Реферат: Биореакторы (ферментаторы) - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Биореакторы (ферментаторы)

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 2826 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Белорусский Государственный Университет Биологический факультет Биореакторы Реферат студента 2-го курса Бабицкого Мирослава Минск 2003 г. Биореакторы (ферментаторы ) составляют основу биотехнологического производства . Масса аппаратов , используемых , например , в микробной биотехнологии , различна , и требовани я здесь определяются большей частью экономическими соображениями . Применительно к ферментаторам различают следующие типы их : лабораторные емкостью 0,5 — 100 л , пилотные емкостью 100л— 10 м 3, промышленные емкостью 10 — 100 м 3 и более. При масштабировании добиваю тся соответствия важнейших характеристик процесса , а не сохранения принципа конструкции. Применяемое в биотехнологии оборудование должно вносить определенную долю эстетичности в интерьер цеха или отделения ("ласкать глаз "). В ходе его эксплуатации и вне ее оборудование должно быть легко доступным , содержащимся и функционирующим в определенных рамках требований гигиены и санитарии. В случае замены каких-либо частей или деталей в аппарате , смазки и чистки узлов при текущем ремонте , и т . д ., загрязнения не дол жны попадать внутрь биореакторов , в материальные поточные коммуникационные линии , в конечные продукты. Техническую вооруженность биотехнологических процессов целесообразно условно ограничить аппаратурным оформлением производств , базирующихся на культивиров ании : 1) бактерий и грибов , 2) клеток и тканей растений , 3) клеток и тканей животных организмов и человека . Такое подразделение обусловлено тем , что бактерии и грибы в большинстве своем выращивают в однотипных биореакторах , имеющих почти однотипную обвязк у , в которую входят : ферментатор , многокорпусный вентиль стерильный (для подачи питательной среды , посевного материала , подпитки и пр .), системы регулирования рН , 1° , подачи иеногасителя , система контроля расхода воздуха , пробоотборник , электродвигатель. Ра стительные клетки , имеющие клеточную стенку (также как бактерии и грибы ) растут , размножаются и развиваются значительно дольше , чем большинство бактерий и грибов , а это вносит определенные коррективы в аппаратурное оформление соответствующих биотехнологич е ских процессов. Культуры клеток животных и человека , не имеющие клеточных стенок , являются более ранимыми и требовательными к условиям своего существования , чем клетки других эукариот и прокариот . Поэтому оборудование для них можно отнести к разряду "тихох одного ", обеспечивающего нежное обращение с биообъектами. Несомненно , в отдельных случаях допустимы исключения , например , когда возможно культивирование в глубинных условиях некоторых растительных клеток (суспензионная культура женьшеня ), используя фермент ационное оборудование , рассчитанное на выращивание , например , бактерий или грибов. К . Шюгерль в 1982 г . предложил подразделить биореакторы на 3 основные группы согласно способу потребления энергии для перемешивания и диспергирования г стерильного воздуха ( газа ): - в биореакторах I типа энергия расходуется на механическое движение внутренних устройств ; - в биореакторах II типа энергия расходуется на работу внешнего насоса , обеспечивающего рециркуляцию жидкости и /или газа ; - в биореакторах III типа энерг ия расходуется на сжатие и подачу газа в культуралъную жидкость. Биореакторы для аэробных процессов : с расходом энергии на механическое движение внутренних устройств а — 1, 2. 3; с расходом энергии на работу насоса , обеспечивающего рециркуляцию культуральной жидкости б — 4; с расходом энергии на сжатие и подачу газовой фазы в — 5 (г — газ . ж — жидкая фаза , д — двигатель ). Человек с древнейших времен эмпирически применял дрожжевые организмы в примитивных по ап паратурному оформлению биотехнологических процессах (хлебопечение , виноделие и пр .). Развитие промышленности антибиотиков продвинуло далеко вперед проблему создания специальной аппаратуры для культивирования микробов — продуцентов БАВ (аминокислот , антиби о тиков , полисахаридов , витаминов , ферментов и других соединений ). Были предложены различного типа биореакторы для выращивания микроорганизмов , однако все конструкции ферментаторов (ферментеров ) оставались в основном сходными по большинству параметров и , ус р едненно , их можно подразделить на 2 типа : без подводки стерильного воздуха (для анаэробов ) и с подводкой его (для аэробов ). Аэрируемые биореакторы могут быть с мешалками и без них. Ферментатор периодического действия (1 — турбинная трсхярусная мешалка , 2 — охлаждающий змеевик . 