ÿþE L E M E N T Y B I O T E C H N O L O G I I
W Y K AA D N R 6
T r a n s f e r m a s y i c i e p Ba w p r z e m y [l e c h e m i c z n y m i
b i o c h e m i c z n y m
T e c h n i k i s e p a r a c j i . F l o k u l a c j a , s e d y m e n t a c j a
P r e c y p i t a c j a
R o z b i j a n i e [c i a n k o m ó r e k
T e c h n i k i z a g s z c z a n i a
E k s t r a k c j a
F i l t r a c j a
U l t r a f i l t r a c j a
O d w r ó c o n a o s m o z a
W i r o w a n i e
l i t e r a t u r a w y k o r z y s t a n a d o w y k Ba d u
K . S z e w c z y k : T e c h n o l o g i a b i o c h e m i c z n a , W y d a w n i c t w a
P o l i t e c h n i k i W a r s z a w s k i e j 1 9 9 7
A i b a , H u m p r e y , M i l l i s : I n |y n i e r i a b i o c h e m i c z n a , W N T
W a r s z a w a 1 9 7 7 .
S . R u s s e l : B i o t e c h n o l o g i a , P W N W a r s z a w a 1 9 9 0 .
B a s i c B i o t e c h n o l o g y , E d : C . R a t l e d g e & B . K r i s t i a n s e n ,
C a m b r i d g e U n i v e r s i t y P r e s s , 2 0 0 1
T r a n s f e r c i e p Ba
F E R M E N T A C J A J E S T P R O C E S E M E G Z O T E R M I C Z N Y M
t y p o w a a k t y w n o [ d r o b n o u s t r o j ó w w
b i o r e a k t o r z e p o w o d u j e w y d z i e l a n i e s i :
1 0 - 5 0 M J / m 3
e m p i r y c z n i e :
s z y b k o [ w y d z i e l a n i a c i e p Ba [ M J L - 1 h - 1 ] = 1 2 % s z y b k o [c i p o c h Ba n i a n i a t l e n u [ m m o l O 2 L - 1 h - 1 ]
d l a p r d k o [c i w y d z i e l a n i a c i e p Ba > 2 0 M J m - 3
( t j . p o c h Ba n i a n i e t l e n u z p r d k o [c i o k . 5 k g m 3 h - 1 ) p r o c e s c h Bo d z e n i a j e s t t r u d n y
w d u |y c h b i o r e a k t o r a c h c z y n n i k i e m l i m i t u j c y m w z r o s t m i k r o o r g a n i z m ó w
m o |e b y t r a n s f e r c i e p Ba a n i e t r a n s f e r O 2 ( t r a n s f e r m a s y )
T r a n s f e r c i e p Ba
» - o g ó l n y w s p ó l c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p Ba
s z y b k o [ w y m i a n y c i e p Ba
F - p o w i e r z c h n i a w y m i a n y c i e p Ba
s - g r u b o [ [c i a n k i
Q = - » "t F / s
"t - [r e d n i a r ó |n i c a t e m p e r a t u r
z n a k u j e m n y w y n i k a z k i e r u n k u p r z e p By w u
1 / » j e s t o p o r n o [c i p r z e w o d z e n i a c i e p Ba
n p . o p o r n o [:
w a r s t e w k i c i e c z y
£( 1 / »i )
[c i a n r e a k t o r a
1 / » =
w a r s t e w k i w o d y c h Bo d z c e j
t 1 t 1 t 1
t 2
t 2
t 2
t 3
r 1 r 2
r 1 < r 2
[c i a n k a p Ba s k a [c i a n k a p Ba s k a
j e d n o w a r s t w o w a d w u w a r s t w o w a
[c i a n k a c y l i n d r y c z n a
T r a n s f e r c i e p Ba
