Твердофазные процессы.

Многие биотехнологические процессы основаны на взаимодействии

трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Существуют процессы, в

которых роль жидкой фазы сведена до минимума: она лишь используется

для увлажнения твердой поверхности или воздуха (газа). В зависимости

от превалирующей фазы процессы и соответствующие им аппараты

подразделяются на твердофазные и газофазные.

Твердофазные осуществляются, как правило, на основе растительного

сырья и используют чаще всего мицелиальные грибы и дрожжи или их

комбинации. Различают три типа твердофазных процессов:

• Поверхностные, когда слой субстрата не превышает 3–7 см

(" тонкий слой"). В качестве " биореакторов" используются

большие (до нескольких квадратных метров) подносы или

культуральные камеры.

• Глубинные процессы, идущие в не перемешиваемом слое

(" высокий слой"). Биореакторы представляют собой глубокие

открытые сосуды. Для аэробных твердофазных процессов

разработаны приспособления, обеспечивающие диффузионный и

конвекционный газообмен.

• Перемешиваемые процессы, протекающие в перемешиваемой и

аэрируемой массе субстрата, который может быть гомогенным

(полужидкой консистенции) или состоять из частиц твердого

вещества, взвешенных в жидкости (переходный вариант от

твердофазного процесса к процессу в жидкой фазе). Для этого

обычно

используют

биореакторы

с

низкоскоростным

перемешиванием.

Интерес к твердофазным процессам обусловлен их некоторыми

преимуществами по сравнению с процессами, осуществляющимися в

жидкой фазе:

1) они требуют меньших затрат на оснащение и более дешевые в

эксплуатации;

2) характер субстрата облегчает отделение и очистку продукта;

3) низкое содержание воды препятствует заражению культуры

продуцента посторонней микрофлорой;

4) твердофазные процессы не связаны со сбросом в окружающую

среду больших количеств сточных вод.

Однако и здесь существуют свои проблемы. Вследствие отсутствия

хорошего перемешивания продуцент часто растет в виде колоний и лишь

постепенно может распространяться по субстрату; при этом возникает

локальная недостача питательных веществ, тогда как часть субстрата

вообще не используется (не колонизируется) продуцентом; недостаточно

эффективный контроль за аэрацией и др.