Cellulära jordbrukssystem – Nedströms bearbetning
Skörd
Cellskörd är ett viktigt steg i all fermenteringsbaserad produktion, och valet av separeringsystem påverkar produktkvalitet, avkastning och kostnader för efterföljande bearbetning. Att skräddarsy skördesystemet efter typen av process och mikroorganismer som används är därför avgörande för hög växtprestanda.
Cellskörd
Alfa Laval har levererat separeringssutrustning till fermenteringsindustrin i decennier. Vi erbjuder skivstapelseparatorer och dekantrar för alla celltyper och anläggningsstorlekar, och våra experter hjälper dig att välja det perfekta separationssystemet för dig.
Dekantercentrifuger
Separeringseffektiviteten i skördesteget bestämmer i hög grad processens avkastning. Att välja separeringsutrustning som matchar din process och mikroorganism är därför nyckeln till att uppnå optimala resultat.
För fermenteringsprocesser för biomassa anses Alfa Laval Foodec dekantercentrifuger allmänt vara det bästa valet på grund av deras exceptionella hanteringskapacitet för fasta ämnen, förstklassiga rengöringsbarhet, hygieniska konstruktion och låga underhållskrav.
Foodec-enheter finns med tvåfasvätskeutsläpp eller trycksatt vätskeutsläpp (skalskiva) som kan användas när skumning är ett problem.
Om det finns variationer inom fodret kan Foodec-dekantrar även förses med Alfa Laval PondCtrl, ett automatiserat system för styrning av vätskenivån i dekantercentrifugen under drift. PondCtrl möjliggör snabba justeringar av separeringsprocessen, snabbar upp rengöringen och underlättar start- och stopprocedurer, vilket resulterar i ökad drifttid och avkastning.
Separatorer
En separator från Alfa Laval är det perfekta valet för krävande skördeuppgifter. Till exempel är Alfa Laval Bactofuge-separatorn perfekt för att ta bort mikrobiella celler från buljonger med hög densitet i industriella fermenteringsapplikationer. Tack vare dess kontinuerliga utsläpp av fasta ämnen ger en Bactofuge-separator enastående genomströmning – även vid hög cellbelastning.
Med Alfa Lavals unika hermetiska konstruktion ger Bactofuge en mycket skonsam acceleration av buljongen, vilket resulterar i minimal cellysering och mer effektiv separering. Den hermetiska konstruktionen minskar också energiförbrukningen med upp till 40 %. Dessutom säkerställer den en luftfri miljö i separatorn, vilket minimerar skumbildning och risken för kontaminering.
Rening
Ett reningssteg, där föroreningar avlägsnas, krävs ofta innan den slutliga formuleringen av produkten. Utformningen av reningsprocessen skiljer sig beroende på om du producerar biomassa eller en specifik ingrediens.
Ta bort orenheter genom tvätt
För fermenteringsprocesser av biomassa utförs rening ofta genom att tvätta produkten. Först tillsätts vatten till de skördade cellerna och sedan avlägsnar en eller flera separatorer eller dekantrar överflödigt vatten och föroreningarna.
Rening med membran
Vid precisionsfermentering är produkten en specifik ingrediens i vätskan, och en del mindre föroreningar finns fortfarande kvar i vätskan efter skörden. Dessa kan avlägsnas i en mikrofiltrerings- eller öppen ultrafiltreringsprocess, där målproteinet (eller andra molekyler) återvinns i membranet medan de uppslammade föroreningarna behålls.
Alternativt kan ett fint ultrafiltreringsmembran användas om målmolekylen måste renas från små lösliga föroreningar. I denna process tillsätts vatten direkt före filtreringssteget, och därefter passerar vattnet och föreningarna med låg molekylvikt, som socker och salter, genom membranet medan produkten förblir i retentatet.
Koncentrering
Ett av de sista stegen i en fermentationsbaserad proteinproduktionsprocess är att koncentrera produkten genom att avlägsna överflödigt vatten. Detta kan göras på två sätt, genom förångning eller membranfiltrering.
Koncentration genom förångning
Alfa Laval erbjuder två olika förångningssystem, AlfaVap och AlfaFlash. Båda är baserade på plattvärmeväxlarteknologi, vilket ger fördelar som:
- Kompakt storlek – ett förångningssystem från Alfa Laval är mycket mindre än motsvarande shell-and-tube-baserade system
- Skonsam uppvärmning och korta retentionstider gör dem särskilt lämpliga för värmekänsliga produkter där det finns risk för nedbrytning och missfärgning
- Minimalt underhåll och långa drifttider tack vare den självrengörande effekten i plattvärmeväxlarna
- Mycket hög driftsäkerhet
AlfaVap är utformad för vätskor med låg till medelhög nedsmutsning, och AlfaFlash är utformad för vätskor med hög nedsmutsning.
Koncentration genom membranfiltrering
Ett annat sätt att koncentrera slutprodukten är att använda fina membran för att avlägsna överflödigt vatten. I detta fall koncentreras produkten när vattnet avlägsnas genom membranet.
Alfa Lavals membran med omvänd osmos och nanofiltrering är perfekta för denna tillämpning. De främsta fördelarna med att använda membranfiltrering jämfört med förångning är att produkten inte värms upp, vilket eliminerar riskerna för försämring och missfärgning samt att energiförbrukningen är mycket lägre.
Kompletta nedströms bearbetningssystem
Alfa Laval kan tillhandahålla kompletta systemlösningar där bioreaktorns skördnings-, renings- och koncentreringsutrustning integreras i en fungerande processlinje och kopplas ihop med hygienisk vätskehantering och värmeväxlingsutrustning som ventiler, pumpar, rörledningar och värmeväxlare. Dessutom kan Alfa Laval tillhandahålla automationslösningar som möjliggör noggrann kontroll och enkel övervakning av hela processen.
