Основы биотехнологии

Биологические объекты биотехнологии Биолог. объекты производят или продуцируют ценные продукты-продуценты (бактерии и грибы). Также к объектам б/т относят дрожжи, вирусы, растительные и животные клетки, также их метаболиты в частности ферменты и биополимеры. 1. Бактерии. Имеют клеточное строение и размер клеток в среднем составляет 1-5 мкм. Наследственная информация содержится в кольцевой молекуле ДНК-единственной хромосоме, которая не окружена мембраной, т.е. ядро отсутствует. Цитоплазма окружена цитоплазматический мембраной, где находится различные белки. Фу-ция-транспорт питательных ве-в внутрь клетки и продуктов метаболизма наружу. Структуры, расположенные снаружи цитоплазматический мембраны (ЦПМ)-поверхностные структуры: клеточная стенка, капсула, жгутики и ворсинки. Важнейшим компонентом клетки явл. клеточная стенка. Все многообразующие бактерии в зависимости от строения клеточной стенки можно разделить на 2 большие группы: грам+ и грам- бактерии. Если клетки бактерий обрабат. сначала красителем генцианофиолет, а затем йодом, то образ. окрашенный комплекс. При последующей обработке препарата С2Н5ОН, в зависимости от строения клеточной стенки судьба этого комплекса будет различна: у грам+ этот комплекс удерживается внутри, и они остаются окрашены, а у грам- они становятся бесцветными. Затем препарат окрашивают доп. красителем фуксином (розовый), поэтому бесцвет. клетки приобретают розовый цвет. Клеточная стенка грам+ бактерии практически полностью состоит из мурина (пептидогликан). В отличие от грам- бактерий, чья клеточная стенка кроме тонкого слоя муреина имеет наружную мембрану, состоящую из липопротеидов и липополисахаридов. МО можно разделять на разные группы в зависимости от след. признаков: *морфологические - форма клетки, налич. или отсутствие жгутиков, капсулы, способность и спорообразование, окраска по грамму; *культуральные - признаки, которые появл. при культивировании бактерий; *физико-биологич. - потребление различных ве-в, образов. продуктов обмена, нуклеотивный состав молекул ДНК. По морфологическим признакам бактерии делятся на 2 большие группы: палочки и кокки.

Бактерии, которые будут исп. в промышленности должны соответствовать требованиям: *способны к росту на дешевых питательных средах; *высокая скорость роста и образования целевого продукта; *min образование побочных ве-в; *безвредность продуцент и целевого продукта для человека и окр. среды. 2. Грибы-это особая форма жизни, объединяющая эукориотические организмы и сочет. в себе признаки как растений, так и животных. Растут в анаэробных условиях и получают энергию путём окислен. орган. ве-в (как животные). С растениями их сближает: *наличие клеточной стенки и вакуоли; *неспособность к активному перемещению; *хорошо видимая под микроскопом движение протоплазмы. Наибольшее значение для б/т имеют одноклеточные грибы, дрожжи и плесневые грибы (мицеляльные). Субстратом для дрожжей явл. углеводы (сахара и глюкоза), поэтому дрожжи встреч. в природе, где присутствуют данные сахара (в фруктах, на листьях, в почве).

