জৈবচুল্লি

একটি জৈবচুল্লি দ্বারা যেকোনো উৎপাদিত অথবা উদ্ভাবিত ডিভাইস বা সিস্টেমকে বোঝান হতে পারে যা একটি জৈবিকভাবে সক্রিয় পরিবেশ সমর্থন করে। এক ক্ষেত্রে, জৈবচুল্লি হচ্ছে একটি পাত্র যাতে একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া সংঘটিত হয় যা নানাবিধ অরগানিজম অথবা তাদের থেকে নির্গত বিভিন্ন জৈব রাসায়নিকভাবে সক্রিয় বস্তু দ্বারা নিয়ন্ত্রিত। এই প্রক্রিয়া বায়ুজীবী অথবা অবাত উভয়ই হতে পারে। এসব জৈবচুল্লি সাধারণত বেলনাকৃতির, আয়তনে লিটার হতে ঘন মিটার পর্যন্ত এবং প্রায়শই স্টেইনলেস স্টীল দ্বারা তৈরি।

একটি অবিরত স্টারড্‌-ট্যাঙ্ক ধরন জৈবচুল্লির সাধারণ গঠন

কোষ কালচারের প্রেক্ষাপটে জৈবচুল্লি দ্বারা কোষ অথবা টিস্যু গঠনকারী ডিভাইস বা সিস্টেমও বোঝান যেতে পারে।টিস্যু প্রকৌশল এবং প্রাণরসায়ন প্রকৌশলে ব্যবহারের জন্য এসকল ডিভাইসের উন্নতি সাধন করা হচ্ছে। 

অপারেশনের ধরন অনুযায়ী, জৈবচুল্লির শ্রেণিবিভাগ করা যেতে পারে ব্যাচ, ফেড ব্যাচ অথবা অবিরত (উদাহরণস্বরূপ- একটি অবিরত স্টারড্‌-ট্যাঙ্ক রিএক্টর মডেল)। একটি অবিরত জৈবচুল্লির উদাহরণ হচ্ছে কেমোস্ট্যাট। 

জৈবচুল্লিতে জন্মানো অরগানিজম তরল মাধ্যমে ডুবিয়ে অথবা কোনো কঠিন তলের সংস্পর্শে রাখা যেতে পারে। ডুবিয়ে রাখা কালচার ঝোলানো অথবা স্থির রাখা হয়। ঝুলন্ত জৈবচুল্লি আরও অধিক প্রজাতির অরগানিজম ব্যবহার করতে পারে, যেহেতু এতে কোনো সংস্পর্শ তলের প্রয়োজন নেই আর স্থির কালচারের চেয়ে বৃহত্তর পরিসরে কাজ করতে পারে। বিরতিহীন প্রক্রিয়ায় অরগানিজম জৈবচুল্লি হতে প্রবাহের সাথে বের করে আনা হয়। ইমোবিলাইজেশন একটি সাধারণ পদ যা দ্বারা এক বিশাল প্রজাতির কোষ অথবা বস্তুকণা সংযুক্তি বা এন্ট্র্যাপমেন্ট বোঝান হয়। ইহা উৎসেচক,সেলুলার অরগানেল, প্রাণী এবং উদ্ভিদ কোষসহ সকল প্রকার জৈবঅনুঘটক এর বেলায় প্রযোজ্য হতে পারে। ইমোবিলাইজেশন অবিরত চলমান প্রক্রিয়াসমূহের জন্য দরকারি, কেননা অরগানিজম জৈবচুল্লির প্রবাহের সাথে বের হবে না, তবে সীমিত পরিসরে কারণ অণুজীব কেবল পাত্রের উপরিতলেই থাকে।

বৃহৎ পরিসর স্থির কোষ জৈবচুল্লিগুলো হলঃ

• চলন্ত মাধ্যম, আরেক নাম মুভিং বেড বায়োফিল্ম চুল্লি (MBBR)
• প্যাকড বেড
• ফাইব্রাস বেড
• মেমব্রেন

জৈবচুল্লির নকশা

সেলুলোজিক ইথানল গবেষণায় ব্যবহৃত একটি বদ্ধ জৈবচু

জৈবচুল্লির ধরণসমূহ

আলোক-জৈবচুল্লি

 মস আলোকজৈবচুল্লি সাথে Physcomitrella patens

উপর এবং নিচে আলোড়নকারী জৈবচুল্লি

জৈবচুল্লির অভ্যন্তরে ইউনিক উপর এবং নিচে আলোড়ন

নাসা টিস্যু ক্লোনিং জৈবচুল্লি

একটি জৈবচুল্লিতে ইস্ট ভরা হচ্ছে যেটাতে ভুট্টার শীষ জাতীয় উচ্ছিষ্ট হতে ইথানল গাঁজন করা হয়

জৈবচুল্লির মডেলিং

জৈবচুল্লির বিভিন্ন অংশসমূহ

একটি আদর্শ জৈবচুল্লি নিচের অংশগুলি দ্বারা গঠিতঃ

আলোড়ক – used for the mixing of the contents of the reactor which keeps the “cells” in the perfect homogenous condition for better transport of nutrients and oxygen to the desired product(s).

ব্যাফল – used to break the vortex formation in the vessel, which is usually highly undesirable as it changes the center of gravity of the system and consumes additional power.

স্পার্জার – In aerobic cultivation process, the purpose of the sparger is to supply adequate oxygen to the growing cells.

জ্যাকেট – The jacket provides the annular area for circulation of constant temperature of water which keeps the temperature of the bioreactor at a constant value.

জৈবচুল্লির জন্য মডেলিং সমীকরণসমূহের সম্প্রসারণ

পূর্ণাঙ্গ অবিছিন্নতা সমীকরণ

d(ρV)/dt = Fρ – Fρ = 0 (1)

বায়োম্যাস অবিছিন্নতা সমীকরণ

d(Vx)/dt = Fx_i – Fx + Vr₁ (2)

dx/dt = (F/V)x_i – (F/V)x + r₁ (3)

dx/dt = D_rx_i – D_rx + r₁ (4)

dx/dt = D_r(x_i – x) + r₁ (5)

সাবস্ট্রেট অবিছিন্নতা সমীকরণ

d(VS)/dt = FS_i – FS – Vr₂ (6)

dS/dt = D_r(S_i –S ) – r₂ (7)

জৈবরাসায়নিক বিক্রিয়া গতিবিদ্যা

A ----> P

( –r_A) = k (C_A)ⁿ (8)

(r_A) = – k (C_A)ⁿ (9)

r₁ = μx (10)

Y = r₁/ r₂

r₂ = r₁/Y

r₂ = μx/Y ( 10 থেকে) (13)

মডেলিং সমীকরণের শেষ ধাপ

dx/dt = D_r(x_i – x) + μx (14)

dS/dt = S(S_i – S) – (μx/Y) (15)

dx/dt = (μ – D_r)x (16)

dS/dt = S(S_i – S) – (μx/Y) (15 থেকে)

আরও পড়ুন

• Pauline M Doran, Bio-process Engineering Principles, Elsevier, 2nd ed., 2013 আইএসবিএন ৯৭৮-০-১২-২২০৮৫১-৫

বহিঃসংযোগ

• Photo-bioreactor.