1 Классификации биореакторов По технологическому оформлению различают следующие микробиологические процессы: аэробное и анаэробное культивирование; аэробное и анаэробное культивирование; асептическое и нестерильное; асептическое и нестерильное; гидродинамические условия в ферментере близкие к идеальному перемешиванию, идеальному вытеснению или промежуточное состояние; гидродинамические условия в ферментере близкие к идеальному перемешиванию, идеальному вытеснению или промежуточное состояние; поверхностное (на поверхности твердых или жидких питательных сред (агаризованые среды, твердые субстраты: пшено, ячмень, пшеничные отруби)) и глубинное (выращивание микроорганизмов во всем объеме питательной среды) культивирование; поверхностное (на поверхности твердых или жидких питательных сред (агаризованые среды, твердые субстраты: пшено, ячмень, пшеничные отруби)) и глубинное (выращивание микроорганизмов во всем объеме питательной среды) культивирование; периодическое и непрерывное культивирование. периодическое и непрерывное культивирование. 2

2 - постепенный ввод питательных веществ в течение всего процесса. При этом происходит изменение объема питательной среды (например, дробное дозирование субстрата через диализирующую мембрану, позволяющую проникать только определенным веществам за счет чего поддерживается их постоянная концентрация в среде). Метод дробного введения субстрата - постепенный ввод питательных веществ в течение всего процесса. При этом происходит изменение объема питательной среды (например, дробное дозирование субстрата через диализирующую мембрану, позволяющую проникать только определенным веществам за счет чего поддерживается их постоянная концентрация в среде). – удаление части культуральной жидкости через определенные промежутки времени. «Отъемно-доливной» метод – удаление части культуральной жидкости через определенные промежутки времени. 2

3 2

4 Классификация систем непрерывного культивирования 2

5 Открытые одноступенчатые гомогенно-непрерывные системы Рисунок Принципиальная схема работы хемостата: 1 -регулятор подачи лимитирующего компонента; 1 -регулятор подачи лимитирующего компонента; 2- датчик концентрации лимитирующего компонента 2- датчик концентрации лимитирующего компонента Рисунок Принципиальная схема работы турбидостата 1 - источник света; 1 - источник света; 2 – фотоэлемент; 2 – фотоэлемент; 3 – усилитель сигнала фотоэлемента; 3 – усилитель сигнала фотоэлемента; 4 – регулятор подачи питательной среды; 4 – регулятор подачи питательной среды; 5 – насос для циркуляции культуральной жидкости 5 – насос для циркуляции культуральной жидкости 2

6 Открытые многоступенчатые гомогенно-непрерывные системы Рисунок 5.18 Схема многоступенчатой непрерывной системы: 1 - с простой цепью питания; 1 - с простой цепью питания; 2,3-со сложной цепью питания; 2,3-со сложной цепью питания; 4- с частичным возвратом отсепарированных клеток (рециркуляцией). 4- с частичным возвратом отсепарированных клеток (рециркуляцией). 2

7 Открытые гетерогенно- непрерывные системы Рисунок 5.19 Схема гетерогенно-непрерывной системы с трубчатым реактором: 1 – хемостат; 2 – трубчатый реактор; 2 – трубчатый реактор; 3 – сепаратор для отделения биомассы. Рисунок 5.20 Схема гетерогенно-непрерывной противоточной системы: 1 – хемостат; 2 – реактор; 2 – реактор; 3 – сепаратор для отделения биомассы 2

8 Замкнутые системы I IIIII Рисунок 5.21 Замкнутые системы: I – с рециркуляцией клеток (1 – ферментатор, 2 аппарат для отделения клеток); II – с механическим отделение клеток (1 – ферментатор, 2 – сосуд с полупроницаемыми стенками); II – с механическим отделение клеток (1 – ферментатор, 2 – сосуд с полупроницаемыми стенками); III – с выращиванием микроорганизмов в промежуточной фазе (а – жидкость-газ (культура на жидкости в виде пленки), б – жидкость- твердое тело (микроорганизмы закреплены на твердом носителе)) 2

9 Конструкции ферментеров для аэробного культивирования микроорганизмов на жидких средах 3 Задачи: 1.найти основные системы биореакторов; 2. оценить их взаимное расположение в аппарате 3. описать принцип работы каждого биореактора

10 Аппараты с подводом энергии к газовой фазе 3

11 Аппараты с подводом энергии к газовой фазе 3

12 Аппараты с подводом энергии к газовой фазе 3

13 Аппараты с подводом энергии к газовой фазе 3

14 Аппараты с подводом энергии к газовой фазе 3

15 Аппараты с подводом энергии к жидкой фазе 3

16 Аппараты с подводом энергии к жидкой фазе Рисунок Ферментер для выращивания дрожжей на углеводородах нефти 1-2-0,32- 1: 1-корпус; 2-циркуляционный контур с теплообменным устройством; 3-самовсасывающий турбоэжектор; 4-электродвигатель; 5-опора; 6-штуцер для ввода охлаждающей воды; 7- штуцер для слива 3

17 Аппараты с подводом энергии к жидкой фазе 3

18 Аппараты с подводом энергии к жидкой фазе 3

19 Аппараты с подводом энергии к жидкой фазе 3

20 Аппараты с комбинированным подводом энергии 3

21 Аппараты с комбинированным подводом энергии 3

22 Аппараты с комбинированным подводом энергии 3

23 Аппараты с комбинированным подводом энергии 3

24 3

25 Автоматизированный контроль и управление биореактором 4

26 Основные технические средства, наиболее часто используемые для контроля технологических параметров культивирования 4

27 4

28 4

29 4

Тема следующей лекции: Аппаратура стадий выделения целевых продуктов биосинтеза Осаждение, флотация, фильтрование, центрифугирование 30