± - w s p ó Bc z y n n i k w n i k a n i a c i e p Ba
s z y b k o [ w y m i a n y c i e p Ba
Q = - ±"t F
w s p ó Bc z y n n i k w n i k a n i a c i e p Ba j e s t z a l e |n y o d
w Ba s n o [c i w s p ó Bc z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p Ba
f i z y k o c h e m i c z n y c h w s p ó Bc z y n n i k l e p k o [c i d y n a m i c z n e j
p By n u w s p ó Bc z y n n i k r o z s z e r z a l n o [c i o b j t o [c i o w e j
c i e p Bo w Ba [c i w e s t r u m i e n i a
g s t o [ p By n u
k s z t a Bt u [c i a n k i r o z m i a r y l i n i o w e
s t a n u r u c h u l i n i o w a p r d k o [ p r z e p By w u
s t a n u t e r m i c z n e g o r ó |n i c a t e m p e r a t u r m i d z y [c i a n k i
p By n e m
T r a n s f e r c i e p Ba
s
t 1
p By n 2
t 2
t 3
p By n 1 [c i a n k a t 4
s z y b k o [ p r z e n i k a n i a c i e p Ba
"t - c a Bk o w i t a n a p d o w a r ó |n i c a t e m p e r a t u r
"t = t 1 - t 4
Q = K F "t
» - w s p ó l c z y n n i k p r z e w o d z e n i a c i e p Ba
s u m a r y c z n y w s p ó Bc z y n n i k p r z e n i k a n i a s - g r u b o [ [c i a n k i
±1 - w s p ó Bc z y n n i k w n i k a n i a w w a r s t w i e 1
c i e p Ba
1 / K = 1 / ±1 + s / » + 1 / ±2 ±2 - w s p ó Bc z y n n i k w n i k a n i a w w a r s t w i e 2
T r a n s f e r c i e p Ba
K I E R U N E K P R Z E P AY W U S T R U M I E N I W Y M I E N I A J C Y C H C I E P AO
" w s p ó Bp r d t " = t [r e d n i a
T 1
z a s t p c z a r ó |n i c a t e m p e r a t u r d l a o b u t y p ó w w y m i a n y :
T 2
( T 1 - t 1 ) - ( T 2 - t 2 )
t 2
"t z a s t =
( T 1 - t 1 )
l n
t 1
( T 2 - t 2 )
T 1 i t 1 - t e m p e r a t u r y p o c z t k o w e c z y n n i k ó w 1 i 2
T 2 i t 2 - t e m p e r a t u r y k o Dc o w e c z y n n i k ó w 1 i 2
d Bu g o [ [c i a n k i
" p r z e c i w p r d
T 1
s y m e t r i a z a l e |y o d
t 2
T 2
s t o s u n k u p o j e m n o [c i c i e p l n e j o b u m e d i ó w
M i C i - i l o c z y n n a t |e n i a p r z e p By w u i c i e p Ba
t 1
w Ba [c i w e g o c z y n n i k a i - t e g o
d B. [c i a n k i
d B. [c i a n k i
T r a n s f e r m a s y
m i k r o o r g a n i z m /
2
3 k o m ó r k a
1
g a z
4 5
3
2
p o |y w k a
1 . T r a n s f e r z f a z y g a z o w e j d o c i e c z y
2 . T r a n s f e r d y f u z y j n y i k o n w e k c y j n y p r z e z c i e n k w a r s t e w k ( f i l m ) c i e c z y
3 . T r a n s p o r t p r z e z f a z c i g B
4 . D y f u z j a p r z e z w a r s t e w k o t a c z a j c m i k r o o r g a n i z m l u b a g r e g a t
m i k r o o r g a n i z m ó w
5 . T r a n s p o r t b i e r n y ( d y f u z j a ) l u b c z y n n y ( e n z y m y t r a n s p o r t u j c e ) d o m i e j s c a
r e a k c j i .
