Специализированные процессы и реакторы

Эти реакторы не имеют системы аэрации. Но в некоторых случаях нуждаются в подаче водорода, метана или других газов. В этом случае они снабжаются барботером и другими необходимыми приспособлениями.

Перемешивание осуществляется тихоходной механической мешалкой либо созданием тока жидкости по контуру циркуляции.

Иногда добавляют детали для предохранения от контакта с воздухом (кислородом воздуха).

Эти реакторы более дешевые, поэтому есть стимул разрабатывать именно анаэробные процессы, например, для очистки сточных вод.

Твердофазные и газофазные процессы

В некоторых случаях роль жидкой фазы сводится к минимуму, она лишь увлажняет поверхность или газ, но большое значение имеет контакт объекта с газом.

Для культивирования мицелиальных грибов или дрожжей разрабатываются твердофазные процессы трех видов.

  • 1. Поверхностные процессы. Слой субстрата (например, соломы) имеет толщину лишь 3—7 см («тонкий слой»). Размещается на подносах из алюминия или в специальных культивационных камерах.
  • 2. Глубинные твердофазные процессы в неперемешиваемой жидкости («высокий слой»). Используются глубокие открытые сосуды, иногда с приспособлениями для конвекции.
  • 3. В перемешиваемой и аэрируемой массе субстрата, которая может быть и гомогенной (жидкий навоз) и гетерогенной (частицы твердого субстрата взвешенные в жидкости). Для того, чтобы не травмировать биообъект, применяют механические мешалки с низкой скоростью вращения либо мешалки шнекового типа (микробиологическое выщелачивания сернистых соединений из каменного угля).

Преимущества твердофазных процессов:

  • • меньшие затраты на оборудование и эксплуатацию;
  • • более простое отделение и очистка продукта;
  • • нет опасности заражения посторонней микрофлорой, так как содержание воды низкое;
  • • нет сточных вод, которые загрязняют окружающую среду.

Проблемы твердофазного культивирования связаны с отсутствием перемешивания и местным, зональным распределением объекта. Вырастают отдельные колонии, которые исчерпывают питательные вещества субстрата, в то время как рядом оно в избытке. Чтобы смягчить эту проблему практикуют многократный отъем массы субстрата с биомассой и внесение эквивалентного количества свежего перемешиваемого субстрата. Получается полунепрерывный режим.

Проблемой является также контроль эффективности аэрации, температуры и влажности разных участков.

Газофазный процесс осуществляют в камерах, где твердый наполнитель с мелкими агрегатами клеток «парят» в токе газа, который поступает из сопла на дне аппарата. Газ, покидающий аппарат несет летучие продукты жизнедеятельности, например, спирт.

Поверхностные процессы включают культивирование в жидкой питательной среде вблизи раздела фаз «газ — жидкость». Этот метод по эффективности уступает глубинному методу. Однако он необходим в случае накопления продуктов во внеклеточной культуральной среде или требуется контакт м.о. с воздушной средой. Он применяется на определенных стадиях развития мицелиальных грибов.

Метод экономичен вследствие простоты изготовления и эксплуатации биореакторов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >