Суспензии микроорганизмов

Теплообменные процессы в биохимическом производстве протекают практически на всех технологических стадиях. На стадии приготовления питательной среды в теплообменных аппаратах осуществляют тепловую стерилизацию солевых потоков воды, повторно используемой культуральной жидкости. Выносные и встроенные теплообменники используются на стадии ферментации для снятия биологического тепла. Тепловая обработка суспензий микроорганизмов используется для улучшения условий концентрирования клеток. Тепловое воздействие или термообработку микроорганизмов применяют для уничтожения живых клеток, для охла- [c.121]

Рис. 2. Схема сгущения суспензии микроорганизмов с использованием флотационного и сепарационного оборудования

Эрлифтные биореакторы, вообще говоря, более эффективны, чем барботажные колонны, особенно в случае суспензий микроорганизмов с большой плотностью или вязкостью. Перемешивание в них более эффективно и проблема слипания пузырьков не столь велика. В особенно больших эрлифтных ферментерах, таких как ферментер на 1 500 ООО л фирмы I I (Англия), сконструированный для получения белков одноклеточных микроорганизмов, ддя прохождения клетками полного цикла в реакторе требуется весьма значительное время. Чтобы обеспечить их субстратами на все время их перемещения с током жидкости, субстраты вводились но всей длине реактора сразу во многих точках. [c.359]

Условия функционирования узла следующие. В биореактор поступают потоки питательной среды /.], нейтрализующего агента 2 и культуральной жидкости L (после сепарационного разделения последний содержит определенное количество клеток микроорганизмов). В отводимом из сепаратора потоке Ц находятся концентрированная биомасса микроорганизмов и некоторое количество неутилизированной питательной среды (субстрата). Поток суспензии микроорганизмов из биореактора в сепаратор обозначим з. Биореактор имеет систему охлаждения II, обеспечивающую поддержание заданной температуры процесса ферментации в условиях выделения тепла при реакции биосинтеза. Суспензия микроорганизмов при сепарации дополнительно подогревается. Биореактор представлен в виде трех операторов — I — смешение , II — теплообмен , III — биохимический синтез , а сепаратор в виде двух операторов — IV — теплообмен и V — разделение . [c.19]

В начале 1972 г. мы впервые наблюдали, как ведет себя суспензия микроорганизмов при протекании через зернистую загрузку, помещенную в электрическое поле, направленное перпендикулярно потоку жидкости [46,, 48, 59]. В результате многочисленных опытов нами было обнаружено новое явление, которое в общем виде можно сформулировать так удерживание частиц различной степени дисперсности (в том числе и некоторых образующих истинные растворы веществ) поляризованными материалами . Внешне суть явления сводится к тому, что слой зернистого, волокнистого или пористого материала, который не представляет собой никакой реальной фильтрующей перегородки для частиц малого размера, будучи помещенным в электрическое поле, превращается в высокоэффективный фильтр, задерживающий всякие коллоидные частицы и многие вещества, образующие истинные растворы. Так как это явление новое и несомненно представляет определенный практический интерес как для отделения микроорганизмов от воды, так и для очистки жидкостей, концентрирования примесей, растворимых в жидкости или находящихся в ней в коллоидно-дисперсном состоянии, разделения частиц биологического и небиологического происхождения и т. п., мы считаем целесообразным несколько более подробно изложить его основные закономерности. [c.207]

Пенная флотация суспендированных клеток и агломерированных частиц посредством пузырей воздуха является одним из наиболее эффективных методов для разделения суспензий микроорганизмов. Обычно флотация проводится в аппарате с единственным поступающим потоком среды в виде суспензии, из которого отводятся два потока один — обогащенный ценным материалом и другой — с отходами. Целью реализации процесса флотации является достижение максимальной степени извлечения (отношение количества твердого вещества в концентрате к его количеству в питании) и наивысшего показателя качества. По ряду причин разделение в одном аппарате редко бывает полным и для того, [c.240]

Для испытания биостойкости металлов и покрытий к грибам применяют суспензию микроорганизмов, в 1 мл которой содержится 1...2 млн. спор каждой культуры, входящей в смесь. Суспензию наносят на поверхность образца с добавлением одной из питательных сред (табл. 15) из расчета 1 5 по объему. [c.64]

Было бы нецелесообразно обсуждать здесь детально конструкции аппаратов, применяющихся для изучения воздушной инфекции. Как правило, туман, полученный распылением суспензии микроорганизмов, либо вводят в статическую камеру, либо непрерывно пропускают через горизонтальную трубу 2 нли через вертикальную замкнутую аэродинамическую трубу Последняя система имеет ряд преимуществ. В статической камере и в горизонтальной трубе трудно поддерживать постоянную и равномерную концентрацию аэрозолей и распределение частнц по размерам из-за потери частиц, вызванной их оседанием. В вертикальной же трубе не только устраняются эти трудности, но помимо этого, при пропускании аэрозоля снизу вверх крупные капли выпадают и аэрозоль делается более однородным. Вертикальная труба весьма удобна в сочетании с дисковым распылителем и это обстоятельство удачно использовано в аппарате. [c.352]

В природе встречается множество микроорганизмов. Но в производстве для микробиологического получения различных веществ используют главным образом чистые культуры, т. е. однородные популяции микроорганизмов одного определенного вида и штамма. Чистую культуру обычно получают из одной изолированной клетки, которую потом постепенно размножают в стерильной среде. Эту работу проводят в стерильном боксе. Чистую культуру удобно изолировать, используя твердые среды Коха — агар, желатин и др. Если на поверхность твердой среды посеять достаточно разведенную суспензию микроорганизмов, то в благоприятных условиях вокруг каждой клетки культуры образуется островок однородных клеток — колония (см. приложения 6 и 7). Клетки из одной колонии при помощи петли или иглы в стерильных условиях переносят в стерильную среду, где они продолжают размножаться. [c.67]

На чистое предметное стекло наносят небольшую каплю суспензии микроорганизма и к ней добавляют [c.51]

Технологические схемы производства белковых препаратов включают следующие основные операции приготовление посевного материала, приготовление питательной среды, выращивание микроорганизмов, вьщеление дрожжей флотацией, концентрирование суспензии микроорганизмов на сепараторах, плазмолиз, сушку и фасовку(рис.1а) [13]. [c.23]

Пенное фракционирование, флотация, в том числе и электрофлотация, основаны на способности пузырьков газа (воздуха, водорода, кислорода и др.) в присутствии ПАВ поднимать клетки микроорганизмов на поверхность жидкости при это.м образуется иена, которую отделяют и разрушают, получая концентрированную суспензию микроорганизмов и очищенную воду. [c.192]

Посев при помощи суспензии микроорганизмов или спор. К зрелым, прошедшим обильное спорообразование культурам, находящимся в пробирках, наливают на наклонную поверхность агаровой питательной среды мл стерильной воды. Бактериальной петлей проводят по поверхности колонии, чтобы споры попали в воду. Приготовленную таким образом суспензию вливают в пустую эрленмейеровскую колбу. Для посева из водной суспензии применяют стерильную пипетку, с помощью которой нужное количество суспензии переносят в жидкую питательную среду или на агаровый субстрат в чашках Петри. [c.29]

Датчик построен по схеме двухканального автоматического оптически компенсированного фотометра с одним фотоприемником. Суспензия микроорганизмов непрерывно циркулирует через рабочий канал 13 кюветы. В эталонный ка- [c.128]

Ниже представлены экспериментальные данные о влиянии pH исходной суспензии микроорганизмов на их флокулирующие свойства (расход микроорганизмов — 100 мг/л 15 %-ной суспензии фосфоритового концентрата использована свежая культура) [c.31]

Обработанную щелочью суспензию микроорганизмов в дальнейшем добавляют в сточные воды в качестве флокулянта. [c.35]

СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ СУСПЕНЗИИ МИКРООРГАНИЗМОВ [c.54]

Использование микроорганизмов и в первую очередь активного ила в качестве флокулянтов обусловливает необходимость предварительного сгущения суспензии микроорганизмов, эффективность которого зависит от способности микроорганизмов к седиментации. [c.68]

Приведенные данные показывают, что удельная скорость роста для хорошей флокуляции и последующей седиментации дрожжевых клеток составляет 0,14—0,17 ч . Тот факт, что только в узком интервале значений удельной скорости происходит интенсификация процесса седиментации, имеет большое практическое значение при сгущении суспензии микроорганизмов. [c.69]

Чтобы интенсифицировать седиментационные процессы, протекающие в суспензии микроорганизмов, в том числе и в активном иле, необходимо знать адгезионные свойства клеток микроорганизмов. [c.69]

На флокулирующие свойства микроорганизмов при их взаимодействии с минеральными частицами влияет и их возраст. По-видимому, это явление можно объяснить также действием электростатических сил, так как -по-тенциал с возрастом клеток микроорганизмов изменяется. Зависимость флокулирующих свойств клеток микроорганизмов от возраста имеет не только научный, но и практический интерес, так как своевременный отбор суспензии микроорганизмов из биореактора может привести к заметному повышению эффективности действия клеток микроорганизмов как флокулянтов. [c.70]

Суспензия активного ила в большинстве случаев более устойчива к действию реагентов, чем другие суспензии микроорганизмов, например бактерий, дрожжей. По-видимому, это объясняется особенностями образования хлопьев активного ила и более широким составом его микрофлоры. Однако при добавлении оптимального количества реагентов в суспензию активного ила наблюдаются процессы агрегации хлопьев и их более быстрое выпадение в осадок, чем в отсутствие реагентов. [c.71]

Смешиваемую суспензию, например суспензию микроорганизмов, подают в смеситель через патрубок ввода и смешивают с реагентом, в частности с электропроводным, в зоне магнитного поля, создаваемого 1—5 парами постоянных магнитов, половина из которых имеет трапецеидальное сечение, в результате этого создается неоднородное поле. [c.74]

Лабораторные опыты показали, что при добавлении смеси микроорганизмов в аэрируемый резервуар со взвешенным илом седимента-ционные свойства последнего восстанавливались через 19 сут., объем ила уменьшался с 97 до 20%, ил становился более компактным, быстрее осах<дался. Идентичные результаты получены при внесении суспензии микроорганизмов в промышленную установку через 25 сут. объем ила уменьшался с 95 до 25%, ил становился более плотным и компактным. [c.12]

Проведенные исследования показали, что в процессе аэрирования средний размер хлопьев по истечении нескольких суток увеличивается, а затем уменьщается. Полученные результаты подтверждают целесообразность предварительного аэрирования суспензии микроорганизмов, в том числе и избыточного активного ила, перед ее разделением на жидкую и твердую фазу. [c.15]

Гидродинамическая структура жидкостного потока в колонном биореакторе может соответствовать идеальному перемешиванию при наличии контура циркуляции, или приближаться к идеальному вытеснению при прямоточном взаимодействии барботируемого газа и питательной среды, что позволяет применять эти аппараты для широкого класса процессов культивирования аэробных микроорганизмов [20]. Необходимая величина скорости сорбции кислорода, с учетом потребления кислорода микроорганизмами, достигается в основном расходом газовой фазы и относительной скоростью движения газового и жидкостного потоков. В работах [5, 12, 20] рассмотрены примеры использования секционированных колонных бнореакторов в процессах микробиологического синтеза. В многоступенчатом колонном биореакторе, состоящем из секций, разделенных перфорированными тарелками, подача субстрата осуществляется на нижнюю тарелку, а вывод суспензии микроорганизмов — сверху. Дополнительно к турбулизацин жидкости барботируемым газом в ряде аппаратов применяется механическое пере.мешнванпе за счет лопастных мешалок, находящихся в каждой секции колонны и помещенных на центральной оси. Движение жидкости и газа в ферментере обычно противоточное. За счет дополнительного механического перемешивания каждая секция колонны работает как ячейка полного смешения. [c.206]

Схема сгущения суспензии микроорганизмов (дрожжей, бак гег й ), включающая стадии флотации и сепарации (рис. 2), испытана на [c.29]

А — свежая вода Б — воздух В — культуральная жидкость Г — биологически очищенная вода Д — суспензия микроорганизмов Ё — сгущенная биомасса Ж — отработанный газ I — подготовка засевной биомассы // —подготовка питательной минеральной среды 1/1 — подготовка субстрата /V — ферментация V — сепарациоиное сгущение V/— термообработка и выпарка УЯ — сушка V///— биохимическая очистка /X — стерилизация [c.15]

В биореактор поступают извне технологические потоки, с которыми в аппарат вводятся потоки тепла Рь Рг, Qз, Р4 и Qi, выводятся потоки тепла Qs, Qa и Рю, а также имеются внутренние источники тепла Q6, Q . Перечисленные потоки включают Ql — поток тепла с культуральной жидкостью Рг — поток тепла с раствором минеральных солей Рз — поток тепла с углеродсодержащим субстратом Р4 — поток тепла с технологической водой Рб — поток тепла с аэрирующим газом Ре — биологическое тепло процесса Q — тепло, выделяемое при механическом перемещива-нии Ре — поток тепла с отбираемой суспензией микроорганизмов Рэ — поток тепла с отработанным газом Рю — поток тепла, отводимый через теплообменники. В результате тепловой баланс биореактора будет [c.100]

