Ашық бірсатылы гамогенді - үздіксіз жүйелер

Ашық бірсатылы гамогенді - үздіксіз жүйе деген бір ферментерден барлық уақытта қоректік орта берілетін және культуральды сүйықтық шығарылатын жүйені айтады. Карқынды араластырудың арқасында ортаның кұрамы аппаратын кез келген жерінде гомогенді ұстап тұрады осының арқасында микробтық жасушалар біркелкі физиологиялық күйде келіп түседі.

Ортаны қарқынды араластырып ортаның біркелкі болуын қамтамасыз ететін ңегізгі аппарат ферментатер болып табылады . Жаңадан дайыдалған қоректі орта белгілі бір және тұрақты жылдамдықпен ферменторға келіп түседі. Культуралды сұйықтык және микроорганизмдерде өскен жасушалардың косқан санымен, сондай жылдамдық пен ферментерден шығарылады, Жасушаның қоректік заттың және метоболизм өнімінің жалпы барлық компоненттердің концентраииясы ферменторда бірдей болады.

Гомогенді - үздіксіз процесте ферментерде периодтық әдіспен өсірілген культураның өсу қисығының кез келген нүктесіне сәйкес қолайлы жағдай гууы мүмкін. Бұл жағдайда бекітілген режимде культивирлеу үлкен диапозондағы субстрат коицентрациясын араластыру жылдамдығы іс - жүзінде нольге тең. Бұл аралық екі маңызды және араластыру жылдамдығымен анықталады.

Біріншісі-араластыру жылдамдығының критикасы В_нр, ол меншікті өсу жылдамдығының максимумынан да үлкен болады. О_кр > ц_маһс Мұндай жағдайда микроорганизмдер өсуіне қарағанда, жылуы тез жүреді және олардың концентрациясы біртіндеп нолге дейін төмендейді, ал субстрат концентрациясы (лимиггелген факторға ) максимум мәніне дейін жетеді. Екіншісі - арластырудың шектелген жылдамдығы - көлемі өте төмен. Ағымның жылдамдығы осы мәнге жеткенше беріледі де, ал жасушалар ферментерде жиналып, стационарлы өсу фазасына ауысады.

Хемостат. Гомогенді - үздіксіз культивирлеуде культураның шегіне дейін өсуі шектелмеген қалған элементтің саны коректену элементі арқылы қамтамасыз етілген болса, мұндай үздіксіз культивирлеуді хемостатты деп аталады.

Олай болса, микроорганизмдердің өсуін ортаның химиялык факторлары реттейді .

Хемостатты культура болып биомасса суспензиясын толық арапастыруды, оған тұрақты жылдамдықпен ортаның берілуін және сол жылдамдықпен культуральды сұйықтық жасушамен бірге шығарылуы саналады. Ортаның компоненті мынадай жолмен бөлініп алынады, коректенудің бір элементі жеткіліксіз түрде болуымен, сонда популяция тығыздығын оның концентрациясы арқылы анықтауға болады. Қалған қоректік элементтер артығымен беріледі, ол культивирлеу жағдайын оптимальды ұстап тұрады. Хемостатта араластыру жылдамдығы алдын ала беріледі және лимиттелген компоненттер концентрациясы бақыланады. Микроорганизм осыған байланысты өздерін өз концентрациясымен ұстап тұрады. Араластыру жылдамдығын D үлкен шамаларға өзгертуге болады, бірақ _макс-нен жоғары болмауы керек.

Турбидостат. Максимальді өсу жылдамдығына турбидостаттық культивирлеу арқылы жетуте болады (турбидостат) мұндай процесті бақылау микроорганизм концентрациясы арқылы жүзеге асырылады.

Турбидостатка жасушалардың тұрақты концентрациясы беріледі кол тікелей култиваторда физикалық және физико - химиялық әдістер арқылы бақыланады, негізінде фотоэлементтер жүйесі қолданылады және жаңадан дайындалған қоректік ортаның ағым жылдамдығы арнайы кондырғымей реттеледі. Турбидостатта субстрат мол болса, микроорганизм максимум жылдамдықпен көбейе бастайды, жасушаның концентрациясы тез жоғарылайды.

Жасушалар мөлшері берілген концентрациядан жоғарылаған болса, онда фотоэлемент жұмысқа қосылып, жана жас қоректік орта ағымы келіп түседі, осының есебінен жасушалардың концентрациясы төмендейді. Турбидостат жасушадардың төменгі концентрациясында, критикшік арапастыру жылддамдығына жақын аумақта қарқынды жұмыс істейді. Араластыру жылдамдығы азырақ өзгерсе жасушалардың концентрациясы тез өзгереді және аспаптың сезімталдығы толық қолданылады, Бұл әдіспен микрооргинизмдерді мөлдір ортада өсіруде қолданады,

Гомогенді - үздіксіз ашық жүйе үздіксіз микробиологиялық процестің барлық типтерін бағалауда анализдеудің негізі болады. Баска типтер осы негізгі типтің ерекше түрі болып қарастырылады.

Кейбір өнімдерді алуда бір ферментерде уздіксіз күльтивирлеу процесі сәті орындалуы мүмкін емес, демек бір сатылы жүйеде. Бұл жағдайда көпсатыльі үздіксіз жүйені қолдану қажет, ол тізбектелген қатарда косылған ферментер болып келеді. Көпсатылы жүйелерде жаңа дайындалған қоректік орта тек бірінші сатыға берілуі мүмкін, мұндай жүйе бір ағымды немесе коректенудің карапайым тізбегінін жүйесі деп атайды.

