Темы по оборудованию для 3 курса (10 кредитов)
Ферментаторлар (биореакторлар) түрлері мен құрылымдар
жүктеу/скачать 2,29 Mb. Pdf көрінісі
|
darister
| 3. Ферментаторлар (биореакторлар) түрлері мен құрылымдар
Ферментация кезеңі - өнеркәсіптік өндіріс процестерінің кезеңдері арасында, орта кезең болып саналады. Ферментация деп алдын ала дайындалған және термостатталған ортаға инокулят енгізуден бастап өсу, биосинтез немесе биотрансформация процестері аяқталғанға дейін жүйелі операциялардың барлық жиынтығын айтады. Ферментация процесі ферменттер немесе биореакторлар деп аталатын арнайы жабдықтарда орындалады. Мысал ретінде механикалық араластырғышты биореактордың құрылымы 1 суретте көрсетілген. Қосарланған қабырғалар (двойные стенки) ферментердің негізгі элементтері болып табылып, олардың аралықтары салқындатқыш немесе ысытқыш сұйықтықпен толтырылады және тағы да газ және сұйық ағындарға арналған кіру тесіктерінен, қоректік ортаның құрамын және реактор ішіндегі шарттарды бақылау жүйесінен тұрады. Өнеркәсіптік биотехнологияда ферментациялау процестері келесідей 2 түрге - биомассаның жинақталуы мен дақылдардың өсуі мен одан әрі дамуы барысында пайда болатын құнды заттардың жинақталуына бөлінеді. Бір клеткалы биомасса үздіксіз әдіспен хемостат типті аппараттарда өсіріледі, ал екінші топтың барлық процестері бір аппаратта өндірістік циклде жасушалар мен биосинтез дамуының барлық қажетті фазалары өтетін кезде кезең-кезеңімен жүзеге асырылады. Өнеркәсіптік биотехнология процестерін технологиялық ресімдеу едәуір мөлшерде микроорганизмдер-продуценттің оттегіге қатынасымен анықталады. Аэробты дақылдарды (культура) пайдалану кезінде ферментациялық жабдықтар және технологиялық режим нормалары массаалмасу (газдан сұйық фазаға оттекті Сурет 1 – Биореактордың (ферментер) құрылымы тасымалдау) осы өсу фазасында осы дақылдар үшін қажетті және оңтайлы мөлшерде оттегінің клеткаларға түсуін қамтамасыз ететіндей етіп іріктеледі. Факультативті анаэробтарды өнеркәсіптік пайдалануда ортада оттегін мүлдем болдырмау міндеті қойылмайды, сондықтан осы типтегі процестер (ашыту) технологиялық жағынан аэробтыққа қарағанда жеңіл болады. Бұл процестердің бастапқы кезеңінде, дақылдық сұйықтықтың бетіндегі газ фазасында оттегін болдырмау ғана талап етіледі, бұған инертті газды енгізу немесе метаболизм кезінде жасушалар бөлетін көмірқышқылмен ауаны ығыстыру арқылы қол жеткізуге болады. Анаэробты процестерді қатаң түрде технологиялық ресімдеу ашыту процестеріне қарағанда күрделі, өйткені бұл жағдайда оттегінің газға, ал одан сұйық ортаға түсу мүмкіндігін толықтай болдырмау керек. Аэробтық жағдайларда микробиологиялық синтез едәуір жылу бөлінумен өтеді, бұл үлкен көлемді аппараттардан (жүздеген және мың текше метр) жылуды шығару қажеттілігін туындатады. Жылу шығару жылдамдығына қойылатын технологиялық талаптар дақылдың белгілі бір аралықтағы температуралық оптимумына байланысты өте қатал болады. Іс жүзінде өндірісте қолданылатын, змеевиктер, жейделер және т.б. құрылғылар арқылы жылу шығару тәсілдері биореактор ішіндегі шикізаттар (мысалы, Candida ашытқысында 32-34 о С) мен салқыдатқыш суының температурасы (20 о С) (ыстық жыл мезгілінде бұданда жоғары болады) арасындағы температура өзгерістерінің аз болатындықтан күрделі болып табылады. Сондықтан реакторда газ алмасудың дамытылған беті құрылып, сұйықтықтар мен т.б. қозғалыс жылдамдығын арттырады (араластырғыштар арқылы). Сурет 2 – Ферментерлер (биореактор) түрі А – механикалық араластырғышты реактор ; Б – барботаж ды бағана ( колонна ); В – ішкі рециркуляциялай жүйеіс бар эрлифт і реактор ; Г – сыртқы рециркуляциялау жүйесі бар эрлифт і реактор . Стрелкалар – дақылды ортаның қозғалу бағыттарын көрсетеді 2 суретте ферментерлердің (биореаторлардың) негізгі түрлері мен жұмыс істеу принциптерінің схемалары бейнеленген. жүктеу/скачать 2,29 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|