Бақылау сұрақтар

1. Культивирлеу үшін қоректік орта деп нені айтады ?

2. Табиғи қоректік ортадан жасанды қоректік ортаның айырмашылығы?

3. Жасушаға қоректік зат қалай түседі?

4. Микробиологиялық өндірісте көміртегі көзі ретінде қандай шикізаттар

қолданылады?

5. Азот көзі болып қандай шикізаттар қолданылады?

6. Фосфор көзі ретінде нені қолданады?

7. Микроэлемент көзі болып қолданылатын негізгі тұздарды атаңыз.

8. Қоректік ортаны дайындауда қандай құрал жабдықтар қолданылады?

9. Қоректік ортаны зарарсыздауда қандай әдіс қолданылады?

10. Циклды зарарсыздауды қандай температуратурада және қанша уақытта

жүргізіледі?

11. Үздіксіз зарарсыздау қондырғысы қандай аппараттан тұрады?

12. Үздіксіз зарарсыздаудың периодты зарарсыздаудан қандай

артықшылығы бар?

13.Қыздырғыш бағананың жұмыс істеу принципі немен қорытыланады?

13. Жоғары температураға шыдамайтын қоректік ортаның компоненттерін

қалай зарарсыздайды?

Ауаны зарарсыздау және тазарту сатысы

Биотехнологиялық технологияда және биосинтезде көмекші операциялар үшін мол мөлшерде сығылған ауа немесе инертті газ қажет болады. Ауаны дайындау жүйесі технологиялық белгісі бойынша төрт топқа бөлінеді:

1) аэробты культивирлеу кезінде ферментацияға ауаны дайындау және беру;

2) анаэробты культивирлеу кезінде культуралды сұйықтықтан газ тәрізді

өнімді шығару үшін инертті газды дайындау және беру;

3) пневматикалық тасымалдағышта сусымалы өнімді тасмалдауда және

микроорганизм суспензиясын бір аппараттан екінші аппаратқа

айдау үшін тасымалдағышқа сығылған ауаны дайындау және беру;

4) технологиялық құрал-жабдықтың барлық түрлерінен шығарылатын газ

қоспасын немесе ауаны тазарту;

Зарарсыздау процесі бойынша жалпы теориялық негіздеріне байланысты бұл жүйелердің өзіне тән ерекшелігі бар.Түптік культивирлеуде микроорганизмдерді аэробты өсіруде ферментатерге ауа үздіксіз беруі қажет.Ферментерге берілетін ауа бірнеше функцияны орындайды:

1. микроорганизмдерді оттегімен қамтамассыз етілді;

2. газ тәрізді өнім алмасқанда шығарылады;

3. микроорганизмнен бөлінген жылу шығарылады;

4. микроорганизм массасының суспензиясы біркелкі болуын құрайды;

5. Массаны беру жылдамдығы мен сұйық ортаны араластыру жылдамдығын күшейтеді.

Ауадағы микроорганизмнен тазартылған ауаны, сығылған ауаны алу күрделі технологиялық мақсатта арнайы жүйеде іске асырылады. Ауаны зарарсыздаудың және тазартудың принципиальды технологиялық сызба нұсқасы 25-суретте келтірілген. Атмосфералық ауаны шаңнан және оны сығылған ауадан тазарту бірінші сатыда тұр. Атмосферадағы ауаны алдын ала тазарту 1 - фильтрі арқылы 2 - компрессорға келіп түседі, онда қажет қысымға дейін (350-500 кПа) сығылады.Биотехнологиялық өндірістерде ауаны сығуда көбінесе құбырлы компрессор немесе поршенді компрессор қолданылады.

25 сурет-Ауаны зарарсыздаудың және тазартудың технологиялық сызба нұсқасы.

1-алдын – ала тазарту фильтрі;

2-құбырлы компрессор;

3-жылу алмастырғыш-салқындатқыш;

4-ылғал бөлгіш;

5-жылу алмастырғыш-қыздырғыш;

6-басты фильтр;

7- жеке фильтр;

Сығылған ауаны екінші сатыда оптимальды термодинамикалық жағдайда ұстауы қажет.Сығылған ауа 100-200⁰С –температураға дейін қыздырылады, сондықтан оны жылу алмастырғышта 3-тен 25-30⁰С темперптураға дейін салқындатады. Сығылған ауаны салқындатқанда атмосферадағы ылғал ауа конденсирленіп 4 - ылғал бөлгіште бөлінеді. Су бөлінгеннен кейін 5 - қыздырғыш – жылу алмастырғышта қыздырылады. Одан әрмен қарай ауа 6 - басты фильтрге келіп түседі, оның оптимальды ылғалдылығын және температурасын ұстап тұрады.Осы фильтрде ауаны салқын зарарсыздайды.Микроорганизмнің жасушалары және шаңның бөлшектері бөлінеді.

