Kādas ir izplatītākās koncentrācijas metodes, ko izmanto fermentācijas produktu atdalīšanai un attīrīšanai?
1. Iztvaikošanas koncentrācija:izmantojot siltumu, lai iztvaicētu ūdeni fermentācijas šķidrumā, tādējādi palielinot produkta koncentrāciju.
Priekšrocības:vienkārša darbība, salīdzinoši zemas aprīkojuma izmaksas, piemērojamas dažādu fermentācijas produktu koncentrācijai un var ātri un efektīvi palielināt produktu koncentrāciju.
Trūkumi:Dažiem termiski jutīgiem fermentācijas produktiem augsta temperatūra var izraisīt to denaturāciju un inaktivāciju; tajā pašā laikā iztvaikošanas procesam ir nepieciešams patērēt daudz enerģijas, izmaksas ir augstas. Piemēram, iztvaikošanas koncentrāciju var izmantot, koncentrējot dažus aminoskābju fermentācijas buljonus, kas nav pārāk jutīgi pret temperatūru, taču tā ir jāizmanto piesardzīgi dažiem proteīna fermentācijas produktiem.
2. Membrānas atdalīšanas koncentrācija:
Ultrafiltrācija:Ultrafiltrācijas membrānas sijāšanas efekta izmantošana, ļaujot cauri mazām molekulām, piemēram, ūdenim, neorganiskiem sāļiem utt., kamēr fermentācijas produkta lielās molekulas tiek noturētas membrānas malā, lai panāktu koncentrāciju.
Priekšrocības:to var darbināt istabas temperatūrā, kas mazāk ietekmē fermentācijas produktu aktivitāti; tas var efektīvi noņemt piemaisījumus fermentācijas buljonā un uzlabot produktu tīrību; darbības process ir vienkāršs un viegli automatizējams vadību.
Trūkumi:membrānas izmaksas ir augstas un viegli piesārņotas, tāpēc nepieciešama regulāra tīrīšana un apkope; dažiem piemaisījumiem, kuru molekulmasa ir līdzīga mērķa produktam, tos, iespējams, nevarēs pilnībā noņemt.
Nanofiltrācija:Tās membrānas poru izmērs atrodas starp ultrafiltrācijas membrānu un reversās osmozes membrānu, zem spiediena, tas ļauj iziet cauri dažām mazām molekulām un vienvērtīgiem joniem, savukārt tam ir augstāks aiztures ātrums divvērtīgiem un augstākiem joniem un fermentācijas produktiem ar lielāku molekulmasu, lai sasniegt koncentrēšanos un atdalīšanu.
Priekšrocības:Tam ir labāks koncentrācijas efekts, to var darbināt ar zemāku spiedienu un salīdzinoši zemu enerģijas patēriņu; tas mazāk ietekmē siltumjutīgās vielas un spēj uzturēt produktu aktivitāti.
Trūkumi:nanofiltrācijas membrānas selektivitāte ir salīdzinoši zema, daži piemaisījumi var saglabāties kopā ar mērķa produktu; membrānas kalpošanas laiks ir ierobežots un periodiski jāmaina.
3. Sasaldēšanas koncentrācija: bezmaksasze fermentācijas buljonu zem sasalšanas punkta, lai tajā esošais ūdens veidotu ledus kristālus, un pēc tam atdala ledus kristālus no koncentrētā buljona, centrifugējot, filtrējot utt., lai sasniegtu koncentrēšanas mērķi.
Priekšrocības:Piemērots siltumjutīgu fermentācijas produktu koncentrēšanai, jo produktu aktivitāti var maksimāli uzturēt, darbojoties zemā temperatūrā; tas neieviesīs citas ķīmiskas vielas un mazāk ietekmēs produktu tīrību.
Trūkumi:darbības process ir sarežģītāks, nepieciešamas speciālas saldēšanas iekārtas un separācijas iekārtas, ar lielākām izmaksām; koncentrācijas reizinātājs ir salīdzinoši zems, un, lai sasniegtu vajadzīgo koncentrāciju, var būt nepieciešamas vairākas darbības.
4. nokrišņu koncentrācija:izgulsnējiet fermentācijas produktus vai piemaisījumus, pievienojot nogulsnes, un pēc tam atdaliet nogulsnes, lai sasniegtu fermentācijas buljona koncentrāciju. Piemēram, olbaltumvielu fermentācijas produktiem var pievienot organiskos šķīdinātājus, sāļus un citus nogulsnētājus, lai izgulsnētu olbaltumvielas, un pēc tam noņemt supernatantu, lai sasniegtu koncentrācijas mērķi.
Priekšrocības:vienkārša darbība, zemas izmaksas; vienlaikus var sasniegt produkta koncentrāciju un sākotnējo attīrīšanu.
Trūkumi:nogulsnētāja izvēle ir jāveic atbilstoši fermentācijas produkta īpašībām, pretējā gadījumā tas var ietekmēt produkta aktivitāti un tīrību; nokrišņu procesu var ietekmēt šķīduma pH vērtība, temperatūra un citi faktori, kas ir stingri jākontrolē.
5. Dialīzes koncentrācija:Izmantojot daļēji caurlaidīgās membrānas dialīzes efektu, fermentācijas šķīdumā esošās mazās molekulas, piemēram, ūdens, neorganiskie sāļi utt., tiks izvadītas ārā, bet lielās fermentācijas produktu molekulas paliks dialīzes maisā, lai sasniegtu rezultātu. koncentrācija.
Priekšrocības:vienkārša darbība, nav nepieciešams īpašs aprīkojums; var darbināt istabas temperatūrā, mazāk ietekmējot fermentācijas produktu aktivitāti.
Trūkumi:koncentrācijas ātrums ir lēns un nepieciešams ilgs laiks, lai sasniegtu vajadzīgo koncentrāciju; Dialīzes maisiņa izmaksas ir augstas un to ir viegli saplīst, tāpēc ar to jārīkojas uzmanīgi.