Приготовление посевного материала для глубинного культи-

38 
Рис. 5.1. Принципиальная схема получения посевного материала
в асептических производствах 
Ферментаторы малого объема (до 10 м
3
) засевают посевным мате-
риалом из качалочных колб. На предприятиях большой мощности 
биомассу чистой культуры накапливают в инокуляторе, а затем в по-
севном аппарате с соблюдением условий строгой асептики. Число 
стадий получения посевного материала стремятся максимально сокра-
тить, чтобы снизить вероятность появления инфекции. Продолжи-
тельность каждой стадии накопления биомассы культуры составляет, 
как правило, 24–36 ч (культура передается с одной стадии на другую 
в активной (логарифмической) фазе роста).
Питательная среда для получения посевного материала часто от-
личается от производственной по качественному или (и) количествен-
ному составу. Передачу посевного материала из одного аппарата 
в другой осуществляют пережимом сжатым стерильным воздухом без 
нарушения асептики. 
Количество посевного материала составляет 8–10% от объема за-
севаемой питательной среды. 
В нестерильных производствах (производство кормового белка) 
посевной материал получают в отделении чистой культуры накопле-
нием биомассы в каскаде ферментаторов с последовательно возраста-
ющим объемом: 0,63 м
3
; 6,3 м
3
; 63 м
3
. 
5.2. Ферментация 
Биореакторы для глубинного культивирования микроорганизмов 
отличаются большим разнообразием конструкций. В общем случае 
конструкция биореактора должна обеспечить выполнение следующих 
функций и требований:
Маточные
качалочные колбы 
(750 см
3
, 50–100 см
3
жидкой среды) 
Инокулятор
объемом 0,5–1,0 м
3
Посевные
качалочные колбы 
(750 см
3
, 50–100 см
3
среды) 
Посевной аппарат
(5–10 м
3
)
Производственный 
ферментатор 
Исходная культура 
в пробирке 
на агаризованной
среде 

39 
– исключить проникновение посторонних микроорганизмов 
в аппарат; 
– обеспечить возможность введения субстрата и воздуха, а так-
же выведения газообразных продуктов метаболизма с отработанным 
воздухом; 
– осуществить интенсивное диспергирование газовой фазы в жидкой;
– обеспечить удаление выделяющегося в процессе фермента-
ции тепла. 
Промышленные биореакторы можно разделить на три группы: 
– неаэрируемые (метантенки, бродильные аппараты); 
– аэрируемые без механического перемешивания; 
– с механическим перемешиванием и аэрацией. 
Биореакторы первой группы используются в анаэробных процес-
сах. Вторая группа аппаратов включает биореакторы, в которых рас-
пределение воздуха в жидкой среде производится с помощью насосов 
(рис. 5.2, а, б) или за счет избыточного давления воздуха (рис. 5.2, в, г), 
а также аппараты с непрерывной газовой фазой (рис. 5.2, д, е).
Биореакторы последнего типа применяют преимущественно 
в процессах очистки сточных вод. В этих аппаратах микроорганизмы 
закрепляются на поверхности насадки или вращающихся дисков в ви-
де биопленки. 
Третья группа объединяет биореакторы, в которых распределение 
воздуха в жидкой фазе осуществляется за счет механического пере-
мешивания (рис. 5.2, ж, з). 
Несмотря на разнообразие конструкций, существуют типы фермен-
таторов, которые занимают доминирующее положение в отрасли. 
В частности, в промышленном производстве кормовой биомассы мик-
роорганизмов на средах с растворенным субстратом широко применя-
ются малоэнергоемкие ферментаторы эрлифтного типа, в которых пере-
мешивание среды (диспергирование газовой и жидкой фаз) осуществля-
ется только за счет энергии вводимого воздуха с использованием прин-
ципа эрлифта, обеспечивающего циркуляцию жидкости вокруг направ-
ляющего диффузора (или циркуляционной трубы) за счет разности 
плотностей между увлекаемой (насыщенной) воздухом жидкостью 
внутри диффузора и дегазированной жидкостью (вне диффузора). 
В асептических производствах наибольшее распространение по-
лучили ферментаторы барботажного типа с механическим перемеши-
ванием ферментационной среды. На отечественных предприятиях ис-
пользуют ферментаторы объемом до 100 м
3
(15, 50, 63, 100 м
3
), за ру-
бежом – до 300 м
3
. 

40 
Рис. 5.2. Принципиальные схемы биореакторов различных типов:

жүктеу/скачать 1,87 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: