Sistemas de agricultura celular - processamento downstream
Coleta
A coleta de células é uma etapa fundamental em toda a produção baseada em fermentação, e a escolha do sistema de separação afeta muito a qualidade do produto, o rendimento e o custo do processamento downstream. Portanto, adaptar o sistema de coleta ao tipo de processo e aos micro-organismos utilizados é crucial para o alto desempenho da planta.
Colheita de células
A Alfa Laval fornece equipamentos de separação para a indústria de fermentação há várias décadas. Oferecemos separadores de pilha de discos e decantadores para todos os tipos de célula e tamanho de planta, e nossos especialistas em aplicações ajudam a selecionar o sistema de separação perfeito para você.
Centrífugas de decantação
A eficiência de separação na etapa de coleta determina muito fortemente o rendimento do processo. Portanto, escolher um equipamento de separação que corresponda ao seu processo e micro-organismo é essencial para alcançar os melhores resultados.
Para processos de fermentação de biomassa, as centrífugas de decantação Alfa Laval Foodec são amplamente consideradas a melhor escolha devido à sua excepcional capacidade de manuseio de sólidos, limpeza de primeira classe, design higiênico e baixa necessidade de manutenção.
As unidades Foodec estão disponíveis com uma descarga de líquido por gravidade bifásica ou uma descarga de líquido pressurizado (disco de separação), que pode ser usada quando a formação de espuma é um problema.
Se houver variações na alimentação, os decantadores Foodec também poderão ser equipados com Alfa Laval PondCtrl, um sistema automatizado para controlar o nível de líquido na centrífuga de decantação durante a operação. O PondCtrl permite ajustes rápidos do processo de separação, acelera a limpeza e facilita os procedimentos de partida e parada, resultando em maior tempo de atividade e rendimento.
Separadores
Um separador Alfa Laval é a escolha perfeita para tarefas de coleta mais rigorosas. Por exemplo, o separador Alfa Laval Bactofuge é ideal para remover células microbianas de caldos de alta densidade em aplicações de fermentação industrial. Graças à sua descarga contínua de sólidos, um separador Bactofuga oferece excelente rendimento, mesmo com altas cargas de células.
Com o design hermético exclusivo da Alfa Laval, o Bactofuga fornece uma aceleração muito suave do caldo, resultando em lise celular mínima e separação mais eficiente. O design hermético também reduz o consumo de energia em até 40%. Além disso, ele garante um ambiente sem ar dentro do separador, minimizando a formação de espuma e o risco de contaminação.
Purificação
Muitas vezes, é necessária uma etapa de purificação, na qual as impurezas são removidas, antes da formulação final do produto. O design do processo de purificação é diferente se você está produzindo biomassa ou um ingrediente específico.
Remoção de impurezas por meio da lavagem
Para processos de fermentação de biomassa, a purificação geralmente é realizada por lavagem do produto. Primeiro, adiciona-se água às células colhidas e, em seguida, um ou vários separadores ou decantadores removem o excesso de água e as impurezas.
Purificação por membranas
Na fermentação de precisão, o produto é um ingrediente específico no líquido, e algumas impurezas finas suspensas ainda estão presentes após a coleta. Elas podem ser removidas em um processo de microfiltração ou ultrafiltração aberta, em que a proteína-alvo (ou outras moléculas) é recuperada no permeado, enquanto as impurezas suspensas são retidas.
Alternativamente, uma fina membrana de ultrafiltração pode ser usada se a molécula-alvo precisa ser purificada de impurezas solúveis finas. Nesse processo, a água é adicionada logo antes da etapa de filtração, e a água e os compostos de baixo peso molecular, como açúcar e sais, passam pela membrana, enquanto o produto permanece no retentado.
Concentração
Uma das etapas finais em um processo de produção de proteína baseado em fermentação é concentrar o produto removendo o excesso de água. Isso pode ser feito de duas maneiras, por meio de evaporação ou filtração por membrana.
Concentração por evaporação
A Alfa Laval oferece dois sistemas de evaporação diferentes, AlfaVap e AlfaFlash. Ambos são baseados na tecnologia de trocadores de calor a placas, resultando em benefícios como:
- Tamanho compacto – um sistema de evaporação da Alfa Laval é muito menor do que os sistemas correspondentes baseados em casco e tubo
- O aquecimento suave e os tempos de retenção curtos os tornam especialmente adequados para produtos sensíveis ao calor, em que há risco de degradação e descoloração
- Necessidade mínima de manutenção e longos tempos de operação, graças ao efeito de autolimpeza nos trocadores de calor de placas
- Confiabilidade operacional muito alta
O AlfaVap é projetado para líquidos de baixa a média incrustação, e o AlfaFlash é para líquidos altamente incrustantes.
Concentração por filtração por membrana
Outra forma de concentrar o produto final é usar membranas para retirar o excesso de água. Nesse caso, o produto é concentrado à medida que a água é retirada pela membrana.
As membranas de osmose reversa e nanofiltração da Alfa Laval são perfeitas para essa aplicação. Os principais benefícios do uso da filtração por membrana em relação à evaporação são que o produto não é aquecido, o que elimina os riscos de degeneração e descoloração, e o consumo de energia é muito menor.
Sistemas completos de processamento downstream
A Alfa Laval pode fornecer soluções completas de sistemas em que os equipamentos de coleta, purificação e concentração do biorreator são integrados a uma linha de processamento funcional e conectados ao manuseio higiênico de fluidos e equipamentos de troca térmica, como válvulas, bombas, tubulações e trocadores de calor. Além disso, a Alfa Laval pode fornecer soluções de automação que permitem um controle preciso e o monitoramento fácil de todo o processo.
