Cellulaire landbouwsystemen: downstreamverwerking
Oogsten
Het oogsten van cellen is een belangrijke stap in elke productie op basis van fermentatie, en de keuze van het scheidingssysteem is van grote invloed op de productkwaliteit, de opbrengst en de kosten voor downstreamverwerking. Het afstemmen van het oogstsysteem op het procestype en de gebruikte micro-organismen is daarom van cruciaal belang voor hoge prestaties van de installatie.
Het oogsten van cellen
Alfa Laval levert al tientallen jaren scheidingsapparatuur aan de fermentatie-industrie. We bieden schijfstapelseparators en decanteercentrifuges voor alle celtypes en fabrieksgroottes, en onze toepassingsspecialisten helpen u het perfecte scheidingssysteem voor u te selecteren.
Decanteercentrifuges
De scheidingsefficiëntie in de oogstfase bepaalt in hoge mate het rendement van het proces. Daarom is de keuze van scheidingsapparatuur die past bij uw proces en micro-organisme essentieel om optimale resultaten te bereiken.
Voor biomassafermentatieprocessen worden Alfa Laval Foodec-decanteercentrifuges algemeen beschouwd als de beste keuze vanwege hun uitzonderlijke verwerkingscapaciteit voor vaste stoffen, eersteklas reinigbaarheid, hygiënisch ontwerp en lage onderhoudsvereisten.
Foodec-eenheden zijn verkrijgbaar met een tweefasige vloeistofafvoer door zwaartekracht of een vloeistofafvoer onder druk (pompschijf) die kan worden gebruikt wanneer schuimvorming een probleem is.
Als er variaties in de toevoer zijn, kunnen Foodec-decanteercentrifuges ook worden uitgerust met Alfa Laval PondCtrl, een geautomatiseerd systeem om het vloeistofniveau in de decanteercentrifuge tijdens de werking te regelen. PondCtrl maakt snelle aanpassingen van het scheidingsproces mogelijk, versnelt de reiniging en vergemakkelijkt de start- en stopprocedures, waardoor de bedrijfstijd en de opbrengst toenemen.
Separators
Een separator van Alfa Laval is de perfecte keuze voor zwaardere oogstwerkzaamheden. De Alfa Laval Bactofuge-separator is bijvoorbeeld ideaal voor het verwijderen van microbiële cellen uit bouillons met een hoge dichtheid in industriële fermentatietoepassingen. Dankzij de continue afvoer van vaste stoffen biedt een Bactofuge-separator een uitstekende doorvoer, zelfs bij hoge celbelastingen.
Met het unieke hermetische ontwerp van Alfa Laval Bactofuge zorgt voor een zeer rustige versnelling van de bouillon, wat resulteert in minimale cellysis en efficiëntere scheiding. Het hermetische ontwerp vermindert ook het energieverbruik tot 40%. Bovendien zorgt het voor een luchtvrije omgeving in de separator, waardoor schuimvorming en het risico van verontreiniging tot een minimum worden beperkt.
Zuivering
Vaak is een zuiveringsfase, waarbij onzuiverheden worden verwijderd, nodig vóór de uiteindelijke formulering van het product. Het ontwerp van het zuiveringsproces verschilt naargelang u biomassa of een specifiek ingrediënt produceert.
Onzuiverheden verwijderen door wassen
Bij biomassafermentatieprocessen wordt de zuivering vaak gedaan door het product te wassen. Eerst wordt water aan de geoogste cellen toegevoegd, waarna een of meer separators of decanteercentrifuges het overtollige water en de onzuiverheden verwijderen.
Zuivering met behulp van membranen
Bij precisiefermentatie is het product een specifiek bestanddeel van de vloeistof, en zijn er na de oogst nog enkele fijne zwevende onzuiverheden aanwezig. Deze kunnen worden verwijderd in een microfiltratie- of open ultrafiltratieproces, waarbij het doeleiwit (of andere moleculen) wordt teruggewonnen in het permeaat, terwijl de zwevende onzuiverheden worden tegengehouden.
Als alternatief kan een fijn ultrafiltratiemembraan worden gebruikt als de doelmolecule moet worden gezuiverd van fijne oplosbare onzuiverheden. Bij dit proces wordt vlak voor de filtratie water toegevoegd, en het water en de verbindingen met een laag moleculair gewicht, zoals suiker en zouten, gaan door het membraan, terwijl het product in het retentaat achterblijft.
Concentratie
Een van de laatste stappen in een op fermentatie gebaseerd eiwitproductieproces is het concentreren van het product door overtollig water te verwijderen. Dit kan op twee manieren gebeuren, door verdamping of membraanfiltratie.
Concentratie door verdamping
Alfa Laval biedt twee verschillende verdampingssystemen, AlfaVap en AlfaFlash. Beide zijn gebaseerd op platenwarmtewisselaartechnologie, wat voordelen biedt zoals:
- Een compact formaat: een verdampingssysteem van Alfa Laval is veel kleiner dan shell-and-tube-systemen
- Zachte verwarming en korte retentietijden maken ze bijzonder geschikt voor warmtegevoelige producten met een risico op bederf en verkleuring
- Minimaal onderhoud en lange looptijden dankzij het zelfreinigende effect in de platenwarmtewisselaars
- Zeer hoge bedrijfszekerheid
AlfaVap is ontworpen voor vloeistoffen die weinig tot niet vervuilen, en AlfaFlash is voor sterk vervuilende vloeistoffen.
Concentratie door membraanfiltratie
Een andere manier om het eindproduct te concentreren is het gebruik van fijne membranen om overtollig water te verwijderen. In dit geval wordt het product geconcentreerd doordat het water door het membraan wordt afgevoerd.
De omgekeerde osmose- en nanofiltratiemembranen van Alfa Laval zijn perfect voor deze toepassing. De belangrijkste voordelen van membraanfiltratie ten opzichte van verdamping zijn dat het product niet wordt verhit, waardoor de risico's van degeneratie en verkleuring wegvallen, en dat het energieverbruik veel lager is.
Complete downstreamverwerkingssystemen
Alfa Laval kan complete systeemoplossingen leveren waarbij de bioreactoroogst-, zuiverings- en concentratieapparatuur wordt geïntegreerd in een werkende verwerkingslijn en wordt verbonden met hygiënische vloeistofbehandelings- en warmtewisselingsapparatuur zoals kleppen, pompen, leidingen en warmtewisselaars. Bovendien kan Alfa Laval automatiseringsoplossingen bieden die nauwkeurige controle en eenvoudige bewaking van het hele proces mogelijk maken.
