إجراءات لتقييم كفاءة المرسب لإزالة فرقت الجسيمات من المستخلصات النباتية

ملخص

يسمح إجراء تصميم التجارب المقدم هنا بتقييم المواد الندفية المختلفة من حيث قدرتها على تجميع الجسيمات المتناثرة في المستخلصات النباتية ، وبالتالي تقليل التعكر وتكاليف المعالجة النهائية.

الملخص

تعتبر النباتات مهمة للإنسان

ليس فقط لأنها توفر سلعا مثل الغذاء والأعلاف والمواد الخام ، ولكن بشكل متزايد لأنه يمكن استخدامها كمنصات تصنيع للمنتجات ذات القيمة المضافة مثل المستحضرات الصيدلانية الحيوية. في كلتا الحالتين ، قد تحتاج المستخلصات النباتية السائلة إلى التوضيح لإزالة الجسيمات. يقلل التوضيح الأمثل من تكاليف الترشيح والطرد المركزي عن طريق زيادة السعة وطول العمر. يمكن تحقيق ذلك عن طريق إدخال البوليمرات المشحونة المعروفة باسم الندف ، والتي تربط الجسيمات المشتتة لتسهيل الفصل بين الصلبة والسائلة. لا توجد نماذج تلبد ميكانيكية للمخاليط المعقدة مثل المستخلصات النباتية ، لذلك يتم استخدام النماذج التجريبية بدلا من ذلك. هنا يتم وصف إجراء تصميم التجارب الذي يسمح بالفحص السريع للندف المختلفة ، وتحسين توضيح المستخلصات النباتية وتقليل التعكر بشكل كبير. تسمح النماذج التنبؤية الناتجة بتحديد ظروف العملية القوية ومجموعات البوليمرات ذات الخصائص التكميلية ، على سبيل المثال التلبد الفعال في المستخلصات ذات الموصليات المحددة. ويمكن بسهولة تكييف النتائج المقدمة لمستخلصات أوراق التبغ مع الأنواع أو الأنسجة النباتية الأخرى، ومن ثم ستسهل تطوير عمليات أكثر فعالية من حيث التكلفة للسلع الأساسية والمستحضرات الصيدلانية المشتقة من النباتات.

المقدمة

وتستخدم النباتات على نطاق واسع لإنتاج السلع الغذائية مثل عصائر الفاكهة، ولكن يمكن أيضا أن تكون وضعت كمنصات لتصنيع أعلى قيمة المنتجات الصيدلانية البيولوجية ^1-3. في كلتا الحالتين، التجهيز النهائي (DSP) غالبا ما يبدأ استخراج السوائل من الأنسجة مثل الأوراق أو الثمار، يليه توضيح مقتطفات الجسيمات لادن ^4،5. لصناعة المستحضرات الصيدلانية البيولوجية، يمكن للتكاليف DSP حساب لمدة تصل إلى 80٪ من تكاليف الإنتاج الإجمالية ^6،7 وهذا في جزء يعكس ارتفاع الجسيمات عبء الحاضر في مقتطفات من الأساليب التخريبية مثل القائم على شفرة التجانس ^8،9 أعدت . على الرغم من أن اختيار الرشيدة للطبقات مرشح لتتناسب مع توزيع حجم الجسيمات في استخراج يمكن أن تزيد من قدرة المرشح وخفض التكاليف ^10،11، وتحسين لا يمكن أبدا أن يتجاوز سقف القدرة المطلقة التي حددها عدد من الجزيئات التي يجب أن يتم الاحتفاظ فيوحدة من ناحية التصفية لتحقيق التوضيح.

السقف يمكن رفعها إذا أقل الجسيمات تصل إلى السطح من خيرة المرشحات في القطار الترشيح، وهذا لا يمكن أن يتحقق إذا جزيئات فرقت مختلطة مع البوليمرات المعروفة باسم المرسب التي تعزز تجميع لتشكيل flocs كبيرة ^12. هذه flocs يمكن الاحتفاظ مزيد من المنبع من خشونة وأقل تكلفة المرشحات الكيسية، والحد من عبء جسيم الوصول إلى أدق والمرشحات عمق أكثر تكلفة. يجب أن يكون البوليمرات لمحات سلامة مناسبة لطلباتهم، على سبيل المثال لالمستحضرات الصيدلانية البيولوجية يجب أن تكون متوافقة مع الممارسات التصنيعية الجيدة (GMP)، وعادة يجب أن لديهم المولي كتلة> 100 كيلو دالتون وإما أن تكون محايدة أو اتهام ^13. في حين المرسب محايدة تعمل عموما عبر ربط جزيئات فرقت مما تسبب في تجميع وتشكيل flocs بأقطار> 1 مم ^11، والبوليمرات اتهم تحييد تهمة دالجسيمات ispersed، الحد من الذوبان، وبالتالي تسبب هطول الأمطار ^14.

