Хемостат

Рабочие характеристики проточных биореакторов непрерывного действия лучше всего оценивать исходя из расчета материального баланса по биомассе, лимитирующему субстрату и продукту. Используя самую приближенную классификацию проточных биореакторов непрерывного действия с суспензионными культурами, можно выделить два типа реакторов реакторы с идеальным перемешиванием и проточные биореакторы в режиме полного вытеснения (реакторы поршневого типа).Биореакторы с идеальным перемешиванием могут работать как хемо-статы или как турбидостаты, В хемостате поддерживается постоянная плотность микробной культуры за счет потребления лимитирующего субстрата или какого-либо иного питательного вещества, а в систему турбидостата входит светочувствительное устройство, которое измеряет оптическую плотность культуры и обеспечивает ее постоянство. В промышленности, как правило [c.420]

Рис. 10.7. Теоретическая зависимость концентрации биомассы, концентрации лимитирующего субстрата в стационарном состоянии, выхода микробной биомассы от скорости разбавления для простого хемостата (Цт=1,0 ч ,

Рис. 6.9. Принцип непрерывной культуры в хемостате, / -сосуд с питательной средой, снабженный компенсационным фильтром КФ) и трубкой для дозаправки (Т) 2-перистальтический насос 3-хемостат с притоком питательной среды (СР), мешалкой (М), фильтром для воздуха (ФВ) и приспособлением для отбора проб ОП)-, 4-приемный сосуд с фильтром для выходящего воздуха (ФВ).

Существуют две разновидности открытого культивирования. Первая — турбидостат — подразумевает измерение и автоматическое поддержание концентрации клеточной биомассы в реакторе на одном уровне путем изменения скорости протока. Вторая разновидность — хемостат — заключается в подаче в биореактор с постоянной скоростью питательного раствора при одновременном откачивании с той же скоростью клеточной суспензии. [c.183]

Различие хемостатов и турбидостатов заключается лишь в том, что контроль за процессом включает фотоэлектрические элементы за регуляцией подачи свежей питательной среды и отвода культуральной жидкости [c.280]

Для непрерывного культивирования типа хемостат (при посто ЯННОМ объеме, перемешивании и одинаковой скорости подачи пи тательной среды и отбора готовой культуры) справедливо уравне ние, описывающее динамику накопления биомассы микроорганизма [c.212]

Рис. 6.11, Соотношения между плотностью бактериальной суспензии, концентрацией субстрата, временем удвоения и урожаем бактерий в условиях динамического равновесия при различных скоростях разведения ( >) в хемостате. Данные для бактериальной культуры со следующими параметрами

Рост в турбидостате. От описанной выше непрерывной культуры в хемостате существенно отличается непрерывная культура в турбидостате. Как указывает само название, работа турбидостата основана на [c.202]

В системе "хемостат" величину клеточной популяции контролируют с помощью отдельных компонентов питательной среды [c.306]

Часто культуру клеток выращивают в условиях, когда время генерации поддерживается постоянным, однако плотность клеток в среде не возрастает. Для этих целей создано простое устройство, названное хемостатом. Среда в сосуде с культурой, содержащая определенное число бактерий, непрерывно перемешивается. В этот сосуд из специального резервуара все время поступает свежая культуральная среда, а часть содержимого сосуда вместе с суспендированными бактериями непрерывно выводится в другой сосуд. Численность популяции бактерий в сосуде достигает постоянного уровня, который может поддерживаться относительно долго. [c.40]

Отбор на чашках с агаром основан на том, что часть организмов отвечает на воздействие по принципу все или ничего . Колонии мутантов растут, а диких клеток — нет. Однако при-получении промышленных штаммов, особенно предназначенных для использования в длительных процессах ферментации, нередко стремятся получить для конкретных условий относительно небольшие различия в скорости роста. В этом случае отбор происходит при непрерывном культивировании. В хемостатах при длительном выращивании культура все время находится в экспоненциальной фазе роста, и это позволяет выделять даже те мутанты, у которых сродство к субстрату, удельная скорость роста или устойчивость к токсическому действию высоких концентраций субстрата или продукта лишь немного превышает исходный уровень. [c.299]

Модель простого хемостата для аппарата с перемешиванием. [c.137]

Рис. 10,9. Теоретическая зависимость концентрации биомассы и лимитирующе-то субстрата в стационарном состоянии, а также выхода микробной биомассы в биореакторе от скорости разбавления для хемостата с концентрированием микробной биомассы и ее повторным использованием ч , Кз —

В процессе полного смешения размножение культуры происходит в ферментаторе при интенсивном перемешивании и аэрации Во всем объеме культуральной жидкости условия должны быть одинаковыми При этом в ферментаторе могут быть созданы условия, соответствующие любой точке кривой размножения культуры, выращиваемой периодическим способом Процесс полного смешения может быть организован по типу системы "турбидостат" и "хемостат" [c.306]

