Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Современные тенденции совершенствования конструкций пленочных аппаратов для фотоавтотрофного биосинтеза светозависимых микроорганизмов

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-3-68-76

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

А. А Шевцов
Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Россия
д. т. н., профессор, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств


А. В. Дранников
Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
д. т. н., профессор, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, декан факультета пищевых машин и автоматов


А. В. Пономарев
ООО «Инжиниринговый центр ВСМ», ул. 9 Января, 68, г. Воронеж, 394000, Россия
к .т. н., главный технолог проектного отдела


Е. А. Шабунина
Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
аспирант, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств


Список литературы

1. Войнов Н.А., Жукова О.П., Курганский О.В., Вырина Е.Е. Массообмен в проточном биореакторе с рециркуляцией жидкости // Химия растительного сырья. 2014. № 3. С. 241–247.

2. Семенов Г.В., Булкин М.С., Меламед Л.Э., Тропкина А.И. Тепломассообмен в промышленных процессах вакуумного сублимационного обезвоживания с учетом условий контактирования // Вестник Международной академии холода. 2010. № 2. С. 25-33.

3. Семенов Г.В., Булкин М.С. Эффективная теплопроводность замороженных дисперсных материалов в процессах вакуумного обезвоживания // Вестник Международной академии холода. 2013. № 3. С. 55-57.

4. Пат. № 2458980 РФ, МПК7 С 12 М 1/00, С 12 М 1/06, В 01 D 3/32. Аппарат для культивирования автотрофных микроорганизмов / Шевцов А.А., Дранников А.В., Ситников Н.Ю., Пономарев А.В., Мажулина И.В. № 2011126828; Заявл. 29.06.2011; Опубл. 20.08.2012; Бюл. № 23.

5. Васильев В.Н., Куцакова В.Е., Фролов С.В. Кинетика диффузионных процессов при сушке квазиодномерных тел// Вестник Международной академии холода. 2013. № 3. С. 3-5.

6. Семенова В.О., Ефремова А.А., Лисина Е.Ю., Тимиреева К.В. Изучение влияния бактериофагов на бактериальную загрязненность фарша, контаминированного гомологичными микроорганизмами // Биотика. 2015. Т. 7. № 6. С. 147-156.

7. Пат. № 2577150 РФ, МПК7 С 12 М 1/00, С 12 М 1/06, В 01 D 3/32. Способ производства биомассы фотоавтотрофных микроорганизмов / Шевцов А.А., Тертычная Т.Н., Дранников А.В., Шабунина Е.А. № 2014153348; Заявл. 29.12.2014; Опубл. 11.02.2016.

8. Пат. № 2411885 РФ, МПК7 А 23 Р 1/02, А 23 № 17/00. Способ производства крупки по технологии влажного гранулирования с использованием фототрофной биомассы и фуза растительных масел и линия для его осуществления / Шевцов А.А., Пономарев А.В., Шенцова Е.С., Лыткина Л.И., Дранников А.В., Бритиков Д.А., Хорхордин Д.С. № 2009132801/13; Заявл. 31.08.2009; Опубл. 20.02.2011; Бюл. № 23

9. KolesnikovaY.N., PimenovN.V., KapustinA.V. The etiology of anaerobic infections of cattle and comparative characteristics of the isolated strains of Clostridium // Russian Journal of Agricultural and Socio-Economic Sciences. 2016. V. 56. № 8. P. 39-48.


Для цитирования:


Шевцов А.А., Дранников А.В., Пономарев А.В., Шабунина Е.А. Современные тенденции совершенствования конструкций пленочных аппаратов для фотоавтотрофного биосинтеза светозависимых микроорганизмов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2016;(3):68-76. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-3-68-76

For citation:


Shevtsov A.A., Drannikov A.V., Ponomarev A.V., Shabunin E.A. Current trends for improving the design of membrane devices for photoautotrophic biosynthesis is light dependent microorganisms. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2016;(3):68-76. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-3-68-76

Просмотров: 413


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)