1 Дәріс. «Микробиология биотехнология» пәніне кіріспе. Микробиология саласының даму тарихы. Микроорганизмдердің жалпы белгілері мен алуан түрлілігі
жүктеу/скачать 1,63 Mb.
|
лекция
| 4-кесте.
Өндірістік биореакторлардың пилотты жəне зертханалық түрлерімен салыстырғандағы кейбір техникалық сипаттары.
Периодты əсермен жұмыс атқаратын ГСФ тобындағы ферментерлері өндіріске 1944 жылдардан бастап антибиотиктер, дəрумендер өндіру мақсаттарында қолданысқа ендірілді. Негізінен, ферментаторлардың құрылысы мен атқаратын қызметтері бір-біріне ұқсас болғандықтан, оларды жалпылай алғанда – стерилді, яғни ауасыз жұмыс істейтін (анаэробты) жəне ауа жеткізіп тұрылатын (аэробты) деп екіге бөліп те атайды. Аэрацияланатын (аэробты) биореакторлар өз кезегінде араластырғыштары (қозғағыш) бар жəне жоқ болып бөлінеді. Соңғы кездері мембраналы биореакторлар, жалпақ пішінділері жəне т. б сынақтан өткізіле бастады. Биореакторларды құрастыру кезінде, əртүрлі микроорганизмдер өкілдерінің биологиялық үдерістерінің өту мерзімі есепке алынады. Ферментаторлардың көлемі, оның сыртқы диаметрінің биіктігіне қатынасымен анықталады жəне бұл қатынас көбінесе 1:2 ден 1:6 дейінгі аралықта болады. Əржақты жəне көп қолданылатын ферментаторлар қатарына, анаэробты жəне аэробты түрлері жатады. Бұл ферментаторларды өз кезегінде араластыру үшін қажетті энергия көздерінің жеткізілуіне байланысты: - газды фазалы (ГФ); - сұйықтық фазалы (СФ), - газды жəне сұйықтық фазалы (ГСФ) деп бөледі. Келтірілген классификация арқылы ферментерлердің конструктивті бөлшектеріне лайықты инженерлік есептеулер мен олардың жұмыс режимдерінің біртекті əдістерін қалыптастыру мүмкін болады. Осы үш типті ферментерлердің көптеген элементтерінде жалпылай ұқсастық бар. Мұндағы негізгі айырмашылықтар – аэрациялайтын жəне араластыратын бөліктерінде ғана. ГФ тобындағы ферментаторлардың ішіндегі конструктивті сипаты түрінде сыйымдылығы 63 м3 келетін эрлифті пішінін айтуға болады. Бұл қондырғыда механикалық араластырғыштың болмауы себепті, асептикалық жағдайды ұстап тұру оңай. Ортаның аэрациясына қажетті ауа ферментатордың ішімен вертикалды 75 орналасқан түтік арқылы беріледі. Диффузордың төменгі жағында орналасқан жəне конструкциясы шығатын ауаның ұйытқуын тудыратын аэратор арқылы, қоректік орта ауамен қамтамасыз етіледі. Газды-сұйықтық диффузор арқылы жоғары көтеріліп, оның шеті арқылы араластырылады. Дəл осы аймақта ауаның бір бөлігі қондырғыдан шығарылса, бұдан тығыз орта ферментатор мен диффузор аралықтарындағы дөңгелек алаңқайларға араластырғыштар, аэрациялық жəне жылудан босатуға арналған құрылғылары болады. Осындай жолмен ферментатордағы ортаның қайталанатын циркуляциясы жүзеге асып отырылады. Ферментатор ішінде биологиялық үдерістер нəтижесінде пайда болатын ыстық ауаны шығаруға арналған арнаулы түтік (змеевик) болады, жəне қондырғы секциялық бөлімдер арқылы қорғалады. Қазіргі кезде мұндай ферментаторлардың сыйымдылығы 25, 49, 63 жəне 200 м3 арналған түрлері бар. Малазықтық ақуыз өндіру мақсатында кеңінен қолданылатын ферментерлер қатарында, сору қызметін қоса атқаратын араластырғышы бар ферментаторды атауға болады. Бұл ферментаторлар сұйықтық фазалы (СФ) тобына жатады. Ашытқының таза культурасын шығаруға арналған сиымдылығы 0,32, 3,2 жəне 50 м 3 көлемдеріндегі ферментерлер бар. Бұл ферментерлер тігінен орналасқан дөңгелек пішінді, құрамында циркуляциялық, аэрациялық жылу алмасуға арналған бөлшектері бар қондырғы болып келеді. Бұлардағы циркуляциялық құрылым ретінде, жоғары жəне төмен бағытталған ауа толқындарын реттеуге арналған, бағытталған диффузорлар жүйесі пайдаланылады. Жылу алмасуға арналған бөлшектері арнайы диффузорларға бекітілген, түтік тəрізді пішінді болып келеді. Микробиологиялық өндірісіндегі сұйық парафинде ашытқыларды өсіруде, арнайы сору қабілетті араластырғышы бар ферментатор пайдаланылады. Оның сыйымдылығы 800 м 3 (жұмыс сыйымдылығы 320 м3 ) жəне олар 12 секцияға бөлінген. Ферментациялық орта осы секциялардың барлығынан кезегімен өткізіліп, ең соңғысында құрамында парафин мөлшері аз, ал биомассаға өте бай болып келетін культуралды сұйықтығы алынады. Бұлардың əр секциясында басқа биологиялық белсенді заттарын алу мақсатында қолданысқа енген болатын. Бұл қондырғылардың құрылымы, продуценттердің өсіп-дамуына қажетті оптималды жағдайды ұзақ мерзімге (бірнеше тəулік) сақтауға мүмкіндік береді. Осындай конструкциялы ферментерлер сыйымдылықтары 1,25, 2,0, 2,5, 3,2, 4,0, 5,0, 6,3, 10,0, 16,0, 20,0, 32,0, 50,0, 63,0, 100,0 жəне 160,0 м 3 көлемдерінде жасалынады. 5-кесте. Əртүрлі ферментаторлардың конструкциялық сипаттамасы
Аэрациялауға арналған ауа ферментаторға олардың төменгі жағында орналасқан араластырғыштың астына бекітілген барботер арқылы жеткізіледі. Барботердің тесігі, биозаттармен бітеліп қалмау үшін төмен қаратылады. Тесіктің жалпы аумағы ауа алып келетін түтіктің көлденең қиындысынан 25% артық болуы керек. Барботерден шығатын ауа араластырғыштың аумағына ілінуі үшін, оның диаметрі араластырғыш диаметріне сай келуі қажет. Ферментатородың тиімді жұмыс істеуі, оның жиі араластырылып тұруына байланысты. Араластырылудың мақсаты, қондырғының өн бойындағы температураның бірқалыпты сақталуы, жасушаларға қоректік заттарды дер кезінде 77 жеткізіп, зат алмасу үдерісі барысында ыдырайтын метаболизм өнімдерін шығару мен оттегімен белсенді қамтамасыз ету болып табылады. Сонымен қатар, биологиялық үдеріс нəтижесінде бөлініп шығатын артық энергия көздерін (жылу) дер кезінде шығарып тұру да, микроағзалардың қалыпты өмір сүруіне өз əсерін тигізеді. Қазіргі кезде балық, асшаян (креветка), су шаяндарын (рак), коловратка, дернəсіл өсіру жəне микробалдырларынан биоотын өндіру мақсатында, ірілендірілген балық шаруашылықтарында ашық типті фитобиореактор көптеп пайдаланыла басталды. жүктеу/скачать 1,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||