Výroba účinné látky Biocol

Očkování mikroorganismu Očkování mikroorganismu

V první fázi výroby se mikroorganismus připravuje ve formě výrobního kmene v laboratoři. Od začátku se vybírá nejlepší vyšlechtěná kolonie mikroorganismu a několik dní se nechává růst. Nejprve se kultivuje ve zkumavkách, dále na laboratorních miskách a následně v Erlenmeyerových baňkách, pokaždé v přísně sterilním prostředí. Poté se vybraný a nejlépe narostlý mikroorganismus sterilně přenese na několik dní do očkovacích fermentorů, kde narůstá do požadovaných rozměrů. Následně se obsah očkovacího fermentoru sterilně přepustí do objemných výrobních fermentorů.


Pohled na fermentory a řídící jednotku Samotný průběh fermentace mikroorganismu Penicillium oxalicum var. Armeniaca je výrobním tajemstvím, které je patentováno. Jedná se však o složitý výrobní biotechnologický proces, při kterém se mikroorganismus Penicillium oxalicum var. Armeniaca přeměňuje během několika dní ve fermentoru na druh vodní mikroskopické houby. Mikroorganismus je velmi citlivý, pro svůj růst potřebuje specifické podmínky jako je stálá teplota a pH, dostatek živin, tlak v nádrži a dostatečné množství přiváděného a rovnoměrně rozprostřeného kyslíku. Fermentační postup je velmi náročný a jakékoliv porušení v postupu v této fázi výrobního cyklu může vést k degradaci růstu a tím k neúspěšnému ukončení nákladné fermentace. Z tohoto důvodu je celý fermentační proces řízen a monitorován technologickým systémem řízení, který sleduje a zaznamenává všechny měřené hodnoty během výroby každou vteřinu. Při celém procesu fermentace se používá sterilní prostředí, aby nedošlo ke kontaminaci mikroorganismu a znehodnocení výsledného produktu.


Pohled na fermentory Pohled na fermentory a miktrofiltrační zařízení Po ukončení fermentační části výroby se výsledný produkt filtruje na několika filtračních zařízeních. V první fázi filtrace prochází produkt přes kalolis, který oddělí největší části z vyrostlého mikroorganismu - odpadní biomasu od produkční části. Ta je následně odstředěna na vysokorychlostní odstředivce, která oddělí další část zbylé biomasy. Další fází je membránová mikrofiltrace, která slouží k zachycení mikroskopických částic. Poté se přistupuje k poslední fázi filtrace produktu - nanofiltraci. Ta odděluje nízkomolekulární látky jako je voda a jednoduché soli, pod vysokým tlakem a výsledkem je opravdu malé množství výsledného produktu v tekuté podobě.

Ve fermentačních tancích produkt narůstá v objemech až do několika tisíců litrů, po ukončení fermentace a následné filtraci je produkt zkoncentrován a jeho výtěžnost je pouze několik málo litrů.

Poslední fází výroby je sušení, které probíhá ve sprejové sušárně při vysoké teplotě. Látka je tlačena přes vysokootáčkové zařízení a rozprašovač do nádrže vyhřáté na 150-250°C. Výsledkem je finální produkt – tmavě červený prášek s požadovanými vlastnostmi a kvalitou, tedy účinná látka BIOCOL.

Celkově je výroba účinné látky energeticky, technologicky a časově velmi náročná. Je však ekologicky čistá a téměř bezodpadová. Z přebytečného odpadního mycelia se získává chitosan a glukosamin, které se dále zpracovávají. Zbylá část odpadu se využívá v zemědělství jako účinné hnojivo.


Popis jednotlivých výrobních částí:


Fermentory
jsou velké nerezové nádrže s míchadly a dvojitým opláštěním pro možnost jejich ohřevu nebo chlazení. Fermentační tanky jsou osazeny čidly, která sledují celý postup výroby. Kontrolují se veličiny jako je teplota, pH, rychlost míchání, množství kyslíku a tlak. Vše je řízeno a kontrolováno technologickým systémem řízení pomocí speciálních aplikací výpočetní techniky. Fermentační nádrže mají několik vstupů a to přívod a odvod vzduchu, horké páry, vstupního živného média a výstupního produktu. Nádrže a jednotlivé vstupy a výstupy jsou před fermentací sterilizovány horkou párou o 130 st. C tak, aby nedošlo ke kontaminaci a tím ke znehodnocení produktu.

Kalolis, také nazývaný filtrační lis, je zařízení na oddělení pevných částí (biomasy)z fermentačního roztoku, které vznikají v bioreaktoru při fermentaci a v další části výrobního procesu nejsou žádoucí. Kalolis pracuje na principu filtrace – zachycuje pevné části z filtrovaného roztoku na tkaninových filtračních plachetkách. Ty jsou osazeny na filtračních deskách, mezi nimiž je prostor, tzv. komora, kde se ze zachyceného pevného podílu vytváří takzvaný filtrační koláč. Kalolis je například běžně používaný i ve vinařském průmyslu nebo v čistírnách odpadních vod.

Odstředivka se používá k separaci pevných částic, tzv. fragmentů biomasy, které nezachytí kalolis, od kapaliny, tzv. fermentačního media s produktem, za použití monolitní mísy. Během odstředivé dekantace odstředivá síla přispívá k urychlování gravitačního sedimentačního procesu, při kterém se fáze o vyšší hustotě usazuje. Při uplatnění dekantace na separaci pevných částic z kapalin, se pevné částice radiálně přesunují přes kapalinu a hromadí se na stěnách pevné mísy, odkud jsou v časových intervalech „odstřeleny“ tlakovým vzduchem do sběrné nádoby.

Mikrofiltrace je zařízení, které pod určitým tlakem odděluje přes filtrační membrány pevné částice s velikostí od 0,01-10μm. Mikrofiltrace nám dočistí produkt od částic velikosti bakterie. Toto zařízení je běžně používáno v potravinářství, farmacii či metalurgii. Často se používá jako předúprava pro nanofiltraci.

Nanofiltrace patří ve filtračních technologiích k nejnovějším. Nanofiltrační membrány pod tlakem oddělují sotva rozeznatelné póry o velikosti 300 Daltonů. Velikost separovaných látek se udává spíše v jednotkách molekulární hmotnosti než v délkových jednotkách. V této fázi se produkt zkoncentruje na hustotu vhodnou pro další krok – sušení produktu.

Sprejová sušárna je zařízení, které dokáže z rozstřikovaného média při vysokých otáčkách atomizéru a vysoké teplotě v sušící komoře usušit produkt rychleji, než dopadne na stěnu sběrné nádoby. Rychlost otáčení a dávkování produktu v sušárně probíhá při 18 000 otáčkách za minutu a teplotě 150-250 stupňů Celsia.



  Pohled na laboratoř     Pohled na laboratoř     Očkování mikroorganismu     Kontrola očkovaného mikroorganismu  
  Očkované Erlenmeyerové baňky s mikroorganismem     Pohled na počáteční fáze růstu mikroorganismu     Pohled na počáteční fáze růstu mikroorganismu     Pohled na očkovací fermentor a řídící jednotku  
  Pohled na filtrace     Pohled pod fermentory s potrubím     Pohled na měříení tlaku     Pracovník u fermentoru