CC BY
79
УДК: 658.5.011.56: 579
Ш. Г. Еникеев, Р. И. Валеев, С. Г. Мухачев,
С. А. Коршунов, А. М. Буйлин
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МИКРОБИОЛОГИИ
Разработана концепция построения автоматизированных систем экспериментальной микробиологии. В основу классификации положены системообразующие признаки и конструктивные особенности базовых аппаратов. Концепция позволяет формулировать технические задания на пользовательские комплексы, возможность доукомплектации и развития которых гарантирована в заданном классе объектов.
1 Общие требования к системам экспериментальной микробиологии
Современные автоматизированные системы, предназначенные для проведения экспериментальных исследований в области разработок биотехнологических процессов, включают компьютерные средства управления, позволяющие выполнять основные этапы обработки информации в режиме реального времени. Высокий уровень автоматизации и специфические требования к аппаратурному оформлению обуславливают достаточно высокую стоимость создания и эксплуатации экспериментальных установок. Многообразие классов задач, решаемых экспериментальной биотехнологией, привело к стихийно сложившемуся рынку оборудования, которое плохо стыкуется и не обеспечивает необходимого метрологического качества исследований. Часто, даже невозможно оценить и выявить все источники погрешностей реализации исследуемых режимов ведения процессов. Среди проблем, решаемых экспериментальной биотехнологией, можно выделить целые сложившиеся направления: культивирование клеток микроорганизмов и тканей в контролируемых условиях, дезинтеграция биологических материалов, диализные процессы, ультрафильтрация и выделение высокомолекулярных соединений, сверхкритическая экстракция биологически активных веществ, аффинная хроматография, ферментативный катализ и ряд других.
Среди перечисленных задач в качестве наиболее масштабной по применимости и значимости результатов следует выделить задачу создания автоматизированных систем для экспериментальной микробиологии (АСЭМ).
Технический уровень средств АСЭМ должен обеспечить решение фундаментальных и прикладных задач экспериментальной биотехнологии микробного синтеза, включая исследования физиологии и биохимии микроорганизмов, оценку технологических характеристик новых штаммов-продуцентов, разработку лабораторных и промышленных технологических регламентов, отработку способов и алгоритмов оптимального управления разрабатываемыми технологическими процессами и др.
Достижение адекватного технического уровня обеспечивается путем наиболее полного использования возможностей микропроцессоров, компьютеров как средств автоматического управления, а также системного подхода при создании технологического оборудования экспериментальных установок. Должно быть обеспечено длительное существование базовых моделей технических средств в их производстве и применении, с учетом направлений развития, за счет соблюдения условий системной совместимости и преемственно-
сти. Метрологическое качество и надежность средств АСЭМ, достигаемые с применением разрабатываемых компонент, должны быть определяющими критериями при отборе этих компонент для серийного производства.
Ликвидация отставания от ведущих стран и опережающее развитие технического и методического уровня АСЭМ является одной из актуальных задач в сфере создания отечественных наукоемких технологий и производств.
2 Системотехнические принципы АСЭМ
2.1 Гибкость в создании разнообразных конфигураций конкретных пользовательских комплексов при сохранении преимуществ серийного производства может быть достигнута на основе модульности создаваемых технических и программных средств и обеспечения их системной совместимости.
Определим модуль как функционально и конструктивно законченное изделие, которое является минимальной единицей комплексирования при компоновке пользовательского комплекса. Модуль создается таким образом, чтобы при его включении в состав комплекса достижение нового функционального качества в соответствии с его назначением, не сопровождалось необходимостью реконструирования остальных частей комплекса.
Модули подразделяются на базовые и вспомогательные.
Базовые модули определяют архитектуру построенного с их использованием комплекса (например, модуль биореактора, процессор компьютера).
Вспомогательные модули могут быть архитектурно зависимыми (пригодны для использования в комплексах, построенных на основе только данного типа базовых модулей) и архитектурно свободными (модули общего назначения, пригодные для использования в комплексах, построенных на основе базовых модулей различных типов).
2.2 Модули и системы АСЭМ создаются на основе наиболее прогрессивной элементной базы, с учетом максимального применения серийных и стандартных изделий, единообразия технических и конструктивных решений, стандартов на внутрисистемные и внешние интерфейсы, возможности расширения и обновления.
2.3 Должна быть разработана архитектура АСЭМ, т.е. описание структуры и функций систем, а также правил сопряжения их компонент.
2.4. Для реализации модульного принципа вводится определение семейства - совокупности технических и программных средств, предназначенных к использованию в различных сочетаниях при построении автоматизированных систем для экспериментальных работ с выделением класса объектов, имеющих единые принципы аппаратной реализации исследуемых процессов и отвечающих единым архитектурным требованиям.
2.5 Семейство АСЭМ есть совокупность технических и программных средств, предназначенных для экспериментальных работ с культурами клеток микроорганизмов и тканей, построенных на основе единых архитектурных требований к аппаратной реализации процессов в биореакторах соответствующих конструкций.
2.6 Для семейства АСЭМ должно быть разработано единое техническое задание, определяющее системотехнические правила построения комплексов на базе модулей этого семейства, конструктивную базу семейства и первоочередную номенклатуру модулей как технических, так и программных средств.
2.7 Семейство АСЭМ создается и развивается с учетом общесистемных принципов: включения, системного единства, совместимости, развития, комплексности, информационного единства и инвариантности.
В соответствии с принципом включения должны учитываться требования со стороны более сложных систем, включающих комплексы, построенные на основе семейств АСЭМ.
В соответствии с принципом системного единства на всех стадиях создания, функционирования и развития семейства АСЭМ функциональные задачи и связи между компонентами должны обеспечивать целостность систем.
В соответствии с принципом совместимости для семейства АСЭМ должны быть согласованы языки, символы, коды, информационные и технические структуры связи компонент с учетом открытой структуры семейства.
В соответствии с принципом развития семейство АСЭМ должно разрабатываться и функционировать как развивающаяся система, предусматривающая наращивание и совершенствование основных компонент и связей между ними.
В соответствии с принципом комплексности на всех стадиях проектирования и функционирования должно осуществляться согласование характеристик технологических и управляющих компонент семейства АСЭМ.
В соответствии с принципом информационного единства во всех компонентах семейства АСЭМ должны использоваться единые термины, символы, условные обозначения и способы представления информации, установленные соответствующими нормативными документами.
В соответствии с принципом инвариантности должна быть обеспечена максимальная унификация элементной базы и компонент семейства АСЭМ и его инвариантности к объектам исследований в рамках выделенных проблем.
2.8 Проблемная ориентация средств АСЭМ достигается путем создания проблемноориентированных комплексов.
Под проблемно-ориентированным комплексом АСЭМ понимается совокупность технических и программных средств, выделенных в рамках семейства для решения множества задач (проблемы) создания класса процессов биотехнологии микробного синтеза. Выделение проблем, определяющих ориентацию комплексов создаваемых средств АСЭМ, должно быть произведено с учетом особенностей процессов культивирования клеток микроорганизмов и тканей, имеющих принципиальное значение для их аппаратурного оформления, как это показано ниже.
По физическому состоянию клеток: свободно суспендированные, иммобилизованные.
По интервалу рабочих давлений в реакторе: вакуум, атмосферное давление, избыточное давление.
По фазовому состоянию основного субстрата - источника углерода: газообразное, жидкое, твердое.
По способу получения клеткой энергии: темновые окислительно-
восстановительные процессы, фотохимические процессы.
По степени патогенности клеток для человека: непатогенные (или условнопатогенные), патогенные.
По отношению клеток к кислороду: аэробы (или факультативные анаэробы), облигатные анаэробы.
По взрывоопасности процессов: взрывобезопасные, взрывоопасные.
По допустимому для клеток интервалу касательных напряжений: малые, умеренные, высокие.
2.10 В соответствии с перечнем признаков, указанных выше, при разработке технического задания на семейство АСЭМ должны быть выделены проблемно-ориентированные комплексы и определена очередность их разработки.
2.11 Проблемно-ориентированный комплекс образует базу специализированных на решение конкретной проблемы технических и программных средств, из которых компонуются пользовательские комплексы. При этом должна быть предусмотрена возможность компоновки пользовательских комплексов, обеспечивающих работы базовых биореактор-ных модулей различного масштаба: микрореакторов - до 0,001 м3, лабораторных реакто-
3 3 3
ров - до 0,01 м , микропилотных реакторов - до 0,1 м , пилотных реакторов - до 1 м , экспериментальных промышленных реакторов - до 10 м .
2.12 Пользовательский комплекс - система аппаратных и программных средств, выделенная из проблемно-ориентированного комплекса и являющаяся предметом поставки для решения конкретных задач пользователя.
2.13 Пользовательские комплексы могут быть типовыми или специфицированными. Состав и технические условия на типовой комплекс определяются разработчиком проблемно-ориентированного комплекса, а на специфицированный комплекс - пользователем. Среди типовых комплексов должны быть предусмотрены пользовательские комплексы, предназначенные для обучения специалистов в области автоматизации биотехнологических исследований.
3 Проблемно-ориентированные комплексы АСЭМ
На основании анализа важнейших задач, стоящих перед биотехнологией микробного синтеза, и с учетом характерных особенностей, имеющих принципиальное значение при аппаратурном оформлении соответствующих классов биотехнологических процессов (п. 2.9), в семействе АСЭМ выделяется в качестве первоочередных десять проблемноориентированных комплексов, предназначенных для работы со свободно суспендированными клетками микроорганизмов и тканей.
Проблемно-ориентированные комплексы (ПОК) АСЭМ-1 ^ АСЭМ-10 представляют собой совокупность технических и программных средств, предназначенных для построения ряда типовых и специфицированных пользовательских комплексов, обеспечивающих исследование и отработку процессов, указанных ниже.
ПОК АСЭМ-1 обеспечивает исследование и отработку взрывоопасных процессов культивирования при атмосферном давлении в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного и микропилотного масштаба непатогенных аэробных микроорганизмов, выдерживающих умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих газообразные субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-2 обеспечивает исследование и отработку взрывоопасных процессов культивирования под давлением (до 1 МПа) в асептических условиях в биореакторах мик-ро-, лабораторного, пилотного и экспериментально-промышленного масштабов непатогенных аэробных микроорганизмов, выдерживающих умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих газообразные субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-3 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования при атмосферном давлении в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного, пилотного и экспериментально-промышленного масштабов фототрофных микроорганизмов и клеток растительных тканей, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию за счет фотохимических реакций и использующих газообразный диоксид углерода в качестве субстрата - источника углерода.
ПОК АСЭМ-4 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования при атмосферном давлении в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного , пилотного и экспериментально-промышленного масштаба непатогенных аэробных микроорганизмов и клеток животных тканей, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе тем-новых окислительно-восстановительных реакций и использующих жидкие, растворимые или суспендированные субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-5 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования под давлением (до 1 МПа) в асептических условиях в биореакторах мик-ро-, лабораторного , пилотного и экспериментально-промышленного масштаба непатогенных аэробных микроорганизмов, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительновосстановительных реакций и использующих жидкие, растворимые или суспендированные субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-6 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования при атмосферном давлении в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного и микропилотного масштаба непатогенных анаэробных микроорганизмов, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих жидкие, растворимые или суспендированные субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-7 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования при атмосферном давлении в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного, пилотного и экспериментально-промышленного масштаба непатогенных аэробных микроорганизмов, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих твердые субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-8 обеспечивает исследование и отработку взрывоопасных процессов культивирования при атмосферном давлении в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного , пилотного и экспериментально-промышленного масштаба непатогенных анаэробных микроорганизмов, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих твердые субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-9 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования под вакуумом в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного и микропилотного масштаба патогенных анаэробных или анаэробных микроорганизмов, выдерживающих слабые или умеренные значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих жидкие, растворимые или суспендированные субстраты - источники углерода.
ПОК АСЭМ-10 обеспечивает исследование и отработку взрывобезопасных процессов культивирования под вакуумом в асептических условиях в биореакторах микро-, лабораторного и микропилотного масштаба непатогенных анаэробных микроорганизмов, выдерживающих умеренные или высокие значения касательных напряжений, получающих энергию на основе темновых окислительно-восстановительных реакций и использующих жидкие, растворимые или суспендированные субстраты - источники углерода.
4 Опыт разработки комплекса «Биотрон»
Наибольшее применение в практике биотехнологических исследований получили лабораторные установки (пользовательские комплексы), относящиеся к проблемноориентированному ряду АСЭМ-4. К этому ряду относится установка «Биотрон», разработанная в биоинженерной лаборатории КГТУ и ее последующие модификации.
Лабораторный биореакторный комплекс измерительно-аналитического назначения должен включать ряд систем. Такими системами (блоками) являются:
1. Биореактор с выносной измерительной ячейкой или штуцерами для установки датчиков, уровнемером (или устройством измерения массы культуральной жидкости), пробоотборником, устройствами перемешивания и гидромеханического пеногашения [1], конденсатором влаги на линии отводимого газового потока с возможностью возврата конденсата в биореактор. Определение массы (объема) культуральной жидкости может быть осуществлено расчетным путем, если измеряются количества всех подаваемых и отбираемых компонентов.
2. Система газоподготовки, обеспечивающая подготовку газового потока заданного состава (путем смешивания воздуха, балонного газа, например кислорода, и части отработанного газового потока), его фильтрующую стерилизацию и подачу на аэрацию с заданным расходом. В большинстве случаев, в том числе в рассматриваемом варианте компоновки исследовательского комплекса, предусматривается подача стерильного воздуха без добавок других компонентов.
3. Система газового анализа, обеспечивающая анализ выходного газового потока, а также стабилизацию избыточного или абсолютного давления в биореакторе и абсолютного давления в измерительном газовом тракте. Стабилизатор абсолютного давления, как правило, предусматривается в комплекте газоанализаторов кислорода и углекислого газа.
4. Система подачи жидких компонентов питания, включающая поддавливаемые стерильным воздухом расходные емкости, мерники (весовые или объемные) и устройства подачи (клапаны или насосы).
5. Система термостабилизации, обеспечивающая заданный температурный режим в реакторе, в термобоксе (в газовом пространстве, окружающем биореактор, если установка предусматривает возможность измерения метаболической теплопродукции с исключением неконтролируемой потери тепла через стенки аппарата), в зоне расположения устройств выходного газового тракта и, желательно, датчиков и электронных усилителей сигналов системы КИПиА. Последнее позволяет значительно реже проводить тарировку ряда измерительных приборов. Например, без термостабилизации самих усилителей, отечественные газоанализаторы типа ГИАМ-5М и М-5130 реально требуют проведения тарировки каждые 12 часов из-за дрейфа нуля. А при термостабилизации с точностью ± 0,5 °С тарировка требуется раз в 3 - 4 суток.
6. Система КИПиА, обеспечивающая измерение параметров, управление процессами и устройствами, а также диалог с оператором. При создании системы КИПиА лабораторного комплекса нет необходимости перегружать ее промежуточными контроллерами. Персональный компьютер, начиная с Реп1;шт-2, вполне справляется со всем необходимым объемом вычислений и операций по управлению процессом.
При необходимости исследовательский комплекс может дополняться системами фильтрации или сепарации культуральной жидкости, автоматического инокулирования и разбавления.
Один из возможных и относительно простых вариантов компоновки исследовательской установки, отвечающей требованиям корректности измерений косвенных параметров и задачам расчета материального баланса, приведен на рис.1 - рис.5.