Если профиль водного раствора субстрата распространяется (течет) равномерно по всему сечению аппарата, то такой реактор функционирует по "поршневому типу". При этом концентрация субстрата максимальна на входе в аппарат, а концентрация целевого продукта — на выходе из аппарата. Реактор IV типа напоминает хемостат для культивирования микробов (удобен для контроля pH, температуры). Если конечный продукт может выступать ингибитором фермента, то в подобных случаях удобна конструкция III, если же при определенных условиях ингибитором оказывается субстрат, то лучше использовать конструкцию I. В IV реакторе поток раствора субстрата должен быть таким, чтобы постоянно удерживать фермент во взвешенном состоянии и не уносить его с выходящим потоком раствора целевого продукта. [c.465]

Применяются реакторы, работающие в режиме хемостата, поэтому о турбидостатах мы далее говорить не будем. [c.421]

Подставив в (48) выражение для Ps и разделив на Vdi, мы получим для стационарного состояния (при котором ds dt==iO) уравнение, которое представляет собой уравнение для обычного хемостата (41). Подставив в него выражение для s, будем иметь [c.427]

Рост в хемостате. Хемостат (рис, 6.9) состоит из сосуда-культиватора, в который из особого резервуара поступает с постоянной скоростью питательный раствор. Благодаря аэрации и механическому перемешиванию в культиваторе создаются оптимальные условия для снабжения клеток кислородом и для более быстрого и равномерного распределения питательных веществ, поступающих с новыми порциями раствора. По мере поступления в культиватор питательного раствора из него вытекает бактериальная суспензия. [c.200]

Обозначим объем сосуда через V (литров), а скорость поступления питательного раствора - скорость притока-через / (литров в час) тогда скорость разведения /) будет равна//К Величина О, таким образом, отражает объем жидкости, сменяемый за 1 ч. Если бы при запуске хемостата бактерии, находящиеся в культиваторе (х[г/л]), не росли, то они вымывались бы из сосуда и скорость вымывания была бы равна Ох = йх [c.200]

Стабильность динамического равновесия культуры в хемостате обусловлена тем, что ее рост лимитирует концентрация какого-то субстрата. Величина ц поддерживается на низком уровне. Хемостат представляет собой саморегулирующуюся систему, простую в работе если скорость притока достаточно долго остается постоянной, то работа хемостата регулируется автоматически. [c.202]

Принципиальные различия. Между классической периодической культурой и непрерывной культурой в хемостате имеются принципиальные различия, которые в заключение следует еще раз подчеркнуть. [c.203]

На мутантах, дефектных по одному из ферментов биосинтеза аргинина, путем опытов в хемостате удалось показать, что состояние дерепрессии может сохраняться если рост клеток лимитируется аргинином. активность фермента в 25 раз выше обычного уровня. [c.477]

В открытой системе с постоянной культурой происходит постоянное поступление новых количеств субстрата и рост может продолжаться неограниченно долго. В хемостате (полное смещение, чистая культура, постоянство состава среды, движения и объема культуры) концентра- ция лимитирующего рост вещества в сосуде с культурой является прямым показателем скорости роста [24]. [c.246]

Ни одна из двух рассмотренных искусственных систем (прерывистая культура, хемостат) не отражает тем не менее реальных условий смешанной популяции в природной среде. Ценность этих методов заключается в возможности изучения роста как наиболее чувствительного показателя сложных условий питания [25]. [c.246]

Атмосфера Земли представляет собой гигантский хемостат, в котором сохраняются постоянными химические потенциалы некоторых газов, что в сушественной мере определяет химическую эволюцию на Земле. Считать, что средняя температура атмосферы Земли составляет 15 °С, среднее давление паров воды 1,7 10 2 бар, давление метана и водорода равны 1.810 и 5,6-10" бар соответственно. Рассчитайте равновесное давление водорода в земной атмосфере, предполагая, что оно определяется равновесной диссоциацией а) воды 2Н2О = 2Н2 + О2 [c.32]

При внесении Н2О2 в подаваемую в биореактор среду культивирования с фенолом (концентрация фенола 1,8 г/л, pH 7,0) в режиме хемостата бактериальный ценоз, адаптированный к Н2О2, выдерживал присутствие перекиси водорода в концентрации до 3 г/л при производительности по окисленному фенолу до 0,22 г/(л.ч) (рис. 4). [c.233]

Рис. 4. Изменение параметров процесса биологического окисления консорциумом микроорганизмов при pH = 7,0 в режиме хемостата при добавлении Н2О2 (1 - оптическая плотность, 2 - концентрация фенола, г/л, 3 - скорость протока, ч )

Результаты культивирования в условиях хемостата показали, что биоценозы могут "работать" при непрерывной подаче Н2О2 в биореактор при содержании перекиси во входной среде до 3 г/л. В то же время, достигнутые показатели скорости окисления фенола и производительности биореактора не очень значительно отличались от таковых для контрольных вариантов на основе обычных консорциумов микроорганизмов-фенолдеструкторов и без использования дополнительного химического окисления. [c.235]

Графики на рис. 3.15, а, б иллюстрируют соотношение между экспериментальными данными и результатами расчета по модел простого хемостата для различных показателей работы биореакторов. [c.139]

