Wat zijn de gebruikelijke concentratiemethoden die worden gebruikt voor de scheiding en zuivering van fermentatieproducten?
1. Verdampingsconcentratie:het gebruik van warmte om het water in de fermentatievloeistof te verdampen, waardoor de concentratie van het product toeneemt.
Voordelen:eenvoudige bediening, relatief lage apparatuurkosten, toepasbaar op de concentratie van een verscheidenheid aan fermentatieproducten, en kan de concentratie van producten snel en effectief verhogen.
Nadelen:Voor sommige warmtegevoelige fermentatieproducten kan een hoge temperatuur leiden tot denaturatie en inactivatie; Tegelijkertijd moet het verdampingsproces veel energie verbruiken, de kosten zijn hoog. Verdampingsconcentratie kan bijvoorbeeld worden gebruikt bij het concentreren van bepaalde aminozuurfermentatiebouillons die niet te temperatuurgevoelig zijn, maar voor sommige eiwitfermentatieproducten moet voorzichtigheid worden betracht.
2. Concentratie membraanscheiding:
Ultrafiltratie:het gebruik van het ultrafiltratiemembraanzeefeffect, waardoor kleine moleculen zoals water, anorganische zouten, enz. Erdoorheen worden gelaten, terwijl de grote moleculen van het fermentatieproduct aan de zijkant van het membraan worden vastgehouden, om zo concentratie te bereiken.
Voordelen:het kan bij kamertemperatuur worden gebruikt, wat minder invloed heeft op de activiteit van fermentatieproducten; het kan onzuiverheden in de fermentatiebouillon effectief verwijderen en de zuiverheid van de producten verbeteren; het bedieningsproces is eenvoudig en gemakkelijk te automatiseren.
Nadelen:de kosten van het membraan zijn hoog en gemakkelijk vervuild, waardoor regelmatige reiniging en onderhoud nodig zijn; voor sommige onzuiverheden met een molecuulgewicht dat vergelijkbaar is met het doelproduct, is het mogelijk dat deze niet volledig kan worden verwijderd.
Nanofiltratie:De membraanporiegrootte bevindt zich tussen het ultrafiltratiemembraan en het omgekeerde osmosemembraan, onder druk laat het enkele kleine moleculen en eenwaardige ionen door, terwijl het een hogere retentiesnelheid heeft voor tweewaardige en hogere ionen en fermentatieproducten met een groter molecuulgewicht, om zo concentratie en scheiding bereiken.
Voordelen:Het heeft een beter concentratie-effect, kan onder lagere druk worden gebruikt en heeft een relatief laag energieverbruik; het heeft minder invloed op warmtegevoelige stoffen en kan de activiteit van producten behouden.
Nadelen:de selectiviteit van het nanofiltratiemembraan is relatief laag, sommige onzuiverheden kunnen samen met het doelproduct achterblijven; de levensduur van het membraan is beperkt en moet periodiek worden vervangen.
3. Bevriezingsconcentratie: gratisBreng de fermentatiebouillon tot onder het vriespunt, zodat het water daarin ijskristallen vormt, en scheid vervolgens de ijskristallen van de geconcentreerde bouillon door centrifugeren, filtratie, enz., om het doel van concentratie te bereiken.
Voordelen:Het is geschikt voor het concentreren van warmtegevoelige fermentatieproducten omdat de activiteit van de producten maximaal behouden kan blijven door bij lage temperaturen te werken; het introduceert geen andere chemische stoffen en heeft minder invloed op de zuiverheid van de producten.
Nadelen:het werkingsproces is ingewikkelder en vereist speciale vriesapparatuur en scheidingsapparatuur, met hogere kosten; de concentratievermenigvuldiger is relatief laag en er kunnen meerdere handelingen nodig zijn om de vereiste concentratie te bereiken.
4. neerslagconcentratie:precipiteer de fermentatieproducten of onzuiverheden door precipitatiemiddel toe te voegen en scheid vervolgens de precipitaten om de concentratie van fermentatiebouillon te bereiken. Voor eiwitfermentatieproducten kunnen bijvoorbeeld organische oplosmiddelen, zouten en andere precipitanten worden toegevoegd om de eiwitten te precipiteren, en vervolgens het supernatant verwijderen om het doel van concentratie te bereiken.
Voordelen:eenvoudige bediening, lage kosten; kan tegelijkertijd productconcentratie en voorlopige zuivering bereiken.
Nadelen:de keuze van het neerslagmiddel moet worden gemaakt op basis van de aard van het fermentatieproduct, anders kan dit de activiteit en zuiverheid van het product beïnvloeden; het neerslagproces kan worden beïnvloed door de pH-waarde van de oplossing, de temperatuur en andere factoren, die strikt moeten worden gecontroleerd.
5. Dialyseconcentratie:Met behulp van het dialyse-effect van een semi-permeabel membraan zullen de kleine moleculen in de fermentatieoplossing, zoals water, anorganische zouten, enz., worden gedialyseerd, terwijl de grote moleculen van de fermentatieproducten in de dialysezak achterblijven, om zo te bereiken concentratie.
Voordelen:eenvoudige bediening, geen speciale apparatuur nodig; kan bij kamertemperatuur worden gebruikt, minder impact op de activiteit van fermentatieproducten.
Nadelen:de concentratiesnelheid is laag en het duurt lang om de vereiste concentratie te bereiken; de kosten van de dialysezak zijn hoog en deze zijn gemakkelijk kapot te maken, dus er moet voorzichtig mee worden omgegaan.