ЛК_19_20_Выделение_из_культ

Лекции 19,20
Выделение
продуктов
метаболизма
из культуральной
жидкости
1
4
Дезинтеграция – разрушение
клеток микроорганизмов путем
разрыва клеточных оболочек
Методы разрушения клеток:
 физико-механические;
 химические;
 энзиматические;
 биологические
2
4
Физическая дезинтеграция – это процесс,
происходящий при высоких скоростях и
сопровождающийся быстрым перемешиванием
разрушаемого материала в зоне действия
дезинтегрирующих сил
3
4
Химические способы дезинтеграции
основаны на деструкции упорядоченных
структур клеточной стенки микроорганизма
4
4
Энзиматические и биологические
методы дезинтеграции
5
4
Экстракция – это процесс разделения смеси
твердых или жидких веществ с помощью
избирательных (селективных)
растворителей (экстрагентов)



Виды экстракции:
твердо-жидкофазная (при которой
продукт из твердой фазы переходит
в жидкую)
жидко-жидкофазную (когда
обеспечивается перевод продукта
из одной жидкой фазы в другую,
также жидкую фазу)
6
4
Эффективность экстракции
повышается:




подбором оптимального растворителя;
многократной обработкой
экстрагирующим агентом;
подогревом экстрагирующего агента или
экстрагируемой жидкости, содержащей
продукт;
понижением давления в аппарате для
экстракции
7
4
Классификация аппаратуры для
жидко-жидкофазной экстракции:
по принципу взаимодействия контактирующих фаз


со ступенчатым контактом фаз – изменение состава фаз происходит
скачкообразно от ступени к ступени, из которых состоит аппарат,
дифференциально-контактные, в которых изменение состава фаз
приближается к непрерывному по пути контактирования фаз;
по способу диспергирования фаз
 аппараты без использования внешней энергии
 с применением внешней энергии (перемешивание, пульсация,
приложение центробежных сил и др.);
по способу разделения фаз
 гравитационные – разделение происходит под действием силы
тяжести
 центробежные – разделение в поле центробежных сил.
по принципу организации процесса
 периодические
 непрерывные.
8
Стадии
экстракции



4
смешение исходной смеси веществ экстрагентом;
механическое разделение (расслаивание) двух образующихся фаз;
удаление экстрагента из обеих фаз и его регенерацию с целью
повторного использования.
Экстракт – раствор извлекаемого вещества в экстрагенте
Рафинат – остаток исходного раствора

Выделение экстрагированного вещества из экстракта и одновременно
регенерация экстрагента производится дистилляцией, выпариванием,
кристаллизацией, высаливанием и т. п.
9
4
Ступенчатые экстракторы
(смесительно-отстойные)
10
4
Дифференциальноконтактные экстракторы
без подвода внешней энергии
с подводом
внешней энергии
11
4
12
4
13
4
14
4
Методы экстракции:
Прямоточная экстракция
Противоточная экстракция
Перекрестно-проточная экстракция
15
4
16
4
17
Твердо-жидкофазная
4
экстракция


Экстракт
Экстракция с
перемешиванием
(аппараты с
мешалками)
Экстракция в
неподвижном слое
(диффузоры)
Экстрагент
18
4
Декантер-осветлитель
19
4
Адсорбция - связывание выделяемого
из жидкой фазы вещества
поверхностью твердого тела
20
4
Разделение веществ путем хроматографии
основано на их неодинаковом
распределении между двумя
несмешивающимися фазами



Ионообменная хроматография используется для выделения
ионизированных веществ из жидкости, а также для очистки
нейтральных соединений от примесей ионной природы.
Колонка наполняется гранулами адсорбента, которые несут
заряженные катионные (NH4+) или анионные (SO42-) группы,
способные захватывать ионы противоположного заряда..
Метод "молекулярных сит" (гель-хроматография, гельфильтрация) основан на разделении веществ с различной
молекулярной массой и диаметром частиц. Адсорбент
захватывает и удерживает, например, только
низкомолекулярные соединения, пропуская соединения с более
высокой молекулярной массой.
Аффинная хроматография базируется на задерживании
комплекса, образующегося из компонента разделяемой смеси и
лиганда, который фиксирован на частицах носителя
(наполнителя колонки).
21
Ионообменная
аппаратура


периодически
действующие
аппараты с
неподвижным слоем
ионита;
непрерывно
действующие
аппараты с
движущимся слоем
ионита и с
псевдоожиженным
слоем ионита
22
4
Тема следующей лекции:


Выделение продуктов биосинтеза из
культуральной жидкости
(продолжение)
Кристаллизация
23