Газды-құйынды биореактор Орындаған: Дуйсебай Маусымжан
жүктеу/скачать 5,09 Mb.
|
|
Газды-құйынды биореактор Орындаған: Дуйсебай Маусымжан Қабылдаған : Ибрагимова Эльмира Тобы: ЖБТ-211 Қожа Ахмет Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті Жаратылыстану ғылымдары факультеті Биология кафедрасы ЖОСПАР 1. Биореакторлар 2. Биореакторлар түрлері 3. Биореактордың биотехнологиядағы рөлі 4. Газды-құйынды биореакторлар 5. Қорытынды 6. Пайдаланылған әдебиеттер БИОРЕАКТОР Биореакторлар. Биореактор – бұл микробиологиялық синтез процесінде культуралық сұйықтықты араластырып тұратын құрал. Биотехнологиялық өндірісте дəрілік жəне ветеринарлық, вакцин, метан, тағам өнімдерін (ферменттер, тағамдық қоспалар, глюказалық сироптар) өндіруде, сонымен қатар крахмал биоконсервілері жəне полисахаридтік жəне мұнай ыдыратқыштар өндірісінде қолданылады. Механикалық, аэролифттық жəне газ құйынды биореактор түрлеріне бөлінеді. Биореакторлар-бақыланатын жағдайларда микроорганизмдерді, жасушаларды немесе тіндерді өсіру үшін Биотехнология мен микробиологияда қолданылатын арнайы қондырғылар. Олар сияқты биологиялық өнімдерді өндіруде маңызды рөл атқарады ферменттер, вакциналар, антиденелер, және биологиялық белсенді заттар. Биореакторлар температура, рН, қоректік заттардың концентрациясы және оттегі қысымын қоса алғанда, организмдердің өсуі мен көбеюі үшін оңтайлы жағдайларды қамтамасыз етеді. Биореакторлар биотехнологияның әртүрлі аспектілерінде шешуші рөл атқарады. Міне, олардың кейбір қолданылуы: Биологиялық өнімдерді өндіру: биореакторлар ферменттерді, антиденелерді, вакциналарды және басқа да биологиялық өнімдерді кең ауқымда өндіруге мүмкіндік беретін микроорганизмдерді, жасушаларды немесе тіндерді жаппай өсіру үшін қолданылады. Фармацевтика өнеркәсібі: биореакторлар инсулин, моноклоналды антиденелер және биологиялық препараттар сияқты биологиялық препараттарды өндіруде маңызды рөл атқарады. Биодизайн және гендік инженерия: биореакторлар жаңа биологиялық өнімдер мен технологияларды әзірлеу үшін геномдарды өзгерту және генетикалық түрлендірілген организмдерді өсіру бойынша эксперименттер жүргізеді. Ағынды суларды тазарту: биореакторларды Ағынды суларды биологиялық тазарту үшін қолдануға болады, мұнда микроорганизмдер ластаушы заттарды ыдыратады. Тәжірибелер мен зерттеулер: биореакторлар биологиялық процестерді зерттеу және өсіру жағдайларын оңтайландыру үшін ғылыми зерттеулерде кеңінен қолданылады. Жалпы, биореакторлар Биотехнологиядағы биологиялық өнімдер өндірісін жақсартуға және осы салада жаңа әдістер мен технологияларды дамытуға мүмкіндік беретін маңызды құрал болып табылады. Биореактордың жұмыс істеу принципі. Кез келген биореактор микроорагизмдер жəне олардың клеткалары үшін оптималды жағдайлар жасауға арналған, соның ішінде олардың тыныс алуын қамтамасыз етеді, қоректі енгізеді, биореактордың газ жəне сұйық бөліктерін бір келкі араластыру арқылы метоболиттерді шығарады. Бұл жағдайда клеткаларға жылулық немесе механикалық əсерлер жасамағандұрыс.Механикалық биореакторда араласу механикалық араластырғышпен өтеді. Бұл бір жағынан бірқалыпты араластырмайды жəне екіші жағынан микроарганизмдердің өлуіне алып келеді. Аэролифті биораекторда газдың фазасын сұйықтық арқылы, үрлеу арқылы орындалады. Бірақ бұл жағдайда нəтижелі араласуды болдырмайды, қажетсіз көбіктенуге əкеліп соғады. Газ-құйынды биореактор түрінде араластыру квазистационарлы ағыстың осьтік қарсы тогымен араластырылады, беттің үстінде қысымның төмендеуінің нəтижесінде пайда болған газдың аэрациялағыш құйынымен жəне ауа ағысының суспензия бетіне үйкелісі нəтижесінде пайда болады. Газды құйын биореактор. Сүт қоректілердің клеткаларын жəне басқа да сезімтал клеткаларды пайдалану арқылы жаңа емдік препараттарды жасаудың жылдам қарқынмен дамуы, микробиологиялық синтездің оңтайлы жағдайларын қамтамасыз ететін – қазіргі заманғы биореакторларды жасау қажеттігін тудырды. Биореактордың жұмысы – онда культивацияланатын клеткалар жəне микроорганизмдермен үшін қолайлы жағдай жасау. Бұл жағдай төмендегілерді қамтамасыз етеді: 1. газ фазасында жақсы масса алмасуы– демалуы, 2. қоректену – қоректік заттарды енгізу. 3. метоболиттерді шығару. Бұл кезде клеткалар механикалық, жылулық жəне басқа да стресстік əрекеттерге ұшырамау керек. Араластыруда белгілі екі тəсілі бар. Бірінші тəсіл – механикалық құралдардың көмегімен сұйық фазаның ішінде орналасып айналу арқылы сұйықты қозғалысқа келтіреді. Екінші тəсіл – газ фазасын сұйықтың ішіне үрлеу арқылы араластыру. Механикалық араластырғышты биореактордың кемшілігі: – араластыру кезінде жоғары турболентті жəне тоқырау аймағы пайда болу. Солардың əсерінен клеткаларға қажет қоректік заттар біркелкі жеткізілмейді; – метоболиттерді шығару кезінде де осы жағдай болады. – осы себептерден аппараттағы беттік массаалмасу клеткалар мен микроорганизмдер культурасы үшін жеткіліксіз болады; – араластырғыш құралдардың қалақтарының ұшында кесіп отыратын күштің пайда болуы əсерінен клеткалар мен микроорганизмдер өледі. Механикалық араластырғышы бар биореакторларда қолданған қуаттардың 70 % ортаның қарсы күштерін жою үшін жұмсалады. Осы кезде механикалық энергия жылу энергиясына айналады да, культуралық сұйыққа зиянды артық жылу көбейеді. Осы артық жылуды шығару қосымша қаражат кетпек жəне жылыту бүкіл көлемге əркелкі тарайды да, биотехнологиялық процестердің нəтижелеріне зиянды əсер етеді. Биореактор термостаттандырылған ыдыс болып келеді. Оның ішінде газдық орта жəне культуралық орта культуралық сұйықтықтың беті арқылы еркін бөлінеді. Толтыру көлемі биореактордың физикалық көлемінің 10% - тен 90%-ке дейін, технологиялық талаптарға байланысты өзгеріп отырады. Биореактордың газды аймағынды культуралды ортаның бетінде қарқынды ауа құйыны пайда болады. Ауа культуралды ортаны айнамалы қозғалысқа келтіреді де, осьтік жылдамдық алаңы пайда болады. Культуралды ортаны биореакторда араластыру сұйықтық ортада 3 өлшемді қозғалыс тудыру арқылы орындалады. Қозғалыс беттің үстіндегі қысымның ауытқуының жəне ауа ағысының суспензия бетіне үйкеліс күшінің нəтижесінде пайда болатын аэрациялағыш газ құйынының əсерінен болады. Сұйықтық ортада үш векторлы қозғалыс болады: А) горизонтальдық жазықтықта; Б) вертикалдық жазықтықта; В) радиалды құрамдас бөлігі болады Газ-құйынды биореактордың қуатының 98% аралстыру үшін
Газ-құйынды биореакторда масса алмасу жылдамдығы жоғары: 6000- 8000 (KL 1/сағ). Өндірісте 10-90% көлемін толтырғанда өзінің сипаттамаларын өзгертпестен жұмыс істейді, аралық биореакторларды қолданудың қажеті жоқ. Тұтқырлығы судың тұтқырлығындай сұйықтарды араластыру үшін энергия шығыны небəрі 0,3 вт/л жұмсалады, бұл механикалық араластырғыштары бар биреакторға қарағанда, 10-12 есе аз. ҚОРЫТЫНДЫ Биореакторлар-бақыланатын жағдайларда микроорганизмдерді, жасушаларды немесе тіндерді өсіру үшін Биотехнология мен микробиологияда қолданылатын арнайы қондырғылар. Олар сияқты биологиялық өнімдерді өндіруде маңызды рөл атқарады ферменттер, вакциналар, антиденелер, және биологиялық белсенді заттар. Биореакторлар температура, рН, қоректік заттардың концентрациясы және оттегі қысымын қоса алғанда, организмдердің өсуі мен көбеюі үшін оңтайлы жағдайларды қамтамасыз етеді. ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 1. Аубакиров Х. Ә., Биотехнология: Оқулық. Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2011 2. Бирюков В.С. Основы промышленной биотехнологии. 3. Ж.Ж. Жатқанбаев. «Биотехнология» Алматы 2009ж. жүктеу/скачать 5,09 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|