T r a n s f e r m a s y
r e g u Ba 1 - n a j w o l n i e j s z y e t a p j e s t c z y n n i k i e m l i m i t u j c y m
r e g u Ba 2 - o g ó l n y o p ó r t r a n s p o r t u j e s t s u m o p o r ó w p o s z c z e g ó l n y c h e t a p ó w
C Z Y N N I K I L I M I T U J C E T R A N S P O R T
1 . T r a n s f e r n a g r a n i c y f a z j e s t z a z w y c z a j n a j w o l n i e j s z y
g a z - c i e c z ( O 2 ) , c i e c z - c i e c z ( w g l o w o d o r y - w o d a ) , r e a k t o r y m e m b r a n o w e i t d .
2 . T r a n s f e r w e w n t r z j e d n e j f a z y ( n p . g d y k o m ó r k i s u n i e r u c h o m i o n e )
3 . T r a n s p o r t p r z e z b Bo n y k o m ó r k o w e :
" t r a n s p o r t b i e r n y ( d y f u z y j n y )
- o d s t |e n i a w i k s z e g o d o m n i e j s z e g o ( z g o d n i e z g r a d i e n t e m s t |e D)
d w u w a r s t w y l i p i d o w e s n i e p r z e p u s z c z a l n e d l a c z s t e c z e k p o l a r n y c h !
" t r a n s p o r t w s p o m a g a n y
- p r z y u |y c i u c z y n n i k ó w t r a n s p o r t u j c y c h
- o d s t |e n i a w i k s z e g o d o m n i e j s z e g o ( z g o d n i e z g r a d i e n t e m s t |e D)
" t r a n s p o r t a k t y w n y ( d y f u z j a w s p o m a g a n a d z i a Ba n i e m b i a Be k
t r a n s p o r t u j c y c h )
- o d s t |e n i a m n i e j s z e g o d o w i k s z e g o ( n i e z g o d n i e z g r a d i e n t e m s t |e D) , w y m a g a
d o s t a r c z e n i a e n e r g i i z z e w n t r z
T r a n s f e r m a s y
A A
A A
A
A A
A
A
A
A A
C C
A
A
A
C A 1
A D P
C A 1
A
C A 2
A A T P
C A
C A
A A A
A
A
A A
A
A
A
C A 2 A A
A
t r a n s p o r t b i e r n y ( d y f u z y j n y )
t r a n s p o r t a k t y w n y
d z i a Ba n i e b i a Be k t r a n s p o r t u j c y c h
A A
A A
C A 2 > C A 1 "G > O
A
A
C C
k o n i e c z n a j e s t d o d a t k o w a e n e r g i a
A
C A 1
"G = R T l n ( C A 2 / C A 1 )
A
C A
C A
A A A
A
C A 2 < C A 1 "G < O
A
A
C A 2
p r o c e s s a m o r z u t n y
A
t r a n s p o r t w s p o m a g a n y
"G = R T l n ( C A 2 / C A 1 ) + Z F "¨
( d y f u z j a w s p o m a g a n a d z i a Ba n i e m
Z - Ba d u n e k , F - s t a Ba F a r a d a y a
b i a Be k t r a n s p o r t u j c y c h )
"¨- r ó |n i c a p o t e n c j a Bó w p o o b u s t r o n a c h m e m b r a n y
T r a n s f e r m a s y
"G = R T l n ( C A 2 / C A 1 ) + Z F "¨
Z - Ba d u n e k , F - s t a Ba F a r a d a y a
"¨- r ó |n i c a p o t e n c j a Bó w p o o b u s t r o n a c h m e m b r a n y
p H w p l a z m i e k r w i = 7 . 4
g r a d i e n t H + = 1 0 - 1 / 1 0 - 7
"G = + 3 3 . 6 k J / m o l
p H w |o Bd k u s s a k ó w = o k . 1
h y d r o l i z a A T P t o
+ 3 0 . 5 k J / m o l A T P
n a s y c e n i e
w t r a n s p o r c i e w s p o m a g a n y m
s t o s o w a n e s r e g u By k i n e t y k i
M i c h a e l i s a - M e n t e n
w z r o s t
l i n i o w y
s t |e n i e
s z y b k o
[
t r a n s p o r t u
y
n
a
g
a
m
o
p
s
w
t
r
o
p
s
n
a
r
t
y
n
r
e
i
b
t
r
