УПРАВЛІННЯ БІОТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Важливим науковим розділом біотехнології, інтенсивно розвиваються в даний час, є мікробіологічна біотехнологія, або біотехнологія мікробного синтезу, що вивчає закономірності, притаманні популяціям мікроорганізмів різних видів.

Розвиток біотехнології мікробного синтезу продиктовано, з одного боку, потребою в певних продуктах, а з іншого - наявністю дешевої сировини і накопиченням відходів, які економічніше утилізувати, ніж знищувати.

До основних завдань мікробіологічної біотехнології відноситься теоретичне і експериментальне обгрунтування методів і режимів, що забезпечують відтворюється (з необхідною ймовірністю) отримання популяцій мікроорганізмів і цільових продуктів їх життєдіяльності з заданими властивостями в оптимальних умовах на макрорівні.

Результати вивчення закономірностей росту і метаболізму популяцій служать науковою основою створення мікробіологічних виробництв, а також обладнання, приладів та автоматизованих систем, необхідних для отримання, обробки та зберігання мікробіологічних препаратів.

За допомогою мікробіологічного синтезу отримують:

  • 1) мікробну біомасу (дріжджі, мікроводорості, белкововітамінний концентрат);
  • 2) біохімічні продукти, що виділяються мікроорганізмами при культивуванні або отримані з біомаси (антибіотики, вітаміни, органічні кислоти, ферменти, спирти);
  • 3) хімічні продукти, що утворюються в результаті ферментативної активності мікроорганізмів, і їх компоненти (6 амінопеніцілліновая кислота);
  • 4) очищені від небажаних компонентів середовища (прояснені стічні води, депарафінізірованная нафту);
  • 5) цінні метали, виділені за допомогою мікробіологічного вилуговування металів з руд.

Виробництва на основі мікробіологічної технології носять багатостадійний характер і включають поряд з мікробіологічної стадією велике число інших процесів, характерних для хімічної технології в цілому.

Найбільш важливим елементом мікробіологічних технологій є власне мікробіологічна стадія - ферментація, що включає культивування, бродіння, біосинтез, біотрансформацію, Біоконверсія.

Перелічимо основні особливості проведення мікробіологічної стадії.

  • 1. Культивування мікроорганізмів повинно проходити в умовах суворої чистоти культури, що досягається стерилізацією як основний, так і допоміжної апаратури, а також всіх компонентів, що надходять в ферментер.
  • 2. Культивування мікроорганізмів проводиться в гетерогенних багатофазних системах, реологічні властивості яких в ході процесу часто змінюються.
  • 3. Многокомпонентность поживних середовищ.
  • 4. Складність біохімічних механізмів регуляції росту біомаси та синтезу мікробних метаболітів.
  • 5. Автокаталітічность процесу, т. Е. Вплив продуктів на його швидкість.
  • 6. Вища варіабельність біотехнологічних процесів в порівнянні з хіміко-технологічними.
  • 7. Щодо низькі швидкості реакцій, а також концентрації субстратів і одержуваних продуктів, які, як правило, ще не є кінцевими.
  • 8. Зазвичай помірна температура (20 ... 40 ° С) і близькі до нейтральних значення pH.
  • 9. Різниця умов, оптимальних для росту мікроорганізмів і біосинтезу цільових продуктів метаболізму.
  • 10. Культивування мікроорганізмів є складною системою з вираженою багаторівневою структурою.
  • 11. Культивування мікроорганізмів - технологічний процес, що вимагає наявності складної апаратури, інструментального, комп'ютерного та інших видів забезпечення.
 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >