3.Культивирование клеток животных.

При культивирование клеточных культур в промышленных условиях используют три различных способа репродукции вируссодержащего материала: стационарный, динамичный (роллерный), суспензионный и на микроносителях.

При стационарном способе выращивание клеточных культур производят в стеклянных матрасах емкостью 1,5л.В стерильные матрасы с питательной средой вносят необходимое количество матровой культуры клеток. Матрасы помещают в термостат. где на поверхности формируется монослой клеток, затем монослой заражается вирусом.

Культивирование клеточных культур динамическим способом осуществляется в роллерах, установленных на специальных стеллажно-ярусных аппаратах, обеспечивающих вращение, а также в аппаратах марки «Гироген». Аппарат «Гироген» состоит из большого количества стеклянных трубок, где клетки растут не только на внутренней, но и на внешней поверхности стекла. Питательная среда вносится отдельно или вместе с клеточной суспензией. Технологический процесс регулируется автоматически.

Суспензионный способ. Выращивание клеточных культур осуществляется в специальных биореакторах емкостью 1000л и более при непрерывном перемешивании(300-350 об/мин.). Культивирование осуществляется периодическим или отъмно-доливным методами.

Для повышения ростовой поверхности используют различные микроносители. В качестве микроносителей предложено использовать полые волокна в которых растущие

клетки отделены полупроницаемой мембраной полых волокон от питательной среды, а также использовать биореакторы с использованием мембранных микрокапилляров. Растущие клетки адгезированы на твердом субстрате, Используют мембраны, пропускающие вещества с малекулярной массой от 6000 до 10000 дальтон.

Способ культивирования клеток на микроносителях сочетает в себе преимущества стационарного и суспензионного способов. Культура растет на микроносителях в форме монослоя. Биореактор для культивирования оборудован устройством для мягкого перемешивания клеток и среды, ее подачи и улавливания отработанной среды через непроницаемый для клеток фильтр. Разработана специальная конструкция самовсасывающей мешалки, обеспечивающая щадящие режимы перемешивания при культивировании на микроносителях. Биореакторы снабжены системами автоматического контроля и регулирования основных параметров культивирования.

4.Требования к оборудованию процессов в биотехнологии.

В зависимости от вида процесса, применяемых сырья и культуры м/орг. используется различное оборудование. Для проведения анаэробных биотехнологических процессов не требуется подачи воздуха в аппарат, не требуется интенсивное перемешивание, а в ряде случаев отпадает необходимость соблюдать асептические условия культивирования. Для осуществления аэробных процессов необходимо обеспечить интенсивную аэрацию и перемешивание культуральной жидкости, соблюдать строго асептические условия, решать вопросы пеногашения и т.д.

Чтобы процесс культивирования м/орг. проходил продуктивно, необходимо соблюдать следующие правила:

-обеспечить подвод кислорода к клеткам и отвод образующегося диоксида углерода из культуральной жидкости (аэробы).

- интенсивно перемешивать культуральную жидкость для обеспечения доступа жидких и газообразных субстратов ко всем клеткам.

-осуществлять стерилизацию биореактора и связанных с ним коммуникаций, обеспечить асептические условия проведения процесса культивирования.

- иметь системы для ввода субстратов.

-иметь системы контроля за ходом культивирования, необходимые для реализации процесса ферментации ( отбор проб, определение концентрации м/орг., продуктов микробного синтеза и др.).

Оборудование изготавливают из высоколегированных марок нержавеющей стали. Внутренняя поверхность стенок биореактора должна быть отполирована.

Трубопроводы, подводимые к биореакторам и другим аппаратам, с которыми они технологично связаны должны располагаться системно и обеспечивать возможность их раздельной стерилизации.

Выбор типа и конструкции биореактора зависит от пенообразующих свойств среды и способа пеногашения. Жиры и химические пеногасители изменяют проницаемость цитоплазматической мембраны, ухудшают обмен веществ, что может привести к ингибированию биосинтеза. Применение механического способа пеногашения влечет конструктивное изменения аппарата.

Аэрация культуральной жидкости осуществляется подачей технологического воздуха с использованием барботеров. Конструкция барбатера определяется величиной емкости биореактора и удельной мощностью мешалки. Барботеры бывают лучевые, кольцевые, квадратные, трубчатые.

Процесс аэрации сопровождается перемешиванием культуральной жидкости. Выбор мешалки зависит от скорости адсорбции кислорода. Мешалки можно услово разделить на 2 группы: быстроходные и тихоходные. К быстроходным относятся пропеллерные, турбинные, лопастные. К тихоходным: рамные, якорные, скребковые, ленточные. Чтобы не допустить неэффективного при аэрации вращения жидкости в аппарате приводящего к сепарированию газа у оси аппарата и захлебыванию мешалки применяются отражающие перегородки.

Для отвода теплоты и стерилизации применяются в малых аппаратах рубашки, а в более крупных змеевики.