o
p
s
n
a
r
t
T r a n s f e r m a s y
C Z Y N N I K I L I M I T U J C E T R A N S P O R T T L E N U W D U {Y C H B I O R E A K T O R A C H
" t r u d n o [c i k o n s t r u k c y j n e ( g d y > 3 0 0 m 3 )
d l a r e a k t o r ó w > 1 0 m 3 p r o c e s y t r a n s p o r t u s r e l a t y w n i e p o w o l n e
" z u |y c i e m o c y n i e p o w i n n o b y w i k s z e n i | 5 k W / m 3
n i s k i e
" p r d k o [ p r z e p By w u t l e n u n i e p o w i n n a b y > 0 . 1 m / s
s t |. O 2
" w z r a s t a r ó w n i e | c i [n i e n i e C O 2
w y s o k i e
" c i [n i e n i e O 2 s p a d a w m i a r p r z e s u w a n i a s i w g ó r
s t |. O 2
r e a k t o r a
( m a l e j e s i Ba n a p d o w a p r o c e s u )
p o w i e t r z e
T e c h n i k i w y d z i e l a n i a p r o d u k t ó w
g r o m a d z e n i e i
p r z e c h o w y w a n i e
s u r o w c ó w
f e e d s t o c k s t o r a g e
k o n t r o l a
p r o c e s u
e n e r g i a
e n e r g i a
p r z y g o t o w a n i e
s u r o w c ó w
r a w m a t e r i a l s p r e p a r a t i o n
a n d p r e t r e a t m e n t
w y d z i e l e n i e
p r o d u k t
b i o r e a k t o r
p r o d u k t ó w
p r o d u c t r e c o v e r y
w y j a Ba w i a n i e
s t e r i l i z a t i o n
o d p a d y
w a s t e
c i e p Bo
p o w i e t r z e
s p r |a n i e
c o m p r e s s i o n
T e c h n i k i w y d z i e l a n i a p r o d u k t ó w
U p s t r e a m p r o c e s s i n g - f a z y p r z y g o t o w y w a n i a s u r o w c ó w i d o s t a r c z e n i e i c h
d o b i o r e a k t o r a
D o w n s t r e a m p r o c e s s i n g - t e r m i n o k r e [l a j c y f a z y w y d z i e l a n i a i o c z y s z c z a n i a
b i o p r o d u k t ó w
w m a s i e p o r e a k c y j n e j m o g b y n p .
c a Be k o m ó r k i , a m i n o k w a s y , r o z p u s z c z a l n i k i , a n t y b i o t y k i , e n z y m y , b i a Bk a ,
s u b s t a n c j e f a r m a c e u t y c z n e , p r o d u k t y u b o c z n e i o d p a d o w e , n i e p r z e r e a g o w a n e p o |y w k i
s t |e n i e p r o d u k t u w m a s i e p o r e a k c y j n e j :
e t a n o l , k w a s c y t r y n o w y - p o w y |e j 1 0 % m a s o w y c h
w i k s z o [ b i o p r o c e s ó w - o k o Bo 0 . 5 % m a s o w y c h
w i t a m i n a B 1 2 - 2 0 g / m 3 ( t j . o k . 0 . 0 0 2 % )
T E C H N I K I S P E C J A L N I E U {Y T E C Z N E W B I O T E C H N O L O G I I :
" o d d z i e l a n i e c i a B s t a By c h i c i e c z y ( s o l i d l i q u i d s e p a r a t i o n o r c l a r i f i c a t i o n )
" z a t |a n i e ( c o n c e n t r a t i o n )
" o c z y s z c z a n i e ( p u r i f i c a t i o n )
" t w o r z e n i e p r e p a r a t u ( f o r m u l a t i o n )
T e c h n i k i w y d z i e l a n i a p r o d u k t ó w
U p s t r e a m p r o c e s s
p r o d u k c j a
p r o d u k t n a z e w n t r z p r o d u k t w e w n t r z
k o m ó r k e k k o m ó r k e k
r o z b i j a n i e
c h e m i c z n e , f i z y c z n e
k o m ó r k e k
m e c h a n i c z n e , e n z y m a t y c z n
