Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Оборудование в процессах культивирования

Материалы по биологии и химии / Культивирование, выделение, очистка и идентификация продуцентов биомассы / Оборудование в процессах культивирования

Страница 1

Человек с древнейших времен эмпирически применял дрожжевые организмы в примитивных по аппаратурному оформлению биотехнологических процессах (хлебопечение, виноделие и пр.). Развитие промышленности антибиотиков продвинуло далеко вперед проблему создания специальной аппаратуры для культивирования микробов - продуцентов БАВ (аминокислот, антибиотиков, полисахаридов, витаминов, ферментов и других соединений). Были предложены различного типа биореакторы для выращивания микроорганизмов, однако все конструкции ферментаторов (ферментеров) оставались в основном сходными по большинству параметров и, усредненно, их можно подразделить на 2 типа: без подводки стерильного воздуха (для анаэробов) и с подводкой его (для аэробов). Аэрируемые биореакторы могут быть с мешалками и без них (рисунок 3).

Рисунок 3 - Ферментатор периодического действия (1 - турбинная трехярусная мешалка, 2 - охлаждающий змеевик, 3 - секционная рубашка, 4 - отражательная перегородка, 5 - барботер, П-пар); I-XI - материальные и вспомогательные трубопроводы с запорно-регулирующими устройствами (I - посевная линия, II -подача стерильного сжатого воздуха, III - подача пара, IV - удаление отработанного воздуха, V - загрузочная линия, VI - линия введения добавок, VII - подача пеногасителя, VIII - подача моющего раствора, IX - пробоотборник, X - выдача продукта, XI - выдача в канализацию через нижний спуск)

В последние годы апробированы мембранные биореакторы, биореакторы с полыми волокнами и некоторые другие. При расчете и конструировании биореакторов необходимо учитывать время протекания различных биологических процессов у представителей различных групп организмов (рисунок 4.).

Рисунок 4 - Ориентировочное усредненное время протекания биологических процессов у различных групп организмов: 1 - репликация хромосомы, 2 - продолжительность клеточного цикла, 3 - бактерии, 4 - дрожжи, 5 - плесени, б - растительные и животные клетки, 7 - элементарные химические реакции, 8 - регуляция транскрипции, 9 - аллостерическая регуляция белков, 10 - изменение концентрации ферментов, 11 - возникновение мутантов

Размеры ферментаторов определяются соотношением внешнего диаметра к высоте, который варьирует обычно в пределах от 1:2 до 1:6. Почти универсальными и чаще используемыми являются ферментаторы для анаэробных и аэробных процессов. Эти ферментаторы в свою очередь классифицируют по способу ввода в аппарат энергии для перемешивания (таблица 1): газовой фазой (ФГ), жидкой фазой (ФЖ), газовой и жидкой фазами (ФЖГ). С использованием указанных выше классификаций удается разработать единые методы инженерных расчетов основных конструктивных элементов и режимов работы ферментаторов.

Таблица 1 - Классификация ферментаторов по способу ввода энергии для перемешивания