Меню сайта

Последние новости

Причина отравления вод океана.

Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.

Секрет выживания лягушек.

Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.

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

Ферментаторы

Характеристика конструкции аппарата

Тип аппарата

ФГ с подводом энергии газовой фазой

Простота конструктивного оформления и высокая надежность в связи с отсутствием движущихся узлов и деталей

Барботажный, барботажно-эрлифтный, колоночный (колонный), форсуночный

ФЖ с подводом энергии жидкой фазой

Обычно энергия передается жидкой фазе самовсасывающей мешалкой или насосом

Эжекционный, с циркуляционным контуром, с всасывающей мешалкой

ФЖГ (комбинированные)

Основным конструктивным элементом является перемешивающее устройство, обеспечивающее высокую интенсивность растворения кислорода и высокую степень диспергирования газа. В то же время энергия газовой фазой выводится обычным способом

Барботажный с механическим перемешиванием

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Генная инженерия
Введение Генная инженерия - это область биотехнологий, включающая в себя действия по перестройке генотипов. Суть генной инженерии сводится к пониманию того, что любой организм, будь т ...

Что такое жизнь с точки зрения физики
ВВЕДЕНИЕ К современному естествознанию относятся теоретические концепции, сформировавшиеся на протяжении ХХ века в рамках различных научных дисциплин. Важнейшей, естественной наукой ...

Физиология развития ребенка
Введение К моменту рождения организм ребенка еще очень далек от зрелого состояния. Человеческий детеныш рождается маленьким, беспомощным, он не может выжить без ухода и заботы взросл ...