CC BY
16
9. Plan4all Project Interoperability for Spatial Planning [Text] / M. Salvemini, F. Vico, C. Iannucci (Eds.). - Plan4all Consortium, 2011. - 210 р.
10. Yeh, A. G.-O. Urban planning and GIS [Text] / A. G.-O. Yeh // Geographic Information Systems. - 2005. - P. 877-888. -Available at: http://www.geos.ed.ac.uk/~gisteac/gis_book_abridged/files/ch62.pdf
11. Abel, D. J. The systems integration problem [Text] / D. J. Abel, P. J. Kilby, J. R. Davis // International journal of geographical information systems. - 1994. - Vol. 8, Issue 1. - P. 1-12. doi: 10.1080/02693799408901984
12. Formulation of GIS-based master plans for amrut cities. Design and Standards [Text]. - Ministry of Urban Development, 2016. - 107 p. - Available: http://www.amrut.gov.in/writereaddata/designandStandards_AMRUT.pdf
13. Шипулш, В. Д. Основш принципи геошформацшних систем [Текст] / В. Д. Шипулш. - Х.: ХНАМГ, 2010. - 313 с.
14. ISO / IEC 13249-3:2011. Information technology - Database languages - SQL Multimedia and Application Packages -Part 3: Spatial [Text]. - International Organization for Standardization, 2011.
15. OpenGIS Implementation Specification for Geographic information - Simple feature access - Part 2: SQL option [Electronic resource]. - Available at: http://www.opengeospatial.org/standards/sfs
16. Spatial Database Systems. Design, Implementation and Project Management [Text] / A. K. W. Yeung, G. B. Hall (Eds.). -GeoJournal Library, 2007. - 553 p. doi: 10.1007/1-4020-5392-4
17. Максимова, Ю. С. Створення бази даних електронного каталогу клаав об'ектш для rn6piB профшьних геопро-сторових даних мiстобудiвноï документацп [Текст] / Ю. С. Максимова // Мютобудування та тершх^альне планування. -2016. - № 62 (1). - С. 367-377.
Рекомендовано до публгкацИ' д-р техн. наук, професор Лященко А. А.
Дата надходження рукопису 22.05.2017
Максимова Юлiя Сергй'вна, астрант, кафедра геошформатики та фотограмметрп, Кшвський нацю-нальний ушверситет будiвництва i архггектури, пр. Повирофлотський, 31, м. Кшв, Украша, 03037 E-mail: knuba@knuba.edu.ua
УДК 579.66
DOI: 10.15587/2313-8416.2017.107176
РОЗРОБКА КОНСТРУКЦП ТА МОДЕЛЮВАННЯ Г1ДРОДИНАМ1КИ В Б1ОРЕАКТОР1 З ПОВЕРХНЕВИМ КУЛЬТИВУВАННЯМ КЛ1ТИННИХ КУЛЬТУР
© В. Ю. Шибецький, С. М. Семенюк, С.1. Костик
Розроблено конструкцт бюреактора для культивування клтинних культур та проведено комп 'ютерне моделювання г1дродинам1ки апарату. Було отримано поля векторгв швидкостей р1дини в апаратг, поля векторгв швидкостей повтря в апаратг, швидюсть зсуву потоку р1дини, напруження зсуву р1дини в облаетi 1ммоб1л1заци клтин. Отримаш результати тдтверджують технологгчнгсть розроблено'1 кон-струкци бюреактора та можуть використовуватися при конструюванш пшотних зразюв апарату Ключовi слова: бюреактор, культивування miтин, комп 'ютерне моделювання, гiдродинамiка, напруження зсуву, iммобiлiзованi клтин еукарют
1. Вступ
Культивування бюлопчних агенпв (БА) остан-тм часом набуло надзвичайно широкого поширення практично у Bcix областях сучасно1 бюлогп. Неможли-во уявити œ6i молекулярно-бюлопчну лабораторш або сучасне бютехнолопчне тдприемство, де не вико-ристовувалися б клтгани людей та тварин.