Примеры: Succharo-myces: дрожжи данного рода способны к спиртовому брожению в отсутствии кислорода они исп. органические ве-ва в качестве акцепторов электронов и образуют этанол. Биомасса дрожжей богата белками (до 70%) и АК (10% от массы). Дрожжевая биомасса может быть получена на отходах с/х и гидролизатах древесины. Дрожжи явл. источниками различных ферментов и их успешно применяют в качестве источников эукориотичесеих белков в генной инженерии. Важнейшими представителями мицеляльных грибов явл. Penicillium и Aspergilus. Представители данных грибов продуцируют фермент: амилаза, органич. ки-ты (лимонная, щавелевая) и антибиотики (пенициллины, цефалоспорины). Плесневые грибы примен. в производстве сыров. 3. Вирусы - образующиеся биологическим путём надмолекулярный комплексы, способны к самовоспроизведению в клетках хозяинов; -паразиты; (вне клеток не живут). Вирусы имеют правильную форму и состоят из молекул нуклеиновых ки-ты и окружающих её белковой оболочки. По природе клетки хозяина вирусы делят на: *вирусы-бактерии - бактериофаги (ДНК, РНК); *вирусы-растений (РНК); *вирусы животных или человека (ДНК, РНК). Наиболее широко вирусы применяют для производства вакцин и в генной инженерии, где они исп. в качестве объектов для внесения чужеродной молекулы ДНК. И применяются в качестве диагностических препаратов для установлен. рода и вида бактерий. Исп. для лечения и профилактики инфекцион. заболеваний. 4. Растения.Работают с клетками и тканями растений, а также с биологически активными молекулами биологического происхождения. Сущ. несколько направлений на основе культивирования клеток и тканей растений: *получение биологически активных ве-в: стероидов, алкалоидов, регуляторов роста, гербицидов, токсинов и др.; *ускорение микроклональное размножение растений, которое позволяет из одного образца получить от 10 тыс. до 1 млн растений в год; *получение безвирусных растений; *генетическая трансформация на хромосомном и генном уровне; 5. Животные-вначале культуры клеток животных применяли для выращ. и воспроизводства в них вирусов (этот метод культивирования совершенствуется и производство вакцин). Потом стало возможно получение трансгенных клеток, тканей или организмов и получение монокланальных антител. Сущ. возможность получ. некоторых ве-в в культуре животных клеток. Наприм.: гормон роста получ. из опухоли гипофиза, коллаген получ. из клеток фибробласт, кортикостероиды получ. из клеток опухоли надпочечников. Наиболее перспективн. направлен. явл. гибридонная технология, т.е. гибрид. клетки образ. в рез-те слияния клеток с различными генетич. программами.

Технологические основы биотехнологических процессов Любой б/т процесс состоит из 3-х основных стадий: 1.предферментационная (т.е. культивированная); 2.ферментационная; 3.постферментационая. На 1-ой стадии осущ. хранение и подготовку продуцента, получение и подготовку питательный сред и субстратов, подготовку и стерилизацию оборудования, а также воды и воздуха. Посевной материал-инокулят. При выращивании посевных доз инокулята применяют принцип масштабирования, т.е. проводят последовательное наращивание биомассы продуцента в пробирках, колбах и далее в ферментерах различных объемов. Каждый последующий этап данного процесса отличается по объёму от предыдущего на порядок. Полученный таким образом инокулят отправляется в ферментер для культивирования. На 2-ой стадии - основная стадия в б/т процессе, на котором происходит взаимод. продуцента с питательной средой и образованием солевых продуктов (биомасса и внутри- и не- клеточные продукты). По окончании ферментации образуются сложная смесь, состоящая из клеток продуцента, не потреблённых питательных компонентов и накопившейся в среде продуктов - это культивированная ж. На 3-ей стадии происходит получение готовой товарной продукции и обезвреживание отходов. В зависимости от локализации продукта и его природы применяют различное оборудование и методы для