Диско-диффузионный метод. При определении чувствительности методом диффузии в агар чистую культуру возбудителя засевают газоном на питательный агар в чашке, например, тампоном, смоченном в стандартизованной (10 КОЕ/мл) суспензии микроорганизма. Затем на поверхность агара укладывают стандартные бумажные диски, пропитанные антибиотиками, которые диффундируют в агар, создавая градиент концентрации. На чашку диаметром 90 мм равномерно укладывают не более шести дисков с определенным количеством антибиотика. После инкубирования в термостате измеряют диаметры зон задержки роста вокруг дисков и по специальным таблицам определяют степень чувствительности к тому или иному антибиотику (см. цв. вклейку, рис. 13). Поскольку опыт диффузии ставят в стандартных условиях (состав V) количество среды, количество засеваемых микробов, температура и сроки инкубирования, стандартные диски и др.), каждому значению диаметра зоны вокруг диска с ан1Ибиотиком соответствует определенное значение МИК. Исходя из этих значений, для каждого антибиотика рассчитаны величины терапевтического индекса, что позволяет по диаметру зоны определить степень чувствительности к тому или иному антибиотику чувствительные (S), умеренно устойчивые (/) и устойчивые (/ ). К категории S (от англ. sensitive, чувствительный) относят те, для которых использование средних терапевтических доз будет достаточным для трехкратного превышения МИК. В категорию / (от англ. intermediate, промежугочный) относят те микробы, для подавления которых потребуются максимальные терапевтические дозы. Категорию R [c.44]

Роль рассматриваемой подсистемы сводится в большинстве случаев к механической, химической или физико-химической обработке суспензии микроорганизмов с целью выделения целевого продукта микробиологического синтеза из жидкой фазы, получению его в концентрированном виде для последующего превращ,е-ния в товарную форму (сухой порошкообразный или гранулированный продукт). Подсистема разделение биосуспензий может включать разнообразные технологические элементы, в которых реализуются типовые процессы сепарациоиное разделение, фильтрационное разделение и концентрирование, флотационное концентрирование, отстаивание и др. Следует отметить, что особенности микробиологических сред, содержащих микробные клетки (дрожжи, бактерии), клеточные мицелии (грибы) и т. д., предопределяют на практике выбор того или иного технологического процесса, а также схемы соединения технологических элементов на данной стадии. Так, интенсивный процесс сепарационного разделения твердых и жидких сред в поле центробежных сил во многих случаях, в частности для бактериальных суспензий, мало эффективен ввиду незначительного различия плотностей клетки и жидкой фазы. [c.237]

Использование методов математического моделирования для анализа процессов на данной стадии с их последующей оптимизацией позволяет выбрать оптимальные условия функционирования и структурную схему подсистемы разделение биосуспензии . Рассмотрим далее с точки зрения проблемы оптимизации наиболее перспективные процессы фильтрационного и флотационного концентрирования суспензий микроорганизмов. [c.237]

Субстрат Зобав-ляют к суспензии микроорганизмов в буферной систе- [c.214]

Для длительных наблюдений за клетками микроорганизмов применяют метод висячей капли. На стерильное покровное стекло наносят иглой негустую суспензию микроорганизмов, выращенных в жидкой питательной среде или подготовленных для данной цели в физиологическом растворе (0,5% ЫаС1). Покровное стекло перевертывают и помещают на стерильное предметное стекло с лункой посередине так, чтобы капля свободно свисала над лункой. Для герметичности края лунки смазывают вазелином. [c.24]

Если пропускать достаточно густую суспензию микроорганизмов через не бывщую в употреблении загрузку, например, из ионообменных смол или других материалов, то часть клеток задержится этой загрузкой, так как поверхность твердых тел в той или иной степени адсорбирует микроорганизмы [103]. Однако, как уже отмечалось выще, адсорбционная емкость даже самых лучщих адсорбентов микроорганизмов сравнительно невелика, а небольшой (несколько сантиметров) слой крупнозернистого (0,5—3 мм) или неснрессованного волокнистого материала не представляет собой фильтрующей перегородки для частиц столь малого размера, поэтому уже через считанные минуты концентрация микробных клеток на выходе из камеры сравняется с их концентрацией в исходной жидкости (рнс. 47). При попытке повторного (после простой промывки водой) использования загрузки эффекта отделения микроорганизмов не наблюдается, так как материал исчерпал все свои адсорбционные возможности и нуждается в специальной регенерации. [c.209]

Для определения вклада различных механизмов в нарущение устойчивости суспензий микроорганизмов под влиянием ВМФ Медведевым и Тесленко (1984) были проведены комплексные измерения адсорбции флокулянтов и ее влияния на электрофоретическую подвижность клеток и степень их агрегации (рис. 6.6). Как видно из рисунка, количество гибкоцепных сополимеров на основе ДЭАЭМА, связанных с клеточной поверхностью, возрастает по мере увеличения эффективного заряда макроионов, достигаемое увеличением содержания ДЭАЭМА в сополимере. Так, для сополимеров ДЭАЭМА/МАК с о = 2,6 1,8 и 0,57 предельные величины адсорбции составляют соответственно 22,0 9,8 и 6,9 мг/г Е. oli. Эти данные говорят о превалирующей роли в механизме адсорбции электростатических взаимодействий между противоположно заряженными группами флокулянтов и клеточной поверхности. Для хитозанов в [c.159]

Одним из эффективных способов разрушения клеток микроорганизмов, в том числе и активного ила, для последующего использования их в качестве реагента при сгущении суспензий и очистке производственных сточных вод отстаиванием или флотацией является баллистическая дезинтеграция. В простейшем случае установка для баллистической дезинтеграции представляет собой аппарат с мешалкой, в котором находятся мелющие тела в виде стальных, кварцевых, стеклянных шариков размером примерно 0,1—0,5 мм. Расход подаваемой в баллистический дезинтегратор суспензии клеток зависит от количества мелющих тел. Оптимальное соотношение объемов суспензии микроорганизмов и мелющих тел обычно составляет 1 1 [95]. Для очистки стоков целесообразно в качестве мелющих тел использовать песок, который затем вместе с разрушенными клетками можно подавать в сгущаемую суспензию или очищаемые сточные воды. Интенсификация процесса баллистической дезинтеграции возможна в аппаратах с магнитоожиженным слоем, в которых наряду с ферромагнитной насадкой используют и песок. В качестве индуктора вращающегося магнитного поля могут служить аппараты вихревого слоя [96—97], а также аппараты со встречно-бегущим магнитным полем [98—99]. [c.55]

Для технической реализации наиболее простым способом является щелочная обработка суспензии микроорганизмов, например дрожжей или активного ила. При выдерживании суспензии микроорганизмов при pH выше 8,5—9,0, температуре около 60—90 °С в течение 1—4 ч в жидкую среду выделяются растворимые белки, которые вместе с клеточными оболочками могут служить достаточно эффективными флокулянтами [45]. При этом имеет важное значение состояние исходной культуры микроорганизмов. Для получения биофлокулянтов следует применять по возможности физиологически активную культуру. [c.57]

Щелочную обработку суспензии микроорганизмов можно применять не только для получения биофлокулянта, но и как самостоятельный прием в технологии очистки производственных сточных вод, содержащих клетки микроорганизмов и продукты их метаболизма. Известно, что изоэлектрическая точка некоторых белков соответствует высоким значениям pH, что приводит к их коагуляции и быстрому выпадению в осадок. Наибольший эффект достигается при щелочной обработке сточных вод, содержащих инактивированные клетки. В этом случае буферные свойства осветляемой воды, по-видимому, выражены значительно слабее, чем в присутствии живых клеток и продуктов их мета-болиз.ма. Следует также отметить, что электростатические и поляризационные силы при агрегации живых и мертвых клеток проявляются различно. Как показали тщательно проведенные исследования методом пробного коагулирования, при точном соблюдении временного фактора использование такого простого технологического приема, как подщелачивание, может дать хороший эффект. [c.58]

Кислотную обработку суспензии микроорганизмов для получения биофлокулянтов целесообразно проводить в более мягком режиме, чем кислотный гидролиз белка, осуществляемый, например, с использованием соляной кислоты в течение 5—22 ч при температуре кипения раствора или под небольшим давлением [105]. Достаточно продолжительное воздействие таких сильных минеральных кислот, как серная или соляная, может приводить не только к разрушению клеточных оболочек, но и к разложению лабильных аминокислот. [c.58]

При внесении суспензии микроорганизмов в аэрируемый резервуар восстанавливались седиментационные свойства ила, образовывались более плотные, тяжелые флоки, способные долгое время сохранять компактность. Анализ новых флоков показал, что они отличались полным отсутствием жгутиковых микроорганизмов, характерных для рыхлых флоков. Уже через 5 сут. после внесения смеси микроорганизмов в резервуар по очистке стоков, в биоценозе которого доминировали жгутиковые (чаще 8рЬаегсИ1и5), количество их резко сокращалось. По мере исчезновения жгутиковых появлялись активные простейшие, играющие важную роль в очистке сточных вод (Уог11се11а, Ер151у-Из, есапе). Вероятно, бактерии, добавлявшиеся в резервуар, быстро разлагали органические вещества и тем самым создавали условия для роста и развития простейших и микроорганизмов, ответственных за седиментацию ила. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология