Η παραγωγή της δραστικής ουσίας

vaccination microorganism vaccination microorganismΣτην πρώτη φάση της κατασκευής, ο μικροοργανισμός κατασκευάζεται ως ένα στέλεχος παραγωγής σε ένα εργαστήριο. Η καλύτερη αποικία αναπαραγωγής του μικροοργανισμού επιλέγεται και αφήνεται να αναπτυχθεί για αρκετές ημέρες. Κατά την πρώτη φάση καλλιεργείται σε δοκιμαστικούς σωλήνες, στη συνέχεια σε εργαστηριακές πλάκες και φιάλες Erlenmeyer, κάθε φορά σε ένα αυστηρά αποστειρωμένο περιβάλλον. Αργότερα, οι επιλεγμένοι και καλά ανεπτυγμένοι μικροοργανισμοί μεταφέρονται σε ζυμωτήρες για να αναπτυχθούν για αρκετές ημέρες μέχρι να επιτευχθεί το κατάλληλο μέγεθος. Στη συνέχεια, το περιεχόμενο ενός ζυμωτή ενοφθαλμισμού χύνεται σε μεγάλους ζυμωτές.


view of the fermentors and a control unit Η διαδικασία ζύμωσης του Penicillium oxalicum var. Armeniaca Η διαδικασία ζύμωσης του Penicillium oxalicum var. Armeniaca είναι μια μυστική κατασκευή που είναι κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Είναι μια σύνθετη βιοτεχνολογική διαδικασία κατά την οποία το Penicillium oxalicum var. Armeniaca τοποθετείται για αρκετές ημέρες στο εσωτερικό του αντιδραστήρα ζύμωσης και μετασχηματίζεται σε ένα είδος υδρόβιου μικρομύκητα . Ο μικροοργανισμός είναι πολύ ευαίσθητος, χρειάζεται ειδικές συνθήκες για να αναπτυχθεί, όπως σταθερή θερμοκρασία και ph, επαρκή διατροφή, προκαθορισμένη πίεση μέσα στη δεξαμενή και μία επαρκή ποσότητα του παρεχόμενου και εξίσου κατανεμημένου οξυγόνου. Η διαδικασία της ζύμωσης είναι πολύ απαιτητική και η αναστολή της σε αυτό το στάδιο της κατασκευής μπορεί να οδηγήσει σε παύση της ανάπτυξης και στην αποτυχία αυτής της δαπανηρής διαδικασίας. Αυτός είναι ο λόγος που η ζύμωση ελέγχεται και η παρακολουθείται μέσω συστημάτων ελέγχου, το οποίο καταγράφει όλες τις τιμές μέτρησης κάθε δευτερόλεπτο της διαδικασίας κατασκευής. Ένα αποστειρωμένο περιβάλλον απαιτείται καθ’ όλη τη διάρκεια της ζύμωσης για την αποφυγή μόλυνσης και αποδόμησης του τελικού προϊόντος.


view of the fermentors view of the fermentors and a microfiltration devices

Μετά το στάδιο ζύμωσης, το τελικό προϊόν διηθείται σε εξοπλισμό διήθησης. Στο πρώτο στάδιο διήθησης το προϊόν περνά μέσω μίας πρέσας φίλτρου που διαχωρίζει τα μεγαλύτερα τμήματα του μικροοργανισμού - βιομάζα αποβλήτων- από το τμήμα παραγωγής. Αυτό στη συνέχεια, επεξεργάζεται από ένα υψηλής ταχύτητας φυγοκεντρητή ο οποίος διαχωρίζει την υπολειμματική βιομάζα. Επιπλέον, μια μεμβράνη μικροδιήθησης έπεται και διαχωρίζει τα μικροσκοπικά σωματίδια. Το τελευταίο στάδιο της διήθησης του προϊόντος είναι η νανοδιήθηση, η οποία χωρίζει μικρές μοριακές ενώσεις όπως το νερό και απλά άλατα χρησιμοποιώντας υψηλή πίεση, η οποία παράγει μια πολύ μικρή ποσότητα του τελικού προϊόντος σε υγρή μορφή.


Στις δεξαμενές ζύμωσης, το προϊόν αυξάνεται σε όγκο και φτάνει μέχρι και αρκετές χιλιάδες λίτρα, όμως, μετά τη ζύμωση και την ακόλουθη διήθηση το προϊόν συμπυκνώνεται και η απόδοσή του είναι μόνο μερικά λίτρα.


Η τελευταία φάση κατασκευής είναι η ξήρανση που λαμβάνει χώρα σε ένα ξηραντήρα ψεκασμού σε υψηλές θερμοκρασίες. Η ουσία συμπιέζεται χρησιμοποιώντας συσκευές υψηλής ταχύτητας και ένα ψεκαστήρα σε ένα θερμαινόμενο δοχείο σε 150-250°C. Το τελικό προϊόν είναι σκούρο κόκκινο σε σκόνη με κατάλληλα χαρακτηριστικά και ιδιότητες, με άλλα λόγια το BIOCOL.


Συνολικά, η παρασκευή της δραστικής ουσίας είναι πολύ απαιτητική όσον αφορά την ενέργεια, την τεχνολογία και την ώρα. Ωστόσο, είναι φιλικό προς το περιβάλλον και σχεδόν χωρίς απόβλητα. Το υπολειμματικό μυκήλιο χρησιμοποιείται για χιτοζάνη και για την επεξεργασία γλυκοζαμίνης. Το υπόλοιπο χρησιμοποιείται στη γεωργία ως ένα αποτελεσματικό λίπασμα.



Περιγραφή των επιμέρους σταδίων κατασκευής:


Οι αντιδραστήρες είναι μεγάλες ανοξείδωτες δεξαμενές με αναδευτήρες και ένα διπλό περίβλημα για να ενεργοποιείται η θέρμανση ή η ψύξη. Οι δεξαμενές ζύμωσης είναι εξοπλισμένες με αισθητήρες για την παρακολούθηση της όλης διαδικασίας κατασκευής. Οι μεταβλητές, όπως η θερμοκρασία, το pH, η ταχύτητα ανάδευσης, η ποσότητα του οξυγόνου και η πίεση ελέγχεται. Όλα διοικούνται και ελέγχονται από τεχνολογικά συστήματα  με τη χρήση ειδικών εφαρμογών πληροφορικής. Οι δεξαμενές ζύμωσης έχουν πολλές εισόδους που περιλαμβάνουν είσοδο και έξοδο αέρα, ζεστού ατμού, είσοδο για το μέσο ανάπτυξης και έξοδο για το τελικό προϊόν παραγωγής. Οι δεξαμενές και οι είσοδοι και έξοδοι τους αποστειρώνονται με καυτό ατμό στους 130°C πριν από την ζύμωση για την αποφυγή μόλυνσης και υποβάθμισης του προϊόντος.

To φίλτρο συμπίεσης είναι μέρος του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό των στερεών (βιομάζα) από το διάλυμα ζύμωσης, που σχηματίζονται σε βιοαντιδραστήρα κατά την διάρκεια της ζύμωσης και δεν είναι χρήσιμα σε κάποιο άλλο μέρος της παραγωγικής διαδικασίας. Το φίλτρο συμπίεσης λειτουργεί με βάση το φιλτράρισμα - συλλέγει στερεά μέρη από το φιλτραρισμένο διάλυμα με υφασμάτινα φίλτρα. Αυτά είναι σε πλαίσια φιλτραρίσματος που έχουν κάποιο χώρο ανάμεσα τους, που ονομάζεται θάλαμος όπου συλλέγονται τα στερεά σχηματίζουν ένα filter cake. Το φίλτρο συμπίεσης χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία οίνου ή τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων.

Φυγόκεντρος δύναμη χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των στερεών-τα οποία είναι θραύσματα βιομάζας που δεν συλλέχθηκαν με το φίλτρο συμπίεσης-από τα υγρά-τα οποία είναι προϊόντα που περιέχουν μέσο ζύμωσης-, χρησιμοποιείται φυγόκεντρος δύναμη σε μονολιθικό μπολ. Κατά τη διάρκεια της μετάγγισης, η φυγόκεντρος δύναμη βοηθά για να επιταχυνθεί η διαδικασία καθίζησης στην οποία λαμβάνει χώρα η φάση με την υψηλότερη πυκνότητα. Κατά την εφαρμογή της μετάγγισης για το διαχωρισμό των στερεών από τα υγρά, τα στερεά μετακινούνται με κυκλική διεύθυνση μέσω του υγρού και συσσωρεύονται στα τοιχώματα του μπολ όπου ψεκάζονται ανά ορισμένα χρονικά διαστήματα με πεπιεσμένο αέρα μέσα σε ένα δοχείο συλλογής.

Η μικροδιήθηση είναι μια συσκευή η οποία διαχωρίζει τα στερεά του 0.01-10μm υπό ορισμένη πίεση μέσω των μεμβρανών φίλτρου. Η μικροδιήθηση καθαρίζει το προϊόν από τα σωματίδια του μεγέθους των βακτηρίων. Η συσκευή αυτή χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία τροφίμων, φαρμάκου και μεταλλουργίας. Είναι συχνά χρησιμοποιείται ως προστάδιο της νανοδιήθηση.

Η νανοδιήθηση είναι η πιο σύγχρονη τεχνολογία φιλτραρίσματος. ΟΙ μεμβράνες νανοδιήθησης διαχωρίζουν υπό πίεση ανεπαίσθητους πόρους των 300 Daltons σε μέγεθος. Το μέγεθος των διαχωρισμένων ενώσεων εκφράζεται σε μοριακό βάρος και όχι μονάδες μήκους. Σε αυτό το στάδιο το προϊόν συμπυκνώνεται σε περιεκτικότητα τέτοια ώστε να είναι κατάλληλη για το επόμενο στάδιο - ξήρανση.

Γίνεται χρήση ψεκαστικού εξοπλισμού στεγνώματος ο οποίος είναι ικανός να ξηράνει το προϊόν πιο γρήγορα, χρησιμοποιώντας τον ψεκαστήρα υψηλής ταχύτητας και υψηλές θερμοκρασίες στο εσωτερικό του θαλάμου, πριν αυτό φτάσει στο τοίχωμα του δοχείου συλλογής. Η ταχύτητα περιστροφής και η δοσολογία των προϊόντων λαμβάνει χώρα στις 18.000 στροφές ανά λεπτό και 150-250°C.

 

  Το εργαστήριο     Το εργαστήριο     Εμβολιασμός του μικροοργανισμού     Έλεγχος του εμβολιασμού του μικροοργανισμού  
  Η εμβολιασμένη φιάλη Erlenmeyer με έναν μικροοργανισμό     Η αρχική φάσης ανάπτυξης του μικροοργανισμού     Η αρχική φάσης ανάπτυξης του μικροοργανισμού     Αντιδραστήρας ζύμωσης και μονάδα ελέγχου  
  Διήθηση     Εικόνα των αντιδραστήρων κάτω από τον αγωγό     Εικόνα των αντιδραστήρων κάτω από τον αγωγό     Ένας εργαζόμενος στον ζυμωτήρα