Belobolgarsky State University
Биореактори (ферментатори) формират основата на биотехнологично производство. използвани Масови апарати, например, в микробен биотехнологии, е различна, както и изискването се определя до голяма степен от икономически съображения. По отношение на ферментатора, следните видове: Лаборатория 0.5-100 литра капацитет, пилот-100L капацитет от 10 m3 промишлен капацитет от 10-100 m3 или повече.
Когато мащабиране постигне съответствие с най-важните характеристики на процеса, вместо да продължавате структурен принцип.
Използва се в биотехнологиите оборудване трябва да допринася определен процент от естетика в интериора на магазина или отдел ( "галят окото"). В хода на своята дейност и извън оборудването трябва да е лесно достъпен, се съдържа и функционира в рамката на хигиенните изисквания.
В случай на замяна на всички части, или части в превозното средство, смазочни материали и почистващи възли в поддръжката, и така нататък. Г. Замърсяването не трябва да влизат в биореактори материал в по-лайн комуникация линия, в крайните продукти.
Техническото оборудване на биотехнологични процеси обикновено препоръчително да се ограничи производствено оборудване дизайн на базата на отглеждане: 1) бактерии и гъбички, 2) растителни клетки и тъкани, 3) клетки и тъкани на животни и човешки организми. Такава единица е така, защото бактерии и гъбички са предимно отглеждат в подобни биореактори с почти същия вид на тръби, което включва: (. За подаване на хранителна среда, семената, презареждане и т.н.) ферментатора, многокорпусен клапан стерилен, регулаторни системи рН 1 °, ienogasitelya доставка, контрол на въздушния поток, проби двигателя.
Растителните клетки имат клетъчни стени (както и бактерии и гъбички) растат, възпроизвежда и да растат много по-дълго, отколкото повечето бактерии и гъбички, и се правят някои корекции в хардуерния дизайн на съответните процеси биотехнологични.
Културата на животински и човешки клетки, не са стените на клетките, те са по-уязвими и взискателни условия на съществуване му от клетките на други еукариоти и прокариоти. Ето защо, оборудване за тях могат да бъдат класифицирани като "ниска скорост", осигурява нежно третиране на биологичните обекти.
Без съмнение, в някои случаи е допустими изключения, например, когато възможни условия на култивиране във вътрешността на някои растителни клетки (суспензионна култура женшен) използвайки ферментация оборудване, изчислено на култивиране, например, бактерии или гъбички.
К. Shyugerl през 1982 г., предложени биореактори разделени на 3 основни групи съгласно метода на потреблението на енергия за смесване и разпръскване грама на стерилен въздух (газ):
- в биореактори пиша механичната енергия се използва за
движение на вътрешни устройства;
- в биореактори тип II енергия се изразходва за работата на
външна помпа предоставяне на рециркулация на течността
- в биореактори тип III изразходваната енергия в компресиране и да доставят газ до kulturalnuyu течност.
Биореактори за аеробните процеси с консумацията на енергия на механичното движение на вътрешни устройства и - 1, 2, 3; потреблението на енергия за осигуряване на помпата за рециркулация на хранителната среда се използва - 4; потребление на енергия за компресия и подаване на газова фаза до - 5 (г - газ w -. течна фаза, г - двигателя).
Един човек от древни времена емпирично прилага закваска, в примитивен за хардуер дизайн биотехнологични процеси (пекарна, вино и т.н.). Развитието на антибиотици промишленост е напреднала далеч напред на проблема за създаване на специална апаратура за култивиране на микроорганизми, - производители на биологично активни вещества (амино киселини, антибиотици, полизахариди, витамини, ензими и други съединения). Предложени са различни видове биореактори за отглеждане на микроорганизми, но всички конструкции ферментатори (ферментатори) остава по същество подобни в повечето параметри и се осредняват, те могат да бъдат разделени в 2 вида: не линейно стерилен въздух (за анаероби) и podvodkoj (за аероби) , Газирани биореактори могат да бъдат със или без бъркалки.
F
През последните години, ние тествахме мембранни биореактори, кухи влакна биореактори с и някои други.
При изчисляване и проектиране на биореактори трябва да бъдат разгледани по време на различни биологични процеси в представители на различни групи организми.
Някои технически характеристики на индустриалния биореактор, в сравнение с лаборатория и пилот са дадени в таблицата по-долу:
Размери ферментатори определени външен диаметър съотношение височина, която варира обикновено между 1: 2 до 1: 6. Почти универсален и често се използва, са ферментатори за аеробни и анаеробни процеси. Тези ферментатори от своя страна са класифицирани в съответствие с метода на енергия въвеждане в устройството за смесване на газовата фаза (FG), течната фаза (VF), газ и течни фази (FZHG).
Характеристики на дизайна на машината
FG с доставки на енергия на газовата фаза
Osrormleniya конструктивна простота и висока надеждност, поради липсата на движещи се части и части
Bubble. балон за сгъстен въздух. колонен (колона), спрей лъч
VF с доставка на течна фаза на енергия
Обикновено, енергията се прехвърля течната фаза samovsasynayuschsy бъркалка или помпа
Изтласкване. с обръщение с бъркалка nsasyvayuschey
Основната структурната част е устройство за смесване, което осигурява висока скорост на разтваряне кислород и висока степен на дисперсия на газ. В същото време, енергия на газовата фаза се извежда по конвенционален начин
Барботиране на механично разбъркване
Чрез използването на посочените по-горе класификации възможно да се разработят методи за инженерни изчисления еднакви основни структурни компоненти и режими на работа ферментатори.
Съдовете за ферментация на тези три групи имат голям брой общи елементи. Разликата се състои в изграждането на газиране и смесване устройства. Един пример на конструктивно оформление ферментатор група PG може да бъде устройство с капацитет от 63 m3 въздушен транспорт. Устройството не е механично смесване, така че е лесно да се поддържа асептични условия. Въздухът за аериране на средата ще даде тръбата вертикално разположени във ферментатора. Аератор за чийто дизайн осигурява въртеливо движение излизане на въздуха, който се намира в долната част на дифузьора и насища среда въздуха. Течен-газова смес се издига през дифузьор и се разбърква чрез горния си край. В същата тази област на въздух напуска апарата, и плътна среда се спуска в пръстена между корпуса и ферментатор дифузьор. Така че има множество циркулация на средата във ферментатора. За отстраняване на топлината вътре ферментатор набор биологичната намотка, и устройството е снабдено с напречен яке. Недостатък на тези устройства е ниска интензивност massoobmsna кислород. Този тип е известно, ферментатори от 25, 49, 63 и 200m3.
Airlift ферментатор с 1 - монтиране да се отцеди, 2 - аератор, 3 - бобина 4 - монтаж за изтегляне. 5 - люк 6 - машина тяло, 7 - дифузьор 8 - риза 9 - прегънат тръба.
Широко използвани в производството на фуражен белтък има ферментатори с бъркалки самостоятелно зареждане (фиг. 91). Тя ферментатори от групата VF. За отглеждане на чиста култура дрожди създаден ферментатори с капацитет от 0.32, 3.2 и 50 m3. Ферментаторът е вертикален цилиндричен съд, снабден с циркулационна, топлообмен и устройството за аерация. Както се използва системата за рециркулация на направляващи устройства дифузори, ограничаващ възходящи и низходящи потоци. Загрява се обменни средства са разположени под формата на тръби, монтирани в tubesheets дифузори.
бъркалката на ферментатор с непрекъснато самозасмукващи: 1 - тяло, 2 - дифузьор 3 - самозасмукваща работно колело. 4 - топлообменник, 5 - филтър.
промишленост за получаване на антибиотици, витамини и други биологично активни вещества (вж. фиг. 88). Конструкцията му осигурява стерилност ферментация за дълго време (няколко дни) при оптимални условия за растеж и производство на активност. Съдовете за ферментация като дизайн е направен 1.25; 2.0; 2.5; 3.2; 4.0; 5.0; 6.3; 10.0; 16.0; 20.0; 32,0; 50,0; 63,0; 100,0 и 160,0 м3. Както се вижда от фигурата, тази цилиндрична вертикална машина със сферична основа, снабдена с газиране, бъркалка и пренос на топлина устройства. аерация въздух се влива в ферментатора чрез разпръсквател монтиран под ниско подреждане бъркалката. От гледна точка на дисперсия ефективност на концепцията дизайн на въздушния Барботьорът не играе роля, ако има бъркалка, но от гледна точка на работа, най-удобно е квадратен Барботьорът, което е най-широко разпространени. Дупките са насочени надолу в Барботьорът за да се избегне запушване на биологични обекти. Общата площ на отворите трябва да бъде 25% по-голяма площ на напречното сечение на тръбопровода, подавания въздух. Барботьор по размер трябва да съответства на диаметъра на бъркалката изтощеният въздуха става в нейната зона на покритие.
Ефективността на биореактора се определя основно от необходимото смесване интензивност. Бъркалки се използват за запазване на постоянна температура поле в целия обем на устройството, навременно снабдяването с храна на клетките и отстраняването им от продуктите от обмяната на веществата, както и засилване на масовия трансфер на кислород. За да се създадат условия на ферментатора "пълно отражение", за да се избегне въртене верига, която рязко намалява интензивността на смесване в апарата е разположен прегради (брони). Тяхната широчина е (0,1-0,12) DM. Обикновено препоръчваме да инсталирате прегради 4, няколко заминаващи от стените на ферментационни.
Важен елемент в дизайна на ферментатора са топлообменници. Използването на много биологични обекти щамове концентрирани хранителни среди, високо специфичен разход на енергия за разбъркване - всички тези фактори влияят на материала се увеличава отделяне на топлина, и радиатор във ферментатора определя външната и вътрешната устройството топлообмен. Промишлени ферментатори, като правило, имат риза сечение, и вътрешността на модула - четири намотки.
хардуерни разработчици у нас и в чужбина, непрекъснато се подобряват дизайна на биореактори. Например, компанията New Brunswick Scientific Co. Inc. (USA) препоръчва следните видове ферментатори: Bio-Flo III - за партида и непрекъснато култивиране на микробни, животински и растителни клетки, в комбинация с микропроцесор и персонален компютър; Micros I - за отглеждане на микроорганизми (комбиниран с микропроцесор) и капацитета промишлени ферментатори от 40 до 4000 литра или повече (комбиниран с микропроцесори). Датските мултинационална компания Основно съдържание-брокат през 1987 г., са проектирани и изпълнени най-големият промишлен ферментатора за производството на пеницилин (200 m3).
Център за сапропел сериозно към идеята за използването на биореактори за обработка на сапропелни в смес от тор и пилешки тор за производство на висококачествен органичен тор и биогаз.
Ние подкрепяме всички инициативи в тази област и се стремим да предоставим всякаква възможна помощ на информация създателя на този нов клон на производствено оборудване за целите на обработката на сапропел.
Център за сапропел
Ph.D. Геотехническо, ISU
Свързани статии