Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
мои госы.docx
Скачиваний:
34
Добавлен:
23.04.2019
Размер:
8.36 Mб
Скачать

29. Теоретические основы непрерывного глубинного культивирования дрожжей в режиме хемостата.

При периодическом культив-нии рост популяции м.ов. происходит по S-образной кривой, на которой выделяют след-е стадии пр-са: лаг-фаза (начальная фаза); фаза ускоренного роста популяции; экспо­ненциальная, или логарифмическая, фаза (лог-фаза); фаза замедленного или отрицательного ускорения роста; стационарная фаза развития; фаза ускоренного отмирания (автолиз клеток). Фазы развития микробной популяции постепенно перехо­дят одна в другую, границы между ними довольно условны.

Открытая система обесп-ет непрерывное (проточное) культ-ние, при котором рост клеток происходит постоянно, в течение всего времени культ-ния. Если скорость подачи свежей среды уравновешивает скорость отбора КЖ (а вместе с ней продуктов метаболизма и части клеток) и суспензия хорошо перемеш-ся, то рост популяции поддерживается на одной и той же стадии логарифмич фазы роста - равновесная система. Сущ-ет два основных, принципиально различающихся, способа непрерывного культ-ния, подчиняющихся автоматическому регулированию: с исп-нием хемостата и турбидостата.

Хемостат. В этом устр-ве состояние равновесия достигается путем регулир-я конц-ций поступающих субстратов (субстратное лимитирование). В основу работы хемостата положена следующая закономерность: скорость роста логариф-ой культуры в любой момент времени опред-ся конц-цией одного какого-либо субстрата. Стабильность динамического равновесия культуры в хемостате обусл тем, что ее рост лимитирует конц-ция какого-либо субстрата (источника углерода, азота, серы или фосфора, донора или акцептора электронов). Скорость роста поддерживается на низком уровне. В этом сл реактор приобретает свойства саморегулир-йся системы: как только скорость разбавления и вымывания клеток становится выше скорости их роста, увеличивается конц-ция лимит-щего фактора, что влечет за собой увеличение скорости роста. И наоборот: если конц-ция лимит-го фактора уменьшается, вместе с ней уменьшается и скорость роста.

Хемостат состоит из сосуда-культиватора, снабженного перемешивающим устройством и системой подачи кислорода, а также двумя выводными отверстиями. Через одно из них подается свежая питательная среда, а через другое отводится культуральная жидкость.

Турбидостат.  Представляет собой похожее на хемостат устройство, в котором, однако, состояние равновесия достигается путем удаления биомассы и замещения ее свежей средой со скоростью, приближающейся к максимальной скорости роста культуры. В сосуде-культиваторе все питательные вещества содержатся в избытке, а плотность клеток поддерживается на постоянном уровне с помощью фотоэлектрических датчиков. Сигнал от датчика управляет скоростью протока жидкости.

В гидролизно-дрожжевом производстве периодическое культивирование применяется только при выращивании чистой культуры микроорганизмов; промышленный процесс проводится в ферментаторах непрерывного действия. Процесс непрерывного культивирования обычно стабилизирован в фазе отрицательного ускорения роста, при которой достигается высокая степень усвоения субстрата и самостабилизация системы при скоростях роста, близких к максимальным. На практике применяют как одноступенчатую ферментацию в одном аппарате, так и многоступенчатый процесс, осуществляемый в батарее последовательно соединенных ферментаторов.