д. т. н., профессор, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств
doctor of technical sciences, professor, bakery technology, confectionery, pasta and grain processing industries department
д. т. н., профессор, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, декан факультета пищевых машин и автоматов
doctor of technical sciences, professor, Department of machines and equipment for food production, Dean of the Faculty of food machines and machines
к .т. н., главный технолог проектного отдела
candidate of technical sciences, Chief Technologist of project department
аспирант, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств
graduate student, bakery technology, confectionery, pasta and grain processing industries department
Современные тенденции совершенствования конструкции пленочных аппаратов для фотоавтотрофного биосинтеза светозависимых микроорганизмов направлены на значительное увеличение производительности ценных продуктов из биомассы микроскопических водорослей и получение на их основе отдельных полезных веществ (препаратов), используемых в различных отраслях народного хозяйства и медицине. В пленочных аппаратах эффективно протекают процессы тепло- и массообмена при контакте газа с культуральной жидкостью, стекающей в виде пленки по прозрачной пленкообразующей поверхности при ее интенсивном освещении, а автотрофный биосинтез развивается только в присутствии смеси воздуха с углекислым газом. При этом полностью исключается накапливание продуктов метаболизма за счет их непрерывного отвода из пленки культуральной жидкости с отходящим газом, что не характерно для аппаратов других типов. Небольшие габариты пленочных биореакторов позволяют увеличить степень насыщения жидкости углекислым газом с возможностью изменения концентрации газа в культуральной жидкости и обеспечить культивирование микроорганизмов с заданным выходом биомассы. В настоящее время разработано значительное количество способов обеспечения контакта газа с жидкостью (барботажный, газлифтный, механическое перемешивание, струйный, пленочный и др.), на основе которых созданы промышленные биореакторы, обладающие различным «стрессовым» эффектом. Считается, что для проведения культивирования наиболее оптимальными являются биореакторы с механическим перемешиванием жидкости, которые позволяют обеспечить наибольшую производительность по биомассе. Однако применяемые в них типовые механические перемешивающие устройства создают в рабочей полости биореактора хаотичное, неорганизованное перемешивание, что способствует к возникновению слабого массообмена, недостаточного для жизнеобеспечения клеток культур и микроорганизмов. Анализ способов взаимодействия газа с жидкостью в пленочных аппаратах показал необходимость создания биореакторов нового поколения с интенсивным массопереносом без вероятности лимитирования продуктивности биотехнологических систем. В работе показано последовательное изменение конструктивных элементов пленочных биореакторов, направленные на повышение эффективности их эксплуатации.
Modern trends in improving the design of membrane devices for photoautotrophic biosynthesis dependent lighting microorganisms aimed at a significant increase in the productivity of valuable products from biomass of microalgae and obtaining on the basis of their individual useful substances (drugs) used in various industries and medicine. In film devices effectively the processes of heat - and mass-exchange with the gas comes into contact with the culture fluid flowing as a film on a transparent film-forming surface is STI in its light intensity and autotrophic biosynthesis occurs only in the presence of a mixture of air with carbon dioxide. Thus, completely eliminated the accumulation of metabolic products due to their continuous removal from film culture liquid with the process gas, which is not typical for devices of other types. Small size membrane bioreactors may increase the degree of saturation of the liquid carbon dioxide with the possibility of changing the concentration of gas in the culture fluid and to ensure the cultivation of microorganisms with a specified biomass yield. At present up to date-developed a significant number of ways to ensure contact of the gas with the liquid (bubbling, gas-lift, mechanical stirring, jet, membrane, etc.) on the basis of which an industrial bioreactor, with various "stress" effect. It is believed that for the cultivation of the most optimal are bioreactors with mechanical stirring of the liquid, which allow the greatest productivity of biomass. However, the applied model of a mechanical mixing device to create a work whose cavity of the bioreactor chaotic, disorganized mixing, which contributes to the emergence, insufficient for the sustenance of the cell cultures and microorganisms. Analysis of the interactions of the gas with the liquid film devices showed the need to create a new generation of bioreactor with intensive mass transfer without the possibility of limiting the productivity of biotechnological systems. The work shows a consistent change in structural elements of membrane bioreactors to increase the efficiency of their operation.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.