flbbfubiknnbur WZORU UŻYTKOWEGO (12,OPIS OCHRONNY d9) PL (11)62908

Transkrypt

1 flbbfubiknnbur RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12,OPIS OCHRONNY WZORU UŻYTKOWEGO (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: d9) PL (11)62908 (13) Y1 (51) Int.CI. C12M 1/12 ( ) (54) procesu biosyntezy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 15/05 (73) Uprawniony z prawa ochronnego: Akademia Ekonomiczna im.oskara Langego, Wrocław, PL (45) O udzieleniu prawa ochronnego ogłoszono: WUP 02/07 (72) Twórca(y) wzoru użytkowego: Małgorzata Janczar, Wrocław, PL Jerzy Jan Pietkiewicz, Wrocław, PL >- 00 o o> <L>

2 1 U5 81 URZĄDZENIE DO ZATRZYMYWANIAKOMÓREK W BIOREAKTORZE W TRAKCIE PROWADZENIA PROCESU BIOSYNTEZY Przedmiotem wzoru użytkowego jest urządzenie do zatrzymywania komórek w bioreaktorze w trakcie prowadzenia procesu biosyntezy. W procesach biotechnologicznych nazywanych w skrócie bioprocesami wytwarzanie produktów jest wynikiem przemian biochemicznych zachodzących z udziałem żywych komórek drobnoustrojów, komórek roślinnych lub zwierzęcych, bądź też aktywnych biologicznie fragmentów komórek lub ich metabolitów. Bioprocesy mają bardzo zróżnicowany charakter, mogą być prowadzone wieloma sposobami i wymagają różnych warunków technicznych. Najczęściej stosowanym procesem biotechnologicznym jest proces wgłębnej, tlenowej hodowli drobnoustrojów (biosyntezy), za pomocą którego uzyskuje się biomasę drobnoustrojów lub ich metabolity zawarte wewnątrz komórek lub wydzielane przez nie do podłoża hodowlanego. Biorąc pod uwagę stopień wypełnienia bioreaktora podłożem na początku hodowli oraz ciągłość zasilania wyróżnia się cztery podstawowe metody hodowli: hodowle okresowe, zasilane hodowle okresowe, hodowle półciągłe oraz hodowle ciągłe. Największe możliwości intensyfikacji bioprocesów tkwią w zastosowaniu hodowli ciągłych. Charakterystyczne cechy hodowli ciągłych to stałość warunków rozwoju drobnoustrojów oraz jednakowy ich stan fizjologiczny, a także lepsze wykorzystanie potencjału metabolicznego drobnoustrojów, uzyskiwanie dużo wyższej szybkości biosyntezy oraz efektywniejsze wykorzystanie zdolności produkcyjnej bioreaktorów i wyższe wydajności bioproduktu. Hodowla ciągła drobnoustrojów polega na nieprzerwanym prowadzeniu procesu biosyntezy przez długi okres czasu w warunkach ciągłego dopływu podłoża zasilającego hodowlę i ciągłego odbioru z bioreaktora podłoża hodowlanego przy zachowaniu stałej objętości przebywającego w nim podłoża.

