Bioreaktory laboratoryjne i ich zastosowanie w dziedzinie biotechnologii

bioreaktor laboratoryjny

Bioreaktory laboratoryjne funkcjonują też pod nazwą fermentory. Są to urządzenia służące do hodowli drobnoustrojów oraz komórek zwierzęcych i roślinnych w odpowiednim środowisku. Do bioreaktorów zaliczamy również reaktory enzymatyczne, które nie wymagają napowietrzania jak w przypadku reaktorów do produkcji drobnoustrojów. Bioreaktory laboratoryjne mogą pracować w sposób ciągły, półokresowy lub okresowy. W zależności od przeznaczenia bioreaktory mogą mieć różne pojemności.

Specyfika bioreaktorów laboratoryjnych

Bioreaktory są stworzone w taki sposób, by umożliwiać pełną kontrolę procesu produkcyjnego i jego optymalny przebieg w warunkach maksymalnego ograniczenia lub całkowitego wyeliminowania jakichkolwiek zakażeń. Bioreaktory mają za zadanie zapewniać odpowiednie środowisko do fermentacji oraz sprzyjać optymalnej produkcji określonych metabolitów.

Standardowy bioreaktor wyposażony jest w następujące elementy:

  • naczynie hodowlane
  • układ mieszania
  • układ chłodzenia
  • urządzenie do gaszenia piany
  • urządzenie do pobierania prób
  • urządzenie kontrolno-pomiarowe

Możemy wyróżnić kilka typów bioreaktorów. Ze względu na sposób przeprowadzania procesów fermentacji dzieli je na następujące grupy:

  • bioreaktory do hodowli wgłębnych
  • bioreaktory do hodowli na podłożu stałym
  • bioreaktory z unieruchomionym materiałem biologicznym

Podstawowe rodzaje bioreaktorów stosowanych w różnych procesach przemysłowych z uwzględnieniem aspektów konstrukcyjnych dzielą się na:

  • bioreaktory mieszadłowe
  • bioreaktory barbotażowe
  • bioreaktory typu air lift
  • bioreaktory ze złożem upakowanym
  • bioreaktory ze złożem fluidalnym
  • fotobioreaktory

W biotechnologii zastosowanie bioreaktorów jest bardzo rozległe. Wykorzystywane są m.in. do:

  • oczyszczania ścieków przemysłu spożywczego, np. browary, mleczarnie, gorzelnie, produkcja soków
  • oczyszczania ścieków komunalnych
  • otrzymywania antybiotyków, enzymów i kwasów organicznych, np. kwas mlekowy, fumarowy, cytrynowy itp.
  • wytwarzania białek leczniczych
  • biotechnologii roślin w produkcji substancji metabolicznie czynnych, głównie metabolitów wtórnych