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.

Obsah

[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