Конверсия в биореакторах

Жак мы уже говорили, основным технологическим фактором, от которого зависит экономичность любого микробиологического процесса, является производительность биореактора. Однако в случае нерастворимых или несмешивающихся с водой субстратов и нелимитирующих рост питательных веществ существенную роль начинает играть и величина конверсии. Удельную [c.451]

Если в качестве источника кислорода используется воздух, то удельная конверсия кислорода в высокоэффективных лабораторных биореакторах редко превышает 0,2, а в обычных промышленных биореакторах она обычно составляет 0,1. Даже при таких низких величинах конверсии кислород нередко является лимитирующим рост фактором, поскольку скорость его транспорта не соответствует скорости потребления. Из рассмотрения уравнения (83), описывающего физическую абсорбцию кислорода культуральной средой, следует, что в системах с полностью перемешиваемой газовой фазой высокие значения удельной конверсии кислорода несовместимы с увеличением скорости транспорта кислорода до максимума. Очевидно, при решении этой проблемы следует учитывать технические и экономические факторы. Что касается биореакторов, в которых газовая фаза перемещается в режиме полного вытеснения,-то по [c.452]

Как бы мы ни увеличивали удельную конверсию кислорода, при условии постоянства режима работы при рециркуляции газовой фазы производительность биореактора будет неизбежно уменьшаться в результате снижения движущей силы транспорта кислорода. Ясно, что конверсию нельзя оптимизировать независимо от производительности. [c.454]

Когда в биореакторы добавляют газообразные или летучие углеродные энергетические субстраты, конверсия рассматривается с совершенно иных позиций. В отличие от кислорода воздуха подобные субстраты представляют собой дорогостоящее сырье, и процессы, в которых они используются, должны быть направлены на достижение очень высокой конверсии либо на полное их использование в системах безотходной технологии с привлечением других процессов. По-видимому, из газообразных углеродных энергетических субстратов наиболее известен метан, хотя в качестве промышленных субстратов можно использовать и другие газообразные алканы. При условии, что метан как сырье для микробиологических процессов можно [c.454]

В предыдущих параграфах рассматривалось взаимодействие жидкости и бактерий в биореакторах, но во всех аэробных системах следует, кроме того, учитывать наличие газовой фазы — либо воздуха, либо воздуха, обогащенного кислородом. Понятно, что в реакторах с барботажем среднее время пребывания газовой фазы существенно меньше, чем время пребывания фазы жидкость — микроорганизмы . Следовательно, в зависимости от конфигурации биореактора, типа перемешивания и вводимой в реактор мощности газовая фаза может находиться как в режиме идеального вытеснения, так и в режиме полного смешения. Степень перемешивания газовой фазы зависит от движущей силы массопереноса в системе газ — жидкость и имеет большое значение для конверсии субстратов. [c.106]

Поскольку солнечный свет является мощным источником энергии, а количество имеющейся биомассы ограничено, некоторые биотехнологи, работающие над проблемами энергетики, занялись разработкой двух проблем, решение которых позволило бы повысить эффективность использования солнечной энергии. Во-первых, они пьггаются найти практические способы повышения эффективности конверсии солнечного света в биомассу, например путем выращивания водорослей при высокой концентрации углекислого газа и ограниченной освещенности в биореакторах со строго контролируемыми условиями роста. Во-вторых, они изучают возможность получения водорода путем расщепления воды при участии фотосистемы фотосинтезирующих организмов, т.е. путем биофотолиза. Технически проще всего получать водород, используя интактные сине-зеленые водоросли или процессы ферментации (брожения). Надо сказать,, однако, что если биотехнология всерьез намерена внести в будущем весомый вклад в производство энергии, то ей придется решить нетривиальную техническую задачу на основе биофотолиза разработать сложный реактор, включающий упорядоченные стабильные биофотосистемы. [c.22]

На базе ферментационной установки ФУ-8 Лейте и сотр. (1986) создали два варианта ферментационных систем. Для микромицетов рода Tri hoderma — это исследовательский биореактор, представляющий собой комбинированную твердофазно-глубинную систему с протоком жидкости, для базидпомице-тов — колонный ферментер стационарного слоя с коррекцией газового состава аэрирующего воздуха. Полная колонизация субстрата, по данным Виестура и сотр. (1986), может быть достигнута при использовании большого количества инокулюма и различных углеродных косубстратов. На первых этапах (48— 72 ч) конверсию субстрата следует вести в ферментерах, затеям скорость роста продуцентов снижается, процесс становится менее экзотермичным, не так остра борьба с посторонней микрофлорой. Дальнейшую конверсию можно осуществлять не в ферментере, а в полиэтиленовых мешках в термокамере. [c.118]

В противоположность этому, ферментационная система, рассматривается как открытая, если ее компоненты ( микроорганизмы и питательные субстраты) могут постоянно добавляться и удаляться из биореактора. Таьсие ферментеры оснащены приспособлениями, постоянно подающими свежую питательную среду и удаляющими биомассу и другие продукты. В таьсих системах скорость конверсии субстрата в биомассу или в целевой продукт должна быть точно сбалансирована со скоростью [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология