ГЛАВА 7. ИНЖЕНЕРНЫЕ ОСНОВЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ
7.6. Оборудование для концентрирования биомассы
Современные проблемы и методы биотехнологии. Учеб. пособие 404
тов. Главным при этом является форма связи влаги с материалом, которая
для продуктов микробиологического синтеза мало исследована.
Продукты микробиологического синтеза применительно к процессу
сушки могут быть классифицированы на два больших класса: продукты, ко-
торые при обезвоживании требуют сохранения жизнедеятельности микроор-
ганизмов или высокой активности препаратов (антибиотики, средства защи-
ты растений, ферменты); продукты, которые после высушивания требуют со-
хранения высокой питательной ценности (кормовые дрожжи, пищевой белок
и др.). Cогласно [8
, 9], продукты микробиологического синтеза (с позиции
реализации процесса сушки) разделены на две категории: вегетативные
бактериальные культуры (бактерии, дрожжи, грибы, вирусы и т.п.); споро-
образующие микроорганизмы (споры бактерий, белки, ферменты, аминокис-
лоты, антибиотики и т.п.).
Для первой категории характерна высокая скорость гибели микроорга-
низмов в результате тепловой инактивации в сравнительно узком темпера-
турном диапазоне (40–60) °С независимо от вида культуры. Материалы, от-
несенные ко второй категории, обладают значительно более высокой термо-
устойчивостью и меньшей скоростью инактивации.
Как установлено, для вегетативных бактериальных клеток, ферментов,
вирусов и т.п. основным лимитирующим механизмом термоинактивации яв-
ляется термоденатурация клеточного белка, во втором случае можно предпо-
ложить нарушение целостности структуры споры или макромолекулы веще-
ства. Аналогично влиянию температуры проявляется и воздействие остаточ-
ного влагосодержания на жизнеспособность (сохранность) качественных по-
казателей объектов сушки различной природы. Для материалов первой кате-
гории критическое влагосодержание составляет 50–70 %, причем большей
устойчивостью обладают дрожжевые культуры и культуры бактерий, выра-
щенные на твердых субстратах. Высокая жизнеспособность спор Вас. thurin-
giensis сохраняется при влагосодержании препарата, равном примерно 11 %.
Высокой устойчивостью отличаются антибиотики и аминокислоты. Мате-
риалы, отнесенные ко второй категории, при низком остаточном влагосодер-
жании сохраняют технологические показатели длительное время, тогда как
вегетативные бактериальные формы склонны к снижению жизнеспособности
во времени в зависимости от влагосодержания. Ко второй категории можно
отнести также белковые и ферментные препараты, обладающие наряду с
высокой термочувствительностью достаточной устойчивостью – конечная
влажность порядка 5–6 % практически не снижает их ферментативной ак-
тивности.
Строгое обоснование выбора метода и режима сушки с учетом получе-
ния желаемого качества конечного продукта может быть произведено лишь
при тщательном анализе таких теплотехнических параметров процесса суш-
ки, как длительность и скорость нагрева и охлаждения, скорость удаления
влаги, реологические и гигроскопические свойства материала.
При рекомендации любого метода сушки необходимо задать темпера-
турный режим процесса. С позиций интенсификации тепломассопереноса,
естественно, следует ориентироваться на максимальный тепловой потенциал,
определяемый, в свою очередь, предельно допустимой для термоустойчиво-