o d w i r o w a n i e , s e d y m e n t a c j a
D o w n s t r e a m
o d d z i e l a n i e c i a B s t a By c h i c i e c z y
e k s t r a k c j a , f i l t r a c j a
p r o c e s s
o d p a r o w a n i e , u l t r a f i l t r a c j a
z a t |a n i e
a d s o r p c j a , w y t r c a n i e
c h r o m a t o g r a f i a
o c z y s z c z a n i e
k r y s t a l i z a c j a , l i o f i l i z a c j a
t w o r z e n i e p r e p a r a t u
r o z p y l a n i e ,
f i l t r a c j a w y j a Bo w i a j c a
p r o d u k t k o Dc o w y
R o z b i j a n i e [c i a n k o m ó r e k
d e z i n t e g r a c j a k o m ó r e k
m e c h a n i c z n a
n i e m e c h a n i c z n a
w f a z i e c i e k Be j w f a z i e s t a Be j
o d w a d n i a n i e l i z a
- u l t r a d zw i k i - r o z c i e r a n i e
- p o w i e t r z e m - f i z y c z n a
- c i [n i e n i e
- p r ó |n i o w e - c h e m i c z n a
- m i e s z a n i e
- r o z p u s z c z a l n i k a m i - e n z y m a t y c z n a
- b i o l o g i c z n a
" d e z i n t e g r a c j a j e s t s t o s o w a n a g d y m e t a b o l i t n i e j e s t w y d z i e l a n y n a z e w n t r z m i k r o o r g a n i z m u
" k o m ó r k i d r o b n o u s t r o j ó w s b a r d z i e j o d p o r n e n a z n i s z c z e n i e n i | k o m ó r k i z w i e r z c e
R o z b i j a n i e [c i a n k o m ó r e k
d e z i n t e g r a c j a k o m ó r e k n a s k a l l a b o r a t o r y j n
" d e z i n t e g r a t o r y w y s o k o o b r o t o w e ,
" d e z i n t e g r a t o r y u l t r a d zw i k o w e
" m e t o d y e n z y m a t y c z n e : e n z y m y p r o t e o l i t y c z n e
" k i l k a k r o t n e z a m r a |a n i e i r o z m r a |a n i e m i e s z a n i n y k o m ó r e k
" o p e r a c j e t e r m i c z n e i s u s z e n i e ( s z o k t e r m i c z n y )
" s z o k o s m o t y c z n y
" m e t o d y c h e m i c z n e ( s t o s o w a n i e k w a s ó w , Bu g ó w , d e t e r g e n t ó w , r o z p u s z c z a l n i k ó w , a n t y b i o t y k ó w )
d e z i n t e g r a c j a k o m ó r e k n a s k a l p r z e m y s Bo w
m e t o d a c i [n i e n i o w a
e k s p a n s j a z a w i e s i n y k o m ó r e k p r z y w y p By w i e p r z e z d y s z , p = o k . 6 0 M P a d o 1 0 0 M P a
1 . o c h Bo d z e n i e m i e s z a n i n y d o o k . 4 o C
2 . s p r |a n i e ( t o w a r z y s z y t e m u w z r o s t t e m p . o 2 , 2 - 2 , 4 o C / 1 0 M P a )
w y d a j n o [ a p a r a t ó w : d o 6 m 3 / g o d z
h o m o g e n i z a t j e s t t r u d n y d o o b r ó b k i ( z a w i e s i n a d r o b n y c h c z s t e c z e k o w Ba [c i w o [c i a c h |e l u j c y c h )
m i e l e n i e w m By n a c h k u l o w y c h
p o z i o m e b b n y w y p e Bn i o n e k u l k a m i s z k l a n y m i o [r e d n i c y 0 . 3 - 0 . 4 m m
O d d z i e l a n i e c i a B s t a By c h i c i e c z y
o p e r a c j e j e d n o s t k o w e : f i l t r a c j a , o d w i r o w a n i e , f l o k u l a c j a i s e d y m e n t a c j a
