انواع فرمانتور
قلب فناوری تخمیر یا فرآیند زیستی، فرمانتور یا بیوراکتور است. بیوراکتور در اصل وسیله ای است که در آن موجودات زنده برای تشکیل محصولات مورد نظر پرورش داده می شوند. این تجهیز یک سیستم مهاری است که با ایجاد محیط مناسب برای رشد مطلوب و فعالیت متابولیکی ارگانیسم طراحی شده است. فرمانتور معمولاً به سیستم نگهداری برای پرورش سلول های پروکاریوتی اشاره دارد، در حالی که یک بیوراکتور سلول های یوکاریوتی (پستانداران، سلول های حشرات و غیره) را رشد می دهد. در این مقاله در مورد انواع فرمانتور مطالبی ارائه شده است.
فرمانتور همزن‌دار پیوسته
یکی از انواع فرمانتور ها، نوع همزن‌دار پیوسته است. این تجهیز به طور کلی از مخزن، لوله‌ها، پمپ‌ها، همزن، شافت، پره و موتور تشکیل شده است. اسپارژر برای تزریق هوا(گاز) به محیط کشت داخل فرمانتوری که تحت فشار است استفاده می‌شود. همزنِ پره‌دار کار مخلوط کردن گاز با محیط کشت را انجام می‌دهد.
علاوه بر اجزای اشاره شده از سنسورهای دما، PH، اکسیژن و سایر پارامترهای محیط کشت نیز استفاده می‌شود. کاربرد این نوع از فرمانتورها برای به دست‌آوردن میکروارگانیسم هایی همچون مخمر و باکتری هاست
از مزایای این نوع فرمانتور می‌توان به کنترل دما، محیط یکنواخت، دسترسی آسان به محیط دو فازی و هزینه مناسب آن می‌باشد. آسیب دیدن سلولها به دلیل نیروی برشی همزن و ایجاد حالت فومی نیز از معیب این دستگاه به شمار می‌رود. البته با انتخاب درست پره و استفاده از محلول ضد فوم می‌توان از این عیوب جلوگیری کرد.
شکل ۱ اجزای یک فرمانتور همزن‌دار پیوسته را نشان می‌دهد.
شکل۱: فرمانتور همزن‌دار پیوسته
فرمانتور Airlift
محل کشت فرمانتور Airlift که یکی دیگر از انواع فرمانتور هاست. این تجهیز از یک لوله تشکیل شده است که هوا درون آن پمپ می‌شود. پمپ‌شدن هوا باعث بوجود آمدن حباب می‌شود که با بالا آمدنشان کمک به اختلاط مواد به کمک هوا می‌کند.
از مزایای این نوع این است که:
- در این فرمانتور نیروی برشی و اصطکاک خیلی کم است.
- ساخت آسان
- نسبت هزینه بازده بالا
- مصرف انرژی پایین
از معایب آن هم می‌توان به نیاز به فشار بالا و به وجود آمدن حالت فومی اشاره کرد.
شکل 2 شماتیک یک فرمانتور Airlift را نشان داده است.
شکل 2: شماتیک یک فرمانتور Airlift
فرمانتور Packed Bed
یکی دیگر از انواع فرمانتور ها، Packed Bed می‌باشد. این فرمانتور از راکتورهای لوله‌ای تشکیل شده است که که با یک آنزیم تثبیت شده یا سلول های میکروبی به عنوان کاتالیزور زیستی پر می شوند زیرا بی حرکتی باعث افزایش پایداری آنزیم می شود و این آنزیم ها می توانند چندین بار مورد استفاده قرار گیرند.
از مزایای فرمانتورهای Packed Bed می‌توان کاربری آسان، کیفیت بهتر و کنترل بهتر روی محصول را نام برد. از آنجایی که زیرلایه و مولکول های محصول هم در داخل و هم خارج از ماتریس حامل در طی واکنش انجام می شوند، مشکل مقاومت انتقال جرم خارجی وجود دارد. این مورد یاد شده را می‌توان اصلی ترین ایراد این نوع فرمانتور دانست.
شکل 3 شماتیک یک فرمانتور Packed Bed را نشان داده است.
شکل 3: شماتیک یک فرمانتور Packed Bed
فرمانتور بستر سیال
فرمانتور بستر سیال یک راکتور سلولی بی حرکت است که ترکیبی از مخزن همزن و راکتورهای جریان پیوسته بستر پر شده است. این دسته از انواع فرمانتور ها سلول را به عنوان کاتالیزور زیستی شامل ۳ فاز – گاز – مایع – جامد به کار می‌گیرند.
از مزیت های فرمانتور بستر سیال این است که برای تصفیه فاضلاب و تولید هیدروژن استفاده می شود. عیب اصلی آن هم این است که برای رسیدن به سیال شدن در آن به انرژی بیشتری نیاز دارد.
شکل ۴ شماتیک فرمانتور بستر سیال را نشان داده است.
شکل ۴: شماتیک فرمانتور بستر سیال
فرمانتور غشایی
این شامل یک راکتور بیولوژیکی با حذف زیست توده معلق و جامدات توسط غشاهای اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون است. موارد زیر به ترتیب مزایا و معایب این دسته از انواع فرمانتور هاست.
مزایا
- به حداقل رسیدن از دست دادن آنزیم
- کیفیت بالای پساب
- ضد عفونی شدن پساب از تمام میکروب های بیماری زا به طور صحیح
معایب
- صرف هزینه و انرژی بالا
- وجود محدودیت در هواده
- یآلوده شدن غشاها
شکل ۵ شماتیک فرمانتور غشایی را نشان داده است.
شکل ۵: شماتیک فرمانتور غشایی
انواع دیگری از فرمانتورها مانند فرمانتور ستون حباب و فتوبیوراکتور نیز وجود دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر و درخواست خرید به صفحه تماس با ما مراجعه کنید.
منبع:
