מהן שיטות הריכוז הנפוצות המשמשות להפרדה וטיהור של מוצרי תסיסה?
1. ריכוז אידוי:שימוש בחום לאידוי המים בנוזל התסיסה, ובכך להגדיל את ריכוז המוצר.
יתרונות:פעולה פשוטה, עלות נמוכה יחסית של ציוד, ישימה לריכוז של מגוון מוצרי תסיסה, ויכולה להגדיל במהירות וביעילות את ריכוז המוצרים.
חסרונות:עבור חלק ממוצרי תסיסה רגישים לחום, טמפרטורה גבוהה עלולה להוביל לדנטורציה ולביטול שלהם; יחד עם זאת, תהליך האידוי צריך לצרוך הרבה אנרגיה, העלות גבוהה. לדוגמה, ניתן להשתמש בריכוז האידוי כאשר מרוכזים כמה מרקי תסיסה של חומצות אמינו שאינם רגישים מדי לטמפרטורה, אך יש להשתמש בו בזהירות עבור חלק ממוצרי תסיסת חלבון.
סינון אולטרה:השימוש באפקט סינון ממברנות אולטרה-פילטרציה, המאפשר למולקולות קטנות כמו מים, מלחים אנאורגניים וכו' לעבור, בעוד שהמולקולות הגדולות של תוצר התסיסה נשמרות בצד הממברנה, כדי להשיג ריכוז.
יתרונות:ניתן להפעיל אותו בטמפרטורת החדר, אשר משפיעה פחות על פעילות מוצרי התסיסה; זה יכול להסיר ביעילות זיהומים במרק התסיסה ולשפר את טוהר המוצרים; תהליך הפעולה הוא פשוט וקל לאוטומטי בקרה.
חסרונות:עלות הממברנה גבוהה ומזוהמת בקלות, הדורשת ניקוי ותחזוקה קבועים; עבור זיהומים מסוימים עם משקל מולקולרי דומה למוצר היעד, ייתכן שהוא לא יוכל להסיר אותם לחלוטין.
סינון ננו:גודל הנקבוביות של הממברנה הוא בין קרום סינון אולטרה לבין קרום אוסמוזה הפוכה, תחת לחץ, הוא מאפשר לכמה מולקולות קטנות ויונים חד ערכיים לעבור דרכן, בעוד שיש לו קצב שמירה גבוה יותר עבור יונים דו ערכיים ומעלה ומוצרי תסיסה בעלי משקל מולקולרי גדול יותר, כך להשיג ריכוז והפרדה.
יתרונות:יש לו אפקט ריכוז טוב יותר, ניתן להפעיל אותו בלחץ נמוך יותר וצריכת אנרגיה נמוכה יחסית; יש לו פחות השפעה על חומרים רגישים לחום והוא יכול לשמור על פעילות המוצרים.
חסרונות:הסלקטיביות של ממברנת ננו-פילטרציה נמוכה יחסית, זיהומים מסוימים עשויים להישמר יחד עם מוצר היעד; חיי השירות של הממברנה מוגבלים ויש להחליפו מעת לעת.
3. ריכוז הקפאה: חינםלהזיז את מרק התסיסה מתחת לנקודת הקיפאון, כך שהמים בו יוצרים גבישי קרח, ולאחר מכן להפריד את גבישי הקרח מהמרק המרוכז על ידי צנטריפוגה, סינון וכו', כדי להשיג את מטרת הריכוז.
יתרונות:היא מתאימה לריכוז מוצרי תסיסה רגישים לחום מכיוון שניתן לשמור על פעילות המוצרים במידה מירבית על ידי הפעלה בטמפרטורות נמוכות; הוא לא יכניס חומרים כימיים אחרים וישפיע פחות על טוהר המוצרים.
חסרונות:תהליך הפעולה מסובך יותר, דורש ציוד הקפאה מיוחד וציוד הפרדה, בעל עלויות גבוהות יותר; מכפיל הריכוז נמוך יחסית, והוא עשוי לדרוש מספר פעולות כדי להשיג את הריכוז הנדרש.
4. ריכוז משקעים:לזרז את מוצרי התסיסה או הזיהומים על ידי הוספת משקעים, ולאחר מכן להפריד את המשקעים, כדי להשיג את ריכוז מרק התסיסה. לדוגמה, עבור מוצרי תסיסה חלבונים, ניתן להוסיף ממיסים אורגניים, מלחים ומשקעים אחרים כדי לזרז את החלבונים, ולאחר מכן להסיר את הסופרנטנט כדי להשיג את מטרת הריכוז.
יתרונות:פעולה פשוטה, עלות נמוכה; יכול להשיג ריכוז מוצר וטיהור ראשוני בו זמנית.
חסרונות:בחירת המשקע צריכה להיעשות בהתאם לאופי מוצר התסיסה, אחרת היא עלולה להשפיע על פעילות וטוהר המוצר; תהליך המשקעים עשוי להיות מושפע מערך ה-pH של התמיסה, טמפרטורה וגורמים אחרים, שיש לשלוט בהם בקפדנות.
5. ריכוז דיאליזה:באמצעות אפקט הדיאליזה של ממברנה חדירה למחצה, המולקולות הקטנות בתמיסת התסיסה כמו מים, מלחים אנאורגניים וכו' יעברו דיאליזה, בעוד שהמולקולות הגדולות של מוצרי התסיסה יישארו בשקית הדיאליזה, כדי להשיג ריכוז.
יתרונות:פעולה פשוטה, אין צורך בציוד מיוחד; ניתן להפעיל בטמפרטורת החדר, פחות השפעה על פעילות מוצרי התסיסה.
חסרונות:מהירות הריכוז איטית ולוקח הרבה זמן להגיע לריכוז הנדרש; עלות שקית הדיאליזה גבוהה וקל לשבור אותה, ולכן יש לטפל בה בזהירות.