Bioreaktor

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.

[editovat] 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)

[editovat] 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 broskolikátního 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

[editovat] 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

[editovat] 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

[editovat] Literatura

• HANIKA JIŘÍ. Vícefázové reaktory, 1. vydání [online]. VŠCHT v Praze, 1997. Dostupné online. ISBN 80-7080-290-1.

Tento biologický článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.

Tento biochemický článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.

Související články obsahuje Portál Biologie