Polski
Zastosowania filtracji w fermentacji
Utworzono 2024.09.14
Fermentacja i zastosowania hodowli komórkowych obejmują przygotowanie płynnych i gazowych podaży do fermentora lub bioreaktora w celu wsparcia wzrostu pożądanych komórek. Konieczne jest zachowanie sterylności zarówno w podażach ciekłych, jak i gazowych, aby wspierać wzrost pożądanych komórek podczas procesu fermentacji. Aby spełnić wymagania dotyczące sterylności, aplikacja filtracji odgrywa istotną rolę.
W tym artykule omówiono różne zastosowania filtracji w procesie fermentacji. Typowy przykład zastosowania filtracji powietrza do filtracji powietrza jest przedstawiony tutaj.
Przedfiltracja powietrza zasysanego:
Sprężarki powietrza są używane do generowania przepływu powietrza dla zakładu produkcyjnego. Istnieją dwa rodzaje sprężarek: bezolejowe i olejowe.
Prezfiltracja powietrza wlotowego stała się konieczna do usunięcia kropelek oleju w sprężarce powietrza smarowanym olejem. Filtr koalescencyjny, taki jak filtr z włókna szklanego, może zapewnić usunięcie oleju w ponad 99,9% oraz usunąć krople wody (rosę) w szerszym zakresie. Ten filtr z włókna szklanego działa również jako doskonały przedfiltr dla filtrów fałdowych z membraną hydrofobową, które głównie służą do sterylizacji powietrza wlotowego do fermentora.
Dla sprężarek bezolejowych, filtr wstępny służy do usuwania zanieczyszczeń z systemu powietrza i wydłuża żywotność końcowego filtra. Do użytku z powietrzem fermentacyjnym stosuje się filtr z fałdą celulozową i filtry polipropylenowe do tego zastosowania.
Filtracja powietrza w sterylnej atmosferze:
Bakterie i bakteriofagi, gdy są obecne w powietrzu, mogą dostać się do zbiorników fermentacyjnych lub bioreaktorów i zanieczyścić produkt. Może to zniszczyć pożądane komórki produkcyjne i zmniejszyć wydajność. Dlatego dostarczenie tego sterylnego powietrza jest kluczowe dla procesu fermentacji.
Istnieje wiele metod rozważanych do sterylizacji powietrza wlotowego fermentora. Obejmują one filtrację, ciepło, napromieniowanie, mycie środkami sterylizującymi oraz elektrofiltrację. Mycie i elektrofiltracja nie są skuteczne w usuwaniu mikroorganizmów. Ciepło i napromieniowanie nie są tanie. Dlatego filtracja jest jedyną techniką, która spełnia wszystkie wymagania dotyczące sterylizacji powietrza wlotowego fermentora.
Hydrofobowe filtry fałdowe są powszechnie zalecane w tym przypadku. Hydrofobowa (odpychająca wodę) natura tych membran może zapewnić usuwanie bakterii i bakteriofagów z 100% efektywnością w warunkach wilgotnych lub suchych. Jest to kluczowa korzyść w porównaniu z włóknem szklanym i wkładami.
Do niektórych procesów fermentacji wymagane jest wysoko podgrzane filtrowane powietrze. W tym celu filtr wykonany jest z używanego inherentnie hydrofobowego PTFE.
Napowietrzanie:
Sparging działa na równomierne rozprowadzenie powietrza w fermentorze lub bioreaktorze zawierającym pożywkę i produkt. W tym zastosowaniu używane są porowate elementy spargingowe ze stali nierdzewnej, które zapewniają jednolite i drobne rozproszenie gazu tlenowego. Te elementy ze stali nierdzewnej są wykonane z jednej strony z porowatej stali i z drugiej strony z metalu stałego.
Drobne stopnie porowatej stali nierdzewnej (tj. 3,0 µm) są idealne nawet dla delikatnych hodowli komórek ssaków ze względu na ich wysoką zdolność do transferu gazu i niskie właściwości aeracyjne o niskim ścinaniu.
Filtracja powietrza wylotowego/gazów odpadowych:
Celem filtra wentylacyjnego na sterylnym zbiorniku fermentacyjnym jest podwójny;
Aby zapobiec zanieczyszczeniu zbiornika i zapewnić zawarcie materiału wewnątrz zbiornika. Zapobieganie zanieczyszczeniom w zbiorniku jest pożądane dla procesów, które wymagają długich cykli fermentacji lub wrażliwego medium fermentacyjnego (np. medium do hodowli tkankowej).
Aby zapobiec uwalnianiu organizmów z zbiornika fermentacyjnego i chronić środowisko oraz zapobiec ucieczce mikroorganizmów z zbiornika fermentacyjnego.
System filtracji spalin dla fermentora/bioreaktora rekombinacyjnego lub ssaka musi odprowadzać do środowiska powietrze sterylne i zapewniać barierę sterylności, aby zapobiec dostaniu się zanieczyszczeń. Ponadto musi być możliwe do sterylizacji parą in situ i zazwyczaj ma czyste ciśnienie różnicowe mniejsze niż 1 psid.
Zalecany projekt systemu filtracji spalin w dwóch etapach.
Przedsiewny filtr (zwykle wkład filtra polipropylenowego o średnicy 1,2 μm): Usuwa aerozolowe cząstki i krople cieczy zawierające komórki lub podłoże hodowlane z gazów odpadowych fermentacji lub powietrza wylotowego i przedłuża żywotność końcowego filtra sterylizującego.
Hydrofobowa wkładka filtracyjna z membraną (PVDF lub PTFE) o średnicy 0,2 μm: Zapobiega organizmom przedostawaniu się do lub opuszczaniu strefy kontrolowanej, nawet w obecności kropel wody i nasyconego gazu.
Filtracja surowców płynnych:
Fermentacja i media do wzrostu hodowli komórkowych są często sterylizowane przez filtrację, zwłaszcza gdy obecne są składniki wrażliwe na ciepło. Filtr sterylizujący z membraną hydrofilową o potencjale zeta dodatnim 0.xn--2-m-yyc jest szeroko stosowany do tych zastosowań. Pozytywny potencjał zeta membrany hydrofilowej zwiększa usuwanie endotoksyn bakteryjnych (pirogenów) z wody do podawania.
Filtry polipropylenowe są również doskonałym wyborem do wstępnego filtrowania agresywnych rozpuszczalników i lepkich płynów, a także do zastosowań wymagających wysokich przepływów.
Kontakt
Podaj swoje dane kontaktowe, a skontaktujemy się z Tobą.
Phone
WhatsApp