Глубинное культивирование микроорганизмов

Глубинный способ культивирования наиболее широко используется в производстве большин­ства БАВ по ряду перечисленных ниже причин.

1. Возможность получить за более короткое время большее количество биомассы или про­дуктов биосинтеза.

Рис. 14. Ферментатор объемом 63 м³ производства Германии. 1 — электродивигатель; 2 —редуктор; 3,10 — муфты; 4 — подшипник; 5 — сальник; 6 -- вал;

7 — корпус; 8 — турбинная мешалка; 9 — змеевиковый теплообменник; 11 — труба для подвода воздуха;

12 — лопастная мешалка; 13 — барботер; 14 — винтовая мешалка; 15 — опорный подшипник; 16 — штуцер для спуска; 17 — рубашка; 18 — люк для загрузки;

19 — патрубок для выхода воздуха

палочки в поверхностных условиях, количество клеток не превышает 1-2 млрд/мл, а с применением глубинного культивирования, в зависимости от состава питательной среды и режимов культивирования, достигает 50-60 млрд/мл.

2. Возможность осуществлять управляемое культивирование.

3. Возможность использовать стандартное механизированное и автоматизированное техно­логическое оборудование для культивирования и повышения качества препаратов БАВ.

В нашей стране в промышленности наиболее широко используются отечественные конструкции Гипромедпрома, герметизированные ферментаторы вместимостью до 50 м³ и 100 м³ с механичес­ким перемешиванием и барботажеМ воздуха (рис. 13). Кроме этих двух ферментаторов на многих предприятиях работают аппараты вместимостью 63 м³ производства Германии (рис. 14).

Аппараты рассчитаны для работы под избыточным давлением 0,25 МПа и стерилизации при температуре 130-140 °С. Во избежание инфицирования культуры предусмотрены торцовые уплот­нения вала перемешивающего устройства с паровой защитой.

Важным фактором с точки зрения асептики процесса культивирования продуцента является правильная обвязка ферментатора.

Следует также уделять большое внимание процессу ценообразования при культивировании и устройствам для пеногашения. Все существующие и используемые в промышленности фермен­таторы снабжены специальными устрой­

ствами для введения пеногасителя и кон­троля высоты пены в аппарате. Переброс пены крайне нежелателен, так как при этом могут произойти намокание воздухобчис- тных фильтров и нарушение условий герме­тизации и стерильности процесса.

Схема пеногашения, принятая в сте­рильных производствах, представлена на рис. 15. В нее включены датчики 1, 2 и 3 различных уровней пены, работающие либо по принципу замыкания цепи «датчик — корпус аппарата», либо при изменении эле­ктропроводности пены, либо по принципу изменения электрической емкости между датчиком и корпусом аппарата в момент ка­сания пены и датчика. При касании пеной первого датчика через усилитель У1 вклю­чается электромагнитный клапан СК1, ус­тановленный на линии подачи пеногасите­ля из мерника, время подачи пеногасителя регулируется реле времени РВ1. По оконча­нии подачи пеногасителя включается реле времени РВ2. Если пена продолжает расти и соприкасается со вторым датчиком, то че­рез усилитель У 2 выключится электродви­гатель мешалки на время, установленное РВ2. Когда мешалка снова начинает ра­ботать, РВ2 срабатывает и повторно включается РВ1. Связь между РВ1 и РВ2 обеспечивает двойное последовательное пе- ногашение — с помощью пеногасителя и путем выключения мешалки. Если пена не опускается ниже первого датчика, то по­дача пеногасителя в аппарат и остановка электродвигателя мешалки повторяются.

В случае достижения пены аварийного дат­чика 3 через усилитель УЗ срабатывает эле­ктромагнитный клапан СК2 и закрывается выход воздуха из аппарата.

Рис. 15. Схема автоматизации пеногашения 1.2, 3 — датчики уровня пены; У1, У2, УЗ — усилители электросигнала; РВ1.РВ2 — реле времени; СК1.СК2 —

электромагнитные клапаны; МП — магнитный пускатель; М — электродвигатель мешалки

В процессе культивирования также ве­дется постоянный контроль за накоплени­ем целевого продукта, состоянием би­омассы продуцента, pH среды, потреблени­ем некоторых составляющих среды и т. д.

2.3.