3 Znane są różne metody i rozwiązania dotyczące sposobu ciągłego odbioru podłoża hodowlanego z bioreaktora (Krahe M: Biochemical Engineering. Wald: Bioengineering AG, 2003). Znane są hodowle prowadzone w układach otwartych, które polegają na tym, że komórki drobnoustrojów swobodnie wypływają z bioreaktorów wraz z podłożem hodowlanym i nie ma pełnego, ani częściowego zawracania komórek do bioreaktora (Pietkiewicz J.J.: Biosynteza kwasu cytrynowego przez Aspergillus niger w warunkach jedno- i wielostopniowych hodowli ciągłych. Prace Naukowe AE we Wrocławiu. Monografie i opracowania. 927 (147), 2002). Znane są sposoby prowadzenia hodowli w układach zamkniętych z zawracaniem komórek. Polegają one na tym, że komórki drobnoustrojów swobodnie wypływają z bioreaktora wraz z podłożem hodowlanym, lecz natychmiast po opuszczeniu bioreaktora są oddzielane od podłoża hodowlanego w specjalnych urządzeniach, np.: filtrach, wirówkach, sedymentatorach, i są całkowicie lub częściowo zawracane do podłoża hodowlanego znajdującego się w bioreaktorze (Rymowicz W.: Biosynteza kwasu cytrynowego z glukozy przez wolne i immobilizowane komórki drożdży Yarrowia lipolytica w systemach ciągłych. Zeszyty Naukowe AR we Wrocławiu. Rozprawy. 329 (CLI), 1998). Znane są również hodowle w układach zamkniętych z zatrzymywaniem komórek, które polegają na tym, że podłoże hodowlane wypływające z bioreaktora nie zawiera komórek drobnoustrojów. W tego typu hodowlach komórki są zatrzymywane w bioreaktorze przez zamontowane w ich wnętrzu separatory (wirówki) lub różnego rodzaju przegrody filtracyjne. Ten rodzaj hodowli ciągłej jest najkorzystniejszy zarówno ze względów ekonomicznych, jak i technologicznych, ponieważ eliminuje czasochłonne oddzielanie komórek od podłoża hodowlanego poza bioreaktorem i zawracanie ich do bioreaktora, co zwiększa ryzyko zakażenia hodowli i może być przyczyną niedotlenienia komórek w czasie ich przebywania poza bioreaktorem. Zatrzymywanie komórek wewnątrz bioreaktora pozwala prowadzić hodowlę w stałych warunkach przy wysokim stężeniu biomasy, a zatem z wysoką produktywnością. Wadami znanych i stosowanych dotychczas rozwiązań są: odbiór z bioreaktora nie tylko nagromadzonego w trakcie bioprocesu produktu, ale również części komórek drobnoustrojów aktywnie prowadzących proces biosyntezy, pracochłonność, możliwość zakażenia całej hodowli poprzez zawrócenie do bioreaktora komórek, które w trakcie odbioru zawiesiny hodowlanej z bioreaktora i ich oddzielania od podłoża mogły ulec

4 zakażeniu, szybkie zatykanie się porów membran biomasą znajdującą się w bioreaktorze i brak możliwości ich oczyszczenia w trakcie trwania hodowli. procesu biosyntezy według wzoru użytkowego ma kształt rury zamkniętej z jednej strony, która jest wprowadzana do środka bioreaktora przez jeden z króćców. Ta część rury, która jest zanurzona w podłożu hodowlanym, jest wykonana z materiału porowatego, umożliwiającego przepływ do jej wnętrza podłoża hodowlanego bez komórek drobnoustrojów. Perforowana część rury jest dodatkowo pokryta wymienialną membraną bądź tkaniną zatrzymującą biomasę na swojej powierzchni i uniemożliwiającą zatykanie porów. procesu biosyntezy według wzoru użytkowego jest proste w konstrukcji, możliwe jest oczyszczanie porów w trakcie prowadzenia hodowli bez wyjmowania go z bioreaktora, a także ewentualna wymiana oraz powtórne, sterylne wprowadzanie do bioreaktora wypełnionego płynem hodowlanym w trakcie prowadzenia procesu biosyntezy. procesu biosyntezy zostało schematycznie przedstawione na rysunku. Urządzenie według wzoru użytkowego ma kształt jednostronnie zaślepionej 1. rury z zamocowanym w górnej części kołnierzem 4 umożliwiającym jej szczelne montowanie w króćcach bioreaktora. Część rury wprowadzanej do wnętrza bioreaktora jest wykonana z materiału porowatego lub siatki 2, na którą jest dodatkowo zakładana wymienialna membrana 3. RZECZEK PATENTOWY [y W < dr inż. r/ ^ek Kramarz 'i M! A EKONOMICZNA n. CT'.ARA LA.NSEGO, i Wacław, ul. Komandorska 118/128

5 ZASTRZEŻENIA OCHRONNE 1) procesu biosyntezy mające kształt rury montowanej w króćcach bioreaktora znamienne tym, że w górnej części ma kołnierz 141 umożliwiający jej szczelne montowanie w króćcach bioreaktora, zaś dolna zaślepiona część rury III wyposażonajest w perforacje ) Urządzenie według zastrz.l. znamienne tym, że dolna część rury 1X1 z perforacjami 121 ma wymienną membranę /3/. RZECZNIK PATENTOWY.' * EKONOMICZNA i, ' ARA LA.^GiŁ'. > * ' w, u! Kn.fia-iSorska 118/120 dr itiz. i.*'-ck Kramarz dr hab. inż. Jerzy ietkiewicz

6 1 U5 81 lo ^^'A EKONo; Rektora Pracowniczej :izec7.nik PATENTOWY V jb?- dc mi ^ ek Kramarz cfr hab. \nt* Jerzy J. Pietkiewicz