o s a d y i z a w i e s i n y b i o l o g i c z n e m a j d u | [c i [l i w o [ i m a B p r z e p u s z c z a l n o [,
p o z o r n a l e p k o [ w z r a s t a w m i a r f i l t r a c j i
f i l t r a c j a p l a c k o w a
z a t r z y m y w a n i e c z s t e k s t a By c h n a p l a c k u f i l t r a c y j n y m
p r a s a f i l t r a c y j n a , p r ó |n i o w e f i l t r y o b r o t o w e , f i l t r y t a [m o w e
z a s t o s o w a n i e : d o w y d z i e l a n i a g r z y b n i i d r o |d |y , k r y s t a l i c z n y c h m e t a b o l i t ó w , p r e c y p i t a t ó w
f i l t r a c j a o b j t o [c i o w a
z a t r z y m y w a n i e c z s t e k s t a By c h
p r z e m y w a n i e s u s z e n i e
n a p r z e g r o d z i e f i l t r a c y j n e j -
w m e t o d z i e t e j c h o d z i o c z y s t o [ f i l t r a t u
p r ó |n i a
( p r z e s c z u ) a n i e o w y d z i e l e n i e o s a d u
w e w n t r z
o c i e k a n i e
f i l t r a c j a d y n a m i c z n a u s u w a n i e
o s a d u
s z y b k o o b r o t o w e m i e s z a d Bo l u b o b r a c a j c y s i
f i l t r n i e d o p u s z c z a d o p o w s t a w a n i a p l a c k a
n a s t p u j e z a t |a n i e a n i e o s a d z a n i e s i z a w i e s i n
p r ó |n i o w y f i l t r o b r o t o w y
( p r z y k Ba d f i l t r a c j i p l a c k o w e j )
O d d z i e l a n i e c i a B s t a By c h i c i e c z y
s e d y m e n t a c j a
- p r o w a d z o n a w o d s t o j n i k a c h
- w p r z y p a d k u b a k t e r i i i k o m ó r e k - k o n i e c z n a j e s t w s t p n a o b r ó b k a
w c e l u p o w s t a n i a a g l o m e r a t ó w
f l o k u l a c j a , k Ba c z k o w a n i e
- w y t r c a n i e o s a d u w w y n i k u n e u t r a l i z a c j i
Ba d u n k ó w n a p o w i e r z c h n i k o m ó r e k ,
- p o w o d o w a n a d o d a t k i e m o d p o w i e d n i c h
e l e k t r o l i t ó w ( s o l e n i e o r g a n i c z n e ,
h y d r o k o l o i d y , p o l i e l e k t r o l i t y o r g a n i c z n e ,
k w a s y l u b z a s a d y )
- f l o k u l a c j a o d w r a c a l n a i n i e o d w r a c a l n a
- z a l e |y o d p H , t e m p e r a t u r y , s i By j o n o w e j ,
O d d z i e l a n i e c i a B s t a By c h i c i e c z y
d y s k i ( o d 3 0 d o 2 0 0 )
o d w i r o w a n i e
w i r ó w k i s e d y m e n t a c y j n e ( d o z a g s z c z a n i a b i o m a s y )
i f i l t r a c y j n e ( d o w y d z i e l a n i a o s a d u )
o d p By w
c i e c z
p o f i l t r a c y j n a
w a d y w i r o w a n i a :
" w y s o k i e k o s z t y ,
" n i e z b y t d u | d o k Ba d n o [
o d w i r o w a n i a ( s u p e r n a t a n t z a w i e r a
o s a d
1 0 3 - 1 0 5 k o m ó r e k n a m l )
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
z a g s z c z a n i e t e r m i c z n e ( o d p a r o w a n i e )
s t o s o w a n e z w Ba s z c z a w t e d y , g d y t r z e b a o d z y s k a r o z p u s z c z a l n i k p o e k s t r a k c j i
P R O B L E M : b i o p r o d u k t y s z a z w y c z a j w r a |l i w e n a w z r o s t t e m p e r a t u r y
