Аппараты с механическим перемешиванием.

Биореакторы данного типа имеют механическую мешалку, состоящую из центрального вала и лопастей (6, реже 8) различной формы (прямых или изогнутых) (рис. 47).

Рис. 47. Различные формы мешалок

При этом эффективное перемешивание жидкости в больших объемах обеспечивается только в том случае, если мешалки многоярусны, лопасти расположены в несколько этажей. Кроме того, к внутренним стенкам реактора прикрепляются отражательные перегородки – узкие металлические пластины. Они предотвращают возникновение водоворота вокруг вращающейся мешалки, переводя круговое движение жидкости в вихревое, равномерно распределенное по всему объему. Для выращивания грибов используют мешалки с плоскими лопастями, не разрывающие мицелий. Очень нежное, медленное перемешивание производится в аппаратах, предназначенных для культивирования клеток животных и растений.

Аэрация может осуществляться путем барботажа – подачи воздуха снизу через барботер, горизонтальную трубку с отверстиями (щелями). Около барботера устанавливают механический вибратор, который способствует разбрызгиванию воздуха (или другого аэрирующего газа) в виде мелких пузырьков. Существуют аппараты, где единственным устройством для перемешивания жидкости является вибратор, совершающий вертикальные колебания с амплитудой 0, 1 – 3 мм и частотой 50 Гц. Такая система обеспечивает высокий уровень асептики, низкие энергозатраты и сравнительно мало травмирует культивируемые клетки.

В некоторых аппаратах используется полая мешалка, воздух попадает в среду культивирования через нижний конец ее вала и полые лопасти. В таких аппаратах часто непосредственно над лопастями аэрирующей мешалки устанавливают диффузор – открытый снизу и сверху цилиндр, который делит объем биореактора на два отсека – внутренний и внешний по отношению к стенкам диффузора. Диффузор усиливает разрежение, создаваемое при вращении мешалки в верхней части аппарата, где поверхность жидкости приобретает вид глубоко вогнутого мениска, и тем самым способствует дополнительному подсосу воздуха сверху и циркуляции жидкости в вертикальной плоскости аппарата. Аппараты подобного типа широко применяются в производстве кормовых дрожжей, спирта и в других производствах с использованием дрожжей.

Аппараты с механическим перемешиванием – достаточно распространенная конструкция в современном биотехнологическом производстве.