516 Bioreactions và Bioreactor Operation
Ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1Image của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1Image của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1Image của hình 1Image của Hình 1 Hình ảnh của Hình 1
Hình 1 Sơ đồ (a) hàng loạt, (b) cho ăn-lô, và (c) canh tác liên tục. X: nồng độ sinh khối (g / l); P: nồng độ của sản phẩm (g / l); F: tỷ lệ thức ăn tích mà các chất dinh dưỡng được thêm vào (l / h); V0: thể tích ban đầu của môi trường trong bioreactor (l); V: thể tích cuối cùng của môi trường trong bioreactor (l); S: nồng độ cơ chất tức thời trong Bioreactor (g / l); S0: nồng độ cơ chất trong thức ăn.
Hình thành bởi các chất xúc tác bởi sự tương tác của họ với các chất nền; bên cạnh đó, họ xúc tác tổng hợp của mình. Dựa trên các môi trường, loại tế bào, và các đặc điểm đặc trưng của chất nền và chiến lược thức ăn của nó, phương thức hoạt động lò phản ứng có thể là hàng loạt, hàng loạt cho ăn, hoặc liên tục canh tác (Hình 1).
2.38.1.1 mẻ lên men
hàng loạt quá trình lên men là rất năng động chưa một hệ thống khép kín, trong đó tất cả các thành phần môi trường, ngoại trừ các loại khí như oxy, axit hoặc cơ sở để kiểm soát pH, và chống tạo bọt đại lý, được đặt trong các lò phản ứng ở đầu của việc trồng. Trong quá trình đó không phải là bất kỳ Ngoài ra cũng không thu hồi các chất dinh dưỡng. Nồng độ các chất dinh dưỡng được thay đổi liên tục theo thời gian và hệ thống vẫn ở trong tình trạng không ổn định năng động. Những bất lợi chính của trồng hàng loạt là năng suất thấp do thời gian chết cao (thời gian nonproduction được sử dụng để làm sạch, khử trùng, và khởi động của một canh batch) của nó trong hai canh tác hàng loạt.
2.38.1.2 Chế độ liên tục Trồng trọt
Trong chế độ liên tục canh tác , môi trường mới được tiếp tục gia tăng trong lên men với một loại bỏ đồng thời vừa trải qua có chứa các chất dinh dưỡng còn sót lại từ các lò phản ứng sinh. Điều này giữ không đổi khối lượng lò phản ứng và giúp duy trì các tế bào trong một giai đoạn tăng trưởng được xác định trước (trạng thái sinh lý). Do đó, một trạng thái ổn định đạt được, giúp thiết lập các mối quan hệ giữa hành vi vi sinh vật (sinh lý) tùy thuộc vào các điều kiện sẵn có chất dinh dưỡng hạn chế. Đồng thời, họ tính năng hình thành sản phẩm liên tục với năng suất cao hơn. Tuy nhiên, canh tác liên tục có thể không thích hợp cho việc sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp chủ yếu là do khó khăn trong việc duy trì tỷ lệ pha loãng thấp, đó là, tốc độ tăng trưởng cụ thể trong các phản ứng sinh học. Ngoài ra ô nhiễm hoặc đột biến cũng có thể dẫn đến thất bại của quá trình canh tác liên tục.
2.38.1.3 Fed-lô lên men
Các quy trình canh tác nuôi-lô thường tính năng không để cho nước dùng từ các lò phản ứng trong suốt thời gian lên men; Tuy nhiên, tỷ lệ bổ sung các chất dinh dưỡng hạn chế giúp kiểm soát tốc độ phản ứng. Điều kiện tiệt trùng được duy trì trong suốt quá trình và sản phẩm thường được rút chỉ ở phần cuối của loạt.
Tuy nhiên, quá trình cho ăn-lô là lao động tương đối nhiều sâu vì nhu cầu để khử trùng các thiết bị sau mỗi mẻ và đòi hỏi thức ăn dinh dưỡng chính xác tại thời gian khi họ đang dần biến mất và duy trì các điều kiện phát triển cụ thể cho việc sản xuất các chất chuyển hoá cụ thể. Điều này dẫn đến sự thay đổi nồng độ sản phẩm hàng loạt-to-lô trong chất lượng. Tuy nhiên, chế độ này hoạt động được ưa thích vì nó có thể loại bỏ thức ăn chất nền quá mức mà có thể ức chế sự phát triển vi sinh vật và sự hình thành sản phẩm. Do đó, trồng trọt cho ăn-lô là các chế độ ưu tiên trồng vì nó có tính linh hoạt cao hơn so với hoạt động liên tục. Trồng Fed-lô đã được sử dụng thành công trong việc sản xuất axit lactic [1], poly- (β-hydroxybutyrate) [2, 3], sinh khối, kháng sinh [4], và các protein tái tổ hợp [5].
2.38.2 Các loại khác nhau phương thức canh tác Fed-lô
Sự lên men fed-batch bao gồm sự phát triển và sản xuất giai đoạn. Tốc độ tăng trưởng hàng loạt đầu tiên được theo sau bởi sự bổ sung của một hoặc nhiều chất dinh dưỡng hạn chế đến lên men mà không cần loại bỏ các tế bào hoặc các sản phẩm từ lên men. Trong hoàn cảnh này, tốc độ sản xuất sinh khối có thể được đưa ra bởi eqn 1:
dðVXÞ
? ΜXð1-αXÞV ¼½1
dt nơi μ là tốc độ tăng trưởng cụ thể, X là nồng độ sinh khối tại bất kỳ thời điểm t, V là thể tích của môi trường và α là một hằng số. Sự gia tăng nồng độ sinh khối trong các kết quả lên men trong một chậm lại của tăng trưởng có thể được giải thích bởi
đang được dịch, vui lòng đợi..