Procedura per valutare l&#39;efficienza di flocculanti per la rimozione di particelle disperse di estratti di piante

Johannes F. Buyel

doi:10.3791/53940

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Articolo metodologico

Procedura per valutare l'efficienza di flocculanti per la rimozione di particelle disperse di estratti di piante

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DOI:

10.3791/53940

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9 aprile 2016

Johannes F. Buyel¹^,²

¹Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., ²Institute for Molecular Biotechnology, RWTH Aachen University

In questo articolo

Sommario

La procedura di progettazione degli esperimenti qui presentata consente la valutazione di diversi flocculanti in termini della loro capacità di aggregare particelle disperse in estratti vegetali, riducendo così la torbidità e i costi del trattamento a valle.

Abstract

Le piante sono importanti per gli esseri umani non solo perché forniscono materie prime come cibo, mangimi e materie prime, ma sempre più perché possono essere utilizzate come piattaforme di produzione per prodotti a valore aggiunto come i biofarmaci. In entrambi i casi, potrebbe essere necessario chiarificare gli estratti vegetali liquidi per rimuovere il particolato. Una chiarificazione ottimale riduce i costi di filtrazione e centrifugazione aumentando la capacità e la longevità. Ciò può essere ottenuto introducendo polimeri carichi noti come flocculanti, che reticolano le particelle disperse per facilitare la separazione solido-liquido. Non esistono modelli meccanicistici di flocculazione per miscele complesse come gli estratti vegetali, quindi vengono utilizzati modelli empirici. Qui viene descritta una procedura di progettazione degli esperimenti che consente lo screening rapido di diversi flocculanti, ottimizzando la chiarificazione degli estratti vegetali e riducendo significativamente la torbidità. I modelli predittivi risultanti consentono l'identificazione di condizioni di processo robuste e di insiemi di polimeri con proprietà complementari, ad esempio un'efficace flocculazione in estratti con conducibilità specifiche. I risultati presentati per gli estratti di foglie di tabacco possono essere facilmente adattati ad altre specie vegetali o tessuti e faciliteranno quindi lo sviluppo di processi a valle più efficienti in termini di costi per le materie prime e i prodotti farmaceutici di origine vegetale.

Introduzione

Le piante sono ampiamente utilizzati per la produzione di prodotti alimentari quali succhi di frutta, ma possono anche essere sviluppati come piattaforme per la fabbricazione di maggior valore biofarmaceutici ^1-3. In entrambi i casi, la lavorazione a valle (DSP) spesso inizia con l'estrazione di liquidi dai tessuti come foglie o frutti, seguita dalla chiarificazione di estratti di particelle cariche ^4,5. Per la fabbricazione dei prodotti biofarmaceutici, i costi di DSP possono rappresentare fino al 80% dei costi di produzione complessivi ^6,7 e ciò in parte riflette l'alta pressione di particelle presenti negli estratti prepara....