Промислова фармацевтична бютехнолопя при отриманш бюлопчно активних речовин (БАР), що слугують активними фармацевтичними шгредiента-ми (АФ1), потребуе забезпеченосп бюреакторами (ферментерами) з високофункцюнальними характеристиками, яш б створювали сприятливi умови для розвитку БА та захищали персонал
Суттевою проблемою п1д час розробки систем культивування культур клтган е той факт, що б№-шiсть БА, що використовуються у виробницга АФ1 та вакцин е дуже вимогливими до асептичносл середо-вища, е високо вразливими до надлишкових напру-жень зсуву, вражаються бульбашками повiтря та ввд-носяться до опорнозалежних, тобто таких, пролiфера-цiя яких, як правило, можлива лише за умов прикрш-
лення до бiоафiнноï поверxнi росту [1, 2]. Зазначеш особливостi клгганних культур суттево обмежують використання традицшних конструкцiй ферментерiв, призначених для культивування суспензшних культур мiкроорганiзмiв в традицшних бютехнолопях.
Таким чином залишаеться актуальним проблема розробки оптимальних, ефективних, безпечних та високопродуктивних бiореакторiв, дослщження пд-родинамiки, тепло- та масообм^, п1дбору матерiалiв та способiв виготовлення насадок, конструктивних ча-стин апарату, забезпечення закритоï системи протягом всього циклу процесу культивування [3, 4].
2. Лггературний огляд
При промисловому культивуваннi клiтинниx культур широкого використання набули wave-бiореактори, бiореактори з нерухомим шаром носив, роллерш бюреактори, «класичнi» ферментери, що використовуються для мiкроорганiзмiв, бiореактори з напiвпроникними мембранами.
Бюреактор для культивування клгганних культур в суспензшному видi або з використанням мшро-
носив ZETA BIRE SYSTEM [5]. Дана система забез-печуе високий piBeHb стерильностi процесу культи-вування, контроль необхiдних параметрiв протiкання процесу та ввдповщае вимогам GMP.
Але використання механiчних перемiшуючих пристро1в при суспензшному культивуваннi призво-дить до пошкоджень клiтин внаслвдок впливу знач-них напружень зсуву, що впливае на вихвд БАР.
Широкого використання набули хвильовi бю-реактори для суспензшних культур. Конструкцiя да-них апарапв представляе собою металевий або плас-тиковий корпус з одноразовим пакетом, в якому зна-ходиться культуральна рiдина (КР) [6].
Корпус бюреактора розташований на платформ^ яка за допомогою коливальних рух1в створюе хвильовий рух рвдини з культурою клгган. Такi потоки КР забезпечують перемiшування i перенесення кисню, в результатi створюючи оптимальне середо-вище для росту клгган, в якому легко отримуеться концентращя 10*106 клiтин/мл.
В хвильових бюреакторах застосовуеться су-спензiйний спосiб культивування, до якого пристосо-вуються далеко не ва клiтиннi культури i, як наслщок, в таких системах не забезпечуються тiснi мiжклiтиннi контакта та не досягаеться висока щшьшсть клiтин.
Ролернi установки - це апарати, в яких клiтини вирощуються в цилiндричних посудинах - бутлях, зазвичай з боросилiкатного скла, з невеликою кшькь стю живильного середовища. Бутлi обертаються в горизонтальному положенш з невеликою швидк1стю (близько 12 об/хв.). При цьому забезпечуеться пос-тiйне перемiшування живильного середовища i ште-нсивний рiст клiтин [7].
Система для ферментацп AcuSyst™ Xcellera-tor складаеться з 10-ти касет. Кожна касета мае набiр порожнистих мембранних волокон, загальною пло-щею 2,1 м2. Мжрооргашзми прикрiплюються та роз-виваються на зовшшнш поверхнi волокон, пiдвiд по-живних речовин та вiдведення продукпв метаболiзму ввдбуваються через внутрiшню поверхню волокон. Такий спосiб культивування дозволяе отримати ви-соку щiльнiсть клиинно! культури до 4 1012 кль тин/мл. Даний тип ферментеру еквiвалентний 1600 л ферментеру суспензшного культивування [8].
Робота бiореакторiв iCELLis в значнш мiрi вь дрiзняеться ввд традицiйних платформ для процесiв з використанням культур адгезивних клiтин, включаю-чи 2D- i 3D-технологil. Живильне середовище для вирощування клгганно! культури рухаеться по внут-рiшнiй частиш нерухомого шару з полiефiрноl плiв-ки, на якiй мшроноси з г1дроф№ного PET нерухомо закрiпленi, у напрямку вгору, а потiм потрапляе на зовнiшню сторону нерухомого шару знизу. Система «падаючо! плiвки» забезпечуе ефективне збагачення киснем (оксигенацп) i вщведення вуглекислого газу, роблячи можливим отримання найвищих значень ко-ефiцiента Kl при використаннi такого пiдходу [9].
Б№шють з вiдомих конструкцш мае суттевi недолiки: контакт клгган з бульбашками повiтря, створення занадто щiльного шару клiтин (контактне гальмування), значнi напруження зсуву, i як наслщок, нижчий, за теоретично можливий, вихiд готового продукту або бюмаси.
При розробцi високопродуктивного бюреактора слад також враховувати, що при високш концент-рацп клгган значно зростае споживання розчиненого кисню та поживних речовин КР.
3. Мета та задачi дослiдження
Мета дослвдження - формування принципш шжишрингу в розробцi конструкци промислового бюреактора для культивування кттинних культур на основi математичного моделювання. Це дозволить зменшити затрати та прискорити розробку нових конструкцiй бiореакторiв, так як ввдпадае необхiднiсть у проведеннi багатьох лабораторних дослiдiв з використанням БА.
Для досягнення мети були поставлен наступн1
задачi:
1) дослщити характер руху поток1в, що ство-рюються перемiшуючим пристроем V-blade;
2) провести порiвняння ефективностi перемь шуючих пристро1в;
3) провести комп'ютерне моделювання пдроди-намiки запропоновано! конструкци бюреактора.
4. Дослвдження гiдродинамiки розробленого бюреактора
4. 1. Опис конструкци бюреактора
Виходячи з аналiзу процесiв культивування та наявних конструкцш бiореакторiв була розроблена наступна концепцiя апарату (рис. 1).
В основу розробки було покладено створення розвинено! поверхнi для iммобiлiзацil клiтин, опти-мальних гiдродинамiчних умов, забезпечення висо-кого рiвня асептичносп.
Апарат (рис. 1) складаеться iз цилiндричного корпусу 1 з елштичним днищем. Всерединi встановлю-еться нижня опорна решiтка 6, яка разом з верхньою решiткою 5 утворюе порожнину для встановлення насадок, у якосп яких можна використовувати к1льця Ра-шига, Палля, сiдловi насадки, упорядкованi або хаотично розташоват волокна чи будь-яю iншi порист носи.
Рис. 1. Конструкщя розробленого бiореактора: 1 - корпус;
2 - кришка; 3 - циркуляцшна труба; 4 - перемшуючий пристрiй V-blade; 5 - верхня решiтка; 6 - нижня решггаа;
7 - барботер; 8 - датчики контролю
Забезпечення клгган розчинним киснем здшс-нюеться за допомогою аераци повпря, або окремо шдготовлено1 сум^ газiв, через барботер 7. Подача та ввдведення аерацшного повиря вiдбуваеться через iндивiдуальнi фшьтри тонко1 очистки.
В центральнш частинi, осесиметрично розта-шована циркуляцшна труба 3, яка мае суцшьш стшки для унеможливлення контакту газово! фази у вигляд бульбашок з поверхнею клiтин. У нижнш частинi цир-куляцiйноi труби е дифузор, завдяки якому можна по-передити проскакування бульбашок в об'ем насадок.
Перемшування, гомогенiзацiя та циркуляция КР в об'емi апарату створюеться за допомогою перемшу-ючого пристрою спещально! консIрукцii V-blade. Да-ний перемiшуючий пристрiй забезпечуе всмоктування об'емiв КР з центрально! нижньо! частини апарату та перерозподiл ix у верхнiй частинi. Таким чином завдяки V-blade 4 та циркуляцшнш трубi 3 збiльшуеться крат-тсть циркуляци КР через порожнину насадок.
Для передачi крутного моменту валу перемь шуючого пристрою передбачено використання верх-ньоприводно! магттно1' муфти. Вщсутшсть будь-яких ущiльнень в корпус апарату дозволить щдтри-мувати асептичшсть всього циклу культивування.
Контроль необхвдних параметр1в проведення процесу можна контролювати за допомогою датчиков 8, як1 можна встановлювати у будь-якш частит апарату.
Апарат передбачено збирати в чистих примь щення класу «В». Шсля зборки, кришка з корпусом запаюються та перевiряеться герметичнiсть. Далi зiб-раний апарат направляеться на стерилiзацiю.
4. 2. Математичне моделювання в ANSYS
Для шдтвердження технолопчносп конструк-uii, та подальшого масштабування, для використання ii у сершному виробництвi, було проведено моделювання у пакет програм ANSYS 16.2 модуль Fluid Flow (CFX) [10-14]. Для цього було побудовано 3D модель середовища, що знаходиться в апарап.
В процесi виконання моделювання розбили за-гальний об'ем рвдини в апаратi на 3 домени (рис. 2): 1 - об'ем рвдини; 2 - об'ем рвдини, що знаходиться бшя лопаток мшалки; 3 - насадка, для кожного з яких були зазначенi сво! специфiчнi умови пропкан-ня процесу. Крiм того, були заданi граничш i почат-ковi умови, особливосп взаемодii доменiв на !х гра-ницях. Параметри процесу задавались наступними характеристиками: частота обертання мiшалки 9 с-1,
швидшсть повiтря на вxодi 7 м/с, порознiсть насадки 0,6, коефщент поверхневого натягу 0,073 Н/м, гус-тина рщко1' фази 998 кг/м3, густина повiтря 1,29 кг/м3.
Рис. 2. Розрахункова модель для ANSYS: 1 - об'ем рщини;
2 - об'ем рiдини, що знаходиться бшя лопаток мiшалки;
3 - насадка
Моделювання проводилось для 4-х рiзних реа-лiзацiй роботи установки:
1 - з пере]шшуючим пристроем V-blade, подача повиря вiдсутня;
2 - з перемiшуючим пристроем 6-ти лопате-вою турбшною мшалкою, подача повiтря вiдсутня;
3 - з перемшуючим пристроем V-blade, з подачею повиря;
4 - з перемiшуючим пристроем 6-ти лопате-вою турбшною мшалкою, з подачею повиря.
5. Результати дослiджень та Ух обговорення
Пiсля проведеного моделювання були отрима-нi наступнi результати: поля швидкостей повиря i рь дини в апарап та розподiлення напружень зсуву.
З рис. 3 видно, що мшалка V-blade створюе б№ш «чикий» циркуляцiйний контур культурально! рвдини в апаратi та мае явно виражений всмоктуючий ефект з нижньо! частини апарату. Швидк1сть руху рь дини всерединi насадки в обох випадках майже одна-кова i набагато нижча нж в циркуляцшному контурi.
Величина напруження зсуву може бути пере-рахована через швидшсть зсуву потоку. Максимальне значення яко! набагато нижче граничних величин руйнування клiтин (в лiтературних джерелах наво-дяться значення на рiвнi 10-40 Па [3]).
б
Рис. 3. Поле векторш швидкостей рщини в апарат без подачi повiтря (без барботера): а - перемшуючий пристрш V-blade; б - турбiнна мшалка
а
З рис. 4 видно, що у всьому о6^мГ насадки (в тсщ iммобiлiзацil клгган) величина зсуву набагато нижча шж в циркуляцшному «стакаш», що сввдчить про оптимальш умови гiдродинамiчноl обстановки для клгганно1 культури.
Наступним етапом моделювання було введен-ня в об'ем рщини газово1 фази у виглядГ бульбашок повпря через барботер.
Shear Strain Rate „ontour 1 I 3.119e+002
|! 2.807е+002 2.496е+002 2.185е+002М ■ 1.874е+002 J
максимальнi значення швидкостi потоку ненабагато зменшилась, це пояснюеться неоднорщшстю струк-тури, викликаною газовою фазою. При цьому самi напрямки векторiв майже не змiнились (присутнiй явно виражений циркуляцiйний контур рвдини).
Water.Velocity in Stn Frame Vector 2
4.137e+000
3.105e+000
2.073e+000 j
1.041e+000 I
8.593e-003 [m sA-1]
Water.Velocity in Stn Frame Vector 2
4.137e+000
§hear Strain Rate ontour 1
■ 3.119e+002
I—1 2.807e+002 2.496e+002 2.185e+002 _ 1,874e+002 1 1.562e+002
I" 1.251e+002 J
9.397e+001
6.284e+001
3.172e+001
5.888e-001 [sA-1]
3.105e+000
2.073e+000
1.041e+000
8.593e-003 [m sA-1]
б
Рис. 4. Розподшення швидкосп зсуву потоку рщини в апарап (без барботера): а - перемшуючий пристрш V-blade; б - турбшна мшалка
В порiвняннi з швидшстю руху рiдини для мо-делi без аерацп (рис. 3), в даному випадку (рис. 5)
б
Рис. 5. Поле векторш швидкостей рiдини в апаратi при по-дачi аерацшного повiтря через барботер: а - перемшуючий пристрш V-blade; б - турбшна мшалка
Якщо розглянути вектора швидкостей руху повиря в мiсцi його входу в об'ем рщини, варто ввд-мггити, що вони мають рiзний напрям (рис. 6). У випадку з V-blade, вектора направлен всередину цир-куляцiйноï труби. А в турбшнш - назовнi, що може
а
а
призвести до проскакування бульбашок повиря в по-рожнину насадки. На рис. 6, б бульбашки повиря не потрапляють в зону насадки, що пояснюеться наявнь стю дифузора.
В порiвняннi з рис. 4, величина зсуву потоку рвдини зросла (рис. 7), але сам розподш напружень зсуву залишився майже однаковим (за виключенням зони виходу бульбашок з барботера).
Air.Velocity in Stn Frame Vector 2 ] 1.113e+001
8.353e+000
5.574e+000
2.795e+000
1.627e-002 [m sA-1]
а б
Рис. 6. Поле векторш швидкостей руху газово! фази: а - перемшуючий пристрш V-blade; б - турбшна мшалка
Water.Shear Strain I Contour 2 j 3.877e+002
IU 3.490e+002
3.103e+002 I
2.716e+002
_ 2.329e+002 ■
I 1.942e+002
I 1.555e+002 Ш
I 1.169e+002
И 7.817e+001
3.949e+001
8.001 e-001 [sM]
Water.Shear Strain Rate Contour 2
■ 3.877e+002
I 3.490e+002 3.103e+002 2.716e+002 Г A ц 2.329e+002 К 1,942e+002 ' ( HH I 1.555e+002 ^Я I 1.169e+002
■ 7.817e+001
3.949e+001
8.001e-001 [sM]
а б
Рис. 7. Розподiлення швидкостi зсуву потоку рiдини в апаратi при mw4i аерацшного повiтря через барботер: а - перемшуючий пристрш V-blade; б - турбшна мшалка
Я1 0.02
cu
4)
tJ)
| 0,015
я>
0,01 0,005
0 ............
2,5 3,0 3,5 4,0
V-blade Turbine time И
Рис. 8. Графiк розподшення середнього значения напруження зсуву рiдини в апарат
^ 0,12
£ 0,1 S
0,08 0,06 0,04 0,02 о
2,5 3,0 3,5 4,0
V-blade Turbine time И
Рис. 9. Графж розподшення максимального напруження зсуву рiдини в апарат
Виходячи з отриманих значень, зображених на рис. 8, 9, для мшалки V-blade напруження зсуву ме-ншi, на вiдмiну вiд турбшног Це свiдчить, що у ви-падку даного дослвдження, для культивування клiтин
бiльше тдходить мiшалка V-blade, хоча значения на-пружень зсуву Г для V-blade, Г для турбшно1 мiшалок значно нижчГ за допустима
АналГзуючи отримаш результати моделюван-ня, можна стверджувати, що запропонована констру-кщя апарату з мшалкою V-blade може бути викорис-тана для культивування клиинних культур.
В даному бюреакторГ, було виршено ряд проблем:
- тдведення розчиненого кисню до клиин без контакту бульбашок повпря з клиинною культурою;
- мшалка V-blade, завдяки свош будовГ, ство-рюе «четкий» циркуляцшний контур, як наслщок, вь дбуваеться ефективний тдвад субстрату до клгган Г вщведення метаболтв;
- створено розвинену поверхню для Гммобш-заци БА в невеликому об'емГ апарату;
- рГвень напружень зсуву в насадщ знаходить-ся значно нижче 10 Па.
Зазначеш особливосп конструкци апарату створюють необхгдт оптимальш умови для розвитку клгган, що може вплинути на збшьшення виходу ць льового продукту.
У разГ недостатнього масообмшу кисню з повь тря Г КР, рекомендуеться використовувати тдготовку аерацшного повпря з бшьшою концентращею О2.
6. Висновки
1. Було розроблено конструкцш бюреактора для культивування клгганних культур у виглядГ моношару та проведено комп'ютерне моделювання пд-родинашки середовища в апаратГ
2. Отримаш значення поля швидкостей повпря Г рщини в аппарат та розподшення напружень зсуву свгдчать про сприятливГ умови для культивування клгганних культур.
3. Результати моделювання можна використо-вувати при наступних дослгдженнях для розробки промислових зразкгв апарату.
Лiтература
1. Шибецький, В. Ю. Врахування потреб продуценпв при конструюваннi ферментацiйного обладнання [Текст]: мат. XI Всеукрашсько! наук.-пр. конф. / В. Ю. Шибецький, С. М. Семенюк // Бютехнологш ХХ1 столiття. - К.: Вид-во «Полггех-н1ка», 2017. - C. 184.
2. Fundamentals of Cell Immobilisation Biotechnology [Text] / V. Nedovic, R. Willaert (Eds.). - Berlin: Springer Science & Business Media, 2013. - 555 p. doi: 10.1007/978-94-017-1638-3
3. Eibl, D. Cell and Tissue Reaction Engineering: Principles and Practice [Text] / D. Eibl, R. Eibl, R. Portner et. al. - Berlin: Springer, 2009. - P. 363. doi: 10.1007/978-3-540-68182-3_1
4. Семенюк, С. М. Ферментери для культивування клгшнних культур [Текст]: мат. Мiжнар. наук.-пр. конф. / С. М. Семенюк, В. Ю. Шибецький // Актуальш питання розвитку бюлогп та екологи. - Вшниця: ТОВ «Клан-ЛТД», 2016. -C. 306-308.
5. Bioreaktoren und fermentationssysteme [Electronic resource]. - Available at: http://www.zeta.com/bioraktoren_161.htm
6. WAVE Bioreactors - GE Healthcare Life Sciences [Electronic resource]. - Available at: http://www.gelifesciences.com/ webapp/wcs/stores/servlet/CategoryDisplay?categoryId=3325260&catalogId=130619&producHd=&top=Y&storeId=11251&langId=-1
7. Фрешни, Р. Я. Культура животных клеток [Текст]: пр. рук. / Р. Я. Фрешни. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 691 с.
8. AcuSyst-Xcellerator - C3 Cell Culture Company [Electronic resource]. - Available at: https://static1.squarespace.com/ static/5822091e46c3c4379874dc14/t/58824a4d725e250cb2826d0e/1484933709324/CCC0_A4+AcuSyst+Xcellerator_ACV1_V4+ %281%29.pdf
9. iCELLis® Bioreactor - Bioreactors Company [Electronic resource]. - Available at: https://shop.pall.com/INTERSHOP/ web/WFS/PALL-PALLUS-Site/en_US/-/USD/ViewProduct-Start?SKU=hw7uq211
10. Sharma, C. Rewiew of computational fluid dynamics applications in biotechnology process [Text] / C. Sharma, D. Mal-hotra, A. S. Rathore // Biotechnology Progress. - 2011. - Vol. 27, Issue 6. - P. 1497-1510. doi: 10.1002/btpr.689
11. Guyot, Y. A three-dimensional computational fluid dynamics model of shear stress distribution during neotissue growth in a perfusion bioreactor [Text] / Y. Guyot, F. P. Luyten, J. Schrooten, I. Papantoniou, L. Geris // Biotechnology and Bioengineering. -2015. - Vol. 112, Issue 12. - P. 2591-2600. doi: 10.1002/bit.25672
12. Копиленко, А. В. Сучасна концепщя моделювання пдродинамжи в ролерному бюреакт^ з поверхневим культивуванням клгганних культур [Текст] / А. В. Копиленко, С. М. Семенюк, В. Ю. Шибецький, С. I. Костик // Науюж пращ НУХТ. - 2017. - Т. 23, № 2. - C. 114-122.
13. Костик, С. I. Математичне моделювання пдродинамжи перемшуючого пристрою з магштним приводом [Текст] / С. I. Костик, Л. I. Ружинська, В. Ю. Шибецький, О. О. Ревтов // ScienceRise. - 2016. - T. 4, № 2 (21). - C. 27-31. doi: 10.15587/2313-8416.2016.67275
14. Gelbgras, V. Segregated Model of Adherent Cell Culture in a Fixed-Bed Bioreactor [Text] / V. Gelbgras, C. E. Wylock, J.-C. Drugmand, B. Haut // Chemical Product and Process Modeling. - 2011. - Vol. 6, Issue 1. doi: 10.2202/1934-2659.1522
Рекомендовано до публгкацИ д-р техн. наук Мельник В. М.
Дата надходження рукопису 23.05.2017
Шибецький Владислав Юршович, кандидат техтчних наук, старший викладач, кафедра бютехшки та iнженерii, Нацюнальний техтчний ушверситет Украши «Кшвський полгтехшчний шститут iм. Ir-оря Сшорського», пр. Перемоги, 37, м. Ки!в, Украша, 03056
Семенюк Сергш Миколайович, кафедра бютехшки та шженерп, Нацюнальний технчний ушверситет Украши «Кшвський полтгехшчний шститут iм. !горя Сшорського», пр. Перемоги, 37, м. Ки!в, Украша, 03056
E-mail: sem2mn@gmail.com
Костик Сергш 1горович, кандидат техтчних наук, асистент, кафедра бютехшки та шженерп, Нацюнальний технчний ушверситет Украши «Кшвський полiтехнiчний шститут iм. Iгоря Окорського», пр. Перемоги, 37, м. Ки!в, Украша, 03056 E-mail: kostyksergey@ukr.net
UDC: 664.1 - 663
DOI: 10.15587/2313-8416.2017.107207
RESEARCH OF INFLUENCE OF BIOLOGICAL ACTIVATION ON THE VITAMIN COMPLEX OF GRAIN CEREAL CULTURES
© S. Bazhay-Zhezherun, L. Bereza-Kindzerska, O. Togachynska
Запропоновано режим ггдротермгчного оброблення зерна злакових культур - пшенищ, голозерного eieca, тритикале, який сприяе пiдвищенню його харчовог цiнностi, зокрема збшьшення K^b^cmi вiтамiнiв, шляхом бiологiчного активування. У процеci запропонованог пiдготовки зерна суттево знижуеться вмкт антимтеральног речовини фтину, значно зростае вмкт вiтамiнiв антиокcидантiв, вiтамiнiв групи В, iнозиту
Ключовi слова: бiологiчне активування, пророщене зерно, вiтамiни, пшениця, голозерний овес, тритикале
1. Introduction
Sprouting grains, as a method for biological activation, used to increase the nutritional value of grain and other of raw materials.
Germinated grain of wheat that contains plant protein, it is recommend to include in a diet for the purpose of the general strengthening of an organism and, in particular, enhance or restore of sexual activity [1], reduction to risk of emergence and development of oncological diseases [2], enrichment of an organism of children of biologically active substances [3]. The consumption of sprouted grains improves reproductive function [4]. Important question is the research of influence of reasonable parameters of germination process on change of content of a vitamin complex of the main grain crops -wheat, oats, triticale.
2. Literature review
Germinated grain has high nutrition value. Scientists investigated that total content of antioxidants in germinated grain are higher at 3-10 times (depending on culture) compared with native grain. Regular consumption of germinated grain stimulates a metabolism, blood formation, increases immunity, compensates vitamin and mineral deficiency, normalizes acid-base balance, promotes cleaning of an organism of slags, effective digestion, raises a potentiality, slows down processes of aging [5].
In domestic and foreign scientific literature it is noted that the content of vitamins is increased during germination of grain [6]. Scientists note that the content of B group vitamins, in particular, B1, B2, B5, B6 at 5-10 times higher in wheat sprouted grain than in mature. Also