3 — секционная рубашка . 4 — отражательная перегородка . 5 - барботер . П-пар ); I — XI — материальные и вспомогательные трубопроводы с запорно-регулирующими устройствами (I — посевная линия . I — подача сте р ильного сжатого воздуха . III — подача пара , IV — удаление отработанного воздуха . V — загрузочная линия , VI — линия введения добавок , VII подача пеногаситсля , VIII — подача моющего раствора . IX — пробоотборник . X -выдача продукта , XI — выдача в канализацию через нижний спуск ). В последние годы апробированы мембранные биореакторы , биореакторы с полыми волокнами и некоторые другие. При расчете и конструировании биореакторов необходимо учитывать время протекания различных биологических процессов у пред ставителей различных групп организмов. Некоторые технические характеристики промышленного биореактора в сравнении с пилотным и лабораторным приведены в таблице : Характеристика Показатели для аппаратов промышленного на 100 м 3 пилотного на 150 л лаб ораторного на 10 л Внутренний диаметр , мм 3600 420 Высота , мм 15715 1140 Рабочий объем , л 1 100 2-6 Диаметр турбин , мм 900 140 Число турбин 1-2 (диаметр 3 2 рабочего колеса 960 мм ) Число отбойников 4 4 ± Частота вр ащения вала мешалки , об /мин 173 125-990 200-1500 Мощность электродвигателя мешалки , кВт 160 2,2 Не более 2 Мощность электродвигателя пеногасителя , кВт 4 0,73 Максимальное количество отработанного пеногасите лем газа. м 3 /мин 100-110 0,3 Частота вращения вала пеногасителя . об /мин 725 3000 Размеры ферментаторов определяются соотношением внешнего диаметра к высоте , который варьирует обычно в пределах от 1:2 до 1:6. Почти универсальными и чаще используемыми являются ферментаторы для анаэробных и аэробных процессов . Эти ферментаторы в свою очередь классифицируют по способу ввода в аппарат энергии для перемешивания газовой фазой (ФГ ), жидкой фазой (ФЖ ), газовой и жидкой фазами (ФЖГ ). Ферментаторы Характеристика конструкции аппарата Тип аппарата ФГ с подводом энергии газовой фазой Простота конструктивного осрормления и высокая надежность в связи с отсутствием движущихся узлов и деталей Барботажный . барботажно- эрлифтный . колоночный (колонный ), форсуночный ФЖ с подводом энергии жидкой фазой Обычно энергия передастся жидкой фазе самовсасынающсй мешалкой или насосом Эжекционный . с циркуляционным контуром , с нсасывающей мешалкой ФЖГ (комбинированные ) Основным конструктивным элементом являе тся перемешивающее устройство , обеспечивающее высокую интенсивность растворения кислорода и высокую степень диспергирования газа . В то же время энергия газовой фазой выводится обычным способом Барботажный с механическим перемешиванием С использованием у казанных выше классификаций удается разработать единые методы инженерных расчетов основных конструктивных элементов и режимов работы ферментаторов. Ферментаторы указанных трех групп имеют большое количество общих элементов . Различие же состоит в конструкци ях аэрирующих и перемешивающих устройств . Примером конструктивного оформления ферментатора группы ФГ может быть аппарат с эрлифтом вместимостью 63 м 3. В аппарате отсутствует механическое перемешивание , поэтому проще поддерживать асептические условия . Возд у х для аэрации среды подастся по трубе, расположенной вертикально в ферментаторе . Аэратор , конструкция которого обеспечивает вихревое движение выходящего воздуха , расположен в нижней части диффузора и насыщает питательную среду воздухом . Газожидкостная смес ь поднимается по диффузору и перемешивается через его верхние края . В этой же зоне часть воздуха уходит из аппарата , и более плотная среда опускается вниз в кольцевом пространстве между корпусом ферментатора и диффузором . Так происходит многократная цирку л яция среды в ферментаторе . Для отвода биологического тепла внутри ферментатора установлен змеевик , а также аппарат снабжен секционной рубашкой . Недостатком этих аппаратов является низкая интенсивность массообмсна по кислороду . Известны ферментаторы этого т ипа объемом 25, 49, 63 и 200м 3. Ферментатор с эрлифтом : 1 — штуцер для слива , 2 — аэратор , 3 — змеевик , 4 — штуцер для загрузки . 5 — люк , 6 — корпус аппарата , 7 — диффузор , 8 — рубашка , 9 — труба передавливания. Широкое р аспространение в производстве кормового белка получили ферментаторы с самовсасывающими мешалками (рис . 91). Это ферментаторы из группы ФЖ . Для выращивания чистой культуры дрожжей созданы ферментаторы вместимостью 0.32, 3.2 и 50 м 3. Ферментатор представляе т собой вертикальный цилиндрический аппарат , снабженный циркуляционными , теплообменными и аэрирующими устройствами . В качестве циркуляционных устройств использованы системы направляющих диффузоров , разграничивающих восходящие и нисходящие потоки . Теплообме н ные устройства выполнены в виде трубок , установленных в трубных решетках диффузоров. Ферментатор с самовсасывающей мешалкой непрерывного действия : 1 — корпус , 2 — диффузор , 3 — самовсасывающая мешалка . 4 — теплообменник , 5 — фильтр. На предприятиях микробиологической промышленности при выращивании дрожжей в средах с жидкими парафинами также применяют ферментаторы с самовсасывающими мешалками непрерывного действия . Емкость его 800 м 3 (рабочий объем 320 м 3) разделена на 12 секций . Ферментационная среда последовательно проходит все секции , и из последней выходит культуралъпая жидкость с минимальным содержанием н-парафинов и максимальной концентрацией биомассы . В каждой секции установлено перемешивающее и аэрирующее устройств о и змеевики для отвода тепла . Ферментаторы периодического действия из групп ФЖГ применяют с 1944 г . в промышленности для получения антибиотиков , витаминов и других биологически активных веществ (см . рис . 88). Его конструкция обеспечивает стерильность ферме нтации в течение длительного времени (нескольких суток ) при оптимальных условиях для роста и жизнедеятельности продуцента . Ферментаторы такой конструкции изготавливают на 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 м 3. Как видно из рисунка , это цилиндрический вертикальный аппарат со сферическим днищем , снабженный аэрирующим , перемешивающим и теплопередающим устройствами . Воздух для аэрации поступает в ферментатор через барботер , установленный под нижним ярусом меша л ки . С точки зрения эффективности диспергирования воздуха конструкция барботера принципиальной роли не играет при наличии мешалки , однако , с точки зрения эксплуатации , наиболее удобным является квадратный барботер , который получил наибольшее распространени е . Отверстия в барботере направлены вниз , во избежание засорения биообъектами . Общая площадь отверстий должна быть на 25% больше площади поперечного сечения трубопровода , подводящего воздух . Барботер по своим размерам должен соответствовать диаметру мешалк и , чтобы выходящий из него воздух попадал в зону ее действия. Эффективность работы ферментатора определяется прежде всего необходимой интенсивностью перемешивания . Перемешивающие устройства служат для сохранения равномерного температурного поля по всему объ ему аппарата , своевременного подвода продуктов питания к клеткам и отвода от них продуктов метаболизма , а также интенсификации массопередачи кислорода . Для создания в ферментаторе условий "полного отражения ", во избежание образования вращательного контура, который резко снижает интенсивность перемешивания , в аппарате устанавливают отражательные перегородки (отбойники ). Ширина их составляет (0,1 — 0,12) dM. Обычно рекомендуют устанавливать 4 отражательных перегородки , несколько отступая от стенок ферментатора. Важным элементом в конструкции ферментатора являются теплообменные устройства . Применение высокопродуктивных штаммов биообъектов , концентрированных питательных сред , высокий удельный расход мощности на перемешивание — все эти факторы сказываются на сущест венном возрастании тепловыделений , и для отвода тепла в ферментаторе устанавливают наружные и внутренние теплообменные устройства . Промышленные ферментаторы , как правило , имеют секционные рубашки , а внутри аппарата — четыре змеевика. Разработчики аппаратур ы в нашей стране и за рубежом постоянно совершенствуют конструкции биореакторов . Так , например , фирма New Brunswick Scientific Co., Inc. (США ) предложила следующие типы ферментаторов : Био-Фло III — для периодического и непрерывного культивирования микробн ы х , животных и растительных клеток , совмещенный с микропроцессором и персональным компьютером ; Микрос I — для культивирования микроорганизмов (совмещен с микропроцессором ) и промышленные ферментаторы емкостью от 40 до 4000 литров и более (совмещены с микро п роцессорами ). В Датской мультинациональной компании Gist-Brocades в 1987 г . сконструирован и изготовлен самый большой промышленный ферментатор для производства пенициллина (200 м 3).
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Вижу девушку в рваных джинсах — понимаю, что хорошая хозяйка, достойная женщина, умеет экономить на себе. Такая шубу лет 15 будет носить.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Биореакторы (ферментаторы)", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru