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
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
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
Я всех победю... нет, побежу... побежду...
Короче, капец всем.
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 - 2017
Рейтинг@Mail.ru