Ферментёры и биореакторы: принципы функционирования, классификация и области применения в биотехнологиях

Ферментёр представляет собой специальное оборудование, предназначенное для культивирования микроорганизмов, клеток растений или животных в контролируемых условиях. Это устройство используется в биотехнологии, микробиологии, пищевой промышленности и фармацевтической отрасли для производства широкого спектра продуктов, включая антибиотики, витамины, пищевые добавки, вакцины и многие другие вещества.

Основные характеристики ферментёра включают:
— Контроль температуры, pH, уровня кислорода и давления внутри реакционной среды.
— Поддержание стерильных условий для предотвращения загрязнения культуры посторонними микроорганизмами.
— Возможность масштабирования процесса от лабораторных исследований до промышленного производства.

Типы ферментёров
Существует несколько типов ферментёров, каждый из которых предназначен для определённых целей:
— Лабораторные ферментёры: используются для исследования и разработки новых процессов.
— Пилотные ферментёры: применяются для тестирования и оптимизации производственных технологий перед переходом к промышленному масштабу.
— Производственные ферментёры: предназначены для массового производства продукции.

Что такое биореактор?
Биореактор является более общим термином, охватывающим широкий спектр устройств, используемых для поддержания роста живых организмов в контролируемой среде. Хотя некоторые биореакторы могут функционировать аналогично ферментёрам, они также могут включать дополнительные компоненты, такие как системы подачи питательных веществ, перемешивания и контроля качества продукта.

Основные типы биореакторов:
— Аэробные биореакторы: обеспечивают доступ кислорода для аэробных микроорганизмов.
— Анаэробные биореакторы: поддерживают анаэробные условия для бактерий, которым кислород противопоказан.
— Фотобиореакторы: используют световую энергию для фотосинтеза водорослей и цианобактерий.

Применение биореакторов
Биореакторы находят применение в различных отраслях:
— Производство биоэтанола и биодизеля из растительных материалов.
— Выращивание клеточных культур для медицинских препаратов и вакцин.
— Переработка отходов и очистка сточных вод.
— Получение биопродуктов, таких как белки, антитела и ферменты.

Различия между ферментёром и биореактором
Хотя оба устройства служат схожим целям, существуют ключевые различия:
— Назначение: Ферментёры чаще всего используются для выращивания микроорганизмов и продуцентов метаболитов, тогда как биореакторы могут поддерживать рост различных форм жизни, включая растения и животные клетки.
— Масштабирование: Ферментёры обычно имеют меньший объём и используются в лаборатории, в то время как биореакторы могут достигать больших размеров и применяться в промышленных процессах.
— Контроль параметров: Оба типа оборудования требуют строгого контроля условий, однако биореакторы часто оснащены дополнительными системами мониторинга и управления.

Таким образом, выбор между использованием ферментёра и биореактора зависит от конкретных потребностей и целей производственного процесса. Обе технологии играют важную роль в современной биотехнологической индустрии и продолжают развиваться благодаря новым научным открытиям и техническим достижениям.

Сообщение Ферментёры и биореакторы: принципы функционирования, классификация и области применения в биотехнологиях появились сначала на Трибуна 24.