В зависимости от метода, благодаря которому культура поддерживается в состоянии динамического равновесия (когда ц=0), различают турбидостатный и хемостатный принципы. По турбидостатному принципу скорость притока среды такова, что концентрация биомассы в системе постоянна, а по хемостат-ному принципу в системе поддерживается постоянная концентрация одного из компонентов среды (углерода, кислорода, соответствующего витамина и др.). [c.70]

Показана возможность ведения процесса ферментации в проточном режиме. При работе с End. fibuliger по непрерывному методу динамическое равновесие гомогенного хемостата устанавливается при D от 0,10 до 0,27 ч . При этом максимальная удельная скорость образования глюкоамилазы наблюдается при D = 0,2 ч-, когда /С = 5,7 г О2/Л в час. [c.198]

В Институте микробиологии нм. А. Кирхенщтейна АН ЛатвССР под руководством академика Бекера разработаны основы непрерывного культивирования микроорганизма - продуцента лизина Breviba terium sp. 22Л. По методу хемостата равновесное состояние системы устанавливается при скорости протока 0,05 <0,20ч. [c.37]

Неопределенно длительное время можно выращивать клетки млекопитающих в непрерывных хемостатных культурах, когда удается добиваться постоянства концентрации лимитирующего субстрата и плотности клеток (см. главу 7). Теория и практика непрерывного культивирования впервые сформулированы в 1950 г. Ж. Моно, и, независимо от него, А. Новиком и Л. Сцилардом, предложившими термин "хемостат". В хемостатах скорость подачи свежей среды и отбора культуры равны (как и объем их). Скорость роста, развития и размножения клеток контролируется скоростью подвода лимитирующего компонента, а численность — его концентрацией. В качестве лимитирующего рост агента чаще всего используют глюкозу, реже — фосфат и другие вещества. При правильном подборе условий выращивания в хемостатах удается на порядок увеличить выход клеток по сравнению с периодическим культивированием. Причем, хемостатные культуры отличаются накоплением физиологически однотипных клеток. Это можно показать на примере с клетками лейкемии мышей — L 1210 (таблица 55), которые засевали (инокулят) в концентрации 2 10 клеток/мл для периодического культивирования, длившегося 3 суток до пол П1ения максимальной плотности 2,5 10 клеток/мл (суспензионные культуры). При хемостатном культивировании скорость подачи среды и отъема культуры составляла 0,3 сут . [c.543]

ХЕМОСТАТ м. Ферментёр с полупроницаемой мембраной для непрерывного извлечения продуктов биосинтеза. [c.477]

При непрерывном культивировании в хемостате конкуренция между двумя видами микроорганизмов за один лимитирую-Щ.ИЙ субстрат определяется обычно именно их сродством к этому субстрату, а не максимальной удельной константой скорости роста [Хт. При стационарном режиме в простом хемостате без iiOBTOpHoro использования биомассы концентрация лимитирующего субстрата равна [c.411]

Рис. 10.4. Соотношение Моно для культуры, представляющей собой смесь микроорганизмов А и В, которые растут на одном лимитирующем субстрате (Harder et al,, 1977). А. (Д-тА>Цтв, Ksa

Уравнение материального баланса для бнореактора, работающего в проточном режиме с идеальным перемешиванием без рецикла, т. е. обычного хемостата (рис, 10.6), где продуктом служит только микробная биомасса, выглядят следующим образом. [c.423]

Рост культуры в хемостате контролируется концентрацией субстратов. На таком ограничении скорости роста концентрацией одного из необходимых субстратов (донора электронов, источника азота, серы или фосфора) основана стабильность системы. Если вследствие этого ограничения истинная скорость роста оказывается меньше Цмакс (максимальной скорости, достижимой при насыщении субстратом), то скорость разбавления О можно менять в широких пределах без того, чтобы это привело к снижению плотности суспензии. Однако скорость разбавления не должна превышать Цмакс- [c.201]

Зависимость константы роста ц от концентрации субстрата описывается кривой насыщения (рис. 6.10). Вообще говоря, бактерии способны расти с максимальной скоростью уже при очень незначительных концентрациях субстрата (например, 10 мг глюкозы на 1 л). Только при еще меньших количествах субстрата величина л, зависит от его концентрации. Ту концентрацию субстрата, при которой скорость роста ц достигает половины максимального значения (ц = Цмакс/2), обозначают Кз- Величина Кз наряду с величинами 7 и Цмакс-это один из важнейших параметров, характеризующих рост бактерий в хемостатах. [c.201]

Биохимия Том 3 (1980) -- [ c.40 ]

Общая микробиология (1987) -- [ c.200 , c.201 , c.477 ]

Микробиология (2006) -- [ c.80 ]

Молекулярная генетика (1974) -- [ c.146 , c.177 ]

Научные основы экобиотехнологии (2006) -- [ c.23 , c.39 , c.40 ]

Культура животных клеток Методы (1989) -- [ c.102 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология