Dowstream

Quá trình lên men công nghiệp bao gồm cả xử lý thượng nguồn (USP) và hạ lưu chế biến (DSP) giai đoạn (Hình 7,1). USP liên quan đến tất cả các yếu tố và các quá trình hàng đầu và bao gồm quá trình lên men, và bao gồm ba lĩnh vực chính. Đầu tiên liên quan đến các khía cạnh liên quan với vi sinh vật sản xuất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
DowstreamQuá trình lên men công nghiệp bao gồm cả xử lý thượng nguồn (USP) và hạ lưu chếbiến (DSP) giai đoạn (Hình 7,1). USP liên quan đến tất cả các yếu tố và các quá trìnhhàng đầu và bao gồm quá trình lên men, và bao gồm ba lĩnh vực chính. Đầu tiên liênquan đến các khía cạnh liên quan với vi sinh vật sản xuất. Chúng bao gồm các chiếnlượcban đầu có được một vi sinh vật phù hợp, công nghiệp căng thẳng cải tiến để nângcao năng suất và sản lượng, bảo trì độ tinh khiết căng thẳng, chuẩn bị một phù hợpvới nguồn bệnh và sự phát triển liên tục của các chủng được lựa chọn để tăng hiệuquả kinh tế của tiến trình (xem Chương 4). Khía cạnh thứ hai của USP liên quan đếncác phương tiện truyền thông lên men (xem Chương 5), đặc biệt là việc lựa chọncarbon hiệu quả về chi phí và các nguồn năng lượng thích hợp, cùng với các chất dinhdưỡng thiết yếu khác. Phương tiện truyền thông tối ưu hóa là một khía cạnh quantrọng của quá trình phát triển để đảm bảo tối đa hóa năng suất và lợi nhuận. Thànhphần thứ ba của USP liên quan đến quá trình lên men (xem Chương 6), được thườngđược thực hiện dưới các điều kiện kiểm soát một cách chặt chẽ, phát triển để tối ưuhóa sự phát triển của sinh vật hoặc sản xuất của một sản phẩm vi sinh vật mục tiêu.DSP bao gồm tất cả các quy trình sau quá trình lên men. Nó có mục đích chính có hiệuquả, phục hồi reproducibly và an toàn tiêu sản phẩm để các yêu cầu thông số kỹ thuật(hoạt động sinh học, độ tinh khiết, ...), trong khi tối đa hóa năng suất phục hồi và giảmthiểu chi phí. Các sản phẩm mục tiêu có thể được phục hồi bằng cách xử lý các tế bàohoặc trung bình chi tiêu tùy thuộc vào việc nó là một sản phẩm nội bào hoặc ngoạibào. Mức độ tinh khiết cần được thực hiện thường được xác định bởi các sử dụng cụthể của sản phẩm. Thông thường, độ tinh khiết của sản phẩm sẽ được xác định bởinhững gì không phải là hiện tại chứ không phải là những gì được. Độ tinh khiết củamột enzyme, ví dụ, được thể hiện như các đơn vị hoạt động enzyme trên một đơn vịtổng lượng protein. Không chỉ là nó quan trọng để giảm tổn thất khối lượng sảnphẩm, nhưng trong nhiều trường hợp duy trì các hoạt động sinh học của sản phẩm làcực kỳ quan trọng.Mỗi giai đoạn trong các thủ tục phục hồi tổng thể là phụ thuộc rất nhiều vào các giaothức trước fer-mentation. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men DSP bao gồmcác thuộc tính của vi sinh vật, hình thái đặc biệt, đặc điểm keo tụ, kích thước và độcứng tế bào. Những yếu tố này có ảnh hưởng lớn đến bồi lắng, filterability và hiệuquả đồng nhất. Sự hiện diện của sản phẩm phụ của quá trình lên men, phương tiệntruyền thôngtạp chất và phụ gia quá trình lên men, chẳng hạn như antifoams, có thể can thiệp vớiDSP bước và phân tích sản phẩm đi kèm. Do đó, một cách tiếp cận toàn diện là cầnthiết khi phát triển một chiến lược thanh lọc công nghiệp mới. Toàn bộ quá trình, cảhai yếu tố thượng nguồn và hạ nguồn, cần được xem xét. Ví dụ, sự lựa chọn của chấtnền lên men ảnh hưởng DSP tiếp theo. Carbon, giá rẻ và nguồn năng lượng có chứanhiều tạp chất có thể cung cấp các khoản tiết kiệm chi phí ban đầu, nhưng có thể đòihỏi phải tăng chi phí DSP. Do đó tiết kiệm chi phí tổng thể có thể đạt được với mộtchất nền tinh khiết hơn nhưng đắt tiền hơn. Ngoài ra, việc áp dụng các phương phápsử dụng thiết bị sẵn có hiện tại có thể được nhiều chi phí hiệu quả hơn so với giớithiệu các kỹ thuật hiệu quả hơncần phải đầu tư trang thiết bị mới.Các tính chất vật lý và hóa học của sản phẩm, cùng với nồng độ và vị trí của nó, rõràng là những yếu tố quan trọng khi họ quyết định các bước tách ban đầu và chiếnlược tổng thể thanh lọc. Nó có thể là toàn bộ các tế bào tự là sản phẩm mục tiêu hoặclà một sản phẩm nội bào, có thể nằm trong một cơ quan hoặc trong các hình thức củacác cơ quan bao gồm. Ngoài ra, các sản phẩm mục tiêu có thể được tiết vào trongkhông gian periplasmic của các tế bào sản xuất hoặc medium.Stability quá trình lênmen của sản phẩm cũng ảnh hưởng đến các yêu cầu cho bất kỳ tiền xử lý cần thiếtđể ngăn chặn bất hoạt sản phẩm và / hoặc suy thoái.DSP có thể được chia thành một loạt các quá trình đơn vị riêng biệt được liên kết vớinhau để thanh lọc sản phẩm (Hình 7,2). Ví dụ về các chiến lược thanh lọc cho hai sảnphẩm được thể hiện trong hình. 7,3. Thông thường, số lượng các bước được giữ ởmức tối thiểu. Điều này không chỉ vì chi phí, nhưng bởi vì mặc dù bước cá nhân có thểcó được năng suất cao, thiệt hại tổng thể của quá trình thanh lọc nhiều tầng có thể bịcấm(Hình 7,4). Các bước đơn vị cụ thể được lựa chọn sẽ bị ảnh hưởng bởi kinh tế củaquá trình, yêu cầu độ tinh khiết của sản phẩm, năng suất đạt được ở mỗi bước vàan toàn khía cạnh. Trong nhiều trường hợp, hội nhập của quá trình lên men và DSPđược ưa thích. Tích hợp thường có thể tăng năng suất, giảm số lượng các hoạt độngđơn vị và giảm cả thời gian toàn bộ quá trình và chi phí.Quá trình hội nhập vật lý có thể đạt được bằng cách đặt các đơn vị tách biệt bên trong ...