Үшінші сатыда 7- жеке фильтрде ауаны соңына дейін тазалау және зарарсыздау іске асырылады.

Ауаны алдын ала тазарту фильтрі.Ауаны алдын ала тазарту фильтрі компрессордың алдында сорғыш жолда орнатылады.Фильтрдің жұмыс істеу принципі ірі бөлшектердің размері 5 мкм – көлемді инерционды тұнумен орындалады. Фильтрлеу жылдамдығы 1,5-3,0 м/с.Құрғақ бөлшектер тұнғаннан кейін фильтрден шығарылмайды, оның шаң қабаты майланады.Сондықтан мұндай фильтрді майлы фильтр деп атайды. Фильтрлеу алдын–ала тазарту периодты немесе үздіксіз болуы мүмкін. Периодты фильтрге майлы фильтрді таспалы регенерирлеуші және құрғақ типті таспалы фильтрді жатқызуға болады.

Таспалы регенерирлеуші майлы фильтрлер көлеміне және ортаны фильтрлеуші түріне қарай ажыратылады. ФЯР типті кеңінен таралған тор –торлы фильтр.Таспалы регенерирлеуші майлы фильтр.Таспалы регенерирлеуші майлы фильтр конструкциясы бойынша қарапайым, қолданғанда сенімді, микроорганизді және көлемі 5 мкм-нан үлкен емес шаңды ұстайды. Мұндай фильтрлер насадканың бетіндегі 92-99 % ауадағы шаңды ұстайды. Регенерациясыз ауаның ластану дәрежесіне қарай,жұмыс істеу уақытының ұзақтығы 80-800 сағатты құрайды.

Құрғақ типті таспалы фильтр 10-15 қабаттан құралған, перфорирленген материалдан және винипласт қабатынан тұрады.Ауаны тазарту тиімділігі 70-85 % -ті құрайды. Фильтрлеуші материал ретінде таспалы фильтр қолданылады,шыны немесе химиялық талшықты материалдар қолданылады. Майлы фильтрмен құрғақ типті таспалы фильтрді салыстырғанда майды, иісті алып кетпейді.

Үздіксіз жұмыс істейтін фильтрлер үш түрде болады: майлы өздігінен тазартатын, талшықты, рулонды немесе катушкалы.

Майлы өздігінен тазартатын фильтрлер үздіксіз фильтрлеуші лентадан тұрады, ол маймен бірге ванна арқылы келеді. Бұл кезде шаңмен ластанған жуылады және майланады.Осының арқасында майланған жаңадан тазартылған фильтр арқылы ауа сорғыш компрессорға өтеді.Ауаның тазартылу дәрежесі 90-98% құрайды.

Рулонды (катушкалы) фильтрдің құрлысы қарапайым, ол таза фильтрлеуші материал бір катушкадан екінші катушкаға үздіксіз жылдамдықпен оралуымен ауаны тазарту іске асырылады.Фильтрлеуші материал химиялық талшықтан немесе шыныдан жасалынған материал қолданылады.Бір рулонның үздіксіз жұмыс істеу мерзімі 1 жыл.

Талшықты фильтр форсункадағы сумен жуылған полимер талшықтан алынған көлемді мата болып келеді.Электростатикалық тартылыстың нәтижесінде талшық майда шаң бөлшектерді ұстайды.

Ауаны қатаң және нәзік тазартатын фильтрлер. Қатаң тазартатын фильтр екінші сатыда ауаны зарарсыздауда және тазартуда қолданылады. Негізгі қолданылатын жері фильтрден өткен қалдықтарды, жылу алмастырғыштағы және компрессордағы ластарды ұстау.Олар бірнеше ферментерді тазартуда қолданылады және басты ферментер деп атайды, сондықтан үлкен сиымдылықтағы ыдыс болып келеді. Басты фильтрдің құрылысы көлденең сосудта тіреуіш тордың түбінде орнатылған (26 сурет)

Торға шыны мақта, содан соң 0,8-1,0 см майдаланған активтелген көмір және тағыда мақта қабатталып төселеді. Қазіргі заманға сай өнімділігі мол таспалы типті басты фильтр фильтрлеуші материал болып шыны талшық саналады.Периодты түрде(айына бір рет) басты фильтр өткір бумен 4 сағат 0,12 – 0,15 кПа қысымда зарарсыздандырылады, содан соң құрғақ ауада кептіріледі.

26 сурет- Басты аэрозольді фильтр

1,2-ауаның кіретін, шығатын штуцері;

3-будың жейдеден шығарылатын штуцері;

4-конденсаты төгуге арналған потрубка;

5-фильтрлеуші элемент;

6-будың жейдеге кіретін штуцері;

7-нығыздалған плиталар;

Фильтрде нәзік тазрту үшінші және тазартудың соңғы сатысы және ферментерге баратын жолда ауаны зарарсыздайды. Сондықтан олардың жұмысы ерекше сенімді болады.

Нәзік тазартатын фильтрдің құрылысы қатаң тазартатын фильтрдің құрылысына ұқсас болады, олардың көлемі кішірек және фильтрлеуге эффективтілігі жоғары материал қолданылады

Фильтрлеуші материалдың түріне қарай құрылысы таспалы (фланцевті) немесе патронды (гильзалы) аппарат қолданылады (27-сурет).Таспалы фильтрдің құрылысы түбінде талшық материалдан насадка жасалған, фигуралы фланц тесіктер арқылы болтпен тартылып бекітілген.

Патронды фильтрдің құрылысы кигізілетін материал ретінде дайын цилиндрлі фильтрлеуші элемент қолданылады, жартылай металл перфорирленген фильтр элемент оған кигізіледі.Элемент штуцермен қосылған, тесік арқылы тазартылған ауа шығарылады. Ф1 мен Ф2 нәзік тазарту фильтрдің құрылысы өте жіңішке талшықтан жасалған базальтті ауыстырылып тұратын фильтрлеуші элемент қолданылады.Ауаны нәзік тазартататын және зарарсыздайтын тез ауыстырылатын дайын стандартты фильтрлеуші патрон кеңінен қолданылады. Биотехнологиялық өндірісте ҚТФ маркалы фильтрдің әр түрлері ҚТФ-60 тан ҚТФ-1000-ға дейін (сандардың саны ауаға байланысты өнімділігін білдіреді м³/сағ) қолданылады.

27 сурет- Талшықты материалдардан дайындалған

аэрозольды фильтрлердің сызба нұсқасы:

а , в - құрылысы таспа тәрізді Ф1 мен Ф2 фильтрі ;

в-патронды құрылысы П тәрізді фильтр;

28 сурет- ҚТФ-60 Қатаң тазартатын фильтр:

1-фильтрлеуші элемен; 2-қақпақ; 3-фланец;

4-буды зарарсыздауға беретін патрубка.

Ферментердің көлеміне қарай фильтрдің маркасын таңдайды.

28-суретте ҚТФ-60 нәзік тазартатын фильтрдің сызба нұсқасы келтірілген, фильтрлеуші материал ретінде қағаз базальтті супер талшық, гофрирленген базальтті қатты қағаз (картон), фторопласты элементтер және т.б.қолданылады.Ауаны нәзік тазартатын фильтрлер ауаның тазалығы мен зарарсыздығы 100 % болуын қамтамасыз етеді. Фильтрлеуші элементті фильтр корпусынан алмай өткір бумен фильтрлейді зарарсыздайды.

Ауаны тазартудың бақылау процесі.Ауаны тазарту және зарарсыздандыру жүйесінде бақылау және реттеу процесі үшін арнайы қондырғы орнатылады(25 сурет).Ауаның температурасы 3 тоңазытқыштан шыққанда, кіргенде бақыланады,5 қыздырғаннан кейінгі ауаның ылғалдылығы мен температурасы анықталады. Автоматты бақылау және ауаның параметрлерін реттеу және жұмыс істеу принциптері келесідей, 6 басты фильтрге кіретін жерде температураның көрсеткішін тіркейтін аспап, ал арнайы реттегіш 5 қыздырғышта будың берілуін өзгертеді,олай болса ауаның температурасы регламент бойынша сәйкес келеді. Фильтрдің жұмыс істеу принципін бақылау тиімді, АЗ-3 және АЗ-5 түрлері шаңданған ауаның тазарғанын анализ жасап жазып отырады.Аспап жоғары сезімділікке ие ( өлшемі 0,3 мкм болатын 1м³-те 2-3 мың бөлшектер).

Фильтрлермен ауа өткізгіш құбырларды зарарсыздау үшін өткір бу қолданылады. Фильтрлеуші элементке будың қысымын төмендету үшін, фильтрге екі жағынан шығатын және кіретін ауа өткізгіш құбырға бу беріледі. 120⁰С температурада таза және құрғақ бу берілуі керек, қысымын тұрақты ұстап отыру керек.