Мал. 6.6. Схема турбідостата. Подача середовища здійснюється по команді нефелометра, що вимірює концентрацію клітин в контурі, по якому насосом прокачується культура з ферментера
Існують два різновиди відкритого культивування. Перша - турбідостат - має на увазі вимір і автоматична підтримка концентрації клітинної біомаси в реакторі на одному рівні шляхом зміни швидкості протоки. Другий різновид - Хемостат - полягає в подачі в біореактор з постійною швидкістю живильного розчину при одночасному відкачуванні з тією ж швидкістю клітинної суспензії. [C.183]
Різниця Хемостат і турбідостатов полягає лише в тому, що контроль за процесом включає фотоелектричні елементи за регулюванням подачі свіжої живильного середовища і відведення культуральної рідини [c.280]
Зростання в турбідостате. Від описаної вище безперервної культури в хемостате істотно відрізняється безперервна культура в турбідостате. Як вказує сама назва, робота турбідостата заснована на [c.202]
Чим відрізняються безперервні культури мікроорганізмів, що функціонують в режимі Хемостат і турбідостата [c.85]
Турбідостат є найпростішу з усіх добре перемішуються систем безперервного культивування [61]. Концентрація клітин в ній регулюється постійної підстроюванням певної швидкості надходження поживних компонентів. На відміну від випадку Хемостат концентрацію біомаси в турбідіти-ті вибирає оператор, а швидкість розведення і відповідно концентрація субстратів підтримується таким чином. щоб зберігався заданий рівень біомаси. Звідси випливає, що якщо немає необхідності в лімітують кількостях субстрату, то він додається в надлишку. Тому робота системи (для використовуваного середовища) найбільш стабільна при питомій швидкості росту культури, близькій до максимальної (Хтах- Поки концентрація всіх компонентів середовища надлишкова, система працює в широких інтервалах концентрацій біомаси при швидкості розведення. Близькою до критичної. Саме в цих умовах Хемостат найменш стабі- [c.409]
Застосовуються реактори. що працюють в режимі Хемостат, тому про турбідостатах ми далі говорити не будемо. [C.421]
Безперервне (проточное) культивування. Проточна система культивування дозволяє зафіксувати культуру в якійсь певній фазі (зазвичай експоненційної). При цьому склад середовища та умови зростання залишаються постійними. Найпростіша схема проточного ферментера представлена на рис. 67. Подача свіжої середовища та видалення частини суспензії (протока) відбувається з тією ж швидкістю, з якою росте культура. Існують два принципово різних типи безперервних культур - Хемостат і турбідостат. [C.80]
Робота турбідостата заснована на підтримці постійної щільності бактеріальної суспензії. Фотоелемент вимірює щільність випливає суспензії і автоматично змінює проток (чим щільніше культура, тим більше подається середовища). У посудині для культивування всі поживні речовини містяться в надлишку, а швидкість росту бактерій наближена до максимальної. При такому принципі роботи виникають технічні проблеми пристінкового обростання поверхонь. в тому числі і фотометричної кювети. [C.82]
Існує багато типів безперервного культивування деякі з них докладно описані в роботах [2, 4]. В подальшому обговоренні ми обмежимося двома основними типами безперервного культивування 1) Хемостат. в якому стан рівноваги досягається шляхом регулювання надходження лімітують ріст субстратів, і 2) турбідостатом. в якому стан рівноваги досягається шляхом видалення біомаси та заміщення її свіжим середовищем зі швидкістю, що відповідає зростанню культури. У табл. 10.3 порівнюються різні стаціонарні параметри турбідостата і Хемостат. Хемостат на відміну від турбідостата дозволяє з високою точністю регулювати умови обмеження зростання (субстратное лімітування), тоді як турбідостат кращий для вивчення мікроорганізмів в умовах зростання. близьких до максимальної питомої швидкості. [C.397]
Якщо не брати до уваги умов турбідостата або Хемостат, зростання не залишається збалансованим протягом довгого часу. Навіть в умовах безперервного культивування відбуваються довготривалі зміни, які викликають відхилення від збалансованого стану. Так що допущення експоненційної моделі незалежно від складнощів і недосконалості виконаних вимірювань обмежена з точки зору процесу біологічного зростання. Тому необхідно обмежити область вимірювань. [C.508]
При глибинному вирощуванні рослинних клітин принцип турбідостата практично не застосовується. Однією з причин цього є руйнування частини клітин при відведенні їх до оптичного приладу. [C.24]
Альтернативною Хемостат системою є турбідостат, в якому щільність клітин підтримується на певному рівні шляхом зміни надходження середовища. Щільність клітин (каламутність суспензії) вимірюється зазвичай за допомогою фотоелектричного пристрою. Коли значення щільності знижується нижче заданого рівня, надходження середовища призупиняється, щоб дати можливість збільшитися числу клітин. При перевищенні заданої щільності надходження середовища збільшується, щоб змити зайві клітини. Ця система ефективно функціо- [c.102]
В системі "турбідостат" в ферментаторі пода, ержівают щільність популяції постійної, і при швидкому протоці середовища створюються умови. близькі до тих, які відповідають логарифмічною фазі. при повільному - наближаються до умов, відповідним стаціонарній фазі В усталеному режимі роботи ферментатора питома швидкість протоки середовища дорівнює питомої швидкості розмноження культури Підвищення швидкості протоки або вплив, що сповільнює ріст, призводять до того, що швидкість розмноження виявляється менше швидкості протоки і клітини культури будуть "вимиті "з ферментатора [c.306]
Шляхом зміни положення перемикачів можна виконати різні операції і різноманітні програми. Папрімер, Напівбезперервне культивування. концентрація клеюк, регульована за допомогою турбідостата, або рівень pH контролювалися в часі одночасно з додаванням глюкози. [C.218]
Найбільш вразливим місцем культивування в турбідостате є точність регулювання біомаси. Больщінства старих методів регулювання щільності популяції засноване на оптичному вимірі (в розсіяному або світлі) за допомогою фотоелектричного датчика. Недоліком цих методів є перешкоди, викликані піною і бульбашками, які утворюються при аерації, а також зростанням клітин на стінках ферментера і, що більш важливо, на оптичному вимірювальному пристрої. Якщо від перешкод, що викликаються бульбашками, можна позбутися, використовуючи внещніх проточну кювету. то піна створює серйозні проблеми. Заростання бактеріями оптичних поверхонь можна частково подолати їх протиранням, проте це малоефективний прийом. Покладаються надії на нові методи волоконної оптики. проте вони ще не апробовані. [C.410]
Термін турбідостат відноситься до будь-якого методу. при якому щільність клітин підтримується на постійному рівні. Він включає в себе методи, засновані на змінах метаболізму. вимірюваних за допомогою рН Мінстату [48] і СОГ Мінстату. Оскільки основні метаболічні функції (такі, як поглинання бактери ями кисню, виділення двоокису вуглецю і в деяких випадках зміна pH) тісно пов'язані зі швидкістю росту клітин і в кінцевому рахунку з питомою швидкістю росту культури, їх можна використовувати як показові змінні при регулюванні потоку середовища. [C.410]
Теоретично в якості регульованого параметра при культивуванні в турбідостате може бути використаний будь-який параметр, який піддається виміру. На практиці ж в цій якості використовують тільки ті параметри, які тісно пов'язані з ростом клітин. Введення складних комплексів ферментер - ЕОМ забезпечить більш високий рівень використання турбі- "достати теорії, але ці комплекси вимагають подальших розробок. [C.410]
Ми не торкнулися моделі, що описують роботу інших видів проточного культиватора турбідостата, плотностата, рН Мінстату, в яких за допомогою систем автоматичного спостереження підтримуються задані значення щільності біомаси або інших параметрів. а також моделі напівпроточних системи, в яку безперервно або періодично додається свіжий поживний субстрат. а рідина і біомаса не вилучаються з культиватора до закінчення процесу. систем з газовим харчуванням і багатьох інших. Ці моделі і посилання на них можна знайти в монографіях [П38, П40]. Відзначимо також цікаву роботу [40], де поряд з динамікою біомаси і субстрату розглядається зміна концентрації проміжного метаболіту. [C.75]
Максимальна швидкість росту може бути досягнута при турбідостаточном методі регулювання. який є варіантом хемостатного. в цьому випадку швидкість потоку середовища встановлюється експерімегп атором, а автоматично, по сигналу датчика, що реєструє концентрацію клітин. Для цього ферментер повинен мати пристрій для нефелометріческого вимірювання каламутності, що залежить від концентрації клітин (х) і для регулювання швидкості потоку середовища так, щоб х залишалося постійним. Цей метод культивування дозволяє підтримувати культуру в стійкому стані па кордоні вимивання з ферментера, так як при зниженні концентрації клітин перестає подаватися середу. Турбідостат дає можливість вивчати вплив зовнішніх факторів на максимальну швидкість росту культур і на стан клітин при цьому (рис. 6.6). [C.122]
У відкриті проточні культури періодично (або безперервно) надходить свіжа живильне середовище. проте відбирається не тільки стара середовище, а й частина врожаю клітинної маси. Регуляція цього процесу може здійснюватися за принципом турбо-достати або Хемостат. У турбідостате подача свіжої середовища та відбір суспензії відбуваються після досягнення клітинної популяцією певної заданої щільності. Сигнал на включення протоки надходить від реле, пов'язаного з оптичною системою. визначальною щільність клітин. У хемостате швидкість протоку задається експериментатором і від неї залежить швидкість росту клітинної маси. Для цього живильне середовище лімітується по одному з найбільш важливих для росту факторів. найчастіше по фосфору, азоту або цукру. Режим Хемостат дозволяє за допомогою фіксованої швидкості розведення підтримувати константну швидкість ділення і щільність клітин в популяції. [C.23]
Безперервне (проточное) культивування на відміну від періодичного характеризується постійною подачею живильного середовища зі швидкістю, що дорівнює швидкості видалення культури. При цьому обсяг культури в ферментере в часі не змінюється. Одне з основних умов безперервного культивування - хороше перемішування культури в ферментере. Система безперервного культивування може бути реалізована за принципом турбідіти Мінстату або Хемостат. Турбідостат - найбільш простий режим проточного культивування, концентрація клітин в ньому вибирається дослідником, а надходження поживних компонентів автоматично реалізується відповідно до щільності популяції. Змінюючи швидкість подачі живильного середовища (швидкість розведення), експериментатор може отримувати різні значення швидкості росту популяції - від близьких до нуля до максимальної, таким чином відтворюючи різні стани культури від стаціонарної фази до стадії. експоненціального po Ta. [C.64]
Будь-яке експериментальне вивчення біотехнологічних процесів мікробіологічного синтезу складається з двох етапів. На першому етапі дослідник вибирає 1) об'єкт культивування - конкретну популяцію, яка забезпечує накопичення цільового продукту 2) установку для культивування даного об'єкта 3) вихідну живильне середовище 4) спосіб культивування - періодичний або безперервний з конкретизацією способу регулювання швидкості росту популяції мікробів в ферменті (режим - Хемостат, рН-стат, турбідостат, оксістат або будь-які інші варіанти) 5) умови культивування за регульованими параметрами. [C.16]
Культура тварин клітин Методи (1989) - [c.102]