Operazioni a valle Downstream processing Operazioni a monte Upstream processing SCELTA DEL CEPPO MIGLIORAMENTO DEL CEPPO.

Presentazione sul tema: "Operazioni a valle Downstream processing Operazioni a monte Upstream processing SCELTA DEL CEPPO MIGLIORAMENTO DEL CEPPO."— Transcript della presentazione:

1 Operazioni a valle Downstream processing Operazioni a monte Upstream processing SCELTA DEL CEPPO MIGLIORAMENTO DEL CEPPO

2 Biostat ® B (B.Braun Biotech Int.)

3 Il Fermentatore o Bioreattore (Donadio, Marino par. 16.1) Ambiente controllato dove far avvenire la crescita e la produzione Funzioni principali: Mantenere la sterilità Mantenere l’omogeneità Trasferire l’ossigeno Smaltire il calore Controllare il processo Altre funzioni: Versatilità Resistenza Economicità Dimensioni: Lab scale: 1-10 l Pilot scale: 50-1000 l Production scale: 50-1000 m 3

4 Fermentatori ad agitazione meccanica (STR) OTR max = 100 - 400 mmol O 2 l -1 h -1

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6 Fermentatori ad agitazione pneumatica o insufflamento d’aria OTR max < 100 mmol O 2 l -1 h -1 Semplicità, economicità, ma scarsa omogeneità e inferiore velocità di trasferimento dell’O 2 rispetto a STR

7 Misura e controllo 1

8 2

9 3

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11 Il sensore di Clark è un dispositivo elettrochimico che permette di misurare per via amperometrica la concentrazione di ossigeno disciolto nelle acque o nei fluidi biologici. Ideato da Leland Clark, venne brevettato nel 1956. Quando è immerso nell'analita, l'O 2 diffonde attraverso la membrana e giunto al catodo viene ridotto, le reazioni sono: O 2 + 4e − + 2H 2 O → 4OH − CATODO 2Ag + 2Cl − → 2AgCl + 2e − ANODO REAZIONE GLOBALE O 2 + 4e − + 2H 2 O + 4Ag + 4Cl − → 4OH − + 4AgCl + 4e − La misura della corrente prodotta dalla reazione di ossidoriduzione è direttamente proporzionale alla pressione parziale di ossigeno che diffonde attraverso la membrana. L'elettrodo viene tarato con soluzioni a concentrazione nota di ossigeno disciolto. Sensore di Clark Sensore di Clark: elettrodi di Pt (A) e Ag/AgCl (B) soluzione di KCl (C) membrana (D) anello di gomma (E) potenziostato (F) galvanometro (G)

12 Strategie di controllo

13 pH measurement and control

14 RECUPERO

15 prezzo Concentrazione nel material e di partenza (g/l)

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18 Biomassa Metaboliti endocellulari Metaboliti extracellulari Classificazione dei prodotti di fermentazione relativamente al recupero: Il processo di recupero può essere suddiviso in 5 fasi principali: Separazione della biomassa dal mezzo di coltura (filtrazione, centrifugazione, flottazione) Rottura delle cellule (nel caso dei metaboliti endocellulari) Trattamenti meccanici (omogenizzazione, uso di ultrasuoni) Trattamenti fisici (shock osmotico, congelamento-scongelamento) Trattamenti chimici ( alcali, detergenti,) Trattamenti biochimici (enzimi litici) Recupero primario purificazione grossolana (estrazione liquido-liquido, precipitazione) Purificazione ad alta risoluzione (cromatografia, elettroforesi…) Formulazione finale del prodotto, necessaria alla commercializzazione (essiccamento, liofilizzazione etc…)