Параметрлерді сырттай реттейтін үздіксіз культивиреу

I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
1. Микроорганизмдерді үздіксіз культивирлеу жағдайлары
2. Үздіксіз культивирлеу жүйесінің классификациясы
III. Қорытынды
IV. Пайдаланған әдебиеттер

Микроорганизмдерді үздіксіз культивирлеу Периодты культивилеуде микроорганизмдердің максималды өсу қабілеті толық қолданылмайды. Өмір сүрудің ең активті кезеңі – логарифмдік фаза - өндірістік циклдің азырақ бөлігін алады, ал уақыттың көп бөлігі лаг фазаға кетеді және өсудің жәймен өсетін кезеңіне өтеді.
Периодты культивирлеу кезінде жасушалар барлық уақыт бойы ауыспалы жағдайда болады. Алдымен қоректік ортаға дер кезінде көп мөлшерде қоректік заттарды енгізсе, жасуша өсуінің ингибирленуі сонда өмір сүруші микроорганизм өнімнің жиналуы және қоректенудің жетіспеуі басталады. Егер қоректік ортаға бірден мол мөлшерде қоректік зат қосса, онда культураның өсуінің ингибирленуі болады, демек микроорганизмдердің катаболиттік репрессиясы деп аталады. Қоректік затты жаймен қосудың арқасында микроорганизм өсуінің ингибирленуінен құтылуға болады. Осы мөлшердегі қоректік заттарды енгізу процесі кезінде микроорганизмдердің өсуінің ингибирлеруін болдырмауға болады. Бұл әдіс субстраты майдалап мөлшерлеумен микроорганизмдерді культивирлеу деп аталады.
Культивирлеу барысында қоректену көздерін қосу кезінде қоректік ортаның көлемі өзгереді. Орта көлемін қалыпты және ортадағы өмір сүруші микроорганизм өнімдерінің концентрациясын төмендетіп ұстап тұру үшін, культуральды сұйықтықтың бөлігін белглі бір уақыт аралығында аппараттан алып тастауға болады. Мұндай периодты культивирлеу процесті «көлемді-мөлшерлеуіш» деп атайды. Мұның алдыңғы әдістен айырмашылығы, культураның бөлігі периодты түрде жаңа ортаға түскен сайын алынып тасталынып отырады. Берілген жағдайда процестердің негізгі параметрлері – көлемі, араластыру жылдамдығы, өсудің меншікті жылдамдығы – тұрақты болып есептелмейді культура квазистационарлы (мнимостационарлы) жағдайда болады.

1. Биотехнология: Учебное пособие для вузов в 8-ми кн. - М.: Высшая школа, 1987.
2. Виастур У.Э. и др. Культивирование микроорганизмов. – М.:Пищевая промышленность, 1990.
3. Калунянц К.А. и др. Оборудование микробиологических производств –М.: Агропромиздат, 1997.
4. Яковлев В.И. Технология микробиологического синтеза: Учебное пособие. – Л.: Химия, 1987

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІ
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті
Инженерлік-технологиялық факультеті
Стандарттау және биотехнология кафедрасы

СӨЖ

Тақырыбы: Параметрлерді сырттай реттейтін үздіксіз культивиреу

Тексерген: Жагалбаева Д.К.
Тұрарбек Т.М.
Орындаған: Мырзагалиева А.Е.
Тобы: БТ-507

Семей 2017 жыл

Жоспар:
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
1. Микроорганизмдерді үздіксіз культивирлеу жағдайлары
2. Үздіксіз культивирлеу жүйесінің классификациясы
III. Қорытынды
IV. Пайдаланған әдебиеттер

