ביוריאקטור

ביוריאקטור
ביוריאקטורים אנאירוביים המשמשים לטיפול בשפכים ב-Deer Island, שבמפרץ בוסטון


ביוריאקטוראנגלית: Bioreactor; ביוֹ - ביולוגיה, ריאקציה - תגובה) הוא מונח המתאר מתקן או מערכת ייצור או הנדסה, המיועדים לסביבה של פעילות ביולוגית.[1] לדוגמה, בהנדסת תאים, ביוריאקטור הוא המתקן המשמש לגידול תאים או רקמת תאים בתהליך של תרבית תאים. בתעשיות כימיות ובטיהור שפכים נעשה שימוש ברקמה ביולוגית לצורך הפעלת תהליכים כימיים רצויים.

אופני סיווג ביוריאקטוריםעריכה

קיימים כמה דרכים לסווג ביוריאקטורים:

סיווג לפי אופן הפעולהעריכה

שלושת אופני (או מודי) הפעולה של ביוריאקטורים הם:

  • אצווה (batch): בביוריאקטור הפועל באופן זה ממלאים את המכל בחומר הגלם, ונותנים לתהליכים הביולוגיים להתבצע עד להשגת התוצאה הרצויה. התהליך מתבצע במשך פרק זמן הנמדד בדקות, שעות, ואפילו חודשים. בסיום התהליך מרוקנים את המכל ומעבירים את תוצאי התהליך לשלב העיבוד הבא, ומכינים את המכל למחזור נוסף. דוגמה לביוריאקטור כזה הוא מכל תסיסה ביקב.
  • זרימה רציפה: הזרמה רציפה של חומר גלם לתוך המיכל, ושל תוצאים החוצה. במכוני טיהור שפכים משתמשים לעיתים באופן פעולה זה.
  • מנות: אופן פעולה זה הוא מעין שילוב של אופני הפעולה הקודמים. ההבדל בינו ובין אצווה הוא שבשלב הריקון רק חלק מהתוצאים יוצאים מהמיכל, ולאחר הריקון מוסיפים למכל כמות חומר גלם שמשלימה את החסר, ואין שלב הכנה. גם אופן פעולה זה משמש במכוני טיהור שפכים.

סיווג לפי המטרהעריכה

ברוב המקרים המטרה לשמה משתמשים בביוריאקטור היא אחת מהבאות:

  • ייצור ביומסה
  • שימוש בביומסה כדי לגרום לשינויים כימיים בחומר הגלם והפיכתו לתוצא.
  • קיימים ביוריאקטורים המשמשים במחקר.

סיווג לפי סוג התאיםעריכה

שלושת הסוגים העיקריים המשמשים בביוריאקטורים הם:

סיווג לפי מצב התאיםעריכה

  • מרחפים - התאים מרחפים בנפח התמיסה
  • מקובעים - התאים צמודים למשטח כלשהו, ומקובעים למקומם. ביוריאקטורים כאלו יכילו בדרך כלל אמצעים להגדלת שטח הפנים אליו יכולים התאים להיצמד, למשל על ידי הוספה של חצץ, כדורי זכוכית, חומר סיבי או ממברנות

סיווג לפי הסביבה הכימיתעריכה

הסביבה הכימית והפיזית בתוך ביוריאקטור קריטית לפעולתו. בין השאר יש לשמור על תחום טמפרטורות מסוים, חומציות בתחום ידוע, ריכוז של חומרים שונים בתמיסה וכן הלאה. מבחינה מעשית, מבחינים בשני סוגים עיקריים:

בביוריאקטור הפועל בשיטת אצווה, התנאים הכימיים והפיזיים משתנים במהלך המחזור, ולעומתו בביוראקטור הפועל בשיטת הזרימה הרצופה יש לשמור על תנאים קבועים ויציבים.
בביוריאקטורים אווירניים יש לעיתים קרובות מנגנונים להוספת חמצן לתמיסה. ביוריאקטורים אל-אווירניים הם אטומים, ובדרך כלל יש להרחיק מהם גזים הנוצרים במהלך פעולתם. לעיתים קרובות מפיקים ביוריאקטורים כאלו גזים בעירים, למשל מתאן.

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא ביוריאקטור בוויקישיתוף

הערות שולייםעריכה

  1. ^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "bioreactor". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.