r o z w i z a n i e :
1 . k r ó t k i c z a s k o n t a k t u z a g s z c z a n e g o r o z t w o r u ( a p a r a t y w y p a r n e c i e n k o w a r s t w o w e )
2 . s t o s o w a n i e p o d c i [n i e n i a
w a d y t e j m e t o d y : w y s o k i k o s z t , m o |l i w o [ p o w s t a w a n i a p i a n y ,
p r z y p o m n i e n i e : z a s a d a n a j l e p s z e g o w y k o r z y s t a n i a e n e r g i i ( w y k Ba d 1 )
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
w s p ó Bc z y n n i k p o d z i a Bu : K = C f a z a 1 / C f a z a 2
e k s t r a k c j a
e k s t r a k c j a c i e c z - c i e c z
w s p ó Bp r d i p r z e c i w p r d m a t e r i a Bo w y
1 . e k s t r a k c j a f i z y c z n a
z w i z k i n i e z m i e n i a j s w o j e g o s t o p n i a z j o n i z o w a n i a .
p o s z u k u j e s i r o z p u s z c z a l n i k a d l a k t ó r e g o K b d z i e n a j w i k s z e
2 . e k s t r a k c j a d y s o c j a c y j n a
r ó |n i c a s t a By c h d y s o c j a c j i s o l u t u p o w o d u j e p r e f e r o w a n i e j e d n e g o z r o z p u s z c z a l n i k ó w
3 . r e a k c y j n a
d o r o z p u s z c z a l n i k a d o d a n a j e s t s u b s t a n c j a c z y n n a ( n p . a m i n a , e t e r k o r o n o w y )
s e l e k t y w n i e k o m p l e k s u j c a e k s t r a h o w a n s u b s t a n c j .
M e t o d a d o s k o n a Ba d l a s u b s t a n c j i d o b r z e r o z p u s z c z a l n y c h w w o d z i e .
p e n i c y l i n a :
1 . e k s t r a k c j a o c t a n e m b u t y l u z p By n u p o f e r m e n t a c y j n e g o o p H 2 , 5 - 3
2 . r e - e k s t r a k c j a d o f a z y w o d n e j w p H 5 - 7 . 5
4 . e k s t r a k c j a n a d k r y t y c z n a
r o z p u s z c z a l n i a m i s s u b s t a n c j e w w a r u n k a c h p o n i |e j t e m p e r a t u r y l u b c i [n i e n i a k r y t y c z n e g o
( w y |s z a d y f u z y j n o [, n i |s z a l e p k o [, n i e s t o k s y c z n e ) ,
t k r y t C O 2 = 3 1 . 3 o C , p k r y t C O 2 = 7 2 . 9 b a r
Ba t w o [ w y d z i e l e n i a p r o d u k t u ( z a m i a n a c i e c z y n a g a z )
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
e k s t r a k c j a c . d .
P R O B L E M : n i e k t ó r e s u b s t a n c j e b i o l o g i c z n e u l e g a j d e n a t u r a c j i w r o z p u s z c z a l n i k a c h
o r g a n i c z n y c h
r o z w i z a n i e : c z a s e m m o |l i w e j e s t z a s t o s o w a n i e w i e l o f a z o w y c h u k Ba d ó w w o d n y c h
h o m o g e n a t
5 . e k s t r a k c j a b i a Be k w i e l o f a z o w y m i
o c z y s z c z a n i e
+
i r e c y k l i n g
u k Ba d a m i w o d n y m i :
g l i k o l + s ó l
u k Ba d y w o d a ( 8 0 - 9 5 % ) + p o l i m e r + s o l e
r ó w n o w a g o w a n i e
w o d p o w i e d n i m s t |e n i u
r o z d z i a B f a z
d o d a t e k g l i k o l u p o l i e t y l e n o w e g o d o f a z y
1 i d o d a t e k d e k s t r a n u d o f a z y 2 .
