Биореакторларды жүйелеу

Биореакторларды жүйелеу 
Белгілі бір рецептура бойынша қоректік ортаны дайындау үшін араластырғышы бар 
биореакторды (ферментер, ферментатор) қолданады. Ол әртүрлі материалдардан жасалған 
болуы мүмкін. Мысалы, зертханалық биореакторлар шыныдан жасалады, ал өнеркәсіптік 
биореакторлар – таттанбайтын болаттан, әртүрлі конструкциялы ішкі бөлігі бос және 
ішінде араластырғышы бар ыдыстар түрінде жасалады. Қоректік ортаны залалсыздандыру 
үшін арнайы қондырғыны таңдау және дайындау қажет. 
Биореакторлар 
субстрат 
қосылып отырылатын мерзімділік, жартылай мерзімділік және ағынды режимдерде 
жұмыс жасай алады. Мерзімділік режимде жұмыс істегенде реакторға керекті 
компоненттер салынады, процесті жүргізіп, түзілген арнаулы өнімді жинап алады. 
Субстрат қосылып тұратын мерзімділік режимде субстратты оқтын-оқтын немесе үздіксіз 
енгізеді де, қажетті өнімді процесс аяқталғаннан соң бірден жинап алады.
 
Жартылай үздіксіз процесті жартылай оқтын-оқтын тәсілмен атқарады да, артынан 
реактор ішіндегі сұйықтың жартысын құйып алып, яғни өнімді жартылай жинап, ыдысқа 
сондай мөлшерде жаңа қоректік ортаны құяды да, процесті ақырына дейін жүргізеді. 
Кейін жұмысты осы жүйемен қайталап отырады. Бұндай режим өндірістік қондырғыны 
толық пайдалануға мүмкіндік береді. 
Үздіксіз істейтін биореакторлар екі типке бөлінеді: 
1. Әмбебапты араластырғышы бар реактор, хемостат сияқты жұмыс істейді. 
Культураның өнебойы тығыздығы шектеуші субстратты пайдалану есебінен немесе басқа 
қоректік заттар, болмаса турбидостат сияқты жұмыс істейді. Бұндағы жарық сезгіш аспап 
культураның тығыздығын өне-бойы бақылайды, арнаулы құрылым көмегімен 
тұрақтылығын үзбей бірқалыпты күйде ұстап тұрады. Өнеркәсіпте хемостат режимінде 
жұмыс істейтін реакторлар қолданылады. 
2. Ағындық реактор. Толық ығыстырып шығарушы режимде жұмыс істейді 
(поршенді реактор). Суспензиялы культуралар үшін сирек қолданылады. 
Өнеркәсіпте бұрыннан қолданылып келе жатқан дәстүрлі мерзімдік әдіспен өсіру 
көбінесе микробтар синтезі кезінде қолданылады, жартылай үздіксіз әдіс – микробтар 
биомассасын өндіруде, ал үздіксіз әдіс – оқтын-оқтын лас суларды тазартуда және сірке 
суының өндірістік қалдықтарын өңдеуде қолданылады. Соңғы жылдары химиялық 
өзгерістер үшін оқтын-оқтын режимді және субстратты қосып тұратын реакторларды 
қолданып келеді. Биомассаны алу үшін оқтын-оқтын істейтін ағынды режимдегі 
реакторлар қолданылады. 
Өсіру кезінде массаны алмастыру.
Биореакторларда микробтар популяциясының 
дамуында масса алмасу қатты (микроорганизмдер), сұйық (қоректік орталар) және газ 
тәрізді (ауамен қамтамасыз ету) үш фазаның қатысуымен жүзеге асырылады. Масса 
алмасу барысында бұл фазалар аралығында клеткалар қоректік заттар және оттегімен 
қамтамасыз етіліп, қажетсіз метаболиттер шығарылып тасталып, отырылады. Оттегі 
нашар еритін болғандықтан оның енуі мен кейбір газ тәрізді метаболизмдердің сыртқа 
шығарылуы, мысалы, көмірқышқылы, ауаны үздіксіз барбатер көмегімен араластыра 
отырып, жаңарту арқылы жүзеге асырылады. 
Реактордың ауаны айдау мен онда араластыру конструкциясы мен істеу принципі 
әртүрлі жүйелер көмегімен қамтамасыз етіледі. Араластыруға кететін қуат масса 
алмасудағы реактордың басты сипаттамасы болып есептеледі. Клеткаға оттегін жеткізуге 
шек қойылмауына байланысты ол азаяды да, газ тәрізді метаболиттердің десорбциялауын 
қамтамасыз етеді, әрі культураларды сұйықтың араласуы әсерінен реактордың көлеміне 
қарай биомасса мен сұйықтың және субстраттың бірқалыпты таралуын реттеп отырады. 
Араластыру клеткаға механикалық әсер етеді. Егер де олар клетка конглометраттарын 
ғана бүлдірсе, онда қолайлы әсер деп, ал олар клетканы зақымдайтын болса – зиянды деп 
есептеледі.