Suszenie materiałów
biologicznych

Przebieg suszenia

Przebieg suszenia –
energia wiązania wody

Aktywność wodna w
roztworach sacharozy

Aktywność wody roztworów
wodnych o różnych stężeniach
molarnych

Aktywność

wody

Roztwór

idealny

NaCl

Sacharoza Gliceryna

0,995

0,281

0,150

0,272

0,277

0,960

2,31

1,20

1,92

2,21

0,900

6,17

2,83

4,11

5,57

0,850

9,8

4,03

5,98

8,47

Sorpcja wody

Typy izoterm adsorpcji

Izotermy adsorpcji - interpretacja

Izotermy adsorpcji produktów
biotechnologicznych



φ - wilgotność względna powietrza; X - wilgotność
materiału



1-3 antybiotyki; 4-aminokwas; 5-8 preparaty zawierające
formy wegetatywne mikroorganizmów

Aktywności wody efekty
biologiczne

Wilgotność a intensywność
procesów biochemicznych w
układach żywych

W – wilgotność materiału
a) nasiona słonecznika b) liście bluszczu

Kserostabilność
mikroorganizmów



B – zachowanie zdolności życiowych mikroorganizmów, lub

aktywności produktów biosyntezy

Kserostabilność
mikroorganizmów c.d.

Termostabilność
antybiotyków



bacytracyna gryzyna



czas ogrzewania [s] : 1-5; 2-15; 3-30; 4-60; 5-300; 6-900; 7-1800

Termostabilność
wegetatwnych form
bakterii

Rhizobium pisum

Azotobacter chroococcum



czas ogrzewania [s] :



1-5; 2-15 ; 3-30; 4-60; 5-90; 6-180;

1-5; 2-30 ; 3-60; 4-300

Termostabilność
przetrwalników bakterii



Bacillus thuringiensis



czas ogrzewania [s] : 1-15; 2-30 ; 3-30; 4-60; 5-300; 6-900

Termostabilność form
wegetatywnych bakterii – wpływ
działań ochronnych



Salmonella enteriditis wyhodowana na

:



mączce kostnej

podłożu z nasion zbóż



czas ogrzewania [s] :



1-180; 2-360 ; 3-600;

1-300; 2-600; 3-1200; 4-

2400; 5-3600

Kinetyka inaktywacji
bakterii
Propionobacterium acnis



1-50°C



2-53°C



3-55°C



4-60°C



5-65°C

Kinetyka inaktywacji
wirusa pryszczycy



1-60°C



2-70°C



3-80°C

Kinetyka inaktywacji przetrwalników
Bacillus stearothermophillus F7954
w wodzie destylowanej



1-105°C



2-108°C



3-110°C



4-116°C



5-121°C

Kinetyka inaktywacji
bakteriofagów T4



1-50°C



2-55°C



3-60°C



4-65°C



5-70°C



6-75°C

Kinetyka inaktywacji
bakteriofagów λ



1-55°C



2-60°C



3-62°C



4-65°C



5-70°C



6-75°C

Klasyfikacja produktów
biotechnologicznych jako
obiektów suszenia

Klasyfikacja produktów
biotechnologicznych jako
obiektów suszenia c.d.

Dobór odpowiedniej
metody suszenia

Materiały

grupy I

Materiały

grupy II

Podstawowe

kryterium

wyboru metody

Optymalna

wilgotność

końcowa

produktu

Optymalne

warunki

temperaturowe

procesu

Metoda

określania

podstawowego

kryterium

Ocena

kserostabilności i

wilgotności

krytycznej

produktu

Ocena

termostabilności i

granicznej temp.

nagrzewania

Dobór odpowiedniej
metody suszenia c.d.

Materiały

grupy I

Materiały

grupy II

Główne

wymagania

stawiane metodzie

suszenia

Możliwość

regulacji

wilgotności

końcowej

produktu

Intensywność

procesu, stosowanie

standardowej

aparatury

Zalecane sposoby

suszenia

Adsorpcyjno-

kontaktowe

Rozpyłowe lub

w złożu fluidalnym z

wcześniejszą

granulacją

Warunki procesu

temp. < 45-50°C;

odpowiedni

sorbent

Różne, zależne od

właściwości

fizykochemicznych

biomasy

Suszenie rozpyłowe



Rozpylanie dyszowe:



a) przeciwprądowy przepływ strumieni;



doprowadzenie czynnika suszącego: b) centralne z zawirowaniem we

współprądzie; c) styczne z zawirowaniem we współprądzie; d)

styczne w przeciwprądzie

Suszenie rozpyłowe c.d.



e) Rozpylanie dyskowe współprądowe



f,g) Rozpylanie dyszowe: f) współprąd; g) styczne
doprowadzenie czynnika suszącego

Mikrofotografie
wysuszonego rozpyłowo
mleka

Czynniki determinujące
wielkość kropel - lepkość

Czynniki determinujące
wielkość kropel – lepkość
c.d.



Zależność lepkości biomasy bakterii utleniających

wodór od temperatury i stężenia



Stężenia [%]: 1-11,5; 2-15,2; 3-16,6; 20,5; 5-24.

Czynniki determinujące
wielkość kropel – napięcie
powierzchniowe

Suszenie rozpyłowe cieczy
o dużej lepkości

Suszenie w złożu
fluidalnym

Suszenie kontaktowo-
sorpcyjne c.d.



φ - wilgotność względna powietrza; X - wilgotność

materiału

Suszenie kontaktowo-
sorpcyjne c.d.

Suszenie kontaktowo-
sorpcyjne c.d.

Suszenie kontaktowo-
sorpcyjne – intensyfikacja
procesu



zdolność pochłaniania sorbentu

Przechowywanie
wysuszonych materiałów

Przeżywalność Neisseria
gonorrhoeae w czasie suszenia i
przechowywania

Skład

substancji

ochronnej

24 h

2-4 miesiące

1 rok

Glukoza 7,5%

+ albumina

5%

1,3%

1,0%

0,02%

Glukoza 7,5%

+ serwatka

1,7%

-

0,002%

Glukoza 7,5%

+

hemoglobina

10%

9,0%

-

0,25

Glukoza 7,5%

+ żółtko jaja

1,7%

0,3%

0,6%

Przeżywalność Vibrio cholerae w
czasie suszenia i
przechowywania

Skład

substancji

ochronnej

24 h

26-28

miesięcy

5 lat

Glukoza 7,5%

+ serwatka i

bulion (3:1)

5,0%

3,0%

0,6%

Glukoza 7,5%

+ albumina

25%

7,0%

0,4

0,3%

Glukoza 7,5%

+

hemoglobina

10%

5,5%

0,5

0,2%

Glukoza 7,5%

+ żółtko jaja

10%

0,9%

0,4%

Suszenie drożdży –
względna zawartość
komórek żywych

Suszenie drożdży –
względna aktywność
sacharolityczna

Suszenie drożdży –
względna zdolność
wiązania wody