Bioreaktor (též fermentor) je umělé prostředí (zařízení) sloužící ke kultivaci virů, mikroorganismů, rostlinných či živočišných buněk nebo též k biochemickým procesům biologických činitelů jako jsou například enzymy. Dochází zde k řadě fyzikálně-chemických a biochemických procesů (např. fermentace, respirace, buněčné dělení). Bioreaktory / Fermentory jsou využívány v potravinářském, farmaceutickém a biotechnologickém průmyslu pro produkci potravin (např. pivo), specifických chemických látek nebo produkci biomasy. Bioreaktory se navíc využívají také v odpadovém hospodářství (čistírny odpadních vod).

Rozdělení Bioreaktory se dají rozdělit podle řady hledisek: dle fází jednofázové (obsahují kapalný substrát s rozpuštěným enzymem) dvoufázové (kapalina x částice; kapalina x mikroorganismy) třífázové (plyn x kapalina x mikroorganismy) čtyřfázové (tuhý substrát x plyn x kapalina x mikroorganismy) dle technického provedení otevřené (volně otevřené prostředí) uzavřené (kontrolované uzavřené prostředí) membránové (část prostoru oddělena pomoci membrány) fotobioreaktor (organismy vyžadující světlo) dle způsobu míchání nemíchané mechanicky míchané (mechanické míchadlo, rotační pohyb reaktoru) hydraulicky míchané (míchání proudem kapaliny) pneumaticky míchané (probublávané) dle způsobu vedení kultivace – doplňování živin vsádkové (na jedno naplnění) s postupným živením (postupné přidávání dávek živin – "fed-batch") semikontinuální (skokové odbírání části objemu a přídavek nových živin) kontinuální (průběžné doplňování živin a odběr produktu v průběhu kultivace) dle způsobu vedení kultivace – vzdušnění aerobní anaerobní dle aktivní biologické složky enzymové (mohou být volné nebo imobilizované, tedy uchycenné) virální (např. produkce vakcín) mikrobní (volné, imobilizované) buněčné (rostlinné či živočišné kultury) typu sterilizace nesterilizovatelný autoklávovatelný (skleněná nádoba) in-situ sterilizovatelný (nerezová nádoba,sterilizace parou)

Laboratorní fermentory Pro výzkum a vývoj jsou používány bioreaktory s pracovním objemem kultivační nádoby od 500 ml do 200 litrů.

Standardně fermentor obsahuje: kultivační nádobu z borosilikátového skla nebo nerez oceli s průhledem řídící jednotku pro ovládání parametrů motor pro míchání média (mechanická ucpávka nebo magnetická spojka) sondy pH, pO2 nebo Redox potenciál, AntiFoam (odpěňování), teplota lahvičky pro reagencie (kyselina, zásada nebo médium pro doplňování v případě kontinuální kultivace) 2 až 4 peristaltické pumpičky pro dávkování reagencií základní jednotku

Sterilizovatelné v autoklávu náhled|300px|Stolní autoklávovatelný fermentor a multifermentor Objemy do cca 10 litrů jsou zpravidla ve skleněných nádobách. Regulace teploty vodní cirkulací – voda cirkuluje v dvoustěnné kultivační nádobě elektricky – elektricky ohřívaná dečka je upevněna na nádobě. Chlazení je řešeno chladicí tyčí, ve které cirkuluje voda. Přístup pouze skrze porty ve víku nádoby. Výhody jednodušší manipulace s celým přístroje optická kontrola média ve skleněné nádobě bez potřeby páry Nevýhody nutnost mít dostatečně velký autokláv pouze menší objemy (do 15 litrů) těžká manipulace a přenos nádoby při větších objemech hrozí rozbití skleněné nádoby

In situ sterilizovatelné Objemy nad 10 litrů se většinou dělají v provedení s nerezovou nádobou Regulace teploty párou v dvoustěnné nádobě. Pára nepřichází do kontaktu s médiem v nádobě elektricky obdobně jako u zadního skla auta Přístup skrze porty ve víku nádoby u větších objemů zpravidla dodatečné porty ve spodní nebo i prostřední části nádoby. Výhody provozní podmínky automatické řízení celé kultivace včetně sterilizace Nevýhody potřeba vlastního rozvodu páry nebo generátoru páry složitější manipulace, u větších objemů je součástí jeřáb pro manipulaci s víkem pouze malý skleněný průzor pro optickou kontrolu média

Literatura

PÁCA JAN. Bioreaktory. Kvasný průmysl. 1987, 33 (1): 20-21, ISSN 0023-5830 KODÍČEK MILAN. Biochemické pojmy výkladový slovník, 1. vydání, Praha: VŠCHT v Praze, 2004. 171s.

Externí odkazy

Reference

Kategorie:Biotechnologie Kategorie:Laboratorní vybavení