Реферат тақырыбы: Биореакторды себу жағдайына дайындау. Микроорганизмдерді биореакторда өсіру
жүктеу/скачать 0,5 Mb.
|
1 2
|
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛ ШАРУЫШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ С.СЕЙФУЛЛИН АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ АГРОТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ Ветеринария және мал шаруашылығы технологиясы факультеті Микробиология және биотехнология кафедрасы РЕФЕРАТ
Орындаған:Қуантаева Томирис,03-050-19-11
Нұр-Сұлтан,2021 жыл ЖОСПАРЫ: Кіріспе.............................................................................................................. 3 Негізгі бөлім........................................................................................................ 4 1.Биореакторларды себу жағдайына дайындау және микроорганизмдерді өсіру.................................................................................................................4-6 2.Биореакторлардың құрылысы мен түрлері................................................. 7 2.1Газ фазасымен қамтамасыз етілетін биореакторлар..................................... 8 2.2Сұйық және біріктірілген энергиямен қамтамасыз етілетін биореакторлар............................................................................................... 9-10 Қорытынды..................................................................................................... 11 Әдебиеттер тізімі........................................................................................... 12 КІРІСПЕ
Биореактор - микробиологиялық синтез процесінде қоректік ортаны араластыратын құрылғы.Ол биотехнологиялық өнеркәсіпте дәрілік және ветеринарлық препараттар,вакциналар,тамақ өнімдері(ферменттер,тағамдық қоспалар,глюкоза сироптары)өндірісінде,сондай -ақ крахмалдың биоконверсиясында және полисахаридтер мен мұнай деструкторларының өндірісінде қолданылады.Биореактордың негізгі мақсаты – себудің дамуы мен мақсатты өнімнің қалыптасуы үшін оңтайлы жағдайды қамтамасыз ету.Егер біз бұл аппараттың жалпы құрылымын қарастыратын болсақ, онда ол әдетте түбі жартылай дөңгелек болатын тік болат цилиндрге ұқсайды.Жоғарғы бөлігінде қоректік заттарды беруге арналған саңылаулары бар қақпақ бар, ал төменгі бөліктен культуралық сұйықтық ағызылады.Аппарат конструкциясы өндіріс үшін ең жақсы жағдай жасауға мүмкіндік береді: ол мешалкалармен, ауаны беру мен шығаруға арналған құбырлармен, ортада еритін заттар мен коллоидты бөлшектердің біркелкі концентрациясын қамтамасыз ететін құрылғылармен жабдықталған. НЕГІЗГІ БӨЛІМ 1.Биореакторларды себу жағдайына дайындау және микроорганизмдерді өсіру Микроорганизмдерді культивирлеу кезінде тереңдік өсіру әдісі көбінесе арнайы аппараттарда - биореакторларда жүргізіледі.Термиялық стерильденген биореакторларға алдын ала ұсақталған,салқындатылған және тұндырылған шикізат беріледі,олар ферментация кезінде жоғары қысым мен температурада қышқыл гидролизіне ұшырайды,нәтижесінде олардың құрамындағы полисахаридтердің 60-65% моносахаридтерге дейін гидролизденеді.Ашытқы мен бактериялық жасушаларды сұйық қоректік ортада өсіруге арналған биореактор төмендегі суретте көрсетілген: 1 - биореактор корпусы;2 - салқындататын күрте;3 - жылу алмастырғыш;4 - жылу алмастырғышқа суық су беру;5 - жылу алмастырғыштан жылы судың шығуы; 6 - себу культурасын жеткізу;7 - сұйық қоректік ортаны жеткізу;8 – аэрацияға және қоректік ортаны араластыруға арналған ауа беру;9 - ауа алмасуды жылу алмастырғыштың ішкі қуысына бағыттауға арналған кювета;10 – ферментация аяқталғанда микробтық суспензияның шығуы;11 - тазарту сүзгісі арқылы атмосфераға ауаның шығарылуы Жоғарыда көрсетілген биореактор микроорганизмдердің суспензиясын сұйық қоректік ортада үнемі араластыру режимін және оңтайлы аэрация жағдайын қамтамасыз етеді. Берілген температуралық режимді ұстап тұру үшін биореактор конструкциясында артық жылуды кетіру жүйесі қарастырылған. Микроорганизмдер культурасын өсірудің жұмыс циклі шамамен 20 сағатқа созылады.Мысалы,оңтайлы жағдайда 1 тонна қылқан жапырақты ағаш қалдықтарынан 200 кг жемдік ашытқы алуға болады.Жұмыс циклы аяқталғаннан кейін,қоректік сұйықтық ондағы микроорганизмдердің жасушаларымен бірге биореактордан шығарылады,ал ашытқы немесе бактериялық жасушалардың қоректік субстраты мен культурасы өсіру үшін қайтадан оған беріледі.Содан кейін биореактордан алынған суспензия флотациялық қондырғыға беріледі,оның көмегімен биомассаны культуралық сұйықтықтан бөледі.Тұндырудан кейін микробтық массаны сепаратор көмегімен концентрлейді.Ашытқы мен бактерия жасушаларының жануарлар организмінде жақсы сіңуіне қол жеткізу үшін олардың жасушалық мембраналарының бұзылуын қамтамасыз ететін микробтық жасушаларды (механикалық, ультрадыбыстық, термиялық, ферментативті) арнайы өңдеу жүргізіледі.Содан кейін микробтық массаны қажетті концентрацияға дейін буландырады және ылғалдылығы 8-10% болғанға дейін құрғатады. Алынған құрғақ ашытқы массасында шикі ақуыздың 40-60%,сіңімді көмірсулардың 25-30%, шикі майдың 3-5%,талшық пен күлдің 6-7%,сондай-ақ витаминдердің көп мөлшері(50% дейін)бар.Бактериялық ақуыз концентраттарында құрғақ массасы бойынша орташа 60-80% шикі ақуыз бар. Метанол негізінде алынған препараттың коммерциялық атауы-«Меприн», құрамында 70-74% ақуыздардың құрғақ массасы,5% дейін липидтер, шамамен 10% минералды заттар,10-13% нуклеин қышқылдары бар.Бұл ретте Methylomonas,Pseudomonas т.б бактериялар тиімді болып табылады.Дайын өнімнің физикалық қасиеттерін жақсарту үшін жемдік ақуыздық заттар түйіршікті түрде шығарылады. Газ тәрізді қоректік орталарда бактериялық жасушаларды өсіру келесі ерекшеліктерге ие.Газ тәрізді көмірсутектерде микроорганизмдерді өсіру үшін ферментация процесі төмендегі суретте көрсетілген. 1 - биореактор корпусы;2 - салқындататын күрте;3 – мешалка;4 – мешалканы жүргізуші;5 - газ тәрізді көмірсутектерді жеткізу;6 - құрамында оттегі бар газбен қамтамасыз ету;7 - сұйық қоректік қоспаны жеткізу;8 - себу культурасын жеткізу;9 - ферментация аяқталғанда микробтық суспензияның шығуы;10 – биореактордан газдың шығуы;11 - рециркуляцияға арналған газ қоспасының шығуы;12 - клапанды реттеу құрылғысына сигнал беретін газ анализаторы;13 – биореактор ішіндегі қысымды реттегіш;14 - көмірқышқыл газын ұстағыш Шикізатты микроорганизмдермен жақсы пайдалану үшін мұндай биореактор газ қоспасының рециркуляциясын қамтамасыз етеді.Бактерия культурасының қажетті аэрациясын қамтамасыз ету үшін биореакторды ауамен немесе оттегімен тазартады.Көбінесе Methylococcus бактериялары газды қоректік ортада өсіріледі,олар 85-90% дейін биореакторға берілетін метанды оңтайлы жағдайда қолдана алады.Газды ортада бактерияларды өсіруге байланысты барлық технологиялық желілер осы ортаның құрамын дәл бақылауды және өндіріс қондырғыларын мөрленген,жарылысқа төзімді жабдықпен жабдықтауды талап етеді. Ферментация аяқталғаннан кейін бактериялық жасушалар ашытқы жасушалары сияқты өңдеу технологиясына ұшырайды. Метан мен ауаның газ ортасы жарылғыш болғандықтан,метанды бактериялармен жақсы пайдалану үшін үнемі рециркуляция қажет болғандықтан,газ тәрізді өнімдерден жемдік ақуызын өндіру өте күрделі және қымбатқа түседі. 2.Биореакторлардың құрылысы мен түрлері Негізгі биореактор немен жабдықталуы керек: Жоғарыдағы диаграммада жоғары сапалы ферментер,бірақ қаражат аз болса,біз тек қажетті жиынтығымен ғана ала аламыз: - Таразы,тұтқалар мен кран - температураны өлшеу және реттеу,ауаның таралуы мен ішкі қысым үшін; -Цилиндрлік резервуар сфералық қақпақпен және қосалқы салқындатқыш күртешелермен жабдықталуы керек; - Сондай-ақ,қақпаққа су тығыздағышы қажет,бұл артық газдан арылуға мүмкіндік береді,сонымен бірге болашақ өнімге кедергі келтірмейді,ол ауаның ішке енуіне жол бермейді.Дегенмен,су тығыздағышта жиналуы мүмкін ылғалдың резервуарға түспеуін қадағалау қажет.Бұл өнімнің ластануына және нәтижесінде сапасының нашарлауына әкелуі мүмкін; - Бактерияларды өсірудің үздіксіз процесі үшін ферментерлер қоректік ортаның компоненттерін сақтауға арналған цистерналармен,сондай -ақ оларды құрылғыға тұрақты жеткізуге арналған сорғылармен қосымша жабдықталған. Өндірістік биореакторларды үш топқа бөлуге болады: - газдалмаған (сіңіргіштер, ашытқыштар); - механикалық араластырусыз газдалған; - механикалық араластырумен және аэрациямен. Бірінші топтағы биореакторлар анаэробты процестерде қолданылады.Екінші топтағы биореакторларда сұйық ортада ауаның таралуы сорғылардың көмегімен немесе ауа қысымының жоғарылауына байланысты жүзеге асады,сонымен қатар газ фазасы бар құрылғылар да кіреді.Соңғы типті биореакторлар негізінен ағынды суларды тазарту процестерінде қолданылады.Бұл құрылғыларда микроорганизмдер саптаманың немесе айналмалы дискілердің бетіне биопленка түрінде бекітіледі.Үшінші топтағы биореакторларда сұйық фазада ауаның таралуы механикалық араластыру арқылы жүзеге асады. 2.1Газ фазасымен қамтамасыз етілетін биореакторлар Газ фазасымен қамтамасыз етілетін биореакторларда культуралық сұйықтықтарды араластыру сығылған ауамен жүргізіледі,ол биореакторға белгілі бір қысыммен беріледі.Бұл биореакторларға төмендегілер жатады: •барботажды биореакторлар,онда ауа аппараттың төменгі бөлігінде орналасқан барботажды қондырғылар арқылы беріледі; жүктеу/скачать 0,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2