I. Кіріспе
Микроорганизмдерді үздіксіз культивирлеу Периодты культивилеуде микроорганизмдердің максималды өсу қабілеті толық қолданылмайды. Өмір сүрудің ең активті кезеңі - логарифмдік фаза - өндірістік циклдің азырақ бөлігін алады, ал уақыттың көп бөлігі лаг фазаға кетеді және өсудің жәймен өсетін кезеңіне өтеді.
Периодты культивирлеу кезінде жасушалар барлық уақыт бойы ауыспалы жағдайда болады. Алдымен қоректік ортаға дер кезінде көп мөлшерде қоректік заттарды енгізсе, жасуша өсуінің ингибирленуі сонда өмір сүруші микроорганизм өнімнің жиналуы және қоректенудің жетіспеуі басталады. Егер қоректік ортаға бірден мол мөлшерде қоректік зат қосса, онда культураның өсуінің ингибирленуі болады, демек микроорганизмдердің катаболиттік репрессиясы деп аталады. Қоректік затты жаймен қосудың арқасында микроорганизм өсуінің ингибирленуінен құтылуға болады. Осы мөлшердегі қоректік заттарды енгізу процесі кезінде микроорганизмдердің өсуінің ингибирлеруін болдырмауға болады. Бұл әдіс субстраты майдалап мөлшерлеумен микроорганизмдерді культивирлеу деп аталады.
Культивирлеу барысында қоректену көздерін қосу кезінде қоректік ортаның көлемі өзгереді. Орта көлемін қалыпты және ортадағы өмір сүруші микроорганизм өнімдерінің концентрациясын төмендетіп ұстап тұру үшін, культуральды сұйықтықтың бөлігін белглі бір уақыт аралығында аппараттан алып тастауға болады. Мұндай периодты культивирлеу процесті көлемді-мөлшерлеуіш деп атайды. Мұның алдыңғы әдістен айырмашылығы, культураның бөлігі периодты түрде жаңа ортаға түскен сайын алынып тасталынып отырады. Берілген жағдайда процестердің негізгі параметрлері - көлемі, араластыру жылдамдығы, өсудің меншікті жылдамдығы - тұрақты болып есептелмейді культура квазистационарлы (мнимостационарлы) жағдайда болады.
Субстратты майдалап мөлшерлеуде периодты культивирлеудің тағы бір әдісі бұл - диализдеуші мембрана арқылы лимиттеуші субстраттың келуін бақылаушы процесс. Егер аппаратқа мембрананы орнатқанда, сол арқылы тек белгілі бір заттар ғана енеді, мембранадан бөлінген, ерітіндіден еріген зат диффузиясы арқасында ортадағы оның концентрациясы тұрақты ұсталынып тұрады. Бұл әдісті шектелген субстрат продуцентінің өсуі үшін қолдануға болады немесе биомассаны концентрлеу үшін, субстратты майдалап мөлшерлеуіш периодты культивирлеу үшін, даму фазасынан популяцияға келу уақытының көбейтуіне мүмкіндік береді. Бірақ жасушалардың физиологиялық күйін тұрақтандыруды уақытқа байланыстырмай, осы әдіспен жүзеге асыру мүмкін емес.

