Аппаратурное оформление процессов культивирования микроорганизмов – продуцентов биологически активных веществ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4
2 Основные типы промышленных ферментеров и их классификация 5
2.1 Классификация промышленных ферментеров 5
2.2 Ферментеры для твердофазной ферментации 9
2.3 Ферментеры для аэробного культивирования микроорганизмов глубинным способом 11
2.3.1 Ферментеры (биореакторы) с подводом энергии к газовой фазе. 11
2.3.2 Ферментеры (биореакторы) с подводом энергии к жидкой фазе. 13
2.3.3 Ферментеры (биореакторы) с комбинированным подводом энергии. 14
3 Конструктивные элементы биореакторов различных типов 17
3.1 Характеристика мешалок, устанавливаемых в аппаратах с механическим перемешиванием. 17
3.2 Аэрирующие устройства биореакторов различных типов 19
Список литературы 21
Биореакторы (ферментаторы) составляют основу биотехнологического производства. Масса аппаратов, используемых, например, в микробной биотехнологии, различна, и требования здесь определяются большей частью экономическими соображениями.
Ферментеры обычно представляют собой герметические цилиндрические емкости, высота которых в 2–2,5 раза превышает диаметр. Чаще всего их изготовляют из нержавеющей стали. Для поддержания температуры в аппарате имеется двойной кожух или теплообменник типа змеевика.
Главное требование к аппаратам — сохранение стерильности, поэтому они должны быть герметичными, все линии трубопроводов должны быть доступны для обработки горячим паром. Рабочий объем ферментера (биореактора) обычно не превышает 7/10 общего объема.
Тип ферментера (биореактора) для каждого биотехнологического процесса выбирают с учетом специфики продуцента, свойств среды и экономических соображений. Важное значение для аэробного процесса имеет система аэрации. При этом оценивают, с одной стороны, скорости поступления кислорода с жидкостью и его массопередачи от газовой фазы, с другой — скорости потребления кислорода микроорганизмами и его удаления с отработавшей жидкостью. Скорость перехода кислорода из газовой фазы в жидкую выражают через объемную скорость абсорбции. Изменение концентрации кислорода в жидкой фазе характеризуется уравнением