التلبد يمكن تحسينها من خلال تعديل معايير مثل درجة الحموضة عازلة أو الموصلية، ونوع البوليمر أو الاعتقال، لتتناسب مع خصائص استخراج ^15،16. لمقتطفات التبغ سابقة التجهيز مع 0،5-5،0 ز L ^-1 polyethylenimine (PEI)، أي بزيادة قدرها أكثر من 2 أضعاف في قدرة مرشح عمق أفيد في عملية على نطاق تجريبي 100-L. تكلفة هذا البوليمر هو ^-1 ذلك عرضه في عملية أسفرت أقل من € 10 كجم وفورات في التكاليف من حوالي 6000 € للمرشحات والمواد الاستهلاكية لكل دفعة ¹⁶ أو أكثر عندما جنبا إلى جنب مع القائم على السليلوز فلتر المساعدات ^17. وحتى مع ذلك، يطلب من نماذج تنبؤية لتقييم مسبق الفوائد الاقتصادية من المرسب لإدراجها يمكن أن تتطلب خطوات عقد من 15-30 دقيقة ^16،18، مما أدى إلى مزيد من التكاليف الاستثمارية للتخزينالدبابات. ومع ذلك، هناك حاليا أي نماذج الآلية المتاحة التي يمكن التنبؤ بنتيجة مثل هذه التجارب بسبب الطبيعة المعقدة للالتلبد. لذلك، تم تطوير أسلوب التصميم من بين التجارب أكثر ملاءمة (وزارة الطاقة) ¹⁹ كما هو موضح في هذه المقالة. وقد تم مؤخرا نشر بروتوكول لإجراء زارة الطاقة عام ^20.

أجهزة صغيرة الحجم متوفرة لفحص عالية الإنتاجية من الظروف التلبد ²¹ الآن. ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة قد لا محاكاة واقعية الظروف خلال التلبد من المستخلصات النباتية لأبعاد وعاء التفاعل (~ 7 ملم للآبار على لوحة 96-جيدا) والجزيئات أو flocs يمكن أن يكون أقل من أمر من حجم على حدة. هذا يمكن أن يؤثر خلط أنماط وبالتالي القدرة التنبؤية للنموذج. وعلاوة على ذلك، فإنه يمكن أن يكون من الصعب تقليص العمليات التي تنطوي على هطول الأمطار بسبب التغيرات غير الخطية في سلوك خلط وستا راسببيليتي ^22. ولذلك، توضح هذه المقالة نظام فحص مقعد بين كبار النطاق مع الإنتاجية من 50-75 عينة في اليوم، مما أسفر عن النتائج التي هي قابلة للتطوير من 20 مل حجم رد الفعل الأولي ل100 L عملية على نطاق تجريبي ^(16). عندما جنبا إلى جنب مع نهج وزارة الطاقة، وهذا يسمح للالنماذج التنبؤية لاستخدامها في عملية التحسين وثائق كجزء من مفهوم الجودة من قبل التصميم.

ويمكن أيضا أن تتكيف الطريقة الموضحة أدناه لالمستحضرات الصيدلانية البيولوجية التي تنتج في العمليات القائمة على الثقافة الخلية، حيث يتم أيضا يجري النظر المرسب كأداة لتوفير التكاليف ^23. ويمكن أن تستخدم أيضا لنمذجة الأمطار من البروتينات الهدف من استخراج النفط الخام كجزء من استراتيجية التطهير، كما هو موضح لبيتا غلوكورونيداز المنتجة في الكانولا والذرة وفول الصويا ^24،25. وصف مفصل لخصائص flocculant يمكن العثور على مكان آخر ^16،26 ومن المهم للتأكد من أن concentr البوليمربالجمع هي إما غير سامة أو أقل من المستويات الضارة في المنتج النهائي ^(11).

البروتوكول

1. وضع استراتيجية التجريبية كافية

1. تحديد المعايير البيئية والعملية التي هي ذات الصلة لإجراء التلبد التي ستنشأ أو الأمثل، أي العوامل التي لها التأثير الأقوى على التلبد. عادة، وهناك العديد من هذه المعالم لذلك النهج زارة الطاقة كما هو موضح في الآونة الأخيرة ²⁰ غير ضرورية نظرا لعدم وجود نماذج الآلية.
   1. حدد المعلمات (العوامل) استنادا إلى بيانات الأدب ^12، والمعرفة المسبقة والخبرة مع النظام. وتشمل العوامل نموذجية درجة الحموضة العازلة، التوصيل العازلة، فترة حضانة ودرجة الحرارة وكذلك نوع البوليمر والتركيز ^15،16،27.
   2. استخدام نفس المراجع (انظر 1.1) لتحديد نطاقات ذات معنى لكل عامل الرقمية ومستويات عوامل قاطعة.
   3. تحديد النتائج التجريبية (ردود) التي يتعين رصدها واستخدامها لتقييم كفاءة التلبد. اعتمادا على نظام هذا،يمكن أن يكون الترشيح أو طاف التعكر، وتسوية سرعة وحجم الكلي أو قدرة مرشح لاحق ^{16،23،28-30.}
   4. ضمان المقايسات المستخدمة لقياس الاستجابات هي الكمية، قوية وقابلة للتكرار / استنساخه بحيث يمكن زيادة البيانات ذات الجودة العالية الناتجة مع تجارب أجريت في وقت لاحق أو عن طريق مشغل آخر.
2. اختر نوع زارة الطاقة تناسب عدد من العوامل التي يجب التحقيق فيها ودرجة المعرفة المتراكمة بالفعل عن النظام. استخدام الأدبيات المتوفرة لتحديد نوع زارة الطاقة مناسبة ^20.
   1. اختيار تصميم فحص إذا كان هناك القليل من المعلومات حول نظام التلبد للتحقيق معهم، ويجب فحص عدد كبير من المعلمات أو لا يعرف الكثير عن نطاقات ذات مغزى للمعلمات. تصاميم فحص النموذجية هي كاملة وكسور التصاميم العاملية. تتضمن نقاط مركزية في التصميم إذا كان من المتوقع أن يكون لها تأثير غير الخطية، على سبيل المثال المعلمات تشبع فوق عتبة معينة ^(19).
   2. تحديد منهجية استجابة السطح (RSM)، على سبيل المثال المركزية تصميم المركبة (CCD) ³¹ أو الأمثل ^32،33، إلا إذا كان عدد قليل من العوامل التي يتراوح مداها معروفة تحتاج إلى أن توصف بدقة.
3. انشاء وزارة الطاقة مع البرمجيات المناسبة، وضمان معايير الجودة مسبقة مثل استيفاء جزء من تصميم الفضاء ^20.

2. إعداد التجارب التلبد

الشكل 1: مصنع استخراج التلبد العمل: عملية على نطاق و(يسار) وعلى نطاق والفوق (يمين). وبعد استخراج البروتين مع مخازن المائية، يتم تجميع الجزيئات المتناثرة من حطام خلية بإضافة المرسب. ثم تتم إزالة الركام عن طريق سلسلة من حقيبة وعمق الترشيح وقدرة هذهمرشحات جنبا إلى جنب مع turbidities الترشيح يمكن استخدامها مباشرة لقياس كفاءة التلبد.

1. تطوير عامة التجريبية العمل التدفق (الشكل 1).
   1. استخدام جهاز استخراج أن ينتج في نفس توزيع حجم الجسيمات المتوقع (أو لوحظ بالفعل) في نطاق تطبيق النهائي، على سبيل المثال الخالط المتخصصة. إذا كان ذلك ممكنا، وتصميم نموذج على نطاق وأسفل من مستخرج كما هو موضح في تجانس أوراق التبغ ^10.
   2. تحديد استخراج كميات المستخدمة خلال التجارب التلبد (هنا 20 مل). اختر وحدة تخزين التي تسمح لعدد تمثيلي من الجسيمات ليكون حاضرا في وعاء التفاعل، مثل التجارب التلبد في 20 مل قسامات عن نتائج استنساخه وقابلة للمقتطفات التبغ التي تحتوي على ~ 7٪ [ث / ت] المواد الصلبة ³⁴ و أحجام الجسيمات من ~ 0.5 ميكرون إلى ~ 3 مم ^16.
   3. تصميم جميع عمليات الرصد وبعد تلبد بحيث عشرإرنست و يونغ هي التمثيل في نطاق تطبيق النهائي، على سبيل المثال اختيار المرشحات مع نفس السلوك الاحتفاظ الجسيمات التي استخدمت في حجم الإنتاج.
2. زراعة النباتات من الذي سيكون مشتقة مقتطفات.
   1. استخدام خط المصنع نفسه، وهنا النيكوتين تبغ السيرة الذاتية. بيتي هافانا SR1، وظروف الزراعة التي سيتم استخدامها أثناء الإنتاج كما وصفها سابقا ^33.
   2. إذا كان سيتم معالجة اللقيم الأخرى، وإعداد هذه اللقيم بحيث أنها تمثل مقياس التطبيق النهائي، مثل استخدام العازل أصيلة، تأخذ بعين الاعتبار أي خطوات تخفيف أثناء العملية، والتمسك درجة الحموضة المتوقعة والتوصيل، وهنا درجة الحموضة 7.5 و الموصلية 30 ملي سم ^-1.
3. إعداد الترشيح المرافق، أجهزة رصد التعكر وسفن أخذ العينات.
   1. قطع مواد التصفية إلى الأحجام المطلوبة، وهنا 15 × 15 سم ^2، إذا لم تكن جاهزة لللناوحدات ه. تأكد من أن جميع أجهزة الرصد والتحليل وظيفية وتسمية كل أنابيب العينات.
   2. على الرغم من أن هذه هي مهام بسيطة، وإعداد هذه المواد في الوقت المناسب للتأكد من أنها لا تسبب انقطاعات خلال التجارب التلبد الفعلية. تجنب التأخير لأنها يمكن أن تتداخل مع نتائج بالنظر إلى أن التلبد هو عملية تعتمد على الوقت.
4. إعداد حلول Flocculant المالية. تنبيه: ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة عند التعامل مع المرسب، قفازات على سبيل المثال. المواد يمكن أن تكون خطرة (علامات الخطر وفقا لأوروبا UE 67/548 / أوروبا الوسطى والشرقية، / 45/1999 م وتشمل N، شي أو Xn ضارة). تجنب الغبار والرجوع إلى بيانات سلامة المواد. العمل تحت غطاء الدخان.
   1. اختيار تركيز الأسهم لكل flocculant، هنا 80.0 ز L ^-1 لاثنين من المرسب جزيرة الأمير إدوارد التي تم استخدامها. اختر تركيزات عالية قدر الإمكان لتجنب عينة التخفيف عند إضافة flocculant، الذي من شأنه أن يقلل الجسيمات concentraنشوئها، وبالتالي تؤثر على كفاءة التلبد.
   2. حساب أي قبل التخفيف الذي يعكس وضع الشركة المصنعة من البوليمر، على سبيل المثال إذا كان البوليمر يتم توفيره بالفعل باعتبارها المائية 50٪ [ث / ت] حل. حلول الأسهم Flocculant من 4-8٪ [ث / ت] وجدت لتكون الأنسب حتى الآن.
   3. وإذ تضع في الاعتبار النقاط التي نوقشت أعلاه، تأكد من أن تركيز flocculant لا تولد حل لزجة جدا أن يمنع pipetting ل، مما يمكن أن يسبب الأخطاء لأنه لم يتم ضبط تركيز flocculant النهائية بشكل صحيح.
   4. استخدام تركيز الأسهم نفسه لجميع المرسب إن أمكن لأن هذا سيسهل إعداد خطة pipetting ل(2.5) وبالتالي تقليل احتمالات الأخطاء.
   5. ضبط درجة الحموضة والموصلية من كل حل الأسهم flocculant لتتناسب مع ظروف مقتطفات، هنا الرقم الهيدروجيني 4-10 والتوصيل 15-55 ملي سم ^-1. إعداد الأسهم الفردية لflocculant واحد إذا ميتم اختبار خام من مجموعة واحدة من درجة الحموضة و / أو الموصلية الظروف لذلك البوليمر.
   6. إعداد الحلول الأسهم flocculant حديثا، لم يعد من 48 ساعة قبل الاستخدام. على الرغم من التلبد يمكن أن يتسبب مع الأسهم البوليمر تخزينها لأكثر من 4 أسابيع، قد تنخفض كفاءة بسبب التحلل البوليمر في قيم درجة الحموضة العالية أو المنخفضة. راجع وثائق الشركة المصنعة لمزيد من التفاصيل.
   7. تأكد من أن المعلمات تم اختيارها لوزارة الطاقة يمكن تعديلها بدقة لكل عينة خلال التجربة، مثل ضمان وجود حمامات التدفئة / التبريد المتاحة لضبط درجة حرارة الحضانة، وهنا 4 درجات مئوية، 20 درجة مئوية و 37 درجة مئوية. إذا خلط خلال التلبد هو جزء من التجربة، تأكد من أن الجهاز الاختلاط هو ممثل نطاق التطبيق النهائي من حيث المعايير الضرورية مثل مدخلات الطاقة.
5. تحويل جدول زارة الطاقة في مخطط pipetting ل.
   1. تحويل تركيز flocculant مختلفة لتكون الاحصائيينتيد إلى كميات من حل الأسهم التي ستضاف إلى استخراج عينات: تقسيم تركيزات flocculant النهائية من تركيز الأسهم وتتكاثر عن طريق حجم العينة المستخدمة في التجارب التلبد. التعرف على أكبر حجم النهائية الناتجة عن ذلك، على سبيل المثال إذا 20 مل من عينة مختلطة مع بحد أقصى 2 مل من محلول الأسهم flocculant هذا سيكون 22 مل.
   2. حساب حجم المخزن المؤقت المطلوب للحفاظ على نفس الحجم النهائي في جميع قسامات التلبد على أساس أكبر حجم المخزون flocculant التي يمكن ان تضاف، على سبيل المثال إذا 0.75 مل من الأسهم flocculant يجب أن تضاف إلى عينة ثم 1.25 مل من العازلة هو مطلوب للحفاظ على الحجم النهائي عينة من 22 مل (2.5.1).
   3. تلخيص كميات المحلول flocculant لكل البوليمر والتلبد حالة لحساب الكميات المطلقة من حل الأسهم التي مطلوبة من أجل وزارة الطاقة.
6. حصاد أوراق التبغ وإعداد استخراج.
   1. إزالة أكبر ست ليافيس (أو ما يصل كما أشار في الإرشادات العملية) من نباتات التبغ لتتناسب مع أعمارهم، على سبيل المثال 6 أسابيع من العمر، ونقل إلى جهاز استخراج مناسبة مثل الخالط أو المسمار الصحافة.
   2. إضافة ثلاثة مجلدات من استخراج العازلة في الكتلة الحيوية غرام، على سبيل المثال 300 مل لكل 100 غرام، ويخلط لمدة 8 دقائق.
   3. إعداد مقتطفات الفردية مع مخازن مناسبة إذا كان يتم اختبار درجة الحموضة و / أو التوصيلات المختلفة. هنا، وهذا ينطوي المجانسة المواد النباتية لمدة 3 × 30 ثانية في الخلاط أو عصارة ^34.
   4. بدلا من ذلك، وإعداد مستخلص بطريقة غير ممثل للعملية قيد التحقيق.
7. قسامة استخراج وإضافة العازلة.
   1. يدويا وبدقة تحريك استخراج أثناء الإجراء بأكمله لضمان عينات متجانسة مع حتى توزيع الجسيمات.
   2. على وجه التحديد توزيع استخراج بين أنابيب رد فعل مسبقا وصفت من قبل الصب،هنا 20 مل في كل سفينة. 50 مل أنابيب تبسيط التعامل وتعتبر مثالية لل20 مل عينات قائمة بذاتها.
   3. إضافة حجم كل استخراج العازلة اللازمة للحفاظ على الحجم النهائي ثابتة لكل أنبوب رد فعل فردي باستخدام ماصة مناسبة.

3. تلبد من المستخلصات النباتية مع البوليمرات المختلفة

1. ماصة حجم المطلوب من حل الأسهم flocculant، هنا 0،1-2،0 مل، للعينات بالتتابع كما يتبين من أجل تشغيل عشوائية من وزارة الطاقة. مزيج دقيق كل عينة على الفور بعد إضافة flocculant بواسطة دليل الشديد تهتز لبالضبط 20 ثانية.
   1. إذا لزم الأمر، وضبط الوقت تهتز لاللقيم الأخرى لضمان خلط دقيق، ولكن تأكد بدقة الأوقات خلط متسقة لجميع العينات. نضع في اعتبارنا أن لفترات طويلة خلط قد يتسبب في اضطراب لا رجعة فيه flocs وقوة بطبعه غير متناسق خلال الهز يمكن أن تشوه نتائج التلبد.
2. اختياري: تعديل الإجراء الموضح أعلاه لتطبيق في وقت واحد من اثنين أو أكثر من المرسب.
   1. الخيار 1: بدلا من البوليمر واحد إضافة مزيج من اثنين أو أكثر من المرسب، هنا جزيرة الأمير إدوارد والشيتوزان. استخدام تركيبات flocculant المحددة في وزارة الطاقة. تتضمن نسبة وتركيز المطلقة للبوليمرات كمعلمات الفردية أثناء الإعداد زارة الطاقة (1.1).
   2. الخيار 2: إضافة اثنين أو أكثر من البوليمرات بالتتابع لاستخراج.
      1. استخدام تركيزات الفردية البوليمر وانواعها، وفترة حضانة بين كل إضافة إلى استخراج، باعتبارها عوامل إضافية أثناء الإعداد زارة الطاقة.
      2. أيضا استخدام هذا النهج لاختبار ما إذا كانت إضافة المتكررة من البوليمر واحد يمكن أن تحسن التلبد. استخدام إضافة تدريجية لمحاكاة إضافة بطيئة من flocculant، على سبيل المثال أربع خطوات، كل مضيفا 0.25 مل 80 ز الأسهم L ^-1 flocculant إلى 20 مل حجم أكثر من 4 دقائق يمكن أن تحاكي إضافة flocculant معمعدل تدفق 0.25 مل دقيقة ^-1.
      3. في جميع الحالات، وتحديد الحد الأقصى لحجم العينة النهائي الجديد لهذا الإعداد بإضافة كميات القصوى من كل المرسب لحجم العينة، وهنا لا يزال 22 مل، وحساب الكميات المطلوبة من الحلول الأسهم flocculant ومخازن للتعديل حجم إذا لزم الأمر.
3. احتضان هذه العينات للمرة المعرفة في وزارة الطاقة، وعادة 3-30 دقيقة، للسماح تشكيل الندف. تأكد من أن جميع الظروف حضانة أخرى، ودرجة الحرارة على سبيل المثال، يتم تعيين وفقا لوزارة الطاقة.
4. مراقبة وتشكيل وثيقة الندف. تسجيل التقدم لتشكيل الندف كما هو مطلوب، على سبيل المثال كما ملم من الندف تسوية لكل دقيقة عن طريق قياس ارتفاع من المواد الصلبة تسويتها. إذا لزم الأمر، وإطالة التلبد لفترة زمنية طويلة مثل ليلة وضحاها.
5. تصفية استخراج Flocculated.
   1. استخدام مواد التصفية أعدت في وقت سابق (2.3) لتوضيح استخراج flocculated بعد ذلك مناسبافترة حضانة من قبل الصب العينات flocculated من خلال مواد التصفية وفي أنبوب السفينة أو رد فعل نظيفة.
      1. لا اعادة تعليق flocs تسويتها قبل الترشيح وتطبيق استخراج مع بمعدل ~ 300 مل دقيقة ^-1 إلى التصفية، الموافق 3-4 ثانية لعينة 20 مل.
      2. تأكيد أداء خطوة الترشيح إذا تم استخدام مواد مختلفة في المقعد العلوي التجارب بالمقارنة مع المرحلة النهائية من حيث الاحتفاظ الجسيمات، على سبيل المثال من خلال قياس توزيع حجم الجسيمات في كلا النوعين العينة ^11.
   2. تحليل الراشح من حيث التعكر و / أو توزيع حجم الجسيمات مثل استخدام الأجهزة المناسبة المطلوبة، على سبيل المثال مقياس العكر.
   3. اختياري: تكرار التحليل بعد مرات حضانة طويلة، على سبيل المثال 12-24 ساعة، للتحقيق في تشكيل أو إعادة تشكيل flocs غير مستقرة.
6. تحليل العينات في شروط والعلاقات العامةالردود المعرفة الإلكترونية (1.1.3).
   1. أخذ عينات من الرواشح وتحليلها للمعلمات استجابة إضافية، مثل تركيزات مختلفة من البروتينات المستهدفة أو قيمة المنتجات.
   2. اختياري: تحليل retentate (ومعظمهم من المواد الصلبة) لنفس المعايير لإغلاق التوازن الشامل للعملية. على وجه الخصوص، بتقييم أثر المرسب على الانتعاش السائل بمقارنة المواد الصلبة المتبقية كتلة بعد يتم التعامل مع العينات أو لا تعامل مع flocculant.
7. التأكد من جودة البيانات ونقل النتائج إلى برنامج وزارة الطاقة.
   1. بحث عن القيم المتطرفة في البيانات التي تم جمعها استجابة، مثل قيم عالية بشكل غير متوقع.
   2. التأكد من أن جميع البيانات استجابة يتم محاذاة بشكل صحيح مع الظروف التجريبية المقابلة.
   3. نقل النتائج في برنامج وزارة الطاقة وتأكد من عدم تختلط أوامر تشغيل قياسية وعشوائية تصل.

4. تقييموزارة الطاقة

1. استخدام أدوات تحليل البيانات المدمج في البرنامج زارة الطاقة لتطوير نموذج تنبؤي كما هو موضح سابقا ^20.
   1. تحديد وضع تحويل البيانات المناسبة إذا لزم الأمر لتسهيل بناء نموذج، هنا تسجيل _10. وهناك نسبة أكبر من 10 لأكبر أصغر قيمة استجابة مقابل تشير إلى أن تحويل البيانات قد يكون مطلوبا. تحديد التحول الأكثر مناسبة باستخدام الأدوات الإحصائية المناسبة، على سبيل المثال مؤامرة صندوق كوكس ^35.
   2. اختار نموذج قاعدة أن (ط) يناسب لوزارة الطاقة مختارة (1.2) و (ب) تتفق مع المعرفة السابقة عن نظام قيد التحقيق استنادا إلى تحليل التباين (ANOVA) أدوات للبرمجيات وزارة الطاقة، على سبيل المثال متعدد الحدود من الدرجة الثانية كثيرا ما يناسب بشكل أفضل للتأثير الملاحظ من فترة حضانة من متعدد الحدود من الدرجة الأولى.
   3. إزالة عوامل تافهة نموذج، على سبيل المثال P> 0.05، أو تفاعلات عامل تكرارا خلال إلغاء بينها،reby الحد من تعقيد النموذج وزيادة قوتها التنبؤية.
   4. التأكد من نوعية نموذج بمقارنة R ^2، تعديل R ² وتوقع R ² جنبا إلى جنب مع المؤامرة احتمال طبيعية من مخلفات studentized، مخلفات-مقابل-المدى، وتوقع-مقابل-الفعلية وصندوق كوكس المؤامرات ^36. يجب أن تكون جميع R ² قيم داخل نطاق 0.2.
   5. تأكد من أن النموذج النهائي يوافق مع الافتراضات الأساسية للفيزياء والديناميكا الحرارية، على سبيل المثال وتوقع أي تركيز السلبية.
2. استخدام نموذج التنبؤ الظروف التي هي الأكثر ملاءمة لنظام قيد التحقيق، وهنا التعكر المنخفض.
   1. حدد أهم الردود والدول التي يفضلونها، على سبيل المثال الحد الأدنى من التعكر. الجمع بين هذه التحديدات من خلال تعظيم وظيفة الرغبة أو أدوات مماثلة، والتي بنيت في ملامح عدة حزم البرمجيات زارة الطاقة ^36.
   2. اعتمادا على التطبيق س المقصودو هذا النموذج، يعمل حدد تأكيدا للتحقق من الظروف المثلى و / أو القوة التنبؤية للنموذج بشكل عام، على سبيل المثال إذا توقعت ان تكون الظروف الأكثر ملاءمة ليست جزءا من وزارة الطاقة الأولية تحديدها كما التجارب المتابعة.

5. تحسين النموذجية وتحقق من القوة التنبؤية

1. تضييق مساحة التصميم الأولي للشروط العملية أكثر من المرغوب فيه، التعكر المنخفض على سبيل المثال في مجموعة 0-1،000 وحدة عكارة nephelometric (جامعة تايوان الوطنية)، استنادا إلى تنبؤات النماذج (4.2).
2. انشاء وزارة الطاقة الجديدة ضمن هذه النطاقات، بما في ذلك فقط تلك العوامل التي تم تحديدها على أنها هامة أو ذات الصلة (4.1.2)).
   ملاحظة: يمكن أن يكون عاملا هاما من حيث تحليل نموذج ولكن لا علاقة لعملية، أي تأثيرها على الاستجابة <1٪ مقارنة مع أن من العوامل الأخرى.
3. كرر الخطوات من 1-5،2 حتى نوعية تنبؤات النموذج يطابق الاحتياجالخبر، مثل الانحراف المعياري للنموذج كما يدل على ذلك البرنامج هو كاف لتطبيق المقصود. تعديل استراتيجية التجريبية إذا لزم الأمر لهذه التكرارات، على سبيل المثال فقط استخدام flocculant واحدة في صقل.
4. نقل وتأكيد النتائج من النموذج على نطاق وصولا الى نطاق تجريبي أو حجم الإنتاج النهائي.

النتائج

التلبد من خلاصة التبغ مع البوليمرات المختلفة

تم استخدام أسلوب المذكورة أعلاه بنجاح لتطوير عملية لالتلبد مقتطفات التبغ أثناء تصنيع الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (والأجسام المضادة تحييد فيروس نقص المناعة البشرية 2G12) وبروتين فلوري (عن dsRed) (الشكل 1) ^16، ومنذ ذلك الحين تم نقل إلى البروتينات الأخرى بما في ذلك يكتينس، والم...

المناقشة

الجانب الأكثر أهمية في الاعتبار عند إنشاء وزارة الطاقة لتحديد خصائص الجسيمات التلبد هو أن التصميم يجب من حيث المبدأ أن تكون قادرة على كشف وبيان الآثار المتوقعة أو المحتملة ^36،38، على سبيل المثال تأثير درجة الحموضة، نوع البوليمر وتركيز البوليمر ^16. وبالتالي، فمن المهم تقييم جزء من تصميم الفضاء (FDS) قبل بدء التجارب الفعلية. قوات الدفاع والأمن هو جزء من الفضاء التجريبي متعدد الأبعاد داخله من الممكن الكشف عن اختلافات محددة مسبقا بين النتائج التجريبية إع...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
2100P مقياس التعكر المحمول	Hach	4650000	مقياس التعكر
2G12 الجسم المضاد	Polymun	AB002	الجسم المضاد المرجعي
Biacore T200	GE Healthcare	28-9750-01	جهاز SPR
BP-410	Furh	2632410001	مرشح كيس
Catiofast VSH	BASF	79002360	عامل
التلبدجهاز طرد مركزي 5415D	Eppendorf	5424 000.410
أنبوب الطرد المركزي للطرد المركزي 15 مل	طرد مركزي	Labomedic	رد
الفعل 50 مل	تفاعل	Labomedic	1110504
Chitosan	Carl Roth GmbH	5375.1	عامل التلبد
Design-Expert (R) 8	Stat-Ease، Inc.	برنامج n.a.DoE
فوسفات ثنائي الصوديوم	Carl Roth GmbH	4984.3	مكون الوسائط
Ferty 2 Mega	Kammlott	5.220072	سماد
فورما -86C فريزر ULT	ThermoFisher	88400	فريزر
دفيئة	n.a.n.a.لزراعة		النباتات
مكعبات الصوف الصخري Grodan 10 × 10 سم	كتلة الصوف الصخري	Grodan 102446
HEPES	Carl Roth GmbH	9105.3	مكون الوسائط
K700P 60D	Pall	5302305	عمق طبقة المرشح
KS50P 60D	Pall	B12486	طبقة مرشح العمق
Miracloth	Labomedic	475855-1R	قماش مرشح
MultiLine Multi 3410 IDS	WTW	WTW_2020	مقياس الأس الهيدروجيني / مقياس الموصلية
Osram أبيض بارد 36 واط	Osram	4930440	مصدر الضوء
Phytotron	Ilka Zell	NAلزراعة	النباتات
Polymin P	BASF	79002360	عامل التلبد
POLYTRON PT 6100 D	Kinematica	11010110	جهاز التجانس مع أداة شفرة مخصصة
تقنيات بروتين A	Life	10-1006	بروتين ربط الأجسام المضادة
كلوريد الصوديوم	Carl Roth GmbH	P029.2	التآزر بين مكونات الوسائط
HT	BioTek	SIAFRT	قارئ لوحة مضان
TRIS	Carl Roth GmbH	4855.3	مكون الوسائط
Tween-20	Carl Roth GmbH	9127.3	مكون الوسائط
VelaPad 60	Pall	VP60G03KNH4	غلاف
مرشح Zetasizer Nano ZS	Malvern	ZEN3600	DLS قياس توزيع حجم الجسيمات