1. Микроорганизмдерді үздіксіз культивирлеу жағдайлары
Үздіксіз культивирлеу ферментерге белгілі мөлшерде және сапалы қатынаста қоректік заттарды үздіксіз беріп отыру болып табылады, ол микроорганизмдерді ұстап тұру үшін экспоненциалды фазасында дамиды. Мұндай жағдайларда қозғалмалы тепе - тең күйге жеткізеді, бұл кезде жасушалардың үздксіз және бірдей жылдамдықпен көбеюі, қоректік заттармен келу жылдамдығымен сәйкес болады. Культивирленетін жасушаларды қоректік заттар мен үнемі қамтамасыздандырылуына қарамастан культуралды сұйықтықта іс жүзінде олар мүлдем жоқ, демек ағып өтетін сұйықтықта жоқ деген сөз. Үздіксіз культивирлеудің аса маңызды сипаттамасының бірі ол араластыру жылдамдығы, демек ферментердегі қоректік ортаның алмасу жылдамдығы. Егер культиватордың көлемін (Vл), ал ортаға келу жылдамдығы - ағын жылдамдығы F(лсағ) деп белгілесек, онда араластыру жылдамдығы Д(сағ-1) тең болады: Д=FV
Үздіксіз культивирлеу процесіндегі микроорганизмдердің өздігінен реттелу қабілеті
Үздіксіз культивирлеуде араластыру жылдамдығы меншікті өсу жылдамдығы мен тепе-теңдік жағдайдағы режимді орнатуды бақылау және қоректік ортаның ағып келуін ұстап тұру қажет. Бірақ үздіксіз культивирлеу жүйесіндегі микроорганизмдер өздігінен реттеуші қабілетке ие.
Егер де қабылданған режим араластыру жылдамдығы есебінен бұзылса, онда жүйеде қандай өзгерістер тууы мүмкін? Қоспаның құрамы немесе қоректік ортаның берілу жылдамдығы өзгерген кезде жүйе тепе-теңдік күйден шығып, олардың параметрлерінде бір-бірімен байланысты өзгерістер пайда болады.
Араластыру жылдамдығы микроорганизмдердің меншікті өсу жылдамдығынан төмен деп қарастырсақ, демек Dμ. Мұндағы μ - D айырмашылығы оң болады. Осыған байланысты ферментатерге қоректік ортаның түсуі көбейсе, биомассаның концентрациясы Х жоғарылай бастайды, ол қоректік заттардың жоғарылауына және зат алмасу өнімнің жиналуына әкеліп соқтырады. Осының барлығы микроорганизмдердің өсу жылдамдығына кері әсерін тигізеді, оның өсу жылдамдығы төмендей бастайды. Осының салдарынан μ - D 0-ге ұмтылады, ал жүйе жаңа жылжымалы тепе-теңдіктің қалыптасуына ұмтылады. Бұл жағдайда биомасса концентрациясы алғашқысымен салыстырғанда жаңа өте жоғары деңгейде тұрақтанады .
Егер араластыру жылдамдығы меншікті өсу жылдамдығынан жоғарыласа (Dμ), онда μ - D айырмашылығы теріс мөлшерге ие болады және жүйедегі биомасса концентрациясы төмендей бастайды. Қоректік заттар аз жұмсалып, оның концентрациясы өседі, ол меншікті өсу жылдамдығына жағымды әсер етеді. Нәтижесінде жүйе жоғары концентрациялы қоректік заттарға және биомассаның төменгі концентрациясына сәйкес жаңа қалыптасқан режимге келеді.
Олай болса, бастапқы мәнді (ағымының жылдамдығы немесе қоректік орта құрамы) өзгерте отырып, жүйеге ауысады. Жасуша - орта жүйені бір қозғалмалы тепе - теңдік күйден басқа бір күйге ауыстыруға болады, осыдан барып үздіксіз процестер өздігінен ретелу қабілетіне ие болады, ол максималды меншікті өсу жылдамдығын қамтамассыз етеді. Араластыру жылдамдығын максимальды меншікті өсу жылдамдығынан жоғарылатқанда, (Dμ макс), онда белгілі бір уақыттан кейін микроорганизм ферментатерден шығарылып жуылады. Үздіксіз культивирлеудің маңызды көрсеткішінің бірі - өнімділігі болып табылады, ол биомасса концентрациясы араластыру жылдамдығының жүруімен анықталады : П=DХ
Араластыру жылдамдығы максимальді болғанда, өнімділігі максимум жағдайға жетеді.

2. Үздіксіз культивирлеу жүйесінің классификациясы
Қазіргі кезде микроорганизмдерді үздіксіз культивирлеу әдісі тереңірек теориялық негізі бар және іс-жүзінде кеңірек қолданылады. Үздіксіз культивирлеу процестерін қолдану қазіргі уақытта жеткілікті және оларды классификациялауға болады. Үздіксіз культивирлеуді классификациялағанда жұмыс істеу принципіне қарай классификациялаған жөн.
Үздіксіз культивирлеу жүйесін ашық және тұйық деп ажыратуға болады. Ашық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.