Аеробне та анаеробне культивування.

Під час аеробного культивування мікроорганізми потребують кисню у середовищі. Це досягається шляхом забезпечення необхідної концентрації розчиненого кисню у рідкому середовищі, шляхом надходження кисню по трубах (барботерах) з малими отворами по всій довжині. При цьому кисень надходить у середовище у вигляді дрібних пухирців, які розчиняються під дією мішалки.

Інколи використовують анаеробне культивування,наприклад для отримання вітаміну В₁₂.

4. БІОРЕАКТОРИ.

Глибинне культивування проводять у ємкостях які називають ферментерами або біореакторами.

Біореактор – biogenerator - закрита система, така як ферментер, в яку вводять біологічні агенти поряд з іншою сировиною таким чином, що це призводить до їх розмноження або до продукування ними інших речовин шляхом взаємодії з іншою сировиною.Біореактори зазвичай укомплектовані регулюючими та контролюючими приладами, а також пристроями для з`єднання, додавання і видалення речовин.

Такій апарат повинен забезпечити:

Ø Ріст і розвиток популяцій мікроорганізмів у об’ємі рідкої фази

Ø подача поживних речовин до клітин

Ø видалення від мікробних клітин продуктів їх обміну

Ø видалення з поживного середовища тепла, яке виділяють клітини

Основне завдання – забезпечення надійності культивування у період від декількох годин до декількох діб (рис. 36).

Самий простий ферментер складається з:

Ø Ємкості, яка визначає робочий об’єм апарату, якій не повинен перевищувати 0,7 від загального об’єму.

Ø Системи вводу та виводу рідких та газових потоків

Ø Системи перемішування

Ø Барботера

Ø Охолоджуючий пристрій

Ø сорочки

Основні вимоги до біореакторів глибинного культивування:

Ø Гомогенність культурального середовища.

Ø Оптимальні масо - теплообмінні характеристики за споживанням поживних речовин та відводу продуктів метаболізму.

Ø Забезпечення стерильності посіву, відбір проб та процесу культивування.

Ø Простота налагодження та обслуговування.

Ø Стандартність блоків обладнання для культивування.

Ø Можливість масштабного переходу.

Ø Можливість автоматичного контролю та регулювання основних параметрів культивування.

Технічні вимоги до посівного біореактора (інокулятора):

Ø Максимально проста конструкція з мінімальним числом штуцеров та передаточних приладів.

Ø Забезпечення оптимальних гідродинамічних та массообмінних умов.

У біореактора повинно контролюватися:

Ø Температура стерилізації

Ø Температура культивування

Ø рН

Ø еН

Ø рО₂

Ø рСО₂

Ø швидкість обертання мішалки

Ø тиск

Ø розхід повітря

Ø піноутворення

Біореактори виготовляються з високолегованих марок сталі з відполірованою внутрішньою поверхнею.

Лабораторні та пилотні біореактори виготовляються з термостійкого та нейтрального скла з кришкою з нержавіючої сталі.

Процес глибинного культивування у біореакторі передбачає використання відповідних методів та обладнання для підтримки гомогенності.

За допомогою ефективного перемішування можна досягти рівної концентрації усіх компонентів середовища і мікроорганізмів у всьому робочому об’ємі реактору – тобто створити гомогенність.