Рис. 1 - Обозначения: Фі, Ф2 и Ф3 - фильтры (входного воздуха и стерилизующие); Кі - воздушный компрессор; С1 - ресивер; Р1 - биореактор; Т1 - конденсатор; Б1 -баллон с индикаторным газом; Ні, Я2 - редукторы газовые; Ві, В2, В2д и В3 - вентили; Иі - контактный манометр; И2 и И4 - ротаметры; Из - термометр
Рис. 2 - Обозначения: Р2 - осушитель газа с фильтром на выходе; Яз - стабилизатор давления, Я4 - стабилизатор абсолютного давления; К2 - побудитель расхода; В4, В5 - вентили; И5, Иб - манометры; И12 - барометр; И7 - термометр; И8 - расходомер; Ид - ротаметр; И1о, И11 - газоанализаторы; Т2 - воздушный термостат (термо-статируемые средства КИПиА и технологическая обвязка обведены пунктиром)
Рис. 3 - Обозначения: Ф4 - стерилизующий фильтр воздуха; С2 - С7 - сборники для сред и растворов титрантов; И13 - И18 - уровнемеры дозирующей системы; Вб - Вц - клапаны; М1 - Мб - мерники жидких сред; Ф5 - Ф10 - индивидуальные фильтры мерников; Н1 - Нб - перистальтические насосы
СХЕМА ОТЪЕМА КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ И ИЗМЕРЕНИЯ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ Н
ЭД 2
И2о
О 1
Рі і
рО Н
Са
И22
г:
ЕЯ
Сд
Иід
Стерильная вода
К дозаторам титрантов
Сіо
Рис. 4 - Обозначения: ЭД1 - ЭД2 - электроприводы перемешивающего и пеногасящего устройств биореактора; С8 - измерительная ячейка; Сд - сборник КЖ; С10 -пробоотборный стакан; Н7 - Н8 - насосы отъема культуральной жидкости; В12 -В14 - вентили; Ф11 - фильтр; И19 - ваттметр; И20 - регулятор скорости вращения электроприводов; И21 - измеритель концентрации растворенного кислорода; И22 -регулятор рН; И23 и И24 - весы электронные
Рис. 5 - Обозначения: Тз - охлаждаемая в морозильной камере ячейка с хладоаген-том; Н8 - центробежный или перистальтический насос; Т4 - нагреваемая микроячейка; Т5 - ультратермостат; И25 - двухканальный измеритель и регулятор температуры; И26 - ротаметр; В15 - вентиль
В целях обеспечения корректного расчета материального баланса технические характеристики измерительно-аналитического биореакторного комплекса должны соответствовать следующим требованиям:
1) Точность стабилизации объема (массы) жидкой фазы в биореакторе - в пределах ± 2 %.
2) Время распределения вещества дозы входного потока по реакционному объему - не более 6 секунд.
3) Время пребывания потока культуральной жидкости в контуре циркуляции (выносной измерительной ячейке с датчиками рН и рО2, фильтре или сепараторе) - не более 6 секунд.
4) Применение измерительных средств класса не хуже, чем 1 (Ризб., Т, расход газа) и класса не хуже, чем 2 (рН, р02, концентрации О2 и СО2 в газовой фазе).
5) Тарировка расходомеров и иных средств измерения с использованием поверочных приборов класса 0,4.
6) Тарировка газоанализаторов с использованием эталонных газовых смесей класса не хуже 1.
7) Оснащение пробоотборного устройства продувкой стерильным воздухом для наиболее полного вытеснения пробы и датчиком веса приемной емкости (для автоматической фиксации времени отбора пробы). Точность фиксации времени операции пробоотбора -не хуже 6 секунд.
Не обязательно полностью автоматизировать все операции, но обеспечить автоматическую фиксацию времени выполнения операций отъема и долива жидких компонентов, если ставится задача расчета динамических режимов, совершенно необходимо.
При создании комплекса «Биотрон» были сведены к минимуму погрешности измерений (табл. 1).
Таблица 1 - Возможные источники погрешностей и способы обеспечения корректности измерений
Источник погрешности Способ устранения Тип процесса
1 2 3
Неравномерность (не-идеальность) перемешивания жидкой фазы Применение многоярусной мешалки, оптимизация конструктивных параметров мешалки (например, соотношение длины, высоты, углов наклона лопастей) и выбор режима перемешивания Все типы процессов
Пенообразование с эффектом флотации и застоя биомассы в пенном слое Установка дополнительного яруса мешалки на уровне пенного слоя, создание эффекта «воронки» с всасыванием пены в зону активного перемешивания. Применение системы гиродинамического пеногашения Все типы процессов
Неконтролируемое влияние посторонних примесей Предварительная оценка качества природной воды, входной контроль субстратов и компонентов питания Все типы процессов
Нестабильность количества культуральной жидкости в аппарате Применение весовых систем контроля входных и выходных потоков с целью обеспечения постоянного расчета количества КЖ в биореакторе, применение тензометрии для контроля массы биореактора Непрерывные и отъемно-доливные процессы
Неконтролируемый унос влаги и летучих метаболитов из био- Установка конденсатора влаги на выходе из биореактора и возврат конденсата в аппарат. Все типы процессов
реактора
Нестабильность измерения входных и выходных газовых потоков Термостабилизация каналов подачи, пробоот-бора и анализа газообразных веществ. Стабилизация давления в биореакторе Все типы процессов
Окончание табл. 1
1
2
3
Неточность в расчетном определении количества потребленного субстрата
(выделенного экзометаболита и т.п.)
Неконтролируемые колебания давления, влияющие на растворимость газообразных веществ и измерение их концентраций
Колебания внешней температуры, искажающие расчет величины теплопродукции.
Нарушение асептики
Дрейф нуля потенциометрических, полярографических и др. датчиков (рН, еН, рО2) вследствие воздействия высокой температуры
Дрейф характеристик усилителей сигналов в системе КИПиА
Причина - неучет динамики внутриклеточной концентрации вещества - может быть устранена выбором индикатора (показателя) торможения процесса биосинтеза. (Имеет значение только при очень плотных культурах - когда концентрация биомассы продуцента выше 70-80 кг АСБ/куб.м). Например, в качестве надежного показателя исчерпывания субстрата в среде при проведении аэробных процессов с дробным дозированием субстрата служит смена знака производной концентрации растворенного кислорода
Установка стабилизатора давления на линии сброса отработанного газового потока
Помещение биореактора в термостатируемый бокс
Обеспечение герметичности оборудования, стерилизации сред и газовых потоков, продувка паром или стерильным воздухом пробоотборных устройств
Исключение паровой стерилизации чувствительных датчиков с установкой их в химически стерилизуемой выносной кювете, применение бесконтактных съемных (на период стерилизации ферментера) датчиков уровня индукционного типа и др.
Термостабилизация электронных блоков, а не только датчиков (опыт применения отечественных приборов показывает, что эта мера необходима даже в случае наличия электронных устройств термокомпенсации в схемах приборов)___________________________________
Неустранима в классическом периодическом процессе, не
имеет значения в стационар-
ном режиме при непрерывном процессе
Все типы процессов
Все типы процессов
Все типы процессов.
Все типы процессов
Все типы процессов
Биореактор установки комплектуется перемешивающим устройством - диспергато-ром газа дискового типа [2], обеспечивающим в реальных условиях культивирования аэробных дрожжей и бактерий удельную скорость абсорбции кислорода воздуха - до 20 г/л-ч. Это позволяет определять предельные характеристики штаммов-продуцентов биологически активных веществ.
Технические средства установки «Биотрон» позволяют применять как реакторы перемешивания, так и реакторы вытеснения без существенной замены дополнительного оборудования. Естественно, что способы расчета материально-энергетического баланса и показателей процесса при этом будут различаться. Т.е. модификация основного аппарата требует иного размещения ряда датчиков и существенной корректировки расчетного блока программного обеспечения.
Комплекс «Биотрон» использовался в разработке интенсивных технологических процессов получения микробного белка, наработки молочнокислых заквасок, реализации спиртового брожения и переработки спиртовой барды.
Литература
1. Шевченко В.Т., Печуркин Н.С. Гидромеханический способ гашения пены в ферментерах// Сб.: Управляемый биосинтез и биофизика популяций. II всесоюзное совещание 26/У1 - 7/У11 1969 г. Красноярск. 1969. С.230 - 231.
2. Патент РФ № 2021849, С1, 5 В 01 Р 7/16, С 12 М 1/02. Перемешивающее устройство для многофазных сред. Казанский биоинженерный институт/ С.Г.Мухачев, Р.И. Валеев, Ш.Г. Еникеев, В.П. Верхорубов, В.А. Шушков. Выдан 30.10.1994.
© Ш. Г. Еникеев - канд. техн. наук, вед. науч. сотр. Казанского биоинженерного института; Р. И. Валеев - зав. биоинженерной лаб. того же института; С. Г. Мухачев - канд. техн. наук, докторант каф. химической кибернетики КГТУ; С. А. Коршунов - науч. сотр. биоинженерной лаб. Казанского биоинженерного института; А. М. Буйлин - инж.-электроник каф. химической кибернетики КГТУ.