выделения и очистки. Ферментация:1. По способу протекания процессов: А) аэробные; Б) анаэробные; 2. По времени протекания процесса: В) периодическая; Г) периодическая с подпидкой; Д) непрерывная; 3. По состоянию питательной среды: Е) тв-фазное культивирование; Ж) в ж среде (глубинное культивирование). А) в этих процессах исп. только аэробные МО продуценты. Потребность аэробных МО в О2 зависит от окисляемого источника углерода и от активности роста бактерий. Б) протекают без доступа О2 с участием анаэробных микроорганизмов. Основ. процесс-брожение. Анаэробные условия на произ-ве создаются герметизацией оборудования и продуванием питательн. среды инертными ↑. В) при данном способе культивирования, в ферментер загружают сразу весь объём питат. среды и вносят инокулят. Культивирование МО происходит в оптим. условиях в течение определенного времени, после чего процесс останавливают, сливают содержимое ферментер и выделяют целевой продукт. В процессе ферментации МО проходят ряд последовательных стадий. В зависимости от кол-ва МО можно построить кривую роста: 1-лаг-фаза; 2’-первый перегиб; 4’-второй перегиб; 6-перестаёт расти. (‘ - не во всех источниках есть). 1-происходит адаптация микроорганизмов к новым условиям; 2-фаза ускорения роста; 3-основная и плавная фаза-экспоненциального роста. Клетки растут с мах скоростью; 4-фаза замедления роста; 5-стационарная фаза-клетки продолжают расти и появляются погибшие клетки; 6-фаза отмирания-кол-во погибших клеток преобладает. Основ. продукты образуются в 3 и 4 фазах.Целевые продукты образуются в 3 (первичные метаболите-ферменты, АК и витамины), либо 5 фазах (вторичные метаболиты-антибиотики). Г) широко применяют данное культивирование с подпилкой субстрата, т.е. через определённые промежутки времени вносят определённые порции субстрата. Д) При этом культивирование среда непрерывно подаётся в ферментер, а из него также непрерывно отводится культуральная ж. При этом бактерии поддерживаются в экспоненциальной фазе роста. В ферментере остаётся небольшая часть культуральной ж в качестве инокуляна. В зависимости от контролируемого параметра процессы непрерывного культивирования на 4 типа: *хемостат; *ацисостат; *непрерыв. культура с рециклом; *многостадийная непрерывная культура.

Хемостат

Хемостат-это система непрерывного культивирования, в которой задают скорость подачи питательной среды и рост продуцентов, ограничен каким либо питательным веществом. В большинстве случаев микробный рост лимитируется источником С и N2. Хемостат начинают с культивирования в периодическом режиме; клетки растут до тех пор, пока не наступает ограничение роста по выбранному ве-ву, после этого рост клеток определяется скоростью добавления лимитирующего ве-ва. Аукостат-система непрерывного культивирования, при котором параметр, огранич. рост, держат не измененным, регулируя скорость подачи питательной среды. Наиболее распростран. параметрами, которые регулируют подачу (скорость) питательной среды: 1.Плотность мембранной суспензии (плотность среды); турбидостат 2.pH; pH-стат 3.Конц. растворенного О2; оксистат. Ферменты, составляющие б/т процесс.Основными элементами б/т процесса явл: 1.Биологич. объект; 2.Субстрат; 3.Оборудование; 4. Продукты. Продукты б/т и процессы постферментационной стадии По разнообразию и объёму производства на первом месте находятся продукты, полученные в результате жизнедеятельности микроорг., эти продукты подразделяются на 3 группы: 1.Биомасса, которая явл. целевым продуктом (для получения белка); 2.Первичные метаболиты - низкомолекулярные соединения, необходимые для роста микроорг. в качестве строительных блоков макромолекул и кофермента (АК, витамины, орг ки-ты); 3.Вторичн. метаболиты-соединения не требующиеся для роста микроорганизмов и несвязанные с их ростом (антибиотики, алкалоиды, гормоны роста, биоПАВ). Первый этап отделения биомассы от культуральной ж-сепарация-различные процессы разделения смешанных объемов смесей ж. разной плотности, эмульсий или взвесей тв частиц. Данному процессу может предшествовать: 1.Изменение уровня рН; 2.t; 3. добавление коагулянтов и тд. В современном производстве для различных целей применяют след. способы сепарации: 1.Электрическая; 2.Магнитная; 3.Пенная. В б/т методы сепарации: 1.Флотация- отделение биомассы из верхнего слоя ж; 2.Фильтрация - исп. барабанные, ленточные, дисковые, вакуум-фильтры; 3.Центри-фугирование - осаждение взвешенных частиц с помощью центробежной силы. Разрушение клеток или дезинтеграцию проводят: хим., физ., и хим-ферментативных методами. Наибольшее значение имеет физическое разрушение: *ультразвуком; *механическое разрушения; *встряхивание со стеклянными бусами; *продавливание через узкое отверстие под высоким давлением; *растирание в ступке с кварцевым песком; *действием осмотического шока; чередование стадий замораживания и оттаивая; *сжатие клеточной суспензии; *раздавливание в замороженном состоянии. Отделение и очистку продукта можно проводить: 1.Осаждение в присутствие солей К+ (пиницилин кр. осадок):белки отделяют добавлением сульфат-аммония или этанола; 2.Экстракция органич. растворителями; 3.Абсорбция-для выделения витаминов. Наприм.: 50% этанол осаждает 80% протеаз и 5% амилаз; а 70% этанол – 98% амилаз. Экстракцию орган. растворителем применяют для: увеличения антибиотиков, липидов, витаминов и каротиноидов. Для разделения ве-в исп: ионообменную хроматографию, ВЖХ, электрофорез. Электрофорез -это метод разделения белков и нуклеиновых ки-т в водном ра-ре или пористом материале, в качестве которого исп. полисахариды (крахмал или агарозу). Биологические молекулы (белки и НК) несут суммарный + или – заряд, обусловленный наличием на их поверхности + или – заряженных групп АК. Для разделения белковых молекул исп. электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии Na2SO4. Для окрашенных молекул исп. красители, например: белки идентифицируют бромфеноловым синим, а для молекул ДНК исп. эдитиум-бромид. Концентрирование продукта можно проводить след. методами: *обратный осмос; *ультрафильтрация; *выпаривание; *распылительная сушка; *лиофильная сушка: для микроорганизмов! т.к. позволяет сохранить жизнеспособность. Лиофилизация (сублимация)-это переход т ве-ва при нагревании в газообразное состояние, минуя стадию ж. Лиофилизация биолог. продуктов состоит из стадий: *замораживание; *сублимация; *десорбция (досушивание). Лиофильной сушке подвергают конц. суспензии микроорганизмов, в которых добавляют защитные ве-ва для сохранения жизнеспособности клеток. В качестве защитных сред исп.: ра-ры АК, углеводов, белков и др. ве-в, которые замедляют внутриклеточное образование льда и защищают клетки от глубокого необратимого обезвоживания. Чтобы избежать денатурации белка подбирают оптимальные условия кристаллизации воды, также значение имеет скорость замораживания. Способы замораж. биомассы: *конвективное замораж.; *комбинирование; *контактное замораживание на контактируемых полках. Аппарат для сушки состоит из сушильной камеры, кондансатора/сублиматора и вакуумно-насосной системы. Оценка процесса ферментации:исп. кинетические и экономические показатели в табл.1. В процессе ферментации контролируют содержание основного субстрата (s)-источник углевода, содержание биомассы и содержание целевого продукта (р). По этим показателям и кривой роста вычисл:1.Удельную скорость роста культуры; 2.Продуктивность процесса по биомассе/продукту; 3.Экономич. коэф. Табл. 1. Основные показатели процесса ферментации

Показатель	Символ и ЕИ	Расчетная формула	Примечание
С биомассы	Х, г/л	X1=X0• eμ(t1-t0)	для логарифмической фазы роста
С субствата	S, г/л
С продукта	Р, г/л
Удельная скор.роста	μ, ч-1	μ=ln(x1-x0)/(t1-t0)	для периодич. культуры/культивирования
Коэф.разбавл.(скорость разбавл.)	D, ч-1	D=μ	для непрерывного культивирования
Продуктивность по биомассе	Qx, г/л ч	=(x1-x0)/(t1-t0)	для периодич. культивиров.
		=D•x	для непрерывного
Продуктивность по целевому продукту	Qр, г/л ч	=(Р1-Р0)/(t1-t0)	для периодического
		=D•P	для непрерывного
Выход продукта по субстрату	Ур/s, г/г	=(P1-P0)/(S0-S1)
Выход биомассы по субстрату	Ух/s, г/г	=(x1-x0)/(S0-S1)

Влияние условий среды на рост микроорганизмов Табл. 2. Основные факторы среды, определ. рост и активность продуцентов

Фактор	Роль при культивировании	Методы управлений
Состав и конц. питательных веществ	обеспечивают метаболизм	составление оптимальных соотношений, подпитка во время ферментации, непрерывность процесса, многостадийность с учетом потребности продуцента по фазам роста
Конц. продукта и ингибиторов	замедление биохимических реакций	осаждение продукта по мере накопления, ферментация с диапазоном, ферментация с испарением летучего продукта
pH	оптимизация скорости биохим. реакций (диапазон от 3,5 до 9)	регулирование путём добавления ки-та или щелочей
t	оптимизация скорости биохим. реакций	методы охлаждения или подогрев культуральной ж. при помощи теплообменников или t, подаваемой в ферментер субстратов
Осмотические давление	определение границ жизни	составление питательных сред с оптимальной конц. в-в и поддержание на постоянном уровне путём разбавления водой или добавление отдельных компонентов
Содержание растворенного О2	для аэробов-обеспечение анаэробного метаболизма, ингибирование роста анаэробов	для анаэробных процессов регулируют интенсивность аэрации или добавлением О2. Для анаэробных процессов проведение в безкислородной среде, что достигается продуванием N2 или СО2 или добавлением восстановителей
Содержание СО2	как источник углерода; замедление метаболизма	как источник углерода; замедление метаболизма
Перемешивание среды	равномерное распределение питательных в-в и биомассы по всему ферментеру	организация перемешивания в ферментерах при помощи механических мешалок, циркуляционных и барбатажных систем
Вязкость среды	диффузия питательных в-в и перемешивание клеток продуцента	регулирование компонентами питания, конц. биомассы и наличие полимерных внеклеточных продуктов. Вязкость влияет на перемешивание и аэрацию, для чего требуется спец. технич. средства

Основные типы ферментационных аппаратов и принципы их классификаци Чем больше V ж в ферментере, тем сильнее проявляется в нем неидеальность перемешивания, тепловая и диффузионная неравномерность, а также неравномерность распределения вносимой энергии, что все вместе создаст резко различающиеся условия жизнеобеспечения клеток в различных частях аппарата. Так, при культивировании дрожжевых и др. быстрорастущих одноклеточных организмов в произ-ве био-массы потребляется большое кол-во O2. Здесь требуется эффективная система массопередачи O2, обеспечивающая большую скорость процесса. Вместе с тем ж слабо пенится, а посторонняя микрофлора не приносит большого ущерба технологическому процессу. Для этих произ-в получили развитие относительно простые, часто негерметичные и недорогостоящие при изготовления аппараты, в которых перемешивание осущ. воздухом путем создания различных циркуляционных контуров для массо-переноса O2 в ж, совмещенного с его барботажем. Культивирование грибов и актино-мицетов, образующих в глубине жидкости колонии и их скопления больших размеров, по сравнению с клетками, предъявляет особые требования к интенсификации массо-передачи от ж к клеткам. Процесс затрудняется большой вязкостью культуральной ж. При исп. таких организмов в произ-ве биологически активных соед. получили распространение герметичные стерилизуемые реакторы, изготовленные из дорогостоящих сталей, легированных цветными металлами, и снабженные многоярусными мешалками. Сейчас получают развитие и аппараты комбинированного типа с пневматическим и механическим перемешиванием, обладающие высокими массообменными хар-ками. Классификация ферментеров: 1.аэробные, анаэробные; 2.периодические, непрерывные; 3.асептические, нестерильные; 4.целевой продукт в клетках, вис клеток; 5.культивирование поверхностное и глубинное; 6.культивирование глубинное на растворимых и на нерастворимых субстратах; 7.гидродинамические условия в ферментере, близкие к идеальному перемешиванию, идеальному вытеснению. Другая классификация: по условиям проведения процесса культивирования: (идеальное перемешив.; промежуточное состояние перемешивания;ид. вытеснение) (непрерывные;полунепрерывные; БИОРЕАКТОРЫ (стерильные;асептические; периодические) нестерильные) (на раств. субстратах; на жид. нераств. субстр.;на тв. субстратах; на газообр. субстр.) Классификация ферментеров по способу ввода энергии в аппарат: 1-с газовой фазой, 2 — с жидкой фазой, 3 — с газовой и жидкой фазами (комбинированные). Ферментеры по способу подвода энергии:*С подводом энергиигазовой фазой: пульсационные; с плавающей насадкой колонные; трубчатые; тарелчатые колонные; газлифтные колонные: •рециркуляционные петлевые; барботажные газлифтные; барботажные колонные; барботажные.*С подводом энергии жидкой фазой:струйные: •с затопленной струей,•с падающей струей; эжекторные, с самовсасывающими мешалками: •с одновальными мешалками,•с многовальными мешалками.*С комбинированным подводом энергии:комбинированные; с перемешивающими устройствами: •с вибромешалкой,•с одновальными мешалками,•с многовальными мешалками,•с мешалками колонные. Схемы классификации: а – ферментеров по способу ввода энергии; б – биореакторов с учетом способа ввода энергии Ферментеры с подводом энергии газовой фазой (рис. 3.11) Общим признаком этих аппаратов явл. ввод энергии с газовой фазой, которая явл. ее носителем. Эта группа ферментеров характеризуется простотой конструкции и высокой надежностью в связи с отсутствием движущихся узлов и деталей. К этой группе относятся барботажные аппараты:(3.11 а, б) с личной конструкцией барботеров а также эрлифтные или барботажно-эрлифтные ферментеры (3.11, в, г, д). Особое место занимают колонные ферментеры, секционированные по высоте тарельчатыми устройствами (3.11 е, ж, з). Рис 3.11. Ферментеры с подводом энергии газовой фазой: а-ферментер барботажный, H/D<2; б-ферментер барботожный колонный, H/D<2; в-ферментер барботажно-газлифтный, H/D< 2; г-ферментер газлифтный колонный, Н/D> 2; д-ферментер газлифтный петлевой колонный; е-ферментер газлифтный рециркуляционный колон-ный; ж-ферментер тарельчатый колонный; з-ферментер с плавающей насадкой колон-ный; и - ферментер трубчатый; к-ферментер газлифтный пульсационный; 1-корпус; 2-воздухораспределитель; 3-диффузор; 4-диспергатор; 5-теплообменник: 6- циркуляционная труба; 7-тарелка; 8-пеногаситель; 9-переливная труба; 10-насадка; 11-клапан. Ферментеры с подводом энергии жидкой фазой (рис. 3.12) Обычно энергия в аппаратах этой группы передается ж фазе самовсасывающей мешалкой или насосом. В послед-нем случае ж вводится в аппарат через специальное устройство (сопло, эжектор, диспергатор и т. п.) конструкций ферментеров этой группы. К этой же группе относятся широко распространенные ферментеры с самовсасывающими мешалками (рис. 3.12 а, б, в). Эти аппараты характеризуются тем, что не требуют специальных воздуходувных машин для подачи воздуха в аппарат. Это явл. важным ДОСТОИНСТВОМ аппаратов. Поступление воздуха осуществляется за счет разложения, возникающего в воздушной камере мешалки, которая одной стороной соединяется воздуховодом с атмосферой, а др. — с ж, отбрасываемой лопатками мешалки. Аппараты этого типа нашли широкое применение в отечественной практике в производстве кормового белка. К НЕДОСТАТКАМ следует отнести трудность создания асептических условий, оптимизации и управлен. интенсивностью гидродинамич. и массообменных процессов в связи с исп.