1 ™ Такому принципу ведут стадию бро- х° жения при производстве пива в ба­

шенных проточных емкостях.

Рис. 4. Трубчатый ферментер полного Необходимо отметить, что в на- вытеснения: стоящее время появились фермента-

^S° - к°нц^енгр^аци^{я субстрата в} п°^сту^- ционные аппараты, обеспечивающие

пающей среде; S - концентрация суб- _г

^{F J} процессы с режимом, приближаю-

страта в вытекающей среде; Х₀ - на- ^{г г г}

чальная концентрация биомассы; Х₀ - ^{щимся к п}°^лн°^{му вытеснению и при} концентрация вытекающей биомассы аэробном культивировании. Это

вращающиеся трубчатые реакторы с насадкой или внутренними аэрирующими элементами, а также много­секционные колоночные аппараты.

Системы твердожидкостного типа. К системам твердожидкостно­го типа относят многофазные системы, в которых культура растет на границе разных фаз: жидкость - твердая фаза, жидкость - твердая фа­за - газ. В этих системах клетки удерживаются путем прилипания к твердой основе - наполнителю и размножаются на нем, образуя пленку биомассы. Типичным примером является производство уксуса в стру­жечных аппаратах.

В процессах аэробного роста лимитирующими факторами, вероятно, являются кислород и субстрат. В тонких пленках биомассы каждая из прикрепленных к поверхности микробных клеток полностью обеспечена питательной средой и способна расти и размножаться с максимальной экспоненциальной скоростью. По мере того как клетки образуют более толстую пленку биомассы, рост их лимитируется диффузией субстрата и кислорода внутрь этой пленки.

Культивирование микроорганизмов, образующих пленки из биомас­сы, осуществляется в ферментере типа колонки с наполнителем. В каче­стве наполнителя может использоваться макроноситель (кокс, прутья, стружка, стеклянные шарики и т. д.) или микроноситель (амберлитовые смолы, частички сефадекса и т. д.). Клетки, культивируемые таким обра­зом, называются иммобилизованными.

В промышленной микробиологии системы твердожидкостного типа нашли применение в «оросительных фильтрах» при очистке сточных вод, в производстве органических растворителей и кислот, в сбражива­нии гидролизатов древесины на спирт и т. д.

Культивирование на твердом носителе используется также при изучении метаболической активности природных микробных популя­ций. При пропускании различных растворов через колонку из образца почвы, служащего носителем, получают модели условий, близких к природным. Широкое применение нашли многофазные системы в про­изводстве пива.

К многофазным системам твердожидкостного типа относятся и такие, в которых твердой фазой является сама культура, образующая пленки на поверхности жидкой протекающей питательной среды. Рост микроорга­низмов в этом случае осуществляется в специальной горизонтальной ем­кости. Эта система используется, например, для получения винного ук­суса в горизонтально лежащих бочках и лимонной кислоты при выращи­вании пленки в кюветах.

Таким образом, между периодическим и непрерывным культиви­рованием существует большое разнообразие типов процессов куль­тивирования (рис. 5). Каждый из промежуточных типов можно ис­пользовать в зависимости от задачи исследования или цели произ­водства.

НЕПРЕРЫВНО-ПРОТОЧНЫЕ

Насадочные с иммобили­зованными клетками

Рис. 5. Основные методы культивирования микроорганизмов

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