Биореакторы (приборы)
Биореактор – прибор, осуществляющий перемешивание культуральной среды в процессе микробиологического синтеза. Применение в биотехнологической промышленности при производстве лекарственных, ветеринарных препаратов, вакцин, продуктов пищевой промышленности.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.02.2019 |
| Размер файла | 13,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Биореакторы (приборы)
Рудоманова Е.Е.
Биореактор - прибор, осуществляющий перемешивание культуральной среды в процессе микробиологического синтеза. Применяется в биотехнологической промышленности при производстве лекарственных и ветеринарных препаратов, вакцин, продуктов пищевой промышленности (ферменты, пищевые добавки, глюкозные сиропы). Различают механические, аэрлифтные и газо-вихревые биореакторы, а также аэробные (с подачей воздуха или газовых смесей с кислородом), анаэробные (без подачи кислорода) и комбинированные - аэробно-анаэробные. В последнем случае в комбинированном биореакторе проводят культивирование как аэробных, так и анаэробных культур одновременно. Обычно это применяется для получения биогаза, когда тепловыделения в аэробном процессе используют для подогрева анаэробной культуры [1].
Для культивирования биологических объектов (бактерии, грибы, культура растительных и животных клеток) используют биореакторы или ферментеры [1]. биореактор вакцина культуральный
Биореактор - это емкость, в которой создаются условия, обеспечивающие жизнедеятельность биологических объектов. Условия культивирования должны обеспечивать клетки:
1 - необходимыми питательными веществами;
2 - кислородом, а точнее необходимым газовым составом;
3 - стабильным значением рН среды;
4 - поддержанием осмотичности среды;
5 - однородностью состава среды, так как в процессе роста клеток образуются градиенты веществ и продукты жизнедеятельности;
6 - контроль температуры, так как в процессе роста микроорганизмы выделяют 10-14 кДж теплоты на 1 кг сухой массы;
7 - в идеале удалять продукты жизнедеятельности клеток, т. е. обеспечивать постоянство параметров среды.
Биореактор должен быть изготовлен из инертных материалов, например хромоникелевая нержавеющая сталь. Наряду с этим, биореакторы должны удовлетворять следующим требованиям: полная герметизация, исключающая попадания посторонней микрофлоры; сохранение постоянного объема культуральной жидкости, удобство при чистке всех частей аппарата и внутренней поверхности, а также удобство стерилизации. Принцип работы биореактора достаточно прост, а его устройство и методики сочетания необходимых условий, наоборот, сложны. До помещения в ферментер исходный рабочий продукт - необходимую биологическую культуру - хранят в специальных условиях, так сказать, в неактивном состоянии - например, замораживают. Для культивации небольшую пробу микроорганизмов наращивают в лабораторных условиях до состояния "рабочей порции"- достаточного для динамичной культивации количества. После данного асептического этапа культуру помещают в биореактор, предварительно его поверхность, воздух в камере и все соединительные отверстия стерилизуют, используя для этого водяной пар и вентиляцию. После очистки начинается этап инокуляции - когда помещенные внутрь ферментера культуры начинают активно размножаться и расти, благодаря тому что для них создают оптимальные условия и питательную среду. Конечным продуктом подобных процессов является необходимое количество биомассы или полезные метаболиты микроорганизмов. В зависимости от конструктивных решений, объемов и других характеристик биореакторы делят на группы.: так на основе рабочего объема биореакторы делятся на лабораторные (их емкость 0,5-100 л), пилотные (100 л-10м 3) и промышленные (10-100 м 3). Все биореакторы могут быть разделены по используемому принципу культивирования на закрытые и открытые. В закрытых биореакторах осуществляют периодическое культивирование, иногда его называют накопительным культивированием. Систему называют закрытой в том случае, если после начала культивирования ни один из компонентов, участвующих в процессе, не вводится и не выводится из биореактора. Естественно, что в процессе роста все параметры непрерывно изменяются и после накопления конечного (целевого) продукта, реактор разгружается и осуществляется сбор урожая, и культивирование повторяется. Так как в таких условиях истощение среды может происходить достаточно быстро, то возникла модификация этого типа культивирования, получившая название объемно-доливочной системы. В открытые системы постоянно и равномерно вводят компоненты питательной среды, которые уже использованы культурой, так что бы их концентрация оставалась постоянной, при этом постоянным сохраняется и объем питательной среды. Регулируя концентрацию субстрата, можно поддерживать концентрацию биомассы на постоянном уровне. Такой тип реактора называют турбодистатом. Обоснование выбора реактора может быть основано на знании механизмов регуляции обмена веществ культивируемых клеток [1].
По способу подвода энергии биореакторы делят на три группы:
1) барботажные с механическим перемешиванием;
2) эжекционные, с самовсасывающей турбинной мешалкой, с внешним циркуляционным потоком;
3) барботажные, форсуночные, колонные, барботажно-эрлифтные.
По способу подачи воздуха в биореактор их можно разбить на 2 типа:
1) без подводки стерильного воздуха, в таких биореакторах культивируют анаэробные микроорганизмы;
2) с подводкой стерильного воздуха (их используют для культивирования аэробов). Аэрация жидкости в биореакторах может обеспечиваться механическими мешалками или потоком воздуха [1].
Библиографический список
1. Сазыкин, Ю.О. Биотехнология: учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений / Ю.О. Сазыкин; С.Н. Орехов; И.И. Чакалева /Под ред. А.В. Катлинского. - 3-е изд., стер. - Москва.: Академия, 2008.-С.67
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные разделы биотехнологии и их характеристика. Клетка как объект биотехнологических исследований. Механизмы синтеза и распада веществ в живой клетке. Биополимеры и их производные. Классификация направлений пищевой биотехнологии по целевым продуктам.
курсовая работа [72,0 K], добавлен 15.12.2014Растения, обладающие лекарственными свойствами. Применение лекарственных растений в медицине, ветеринарии и пищевой промышленности. Свойства адониса амурского, аира обыкновенного, бадана тихоокеанского, винограда амурского и девясила японского.
презентация [328,4 K], добавлен 18.11.2014Исторические сведения об использовании заквасок в молочной промышленности. Выделение чистых культур молочнокислых бактерий и определение их производственной ценности. Способы приготовления и применение заквасок, микробиологический контроль их качества.
курсовая работа [96,7 K], добавлен 14.12.2010Классификация и ценность пищевых растений. Взаимодействие их с лекарственными веществами. Фармакологические и лекарственные свойства пищевых растений. Применение их современной медицине, пищевой, парфюмерно-косметической и ликеро-водочной промышленности.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.10.2014Рассмотрены основные области применения протеаз - ферментов, расщепляющих белки. Пищевая промышленность. Применение в бытовой химии. Применение протеаз в легкой промышленности. Применение протеиназ в кожевенном производстве. Меховое производство.
реферат [8,7 K], добавлен 19.04.2004Понятие антиоксидантов и характер их взаимодействия с радикалами. Классификация и разновидности антиоксидантов, их общее описание и механизм действия: витамины А, В, С и Е, селен, бета-каротин, их применение в пищевой промышленности, влияние на организм.
реферат [527,8 K], добавлен 14.05.2014Изучение системного подхода к "индустрии наносистем " как приоритетного направления развития науки и техники. Исследование природных соединений, биодоступности лекарственных препаратов. Наносистемы для интраназальной доставки лекарственных препаратов.
курсовая работа [57,0 K], добавлен 30.01.2014Особенности биотехнологии на службе пищевой промышленности. Жиры и углеводы как источники энергии, и проблема питания при их дефиците. Лизин, метионин - питательные добавки. Типы окислительных процессов бактерий. Биотехнологические процессы в пивоварении.
контрольная работа [27,3 K], добавлен 25.11.2010Общая информация о пропионовокислых бактериях. Основные продукты пропионовокислого брожения, химизм, особенности. Зависимость соотношения продуктов брожения от степени окисленности источника углерода. Применение пропионовокислых бактерий в промышленности.
реферат [71,4 K], добавлен 01.06.2010Растительные и животные жиры как основные источники липидов для человека. Технологический процесс получения микробных липидов. Использование микробиологического способа производства липидов. Применение микробных липидов в пищевых производствах.
реферат [137,7 K], добавлен 18.06.2013История открытия цианкобаламина - витамина В12. Способы микробиологического синтеза витамина В12 с применением новых штаммов. Молекулярная структура и функции витамина. Продуценты витамина, его применение. Технологическая схема получения концентрата.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 28.05.2015Характерные признаки грибов как самостоятельного царства живой природы. Особенности строения грибов, жизнедеятельность и многообразие представителей этого царства. Применение грибов в медицине, пищевой промышленности и их значение для человека.
презентация [4,1 M], добавлен 02.05.2011Подготовка питательной среды, получение посевного материала. Технология изготовления уксуса, его вредители. Очистка и подготовка полученного продукта к применению. Технологическая схема микробиологического синтеза уксусной кислоты. Расчет модели на ЭВМ.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 13.12.2010История, цели и основы генетической инженерии; биоэтические аспекты. Группы генетических заболеваний, их диагностика и лечение. Применение генетической инженерии в медицинской практике: генные вакцины, генотерапия, производство лекарственных препаратов.
реферат [55,0 K], добавлен 26.10.2011Морфология бифидобактерий, их культурные и биохимические свойства. Продукты с бифидобактериями. Диетические и лечебные свойства кисломолочных продуктов с точки зрения физиологии питания. Микробиологический контроль производства кисломолочных продуктов.
курсовая работа [26,0 K], добавлен 18.12.2010Классификация и номенклатура ферментных препаратов, характеристика их активности. Микробиологический и биохимический контроль производства. Регуляция синтеза и технологические схемы производства микробных протеиназ. Экстрагирование ферментных препаратов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.12.2010Пищевая ценность дикорастущих растений. Характеристика биогологически активных веществ лекарственных растений. Распределение дикорастущих пищевых, лекарственных и ядовитых растений по природным зонам. Правила сбора и употребления пищевых растений.
реферат [24,3 K], добавлен 22.03.2010Лактулоза как продукт переработки молочной сыворотки, анализ полезных свойств: подкисление содержимого кишечника, сокращение время нахождения токсинов в организме. Основные особенности использования лактулозы при производстве кисломолочных продуктов.
статья [133,2 K], добавлен 22.08.2013Основные группы микроорганизмов, используемых в пищевой промышленности: бактерии, дрожжи и плесени, их характеристика. Спиртовое брожение, разложение сахара на спирт и углекислый газ. Процесс молочнокислого, пропионовокислого и маслянокислого брожения.
курсовая работа [25,2 K], добавлен 07.12.2013Группы грибов: съедобные, ядовитые, условно-съедобные. Использование грибов в пищевой промышленности. Классификация грибов, особенности строения, питания и размножения; питательная ценность. Польза вёшенок, опят, лисичек, шампиньонов для чистки кишечника.
презентация [2,1 M], добавлен 18.01.2017
