Основное оборудование биотехнологических производств

Биотехнологические процессы принципиально отличаются от процессов химического синтеза. Специфика биотехнологических процессов состоит в том, что в них участвуют живые клетки, субклеточные структуры или выделенные из клеток ферменты и их комплексы. Это оказывает довольно существенное влияние на процессы массопередачи (обмена веществ между различными фазами, например перенос кислорода из газообразной фазы в жидкую, из культуральной среды внутрь клетки) и теплообмена (перераспределение тепловой энергии между взаимодействующими фазами) и как следствие на конструктивные особенности оборудования.

Поэтому современные биореакторы должны обладать следующими системами:

· эффективного перемешивания и гомогенизации среды выращивания;

· обеспечения свободной и быстрой диффузии газообразных компонентов системы (аэрирование в первую очередь);

· теплообмена, обеспечивающего поддержание оптимальной температуры внутри реактора и ее контролируемые изменения;

· пеногашения;

· стерилизации сред, воздуха и самой аппаратуры;

· контроля и регулировки процесса и его отдельных этапов.

Все формы и виды ферментационных систем создаются, имея основной целью обеспечение оптимальных условий для проведения процесса. Однако чем больше размер аппарата, объем жидкости в нем, тем сильнее проявляется в нем неидеальность перемешивания, тепловая и диффузионная неравномерность, неравномерность распределения подводимой извне энергии, что все вместе взятое создает резко различающиеся условия жизнеобеспечения клеток в различных частях аппарата. Естественное желание конструкторов пойти на различные улучшения, и как следствие, обычно, на усложнение аппаратуры, вызвало к жизни появление множества самых различных конструкций.