76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов




Скачать 68.23 Kb.
Название76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов
Дата публикации10.06.2013
Размер68.23 Kb.
ТипДокументы
www.vbibl.ru > Культура > Документы
76.Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов.

Глубинное культивирование мко – это сложный процесс получения продуктов микробного синтеза. Биосинтез продуктов зависит от ряда факторов: Т, рН среды, концентрации растворенного О2, длительности культивирования, конструкции и материала оборудо-вания. Ферментаторы по способу культивирования делятся на ферментаторы непрерывного и периодического действия. По конструктивным признакам аппараты делят: аппараты с диффузором и турбиной, с механическими мешалками, с эжекторной системой аэрации. Широко применяются процессы культивирования периодическим способом в стериль-ных условиях. Стерильность обеспечивается стерилиза-цией ферментаторов, трубопроводов, приборов подачи в ферментатор стерильной среды и посевной культуры, подачи стерильного воздуха для аэрации, стерильного пеногасителя, установка в ферментаторе стерилизуемых датчиков для контроля и регулирования параметров процесса, поддержка стерильной воздушной и паровой защиты, уплотнение вала перемешивающих устройств, поддержание в стерильных условиях технологических трубопроводов и арматуры.

^ Ферментатор с механическим перемешиванием барботажного типа вертикальный аппарат цилиндри-ческой формы, крышка и днище – эллиптические. На крышке аппарата расположены привод перемешиваю-щего устройства, привод механического пеногасителя, штуцера для загрузки питат. среды, посевного материа-ла, пеногасителя, для подачи стерильного воздуха и отвода отработанного, люки для погружения моющей механической головки, предохранительный клапан, штуцера для приборов визуального контроля. В днище аппарата предусмотрен спускной штуцер. Снаружи ферментатор имеет тепловую рубашку из 6-8 секций, каждая секция состоит из 8 навитых опоясывающих каналов. Внутри аппарата проходит вал, на нем закреплены перемешивающие устройства, 2 закрытые турбины, 1 открытая и винтовая мешалка. Ввод воздуха осуществляется через барботер. Барботеры выполняются в виде ромба, прямоугольника, круга. В верхней части труб барботера в шахматном порядке расположены 2-3 тыс. отверстий. Для охлаждения среды и для отвода выделяемого тепла имеется змеевик (около 23 витков). Высота змеевика – 2,4м, аппарата – 8м.

Ферментатор рассчитан для работы под избыточным давлением (0,25 МПа). Температура стерилизации в ферментаторе может быть 130-140ºС. Расход стериль-ного воздуха зависит от вида продуцента. Фактически ферментаторы работают в автоматическом режиме.

^ Ферментаторы с пневматическим перемешива-нием и аэрированием среды. Конструктивно такой ферментатор аналогичен ферментатору с механическим перемешиванием. Вместо перемешивающих устройств внутри смонтированы форсунки, диффузоры, барботе-ры для подачи воздуха. Воздух используется для пере-мешивания растущей культуры, он обогащает ее кисло-родом и отводит образующиеся метаболиты. Аэрирую-щим устройством является диффузор. Он представляет собой цилиндр с раструбом у основания. Воздух под давлением с помощью направляющих лопаток аэратора вводится по касательной к окружности розетки. Это придает вихревое движение воздушно-жидкостной эмульсии, которая непрерывно циркулирует по замкнутому контуру, через верхние кромки цилиндра кольцевое пространство между внутренней стенкой аппарата и внешней стенкой аэрирующего устройства и вновь поднимается вверх. За счет этого происходит интенсивное перемешивание и аэрирование. Для более интенсивного отвода тепла предусмотрена дополните-льная поверхность охлаждения за счет змеевика. Аппарат работает под избыточным давлением.

Недостаток: более низкая величина рабочего объема в сравнении с ферментаторами с механическим перемешиванием; затруднено использование при работе с сильно пенящимися средами. Используют такие ферментаторы при работе со средами с небольшой вязкостью и когда культура мко не нуждается в интенсивном перемешивании.

