BAKTERİ BESLEME BİYO FERMANTASYON REAKTÖRLERİ

Kontrollü şartlar altında, mikroorganizmaları veya hücreleri büyütmek için gerekli fiziksel ve kimyasal ortamın sağlandığı cihazlardır. Genellikle paslanmaz çelikten yapılan silindir şeklindedirler .

Biyoreaktörde gerçekleşen işlemler aerobik ya da anaerobik olabilmektedir. Hücrelerin büyümesi için biyoreaktör kullanılırken, bakteriler ile gerçekleştirilen tepkimelerde fermentörler olarak adlandırılan biyoreaktörler kullanılır .

Bir biyokimyasal reaksiyonun gerçekleşebilmesi için ortamın uygun sıcaklık, pH, nem, oksijen konsantrasyonu, hücre büyümesi gibi gerekli parametrelerinin reaktörler ile sağlanması ve buna bağlı olarak prosesin tasarlanması, koşulların kontrol edilebilir olması biyoreaktörün önemli bir özelliğidir. Bu nedenle reaktörler kozmetikten gıdaya, ilaç üretiminden doku mühendisliğine kadar birçok alanda kullanılmaktadır 

• Kesikli Reaktör

Reaktöre ilk beslemenin yapılmasının ardından reaksiyon tamamlanana kadar herhangi bir girdi veya çıktı olmaması prensibine dayanan reaktörlerdir. Reaktöre beslenen akım uzun süre reaktör içerisinde kalarak yüksek dönüşüm sağlanmaktadır .

Kesikli reaktörler; küçük ölçekli işlemlerde, tamamen geliştirilememiş proseslerin denenmesinde, yüksek maliyetli ürünlerin imalatında ve sürekli prosesler ile üretimin zor gerçekleştiği durumlarda tercih edilmektedir. Ancak yüksek işçilik maliyeti, bir yüklemeden diğer yüklemeye ürün değişikliklerinin olması ve büyük ölçekli proseslerde kullanımının zor olması nedeniyle dezavantajları da mevcuttur .

• Sürekli Reaktör

Kararlı halde çalışan biyoreaktörlerdir. Biyoreaktör ortamına sürekli olarak besleme yapılmaktadır. Sürekli besleme akımının gönderilmesi büyük ölçekli proseslerde bu reaktörlerin tercih edilmesine imkan sağlamaktadır. Ancak sürekli besleme yapılması ile uzun süre bu reaksiyonun devam etmesi reaktör içerisinde kontaminasyon olasılığını da arttırabilmektedir

Reaktör Donanımı

İç donanımında; reaktör içerisinde karışmayı sağlayan bıçak şeklinde tasarlanan karıştırıcılar bulunmaktadır. Bu karıştırıcıların oluşturduğu akışı yönlendiren yapılar ise baffledır. Baffle biyoreaktör duvarına paralel olarak yerleştirilir. Reakör karıştırıcılarının bağlı olduğu bir şaft vardır. Şaft karıştırıcıların hareketine olanak sağlamaktadır. 

Reaktör dış donanımında ise; reaktörün korunmasını sağlayan ceketler vardır. Karışım hızının ayarlanması için hız ayarlayıcısı kullanılır. Isıtma ve soğutma ceketleri olarak adlandırılan, reaktör iç ortamının reaksiyona uygun sıcaklığı ayarlanmasını sağlayan yapılara bağlantılar bulunur. Reaktörün altında valf olarak adlandırılan bir kapakçık bulunmaktadır. Reaktör sisteminin tüm bu işleyişini sağlayan ana birim ise motordur.

 Bitkilerde hayati öneme sahip makro elementlerden biri olan potasyum (K) un metabolik, fizyolojik ve biyokimyasal işlevlerde rol aldığı görülmektedir. Potasyum bitki büyümesine etki eden pirüvatkinaz, fosfofrüktokinaz, nişasta sentetaz, ribülozdifosfatkarboksilaz, ATP az gibi enzimlerin aktivitelerini ve fotosentezin ışık tepkimelerinde metabolik enerji kaynağı olan ATP nin sentezlenmesi arttırarak fotosentez oranını arttırmaktadır.   Potasyum protein sentezinin her aşamasında önemli roller üstlenmiştir ve bitkilerin protein kapsamlarını arttırmaktadır. Yeterli potasyumun bulunması durumunda yapraklarda nişasta sentezi artmakta ve nişastanın depo organlarına taşınması ve özellikle de danede birikimi artmaktadır.   Somaların açılıp kapanmalarında da önemli rolü bulunan K, fotosentez ürünlerinin floem iletim borularına yüklenmesinde, su ve besin elementlerinin ksilem iletim boruları ile bitkinin çeşitli organlarına taşınmasında ve depolanmasında önemli bir rol üstlenmektedir.   Potasyum bitkilere aktif absorpsiyon ile alınır ve hücrede birikmesi sonucu hücrenin osmotik potansiyeli artmakta ve hücrelere daha fazla su girmektedir. Bu bağlamda K bitkide turgoru düzenlemekte, su kaybını ve solmayı önlemektedir.   Bitkilerde kök gelişimini teşvik ederek, dallanmayı arttırmakta; yatmayı önlemekte, abiyotik ve biyotik stres koşullarına dayanımı arttırmakta, erkencilik sağlamaktadır   Toprakta toplam potasyumun büyük bir kısmını (% 90-98) kaya ve minerallerin yapısındaki K oluşturmaktadır. Ancak bitkiler bu formdaki potasyumdan direkt yararlanamamaktadır. Toprağın fikse K fraksiyonu % 1-10 arasında değişmekte ve bu form zor/yavaş yararlanılabilir K olarak kabul edilmektedir. Bitkiler değişebilir (% 0.1-2) ve suda çözünür (çok düşük konsantrasyonda) potasyumdan yararlanabilmekte ve bu iki K formunun toplamı alınabilir (yarayışlı) K olarak tanımlanmaktadır.   Alınabilir potasyumun toplam K içerisindeki payı genelde % 5 civarında bulunmaktadır. Topraktaki toplam potasyumun çok büyük bir kısmından bitkilerin direkt yararlanamaması nedeniyle, toprakların alınabilir K miktarı bitkilerin potasyumlu gübrelemeye gereksinim durumunun belirlenmesinde temel ölçüt olarak kabul edilmektedir.