Процеси и апарати в биотехнологията

[Mozo]

Апаратурно оформление на биохимичните реактори
Биореакторите са апарати, в които се извършват биотехнологични процеси. В тях протичат сложни биохимични трансформации чрез микроорганизми, клетки на висши организми или посредством произвежданите от тях активни вещества – ензимите.
Биореакторът може да е обикновен съд, в който има условия за протичане на биохимичната трансформация. Съвременните биореактори са сложно устроени апарати, в които се осъществяват процеси на масо- и топлообмен. Те са снабдени със системи за контрол и управление.

Класификация на биореакторите
В биотехнологията съществуват най-разнообразни видове биореактори, които се класифицират по различни признаци:

1. Начин на внасяне на енергия
с механично разбъркване
чрез флуид
смесени

2. Режим на функциониране
периодичен
непрекъснат
полунепрекъснат (полупериодичен, отливно доливен) – при отливно доливния режим се отнема отработена културална среда и се добавя свежа културална

3. Характер на течението на флуидите
идеално смесване
идеално изместване

4. Консумация на кислород
аеробни
анаеробни
факултативни – култивират се факултативни аероби, които могат да се развиват при недостиг на кислород, и факултативни анаероби, които могат да се развиват при ниски концентрации на кислород

5. Условия на култивиране по отношение на стерилността
стерилни – апаратът е затворени херметически и ако трябва да се внася кислород той първо се стерилизира
нестерилни – апаратът е затворен, но не херметически, анаеробни условия
полустерилни – процеси, при които може да се достигне само стерилизация

6. Вид на биоагента или биокатализатора
ензимни биореактори с биокатализатори
култивиране на биоагента – цели клетки на микроорганизми
култивиране на клетки на висши растения и животни
биоагент под формата на животинска или растителна недиференцирана тъкан

7. Крайна цел на процеса
получаване на биомаса – например култивиране на хлебни и фуражни дрожди
получаване на биологично активни вещества
деградация на сложни съединения – при всички пречиствателни биотехнологии, производство на биогаз

8. Фазово състояние на биореактора и биоагента
хомогенни (псевдохомогенни) – биоагента (биокатализатора) е под формата на суспендирани клетки или части от клетки в течна фаза. Тези клетки са планктонизирани и плътността им силно се доближава до плътността на течната фаза. Те са с много малки размери и за това се наричат псевдохомогенни. Могат да образуват флокули и пелети
хетерогенни – имобилизирани биокатализатори или биоагенти, които имат ясно изразена твърда фаза. Имобилизацията може да бъде спонтанна или да стане в гел.

Целият материал: