6-dars. Dars mavzusi

Растительные клетки, Hujayra devorlariga ega bo'lgan o'simlik hujayralari (bakteriyalar va zamburug'lar kabi) ko'pchilik bakteriyalar va zamburug'larga qaraganda ancha uzoq vaqt o'sadi, ko'payadi va rivojlanadi va bu tegishli biotexnologik jarayonlarning apparat dizayniga ma'lum o'zgarishlar kiritadi.
Hujayra devorlari bo'lmagan hayvonlar va inson hujayralari madaniyatiboshqa prokaryotlar va eukaryotlarning hujayralariga qaraganda ancha zaif va ularning yashash sharoitlariga talabchan. Shuning uchun ular uchun uskunalar bio-ob'ektlarga yumshoq ishlov berishni ta'minlaydigan "past tezlikda" deb tasniflanishi mumkin.
Shu munosabat bilan bioreaktorlar quyidagilarga bo'linadi:

• 
  urug'larni etishtirish uchun moslamalar-emlash vositalari;
  
• 
  mikroorganizmlarni etishtirish uchun asboblar-kultivatorlar, fermentatorlar, katta hajmli fermentatorlar (200 m^{3 gacha});
  
• 
  o'simlik hujayralarini etishtirish apparati-fitatrey-o'simlik hujayralari madaniyatini etishtirish uchun membranali idish.
  
• 
  nisbatan kichik hajmdagi (10 l gacha) tebranish aralashtirgichlari yoki sekin (yumshoq) pervanel aralashtirgichlari bo'lgan hayvon hujayralarini etishtirish uchun bioreaktorlar.
  

Bioreaktorlarning dizayn xususiyatlariga qarab ular quyidagicha tasniflanadi:

1. 
   Steril havoni tarqatish va aralashtirish uchun energiya iste'mol qilish usuli bo'yicha:
   

a) energiya ichki qurilmalarning mexanik harakatiga sarflanadi;
b) energiya suyuqlik va / yoki gazni qayta ishlashni ta'minlaydigan tashqi nasosning ishlashiga sarflanadi;
C) energiya siqish va madaniy suyuqlikka gaz etkazib berish uchun sarflanadi.

2. 
   Gaz-suyuqlik fazalarini aralashtirish usuli bo'yicha:
   

Pufakchali, havo ko'taruvchi, pufakchali-havo ko'taruvchi, harakatlanuvchi-pufakchali, aylanma aralashtirish bilan pufakchali, aylanadigan aralashtirish va shamollatish bilan va boshqalar.

3. 
   Aralashtirish uchun energiya kiritish usuli bo'yicha:
   

a) gaz fazasi bilan energiya etkazib berish bilan (qabariq, havo transporti, injektor);
b) suyuqlik fazasi bilan energiya etkazib berish bilan (ejektsiya, assimilyatsiya aralashtirgichi bilan);
C) kombinatsiyalangan (mexanik aralashtirish bilan pufakchali).
Fermentatsiya qat'iy aseptik sharoitda ham, bepushtlik qoidalariga rioya qilmasdan ham amalga oshirilishi mumkin ("himoyalanmagan fermentatsiya" deb ataladi), fermentatsiya aerob yoki anaerob sharoitda sodir bo'lishi mumkin. Fermentatsiya atrof – muhit yuzasida – sirt kulturasida yoki atrof-muhit tubida-chuqur kulturada sodir bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, etishtirish davriy va uzluksiz bo'lishi mumkin.
В ходе Davriy fermentatsiya jarayonida etishtirilgan hosil bir qator ketma-ket bosqichlardan o'tadi: kechikish fazasi, eksponent, o'sishning sekinlashishi, statsionar va o'lim. Bunday holda, biologik ob'ektning fiziologik holatida, shuningdek atrof-muhitning bir qator parametrlarida sezilarli o'zgarishlar yuz beradi.
Maqsadli mahsulotlar eksponent (birlamchi metabolitlar: aminokislotalar, vitaminlar) va statsionar (ikkilamchi metabolitlar: antibiotiklar) fazalarda hosil bo'ladi, shuning uchun biotexnologik jarayonning maqsadlariga qarab, zamonaviy sanoat jarayonlarida tabaqalashtirilgan madaniyat rejimlari printsipi qo'llaniladi. Natijada, ma'lum bir maqsadli mahsulotni maksimal darajada olish uchun sharoitlar yaratiladi.
Различают следующие виды Davriy etishtirishning quyidagi turlarimavjud: oziqlantirish bilan davriy etishtirish, hajmli va qo'shimcha etishtirish, dializ bilan etishtirish.

• 
  oziqlantirish bilan davriy etishtirish-mikroorganizmlarni ma'lum vaqt oralig'ida etishtirish jarayonida qismlarga yangi o'sadigan vosita qo'shiladi.
  
• 
  volumetrik-qo'shimcha etishtirish-madaniy muhitning bir qismi bioreaktordan olinadi va bir xil miqdordagi madaniy muhit qo'shiladi.
  
• 
  dializ bilan davriy etishtirish-substrat fermentatorga maxsus yarim o'tkazuvchan membrana orqali kirganda amalga oshiriladi, bu chiqindi mahsulotlar kontsentratsiyasining pasayishiga olib keladi.
  

Biob'ektlarning uzluksiz fermentatsiyasi barqaror holat sharoitida, mikroblar populyatsiyasi va uning mahsulotlari eng bir hil bo'lganda amalga oshiriladi. Uzluksiz fermentatsiya jarayonlarini qo'llash biosintez jarayonlarini samarali tartibga solish va boshqarish uchun sharoit yaratadi. Uzluksiz fermentatsiya tizimlari to'liq siljish yoki to'liq aralashtirish printsipi asosida tashkil etilishi mumkin. Birinchi misol – bu naycha madaniyati deb ataladigannarsa: fermentatsiya jarayoni uzun naychada amalga oshiriladi, unga bir uchidan ozuqaviy tarkibiy qismlar va emlash doimiy ravishda kiradi, boshqa tomondan madaniyat suyuqligi bir xil tezlikda oqadi. Ushbu oqim fermentatsiya tizimi heterojen bo'lib, odatda aralashtirmasdan amalga oshiriladi. To'liq aralash fermentatorlarda uzluksiz fermentatsiya bilan (bir hil oqim usuli) fermentatsiya apparati butun massasida bir xil sharoitlar yaratiladi. Bunday fermentatsiya tizimlaridan foydalanish individual bosqichlarni, shuningdek butun biotexnologik jarayonni samarali boshqarish va ishlab chiqarishni eksperimentator yoki biotexnolog talab qiladigan deyarli har qanday holatda barqarorlashtirish imkonini beradi.
Mikroorganizmlarni doimiy ravishda etishtirishda ular o'sishning eksponensial bosqichida saqlanadi. Ushbu etishtirish usuli uchun yangi o'sayotgan muhitning doimiy oqimi va madaniy suyuqlikning doimiy chiqishi xarakterlidir. Uzluksiz etishtirishning 2 usuli mavjud: kimyostatik va turbidostatik.
При хемостатном способеKimyostatik kultivatsiya usuli bilan ozuqa muhiti doimiy boshqariladigan tezlikda reaktorga etkazib beriladi, uning tarkibiy qismlaridan biri madaniyatning maksimal o'sish tezligini ta'minlash uchun etarli bo'lmagan miqdorda etkazib beriladi va shuning uchun bu holda bunday bioreaktor o'z-o'zini tartibga soluvchi tizimning xususiyatlariga ega bo'ladi. Kimyostatning tarkibiy qismlari quyidagilardan iborat: ozuqa muhitini ta'minlash uchun qurilma, madaniyat suyuqligining chiqishi uchun egzoz moslamasi, oqim tezligini nazorat qilish tizimi.