Егер қоректік орта бірінші сатыға берілсе, келесілердің әрқайсысы онда коректенудің күрделі тізбегінің жүйесі немесе кеп ағымды тізбегінің жүйесі деп аталады.

Мұндай жүйелердің әргүрлі сатысына берілетін қоректік ортаның кұрамы бірдей немесе әртүрлі құрамды болүы мүмкін. Егерде соңғы ферментерден жасушалардың бір бөлігі (сепарирленген) бірінші ферментерге қайта оралса, онда мұндай жүйені жасушалардың бөлшектеліп кайта оралуы (немесе рециркуляциясы) деп атайды,

 Көпсатылы жүйеде кейбір жағдайларда ферментерді бірнеше сатыға немесе камераларға тігінен немесе көлденен бөлікке бөлуге болады.

Көпсатылы үздіксіз жүйелер іс-жүзінде және тәжірбиеде көп мүмкіндік береді, Үздіксіз процесті сақтай отырып микроорганизм културасын әртүрлі өсу фазасында, әртүрлі физиологиялық жағдайда ұстауға болады. микроорганизмнің -қажетті физиологиялық жағдайын жүйеге косып, ферментерге субетраттың әр түрлі кұрамы беріледі. Соңында көпсатылы үздіксіз жүйелер максимум субстратты утизациялауда микроорганизмдердің жасанды мүмкіндігін толығымен қолдануға болады.

Бұл жүйенің гомогенді-үздіксіз жүйелерден ең басты айырмашылығы болып өсу процесінде культура араластырылмайды немесе толық араластырылмайды. Қоректік орта үздіксіз біркелкі құйылып ферментердың тұрақты көлемі арқылы ағып өтеді. Орта кұрамы ағымда көлденең өзгереді және ағымның жылдамдығына тәуелді болады. Егер ағым күйі тұрақты болса, онда ферментердің белгілі бір бөлігінде ортаның кұрамы тұрақтануына және уақыт тәуелсіздігіне жақындайды. Осыған орай, әрбір жеке компонент жүйеде үздіксіз козғалыста өзгерістерге тап болса, жалпы жүйенің езі уақытқа байланысты өзгермейді.

Құбырлы жүйелер. Мысал ретінде бұл жүйеге құбырлы реакторды келтіруге болады, онда хемостаттан ортаның біркелкі ағымы ағып өтеді.

Ол араласпайды және азирленбейді. Құбырлы реакторда микроорганизм ортада өлшегендей өсіріледі.

Құбырлы реакторда гетерогенді культивирлеу алдында жұмыс істеп тұрған ферментерден үнемі микроорганизмдердің егілуін қажет етеді. Ортамен бірге құбырлы реакторга өтуде жасушалар максимум көбеюге жетеді, егерде реактор барынша ұзын болса, онда ол өле бастауы мүмкін, Культивирлеу процесінің үздіксіз болуына қарамастан,жасушалар мұнда да периодты культивирлеу әдісіндегідей даму цикліне өтеді.

Бұл жүйеде араластырудың жалпы жылдамдығы орта ағымының жалпы көлеміне катынасымен анықталады, ал орташа айналым уақытты кері көлемі болады. Құбырлық жүйе барлық жағдайда көп сатылы үздіксіз культивирлеуді ауыстыра алады. Құбырлы жүйенің артықшылығы слыстырмалы түрде субстраттың толық қолданылуы болып табылады. Оның кемшілігі аэрациялаудың киыншылығы болып табылады, сондықтан ол анаэробты процестерде қолданылады немесе оттегін минимальды қажет ететін процестерде қолданылады. Әдетте, мұндай жүйені ағын суларды тазартуға қолданады, анаэробты процестер ететін әсерлерде және жасушаның седиментациясы оң фактор болып саналады.

Қарама қарсы ағымдагы жүйе. Ашық гетерогенді - үздіксіз жүйеге қарама -қарсы ағымды жүйелер кіреді, онда екі араласпайтын фазалар қарама- қарсы бағытта ағып өтеді.

Құбырлы жүйенің артықшылығы салыстырмалы түрде субстрактың толық қолданылуы болып табылады. Өның кемшілігі аэраииялаудың киыншылығы болып табылады, сондықтан ол анаэробты процестерде қолданылады немесе оттегін минимальды қажет ететін процестерде қолданылады, әдетте, мұндай жүйені ағын суларды тазартуға қолданады. анаэробты процестер ететін жерлерде және жасушаның седиментациясы он фактор болып саналады.

Қарама қарсы ағымдағы жүйе. Ашық гетерогенді - үздіксіз жүйеге қарама -қарсы ағымды жүйелер кіреді, онда екі араласпайтын фазалар қарама- қарсы бағытта ағып өтеді.

Микроорганизмдер алдымен 1 гомогенді - хемостатты жүйеде өседі, содан соң 2 реакторга келіп түседі. Реактор бөлік үяшықтарға бөлінеді,оны әр түрлі мағынада косуға болады.Қоректік орта (сулы фаза) активті жасушамен тігінен орналасқан реактордың жоғарғы жағынан беріледі.Жеңіл (сұйық немесе газды).

Фаза, ауыр сұйық фазамен араласпайды,қарама-қарсы бағытта ағады Бұл жүйеде жасуша рециркуляциясы қарастырылуы мүмкін. Кейбір сұйық немесе газ тәрізді көмірсуларды қарама-қарсы жүйе микроорганизмнің көмегімен өңделетін мұнай өнеркәсібінде колданылуы мүмкін .