Procedure Om de efficiëntie van Flocculanten Evalueer voor de opheffing van de gedispergeerde deeltjes van plantenextracten

Johannes F. Buyel

doi:10.3791/53940

Methodenartikel

Procedure Om de efficiëntie van Flocculanten Evalueer voor de opheffing van de gedispergeerde deeltjes van plantenextracten

8.7K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/53940

⸱

9 april 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 dit artikel

Samenvatting

De hier gepresenteerde ontwerpprocedure voor experimenten maakt de evaluatie van verschillende flocculanten mogelijk op basis van hun vermogen om verspreide deeltjes in plantenextracten te bundelen, waardoor de troebelheid en de kosten van downstreamverwerking worden verminderd.

Samenvatting

Planten zijn voor de mens niet alleen belangrijk omdat ze producten zoals voedsel, diervoeding en grondstoffen leveren, maar ook omdat ze steeds vaker kunnen worden gebruikt als productieplatforms voor toegevoegde waarde producten zoals biofarmaceutische middelen. In beide gevallen kunnen vloeibare plantenextracten mogelijk moeten worden opgehelderd om deeltjes te verwijderen. Optimale opheldering verlaagt de kosten van filtratie en centrifugatie door de capaciteit en levensduur te verhogen. Dit kan worden bereikt door het introduceren van geladen polymeren, bekend als flocculanten, die gedispergeerde deeltjes kruis-linken om scheiding van vaste en vloeibare stoffen te vergemakkelijken. Er zijn geen mechanistische flocculatiemodellen voor complexe mengsels zoals plantenextracten, dus empirische modellen worden in plaats daarvan gebruikt. Hier wordt een ontwerp-van-experimentenprocedure beschreven die het mogelijk maakt om snel verschillende flocculanten te screenen, de opheldering van plantenextracten te optimaliseren en de turbiditeit aanzienlijk te verminderen. De resulterende voorspellende modellen maken het mogelijk om robuuste procescondities en sets van polymeren met complementaire eigenschappen te identificeren, bijvoorbeeld effectieve flocculatie in extracten met specifieke geleidbaarheden. De resultaten die worden gepresenteerd voor tabaksbladextracten kunnen eenvoudig worden aangepast aan andere plantensoorten of weefsels en zullen dus de ontwikkeling van meer kosteneffectieve downstream processen voor grondstoffen en plantaardige farmaceutische middelen vergemakkelijken.

Inleiding

Planten worden wijd gebruikt om levensmiddelen zoals vruchtensappen produceren, maar kunnen ook worden ontwikkeld als platforms voor de vervaardiging van hogere waarde biofarmaceutische producten ^1-3. In beide gevallen, downstream processing (DSP) begint vaak met het verwijderen van vloeistoffen uit weefsels zoals bladeren en vruchten, gevolgd door de verduidelijking van deeltjes beladen extracten ^4,5. Voor de vervaardiging van geneesmiddelen, kunnen de kosten van DSP oplopen tot 80% van de totale productiekosten ^6,7 en dit gedeeltelijk weerspiegelt de hoge belasting deeltjes aanwezig in extracten bereid met werkwijzen zoals verstoren....