p o w o l n a s e p a r a c j a f a z ( o d k i l k u m i n u t d o
2 g o d z i n ) w a r s t w a g ó r n a w a r s t w a d o l n a
H 2 O + g l i k o l H 2 O + s ó l
r e c y k l i n g
w a r s t w a g ó r n a w a r s t w a d o l n a
H 2 O + g l i k o l H 2 O + s ó l
( p r o d u k t )
o d s a l a n i e
r e t e n t a t
p e r m e a t
( p r o d u k t )
z a w i e r a j c y s ó l
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
P E R M E A C J A
p e r m e a c j a ( p r z e n i k a n i e ) s u b s t a n c j i p r z e z c i e k Be m e m b r a n y
e t a p y
1 . a d s o r p c j a c z s t e c z e k n a z e w n t r z n e j s t r o n i e m e m b r a n y ,
2 . r o z p u s z c z a n i e p o w i e r z c h n i o w e z a a d s o r b o w a n y c h c z s t e c z e k i i c h d y f u z j a p o p r z e z
m a t e r i a B m e m b r a n y .
3 . d e s o r p c j a l u b o d p a r o w a n i e c z s t e c z e k z d r u g i e j s t r o n y m e m b r a n y d o m e d i u m
o d b i e r a j c e g o ( g a z n o [n y , r o z t w ó r p o c h Ba n i a j c y , s t a By s o r b e n t ) .
c i e k Ba m e m b r a n a - m e m b r a n a e m u l s y j n a l u b u n i e r u c h o m i o n a
f a z a r o z p r o s z o n a w p o s t a c i m i k r o e m u l s j i m i k r o p o r o w a t e m e m b r a n y s t a Be n a s y c o n e
c i e c z s p e Bn i a j c r o l m e m b r a n y c i e k Be j
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
f i l t r a c j a m e m b r a n o w a
u l t r a f i l t r a c j a ( 0 . 0 0 1 - 0 . 0 2 µ m )
s i Ba n a p d o w a - r ó |n i c a c i [n i e D h y d r o s t a t y c z n y c h p o o b u s t r o n a c h m e m b r a n y
r ó |n i c e c i [n i e D 0 . 2 - 1 M P a
z a l e |n i e o d m e m b r a n - z a t r z y m y w a n e s s k Ba d n i k i o M c z o d 5 0 0 0 g / m o l ( c z a s e m o d 1 0 6 g / m o
m e m b r a n y o s t r u k t u r z e
n i e s y m e t r y c z n e j
- p o c h o d n e c e l u l o z y ,
- p o l i m e r y s y n t e t y c z n e ,
- s p i e k i c e r a m i c z n e
n o m i n a l n a z d o l n o [ r o z d z i e l c z a
m a s a c z s t e c z k o w a s u b s t a n c j i d l a k t ó r e j
s k u t e c z n o [ f i l t r a c j i w y n o s i 9 0 %
t y p y a p a r a t ó w
- n u c z a f i l t r a c y j n a
- m o d u B k a p i l a r n y
- m o d u B s p i r a l n y z e z w i n i t
m e m b r a n p Ba s k
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
f i l t r a c j a m e m b r a n o w a
t y p y f i l t r a c j i
Z a g s z c z a n i e r o z t w o r ó w
m i k r o f i l t r a c j a i n a n o f i l t r a c j a
0 . 0 2 - 1 0 µ m
O d w r ó c o n a o s m o z a
< 0 . 0 0 1 µ m
- p r z e z m e m b r a n p r z e n i k a
p r a w i e w y Bc z n i e
r o z p u s z c z a l n i k .
S t o s o w a n a d o
- o t r z y m y w a n i a c z y s t e j
w o d y
- z a t |a n i a s u b s t a n c j i