію барабана. Отсепарована легка фракція рідиною приділяється через патрубок. Промивання сепаратора виробляється без його розбирання, для чого на барабана встановлюються 3 пружинних клапани, яких відкриваються, коли швидкість падає нижче певного рівня й зміст вивантажується перш, ніж барабан почне промиватися очищеною водою, а камера з напірною трубкою в центрі барабана очищається при зворотному токовищі промивної води.
У МБП найбільше широко використають процес випарювання у вакуумних установках (апаратах) як найбільш економічний спосіб попередньої концентрації продуктами біосинтезу. Для виробництва протеїну вигідно використати випарні тонкошарові апарати з теплообміном: максимальне виробництво по паркій волозі, т/г - 8.
Видалення води з напівпродуктів мікробного синтезу є однієї з кінцевих операцій у виробництві БА препаратів. До видалення води культуральна рідина має вологість 30 - 60 %. У сушильних установках вона збезводнюється до 5 - 12 %. Всі продукти мікробного синтезу діляться на 2 групи:
продукти, у яких після сушіння не потрібно охороняти життєздатність МО або високої активності препаратів й які використаються як джерела живильних речовин;
продукти, у яких після сушіння необхідно зберігати життєздатність або високу активність препаратів.
У випадку одержання протеїну необхідно зберігати життєздатність і високу активність препаратів. Застосовуються умови, що щадять, сушіння. Необхідно знати вологість вихідних і кінцевих продуктів, капілярну структуру, в'язкість, поверхневий натяг, коефіцієнт теплоємності, температуропровідності й теплопровідність, термолабильность, хімічний склад й ін.
Для одержань протеїну зручно використати розпилювальні сушарки для термолабільних розчинів. Концентрація сухих речовин у розчинах повинна бути не менш 10 %. РС застосовують м'який режим сушіння, що виключає втрати БАВ. У РС рідину перетворюють у туман. Камери для сушіння виготовляються з нержавіючої сталі. Достоїнством РС є швидкість сушіння, низька температура матеріалу сушіння, одержання порошку. Через швидке сушіння температура матеріалу, не перевищуючу температуру паркої вологи (60 - 70 °С) і вологи (60 - 70 °С) і залишається значно нижче температури сушильного агента. [16].
1.4 Контроль якості одержання білка
.4.1 Попередня обробка сировини
При використанні для готування живильних більшість середовищ перерахованих джерел сировини, особливо гідролізатів деревини, сульфітних лугів, різних видів вуглеводної сировини, необхідно вносити в середовище додатково мікроелементи, азотне й фосфорне харчування, вітаміни. Для цього використають кукурудзяний екстракт, дріжджові авто лізати або гідро лізати, відходи виробництва вітамінів, лимонної кислоти й ін. До складу середовищ уводять мінеральні солі, що містять азот, фосфор, калій, магній й інші елементи. Джерелом азоту в середовищі може бути аміак, що підтримує рН на певному рівні.
Вирішальне значення для проведення біотехнологічних процесів має хімічний і біологічний склад води. Вода не повинна містити токсичних забруднень, вірусів, плазмід і суперечка.
У процесі підготовки живильних важливих середовищ значення має змішування й стабілізація готового реакційного середовища.
Підготовка живильних сполучених середовищ із використанням різних методів її обробки: фізико - механічних (здрібнювання компонентів, гомогенізація, перемішування, розчинення, фільтрація, теплова обробка); хімічних (регулювання окислювально-відбудовного потенціалу, рН середовища, іонної сили, осмотичного тиску, гідроліз, нейтралізація); біологічних (оцінка середовища на стерильність, попереднє культивування на середовищі, ферментативний гідроліз, ізомеризація й т.д.).
Готові середовища можуть не вимагати стерилізації, і після готування на них можна культивувати мікроорганізми. У деяких випадках живильного необхідно середовища стерилізувати, що можна здійснити шляхом нагрівання, озонування, що стерилізує фільтрації, хлоруванні, обробки формаліном або опромінення.