^ 77.Технологические особенности и перспективы промышленной реализации твердофазной и газофазной ферментации.

Многие БТ процессы основаны на взаим-вии трех фаз - твердой, жидкой и газообразной. Имеются про-цессы, в которых роль жидкой фазы сведена до ми-нимума: она лишь увлажняет твердую поверхность и(или) воздух(газ). В завис-ти от преобладающей фазы такие процессы и соотв-щие им аппараты обозначают как твердофазные или газофазные.

Твердофазные процессы, осуществляемые, на базе растительного сырья, проводят с исполь-зованием различных организмов (мицелиальных грибов и дрожжей), их комбинаций в условиях смешанного или последовательного культивирова-ния. Различают три типа твердофазных процессов.

1. Поверхностные процессы. Слой субстрата, (соломы), не превышает 3—7 см. Роль биореакторов выполняют большие, площадью до нескольких квадратных метров, подносы из алюминия или культивационные камеры.

2. Глубинные твердофазные процессы в неперемешиваемом слое. Биореакторы представ-ляют собой глубокие открытые сосуды. Для аэробных твердофазных процессов такого типа разработаны приспособления, обеспечивающие диффузионный и конвективный газообмен.

3. Твердофазные процессы в перемешивае-мой и аэрируемой массе субстрата, которая мо-жет быть гомогенной (полужидкий навоз) или сос-тоять из частиц твердого субстрата, взвешенных в жидкости (переходный вариант между твердофаз-ным процессом я процессом в жидкой фазе).

Преимущества твердофазных процессов в сравнении с процессами, протекающими в жидкой среде: 1) они требуют меньших затрат на оборудование и эксплуатацию; 2) характер субстрата облегчает отделение и очистку продукта; 3) низкое содержание воды в субстрате препятствует заражению культуры продуцента посторонней микрофлорой; 4) в отличие от процессов в жидкой фазе твердофазные процессы не связаны со сбросом в окруж. среду большого количества сточных вод.

Твердофазное культивирование вызывает и определенные проблемы. В большинстве твердо-фазных процессов отсутствует перемешивание, рост мко происходит по принципу колонизации: по мере размножения они распространяются из точек внесения в субстрат по всему его объему. При этом отдельные зоны в толще субстрата избыточно населяются клетками и возникает локальная нехватка питательных ресурсов, в то вр. как значительная часть субстрата остается незатрону-той. Преодоление проблемы: внесением возможно большего количества посевного материала, распре-деляемого по всему объему субстрата. Рекоменду-ется периодическое культивирование с многократ-ным отъемом части субстрата с биомассой и внесением эквивалентного количества перемешивае-мого свежего субстрата-аналог отьемно-доливоч-ного культивирования. Такой полунепрерывный режим предотвращает истощение питат.веществ в зонах роста биообъекта по толще субстрата, т.к. на место использованного регулярно поступает свежий субстрат. Колонизация субстрата облегчается при его предварительной обработке (предгидролизом).

Для выращивания мко - продуцентов БАВ на твердых питат. средах применяют так называемые растильные установки

В аппаратах для твердофазного культивирования должны обеспечиваться:

  • рост культуры мко в слое твердой питат.среды высотой не менее 50 мм с одновременным биосинтезом белка;

  • стерильность процесса;

-максимальная биотрансформация питат.веществ сырья в белок.

Аппараты периодического действия выполняют в виде горизонт. барабанов со встроенными полками. Аппаратами непрерывного действия являются колонные, разделенные на определенное количество секций в зависимости от производительности и технологии культивирования.

Газофазные процессы осуществляют в аппаратах с твердым наполнителем, через который пропускают ток газа. В таких аппаратах получают спирт на основе дрожжей, а также их биомассу. Мелкие агрегаты дрожжевых клеток, предварительно увлажненные концентрированной питательной средой, «парят» внутри биореактора в мощном потоке газа, вырывающегося из сопла в днище аппарата. Газ, покидающий аппарат, несет летучие продукты жизнедеятельности дрожжей, в том числе спирт, конденсируемый в холодильнике.

