Suszenie materiałów
biologicznych
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
