Фильтрование культуральной жидкости

Баран фильтров,  работающих под давлением, находится в закрытом кожухе; фильтрование суспензий происходит под действием давления сжатого воздуха, подаваемого в корпус фильтра. Давление фильтрации достигает   0,2-0,5 мПа. Эти фильтры позволяют разделять легко испаряющиеся или вязкие суспензии и обеспечивают более высокую производительность, чем вакуум-фильтры. Однако конструкция таких аппаратов сложнее, они требуют установки специального устройства для вывода осадка и более сложной конструкции распределительной головки.

Основные преимущества фильтров непрерывного действия:

1. непрерывность и автоматизация всех проводимых операций, позволяющие сократить время рабочего цикла аппаратов и этим значительно повысить их производительность;
2. удобство промывки осадка;
3. уменьшение расхода фильтрующей ткани;
4. легкость обслуживания.

К недостаткам этих фильтров относятся:

1. их относительная сложность конструкции;
2. высокая стоимость;
3. необходимость оснащения дополнительным оборудованием и большой расход энергии (главным образом, вакуум-насосы и воздуходувки).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6.Барабанный вакуум-фильтр непрерывного действия : 1-барабан; 2-перегородки; 3-распредилительная головка (золотниковый механизм); 4-корыто; 5-нож для срезания осадка; 6-распределитель воды для промывания осадка; 7,8-трубы для откачки соответственно отфильтрованной жидкости и промывной воды;  9-труба для подачи сжатого воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.Фильтры периодического  действия

К периодическим действующим фильтрам с плоской горизонтальной фильтрующей перегородкой следует отнести нутч-фильтры, работающие под вакуумом или под давлением. Нутч-фильтр работающий под вакуумом (рис.7) изготавливается в виде открытого круглого или прямоугольного резервуара 1. На некотором расстоянии от дна резервуара находится ложное днище 3, на которое уложена фильтрующая перегородка 2. Суспензия заливается на нутч-фильтр сверху, после чего под фильтрующей пергородкой создается вакуум, жидкая фаза в виде фильтрата через нижний штуцер отсасывается в емкость 4, а твердая фаза (осадок) накапливается на перегородке и вручную выгружается.

При фильтровании суспензий, образующих осадок с большим удельным сопротивлением, применяют фильтры, работающие под давлением. Нутч-фильтр, работающий под давлением (рис.8), состоит из корпуса 1, съемной крышки 2 и фильтрующей перегородки 3, лежащей на ложном днище 4. После загрузки в аппарат суспензии над ней создают давление, подавая в аппарат сжатый воздух или другой инертный газ, и ведут фильтрование под давлением этого газа. По окончании фильтрования аппарат сообщают с атмосферой при помощи крана, крышку снимают и полученный осадок удаляют вручную. На цилиндрической части некоторых фильтров имеются специальные люки для выгрузки осадка. Когда полученный осадок подвергается на следующей стадии производства переработке в другой жидкости, выгрузку можно механизировать. Для этого фильтр оборудуют поднимающейся мешалкой (рис.8). Фильтрование исходной смеси проводят при поднятой неработающей мешалке. По окончании фильтрования и промывки осадка в фильтр загружают ту жидкость, которая используется для дальнейшей переработки осадка; затем проводят в действие мешалку и медленно опускают ее. При этом осадок взмучивается и выпускается из аппарата в виде суспензии самотеком.

Преимуществом нутч-фильтров является простота конструкции, а недостатком – необходимость удаления осадка вручную. Ручная выгрузка осадка трудоемка и сопровождается значительными потерями продуктов.

Для облегчения выгрузки осадка разработаны более сложные модификации конструкций нутч-фильтров – опрокидывающиеся нутчи, нутчи с откидным дном.  Достоинством всех нутчей является возможность равномерной и полной промывки осадка, т.к. промывная жидкость может быть равномерно распределена по фильтрующей поверхности в необходимом количестве. Общий недостаток нутч-фильтров – относительно большая занимаемая ими площадь на 1м2 поверхности фильтрования. В настоящее время нутч-фильтры используют в основном для разделения суспензий в малотоннажных производствах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.7. Нутч-фильтр, работающий под вакуумом:

1-резервуар; 2-фильтрующая  перегородка; 3-ложное днище; 4-емкость

 

Рис.8.Нутч-фильтр, работающий под давлением

 

 

РАЗДЕЛ.4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА АНТИБИОТИКОВ

Современное промышленное получение антибиотиков - это сложная многоступенчатая биотехнологическая схема, состоящая из ряда последовательных стадий(рис.9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.9.Технологическая схема производства антибиотиков 

В основе начальных технологических процессов лежит выращивание в колбах и ферментерах посевного материала (продуцента). Выращенный производственный штамм продуцента с целью дальнейшего его обогащения переносят в специальные аппараты - инокуляторы. Процесс выращивания грибов, бактерий в инокуляторах осуществляется в строго определенных условиях, которые обеспечиваются системами обогрева и охлаждения, подачи воздуха, приспособлениями для перемешивания производственной массы. Затем продуцент поступает на ферментацию.

Стадии предварительной обработки культуральной жидкости, клеток (мицелия) микроорганизма, во многом определяется составом среды для выращивания продуцента антибиотика, характером его роста, местом основного накопления биологически активного вещества (в культуральной жидкости или внутриклеточно).

Обработанную культуральную жидкость фильтруют от мицелия и осажденных балластных веществ до получения прозрачного фильтрата, называемого нативным раствором. Фильтрацию обработанной культуральной жидкости осуществляют на рамных фильтр-прессах открытого типа, в результате чего может происходить разбрызгивание нативного раствора. Ручная разгрузка фильтр-прессов приводит к контакту рабочих с культуральной жидкостью, содержащей антибиотик.

Стадия выделения и очистки антибиотика. На этой стадии, в зависимости от свойств антибиотика, его химического строения и основного места накопления антибиотического вещества, применяют различные методы выделения и очистки. В качестве основных методов используются экстрация, осаждение, сорбция на ионообменных материалах, упаривание, сушка. Особенность этой технологической стадии определяется тем, что на первой стадии работы имеют дело с небольшой концентрацией (~1 %) антибиотика в обрабатываемом растворе, тогда как на последующих этапах его концентрация увеличивается до 20-30 %. Все это требует применения различных емкостей и объемов используемых реагентов.

Стадии получения готовой продукции, изготовления лекарственных форм, расфасовки. Особенность стадии определяется очень высоким требованиям к качеству конечного продукта. В случае выпуска антибиотиков, предназначенных для инъекций, препараты должны быть стерильными; получение таких антибиотических препаратов, приготовление различных лекарственных форм, дозировка (расфасовка) и упаковка должны осуществляться в асептических условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