Процесс может быть реализован как в аэробных (тогда газ-носитель - воздух), так и в анаэробных условиях (через реактор продувают CO2). Агрегаты дрожжевых клеток играют здесь одновременно роль и биообъекта, и твердого наполнителя.

Перспективным направлением использования про-цессов газофазной ферментации является очистка газовых выбросов промышл. предприятий в биореакторах с твердой насадкой или на биолог-х фильтрах.
^ 87 Технологические способы концентрирова-ния и сушки целевых продуктов БТ производств.

Концентрирование очищенных культуралъ-ных жидкостей и микробных суспензий проводят для достижения следующих целей:

  • получение готовых форм препаратов (молочная кислота, жидкий концентрат лизина);

  • получение пересыщенных растворов целевых продуктов для их выделения в кристаллической форме (лизин, триптофан, рибофлавин);

- предварительное концентрирование продуктов перед сушкой (кормовые дрожжи, кормовой концентрат лизина).

В зависимости от термолабильности, лету-чести, требуемого уровня качества целевых про-дуктов в БТ производствах используют следующие методы концентрирования: -вакуум-выпаривание; -обратный осмос; -криоконцентрирование.

Метод сушки целевых продуктов определяется рядом факторов: агрегатным состоянием и дисперсной фазой, в которых находится высушиваемый объект, необходимостью максимального сохранения нативных свойств биообъекта или, наоборот, инактивации биологически активных веществ и клеток мко; требуемым уровнем себестоимости продукта (кормовое средство, пищевой концентрат, фармпрепарат).

С учетом вышеперечисленных факторов в БТ производствах могут быть реализованы следующие способы сушки целевых продуктов:

  • конвективная сушка (распылительные, вихревые, барабанные сушилки);

  • кондуктивная сушка (вальцевые, ленточные, шахтные сушилки);

  • сушка при пониженных температурах под ваку-умом (вакуум-сушилки, вакуум-сушильные шкафы);

  • лиофильная сушка (сублимац. сушилки).

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов icon88. Аппаратурное оформление процессов концентрирования и сушки целевых...
Концентрирование. В зависимости от термолаби-льности, летучести, требуемого уровня качества целе-вых продуктов в бт производствах...

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов iconПлан лекции Общие принципы описания кинетики процессов культивирования...
В. Общие принципы описания кинетики процессов культивирования микроорганизмов

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов icon73,74. Типы и технологические способы непрерывного культивирования...
Процессах обеспечивается постоянная подача питат среды и отток культураль-ной жидкости из ферментационного аппарата. Фер-ментаторы,...

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов iconПитательные среды для культивирования мко
Культивирование (выращивание) мко в лабораторных и производственных условиях проводят на специальных питательных средах с целью

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов icon«Биохимия патологических процессов»
Энзимодиагностика как направление медицинской энзимологии. Объекты энзимодиагностики (плазма крови, моча и др.). Принципы взятия,...

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов iconКонтрольная работа по мировой экономике на тему: «Платежный баланс»
Сущность и структура платежного баланса. Факторы, влияющие на его состояние

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов iconКурсоваяработ а по дисциплине «мировая экономика» на тему: «платежный баланс»
Сущность и структура платёжного баланса. Факторы, влияющие на его состояние

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов icon«Репродуктивное здоровье населения национальная безопасность России»
Цель: рассмотреть основные факторы, влияющие на уровень репродуктивного здоровья в обществе

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов icon«Компьютерные информационные системы в аудите»
Какие факторы, влияющие на аудиторский риск необходимо учитывать при проведении аудита в условиях код?

76. Аппаратурное оформление процессов глубинного культивирования мко. Факторы, влияющие на производительность аппаратов iconКонтрольная работа по дисциплине «Экономика организации» на тему:...
Экономические факторы, влияющие на величину прибыли и рентабельности

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.vbibl.ru
Главная страница