Post on 30-Jun-2019
REAZIONI IN PRESENZA DI MASSA CELLULARE (FERMENTATORI)
I fermentatori sono muniti di un sistema di scambio termico per
il controllo della temperatura (a camicia o serpentino).
Nel sistema sono presenti 3 fasi:
1. Gassosa (aria)1. Gassosa (aria)
2. Liquida (i terreni colturali)
3. Solida (cellule microbiche)
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1 - Fermentatori con agitatore meccanico interno
La configurazione più comune è costituita da un reattore
cilindrico con asse centrale sul quale sono montate le pale di
agitazione.
Sono in genere presenti diaframmi rompivortici (frangiflutti) per
migliorare il mescolamento.
L’aria è immessa sotto l’ultima serie di pale per mezzo di un
anello forato. Altrimenti l’aria attraversa l’asse dell’agitatore e
fuoriesce dalle pale, aperte alle estremità.
Il mescolamento rappresenta uno dei fattori più importanti ed è
assicurato dalla scelta della sagomatura delle pale, dalla
presenza di frangiflutti sulle pareti del reattore e dai rapporti
geometrici dei vari elementi costruttivi.
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2 - FERMENTATORI A CIRCOLAZIONE (AIRLIFT)
Sono a colonna di bolle. Il mescolamento viene assicurato dal
moto ascensionale dell’aria. Assumono in genere l’aspetto di torri
con elevato rapporto altezza/diametro (da 6/1 sino a 10/1).
A volte presenza di piastre forate per A volte presenza di piastre forate per
evitare la coalescenza.
Adatti per la crescita delle cellule più
fragili (grazie all’assenza di agitazione
meccanica).
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STERILIZZAZIONE DEL TERRENO DI COLTURA
Per evitare la possibilità di contaminazione del terreno di coltura
da parte di microorganismi non desiderati, è necessario sterilizzare
il terreno di coltura.
In genere la sterilizzazione viene realizzata mediante
riscaldamento.
PREPARAZIONE DELL’INOCULOPREPARAZIONE DELL’INOCULO
Consiste nella preparazione di una sospensione densa di fermento
(1-20% di volume del fermentatore), a partire da una coltura
composta da relativamente poche cellule (germinazione).
Per mantenere la purezza di un ceppo microbico, durante la
conservazione ne deve essere limitata al massimo l’attività
microbica (ad es. spore conservate in terreno sterile disidratato).5
FERMENTATORE DISCONTINUO (BATCH)
Il terreno di coltura viene addizionato di una certa quantità di
fermento (inoculo).
Crescita della biomassa
Consumo del substrato
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DV
F =
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D=Dcrit quando x1=0 =
Da cui:
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ETA’ MEDIA DELLA BIOMASSA NEI FERMENTATORI AGITATI CONTINUI
L’età media della biomassa (Θ) è data, analogamente al tempo medio
di permanenza dei filetti fluidi, dal rapporto tra la massa microbica
contenuta nel reattore e la sua portata ponderale in uscita.
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Ovvero: dal punto di
vista fisico, perché ci
sia una conversione di
substrato, occorre che
S1 sia inferiore ad S0,
cioè l’età media della
biomassa deve essere
superiore alla sua età
critica.
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Ks+S1
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