Bioreaktor

Z Multimediaexpo.cz

Bioreaktor (též fermentor) je umělé prostředí sloužící ke kultivaci mikroorganismů nebo obsahových buněk. Z hlediska mikroorganismů zde dochází k fermentačním procesům (fermentace a respirace). Fermentory jsou využívány v biotechnologickém průmyslu pro produkci určitých chemických látek nebo produkci biomasy.

Obsah

Rozdělení

Biofermentory se dají rozdělit podle řady hledisek:

  • dle fází
    • jednofázové (obsahují kapalný substrát s rozpuštěným enzymem)
    • dvoufázové (kapalina x částice; kapalina x mikroorganizmy)
    • třífázové (plyn x kapalina x mikroorganizmy)
    • čtyřfázové (tuhý substrát x plyn x kapalina x mikroorganizmy)
  • dle doplňování živin
    • vsádkové - jedno naplnění
    • semikontinuální
    • kontinuální - průběžné doplňování v průběhu fermentace
  • dle aerace
    • aerobní
    • anaerobní
  • dle aktivní složky
    • enzymové (mohou být volné nebo imobilizované, tedy uchycenné)
    • mikrobní (volné, imobilizované)
  • typu sterilizace
    • autoklávovatelný (skleněná nádoba)
    • in situ (párou) sterilizovatelný (nerezová nádoba)

Laboratorní fermentory

Pro výzkum a vývoj jsou používány bioreaktory s pracovním objemem kultivační nádoby od 500 ml do 200 litrů. Standardně fermentor obsahuje:

  • kultivační nádobu z borosilikátového skla nebo nerez oceli s průhledem
  • řídící jednotku pro ovládání parametrů
  • motor pro míchání média (mechanická ucpávka nebo magnetická spojka)
  • sondy pH, pO2 nebo Redox potenciál, AntiFoam (odpěňování), teplota
  • lahvičky pro reagencie (kyselina, zásada nebo médium pro doplňování v případě kontinuální kultivace)
  • 2 až 4 peristaltické pumpičky pro dávkování reagencií
  • základní jednotku

Sterilizovatelné v autoklávu

Stolní autoklávovatelný fermentor a multifermentor

Objemy do cca 10 litrů jsou zpravidla ve skleněných nádobách.

  • Regulace teploty
    • vodní cirkulací - voda cirkuluje v dvoustěnné kultivační nádobě
    • elektricky - elektricky ohřívaná dečka je upevněna na nádobě. Chlazení je řešeno řešeno chladicí tyčí, ve které cirkuluje voda.
  • Přístup
    • pouze skrze porty ve víku nádoby.
  • Výhody
    • jednodušší manipulace s celým přístroje
    • optická kontrola média ve skleněné nádobě
    • bez potřeby páry
  • Nevýhody
    • nutnost mít dostatečně velký autokláv
    • pouze menší objemy (do 15 litrů)
    • těžká manipulace a přenos nádoby při větších objemech
    • hrozí rozbití skleněné nádoby

In situ sterilizovatelné

Objemy nad 10 litrů se většinou dělají v provedení s nerezovou nádobou

  • Regulace teploty
    • párou v dvoustěnné nádobě. Pára nepřichází do kontaktu s médiem v nádobě
    • elektricky obdobně jako u zadního skla auta
  • Přístup
    • skrze porty ve víku nádoby
    • u větších objemů zpravidla dodatečné porty ve spodní nebo i prostřední části nádoby.
  • Výhody
    • provozní podmínky
    • automatické řízení celé kultivace včetně sterilizace
  • Nevýhody
    • potřeba vlastního rozvodu páry nebo generátoru páry
    • složitější manipulace, u větších objemů je součástí jeřáb pro manipulaci s víkem
    • pouze malý skleněný průzor pro optickou kontrolu média

Literatura

Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Bioreaktor“