м принципа самовсасывания. Ферментеры эжекционные (рис.3.12 г). ДОСТОИНСТВОМ аппаратов этого типа является возможность рецикла газовой фазы, что особенно существенно в случае использования в качестве сырья природного газа и при аэрации среды воздухом с повышенным содержанием кислорода. НЕДОСТАТКОМ явл. необходимость применения специальных насосов для перекачив. газосодержащих культуральных жидкостей. Ферментеры струйные (рис. 3.12, д, е). Характерной особенностью этих аппаратов явл. наличие внешнего циркуляционного контура, включающего насос, эжекционное устройство (одно или батарею), систему циркуляционных трубопроводов. Возможность рецикла газовой фазы и сравнительно простое устройство отличает этот тип аппаратов от др. Известны два типа струйных аппаратов - «затопленной» и с падающей струей. НЕДОСТАТКОМ явл. необходимость применения специальных высоконапорных насосов для перекачивания сред с большим содержанием газа. Рис. 3.12. Ферментеры с подводом энергии жидкой фазой: а – ферментер с одной самовысасывающей мешалкой; б – ферментер с несколькими самовысасывающими мешалками; в- ферментер с самовысасывающими мешалками и внешним циркуляционным корпусом; г – ферментер эжекционный; д – ферментер струйный с затопленной струей; е – струйный с падающей струей; 1 –корпус; 2 – самовысасывающая мешалка; 3 – циркуляционный контур; 4 – насос; 5 – диффузор; 6 – теплообменник; 7 – эжектор; 8 – воздухозаборник; 9 – рассекатель; 10 – труба с насадкой. Ферментеры с подводом энергии к жидкой и газовой фазам (рис. 3.13) Основным конструктивным элементом явл. перемешивающее устройство, обеспечивающее высокую интенсивность растворения O2 и высокую степень диспергирования газа, нерастворимых субстратов и гомогенизации среды. К этой группе аппаратов относятся также ферментеры, у которых энергия к ж фазе подводится одновременно перемешивающим устройством и насосом или только насосом. Тут же энергия с газовой фазой вводится обычным способом. На рис. 3.13 показаны схемы основных конструкций ферментеров этой группы.Ферментеры с перемешивающими устройствами и барботажем (рис. 3.13, а, б, в, г). Перемешивающее устройство таких ферментеров выполняется в виде вала с установленными на нем одной или несколькими мешалками. Под нижней мешалкой у днища обычно расположен газораспределитель, который может быть как вращающимся, так и неподвижным. Внутри аппарата размещают циркуляционные стаканы и тепло-обменники. Известны конструктивные решения с исп.м выносных теплообменников.Ферментеры комбинированные с циркуляционным контуром и аэрацией (рис. 3.13, д, е, ж). Характерным признаком этих аппаратов является подвод энергии к жидкой фазе осевой мешалкой или насосом. Воздух в аппарат подается обычным способом, используя газодувки. Рис. 3.13 ферментеры с подводом энергии к жидкой и газовой фазам: а-ферментер с мешалками одновальными; б-с мешалками многовальными; в-с мешалкой колонный; г-с вибромешалкой; д-с комбиниров. вводом энергии колонный; е-с комбинированным вводом энергии; ж-с циркуляционным контуром; 1-контур; 2-вал; 3-мешалка; 4- воздухораспределит.; 5-теплообменник; 6-диффузор; 7-насос; 8-переливные устройства; 9-тарелка. Биотехнологическое получение белковых ве-в