Системы пеногашения, асептики и стерилизации

Серьезная проблема для аэрируемых биотехнологических процессов – вспенивание культуральной среды (образование на ее поверхности слоя из пузырей). Пенообразование связано с наличием в среде поверхностно-активных веществ (продукты распада жиров – мыла, белки).

Пена способствует росту многих аэробных микроорганизмов. В пенном слое («кислородный коктейль») наибольший прирост дают дрожжи. Внедряясь в границу раздела вода/воздух, пенообразующие ПАВ стимулируют массопередачу между этими фазами, снижая затраты на перемешивание и аэрацию.

Однако избыточное пенообразование ведет к сокращению полезного объема биореактора, создает угрозу заражения культуры посторонней микрофлорой. Поэтому система пеногашения – необходимая составная часть реактора.

Различают механические, акустические, химические пеногасители и их комбинации. Химические пеногасители: жировые (соевое, рапсовое, кокосовое, подсолнечное, горчичное масла, сало, рыбий жир и др.) и синтетические (силиконы, пропинолы, контрамины, полимерные многоатомные спирты, полиэфиры и др.). Механические пеногасители – лопасти, диски, барабаны, расположенные в верхней части биореактора, сепараторы пены.

Система стерилизации – специфический элемент биореактора. Принципы асептики биотехнологического производства: устранение посторонней микрофлоры из реактора до введения в него штамма-продуцента; поддержание чистоты культуры на всем протяжении биотехнологического процесса; стерилизация питательных сред, добавочных компонентов, титрантов, пеногасителей, подаваемого в биореактор воздуха

Вопросы для самоконтроля

1) Что собой представляют ферментаторы?

2) Какие требования предъявляют к биореакторам и к другому оборудованию для реализации биотехнологических процессов?

Типы биореакторов.

4) Какими системами должен обладать современный биореактор?

5) Что понимают под теплообменом при реализации биотехнологических процессов?

Уравнение теплообмена.

7) Что понимают под массообменом при реализации биотехнологических процессов?

8) От каких факторов зависит скорость потребления кислорода биообъектом?

9) Как рассчитывают скорость переноса кислорода?

10) Какие задачи решаются в биореакторах при перемешивании?

Охарактеризуйте биореакторы с механическим перемешиванием.

Охарактеризуйте биореакторы с пневматическим перемешиванием.

Охарактеризуйте биореакторы с циркуляционным перемешиванием.

Системы асептики и стерилизации при реализации биотехнологических процессов.