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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