جزوه بیوتکنولوژی میکروبی (میکروبیولوژی کاربردی )

بخشی از متن فایل
اصول طراحی دستگاه تخمیر  فرمانتور :
از اصلی ترین پارامترهای فیزیکی و شیمیایی که در دستگاه تخمیر می بایست رعایت شود کنترل سرعت همزدن
، انتقال اکسیژن ، PH ، درجه حرارت و تولید کف می باشند. دقت در فرآیند تولید؛ خطر آلودگی میکروبی
محیط تخمیر یا کشت خالص )Axenic )را به حداقل میرساند. همانطور که در جدول باال مشاهده می کنیم
تولید اغلب فرآورده های تخمیری سنتی مانند نوشیدنی های الکلی می توانند تحت شرایط غیر اسپتیک هم رخ
دهد ، تخمیرهای غذایی یا تصفیه فاضالب ها نیاز به تلقیح مایع خالص ندارند اما فرآورده های تخمیری با
ارزشی مثل تولید فرآورده های دارویی تحت شرایط کامالً اسپتیک انجام می شوند. امروزه فرآیند تخمیر را
برای جلوگیری از آلودگی به طور عمده در ظرف های سربسته انجام میدهند که این ظروف می بایست در برابر
استریلیزاسیون پی در پی و تمیز کردن مقاوم بوده و جنس آن از مواد مقاوم به خوردگی و غیرسمی باشد. جنس
این ظروف در مقیاس آزمایشگاهی عمدتاً از شیشه و در مقیاس نیمه صنعتی از استیل ضد زنگ می باشد، در
ابعاد صنعتی این ظروف به دلیل کاهش هزینه های جاری از استیل های نرمی که با شیشه یا پالستیک پوشیده
شده اند ساخته می شوند. در ساختمان یک فرمانتور ، تمام قطعات به خصوص اتصاالت باید به آسانی قابلیت
شست وشو و استریلیزاسیون توسط بخار را داشته باشند. place in Cleaning یاCIP ، روش دیگر
شستشوی ظروف تخمیر و اتصاالت آن با پخش مایعات شستشو توسط اسپری های خودکار درون ظروف می
باشد. در ادامه به روش های کنترل شرایط شیمیایی و فیزیکی و اصول هر یک می پردازیم:
هوادهی:
در تخمیرهای که در شرایط هوازی انجام می شوند ، می بایست هوای استریل و بدون رطوبت وارد فرمانتور
شود. هوادهی جهت خروج برخی فرآورده های متابولیکی فرار و نامطلوب هم مناسب است. به عالوه هوای
خروجی از فرمانتور نیز برای جلوگیری از آلودگی هوا، می- بایست استریل باشد. از این رو باید در محل ورود
و خروج هوا به سیستم فیلترهایی تعبیه شود. اکسیژن تنها به مقدار ناچیزی در محلول ها یافت شده و حاللیت آن
با افزایش درجه حرارت نیز کاهش می یابد. این مساله اهمیت هوادهی در کنار همزدن را مشخص می کند.
در فرمانتورهای آزمایشگاهی؛ نیمه صنعتی و صنعتی چون حجم محیط کشت و توده سلولی زیاد می باشد، هوای
روی سطح محیط جوابگوی نیاز اکسیژنی میکروبها نیست و بایستی از پمپ هوا برای تامین اکسیژن استفاده کرد.
در ضمن از آنجایی که حاللیت اکسیژن در آب کم است باید هوا را به گونه ای به داخل محیط پمپ کرد که
حباب های هوا ریز باشد و سطح تماس حبابهای هوا و محیط بیشتر و طوالنی تر شود تا مقدار بیشتری از اکسیژن
بتواند در محیط کشت حل شود. برای این منظور از اسپارژر استفاده می شود
در طی تخمیرهای هوازی ، غلظت اکسیژن را باید چنان تنظیم کرد که تولید محصول در شرایط بهینه قرار بگیرد.
به این منظور کنترل سرعت انتقال اکسیژن )OTR : rate transfer Oxygen )و نیاز بحرانی اکسیژن
)demand oxygen critical )یا سرعتی که در آن اکسیژن توسط میکروارگانیسم ها مصرف می شود
ضروری است ، چرا که اگر سرعت مصرف اکسیژن بیش از سرعت انتقال آن باشد شرایط بی هوازی حاکم شده
که اثر منفی روی رشد و تولید محصول خواهد داشت.