.4.2 Культивування мікроорганізмів
Основною стадією технологічного процесу виробництва мікробних білкових препаратів є культивування мікроорганізмів. У період пуску виробництва та стадія складається з підготовки й вирощування вихідного посівного матеріалу аж до доведення процесу в промислових ферментаторах, тобто до рівня, що коли утворилася біомасу вже можна відокремлювати від рідкої фази й сушити. При сталому виробництві чисту культуру посівного матеріалу подають у ферментатори для постійного підновлення культури. Тому незалежно від способу культивування й періоду роботи заводу процес вирощування мікроорганізмів має два щаблі: одержання чистої культури посівного матеріалу; вирощування мікробних мас у промислових ферментаторах.
.4.3 Одержання чистої культури
Посівним матеріалом називають чисту культуру мікроорганізму, що виходить шляхом її послідовного асептичного пересівання із пробірки в колбу, а потім в апарати обсягу, що збільшується, аж до великого посівного апарата, з якого вона передається у виробництво при уведенні в роботу чергового ферментатора або в працюючий ферментатор для підтримки в ньому росту основної культури продуцента.
Готування посівного матеріалу виробляється по наступних стадіях вирощування: в умовах лабораторії; у малому посівному апарату; у великому посівному апарату; у малому ферментаторі; у промисловому ферментаторі.
Перша стадія вирощування посівного матеріалу здійснюється в заводській лабораторії. Головне - зберегти вихідний штам у незмінному стані.
Суперечки мікроорганізмів, утворені нестатевим шляхом, являють собою найкращу форму збереження вихідного штаму мікроорганізму. Однак при тривалому зберіганні культури можуть виникнути спонтанні нерегульовані мутації. Тому необхідно періодично проводити розсів культури й перевірку її однорідності як по морфологічним, так і по фізіологічних ознаках. При розсіві з колонії, що дала найкращі показники по діагностуючому середовищу, роблять новий розсів в 30 - 40 пробірок. Потім з кожних 5 - 6 пробірок відбирають одну й перевіряють, що перебуває в ній мікроорганізм на здатність утворювати білок, продуцентом якого він є. Проведення такої безперервної селекції дозволяє зберегти в активній формі вихідну культуру продуцента.
Однорідний штам мікроорганізму висівають у пробірки, вирощують д певного віку в оптимальних умовах, а потім поміщають у холодильник при температурі 3 - 4 °С. Пересівання культур проводять через певні проміжки часу. Тривалі паузи між пересіваннями неприпустимі, тому що при цьому виснажується й сохне середовище, позначається негативний вплив метаболітів, можливі мутації.
При пересіваннях варто переносити тільки суперечки або невеликі шматочки міцелію без середовища, щоб у свіже середовище не вносити продукти метаболізму. Для тривалого зберігання штамів часто використають крохмальні середовища.
Дріжджі зберігають в 10 % - ному водяному розчині гліцерину в запаяних ампулах в атмосфері рідкого азоту при низьких температурах (- 196 ÷ - 165 °С)
Заготовлені чисті культури мікроорганізмів у міру необхідності подають у виробництво. Для цього штам МО асептично пересівають у качалочні колби із середовищем, що відповідає складу середовища, і вирощують до відповідного віку.
Одержання чистої культури можна також здійснити в лабораторному ферментаторі періодичної або безперервної дії. Потім розведення чистої культури, що перебуває в стадії інтенсивного зростання, задають у малий посівний апарат з підготовленим живильним . середовищем
Готування живильного для середовища посівного матеріалу окремо від основного виробництва здійснюють лише на деяких заводах.
На другій стадії вирощування посівного матеріалу живильне й із дріжджове розведення надходять у малий посівний апарат обсягом 0,5 м3. Щільність початкової засівби невелика (0,01 % у перерахуванні на сухі дріжджі). Спочатку в посівний апарат подають близько 40 л середовища зі змістом РВ 2 - 2,6 % і розбавляють її в 4 - 4,5 рази стерильною водою так, щоб зміст РВ не перевищувало 0,45 - 0,5 %. Інтенсивно середовище, поступово додають інша кількість живильного розчину (70 - 90 л) зі швидкістю 7 - 8 л/г, при цьому рН підтримують на рівні 4 - 5,5 додаванням аміачної води.
Культивування продовжують до нагромадження дріжджів 3,5 - 4 г/л (по сухій масі). Процес закінчується за 12 - 15 годин.
Третя стадія готування посівного матеріалу здійснюється в посівних апаратах обсягом 4 - 5 м3. У них подають близько 180 - 200 л середовища, розбавляють в 6 - 6,5 рази стерильною водою й задають всі дріжджі, отримані на другій стадії (близько 300
