Typické schéma a hlavné fázy biotechnologické produkcie

Biotechnológia proces nazývaný syntéza - látka (biotechnologického produktu) s priamu účasť živých mikroorganizmov a enzýmov izolovaných z nich - biologických katalyzátorov.

Hlavné rysy a rozdiely biotechnologického procesu sú: účasť mikroorganizmov, komplex zloženie reakčného média, komplexné reakčný mechanizmus a trvanie jej výskytu, citlivosť na vonkajších podmienkach (sterility, tlak, teplota, atď ...).

Biotechnologické produkty pripravené jednotlivých technológií s jeho látky, suroviny, je počet fáz prevádzkových režimov. Avšak, môžete si vybrať typy grafov pre výrobné dáta. Celkový pohľad na to je na obr. 4.

Obr. 4. Typické schéma biotechnologické produkcie

V tejto hlavnej obvod je biotechnológie krok, ktorého hlavným cieľom - získanie určitej organickej hmoty. Obsahuje nasledujúce rad biologických procesov, ktorým je surovina prevedie na konečný produkt (viď. Obr. 4).

Fermentácia - špeciálna trieda chemických transformáciou hmoty, pozostávajúce z radu prepojených reakciách syntézy a degradácie vyskytujúcich sa v organickej látky pod vplyvom enzýmov. Enzýmy tak predstavujú univerzálne biologické katalyzátory, ktoré majú komplexné zloženie.

Biotransformácia - proces zmeny chemického zloženia látky, pôsobením enzýmov alebo aktivity enzýmu z mikrobiálnych buniek.

Biokatalýza - chemická transformácia látok vyskytujúcich sa pomocou biokatalyzátorov - enzýmov.

Biooxidation - spotreba nečistôt mikroorganizmy alebo mikroorganizmy v spojení aeróbnych podmienok.

Metán fermentácia - spracovanie organického odpadu prostredníctvom združenia methanogenních mikroorganizmov, pri anaeróbnych podmienkach.

Biocomposting - zníženie škodlivé organické látky mikroorganizmy združovania v pevných odpadov, ktoré boli podniknuté vzryhlonnaya špeciálna konštrukcia na zabezpečenie prístupu k vzduchu a rovnomerné zmáčanie.

Biosorpcia - sorpcie škodlivých nečistôt z plynov alebo kvapalín mikroorganizmy, zvyčajne stanovená na základe špecifických pevných nosičov.

Bakteriálna lúhovanie - proces prevedenia vo vode nerozpustných kovových zlúčenín v rozpustenom stave za pôsobenia určitých mikroorganizmov.

Biodegradácia - zničenie nebezpečných zlúčenín, pod vplyvom biodestruktorov mikroorganizmov.

Prípravná fáza sa používajú pre varenie a príprava potrebných surovín fáze biotechnológie. Používa nasledujúce procesy: príprava média, sterilizácia s ňou, príprava semien a biokatalyzátora podávanie predbežné spracovanie.

Oddelenie kvapaliny a biomasy, v závislosti od svojich vlastností vykonáva rôznymi spôsobmi, rôzne hnacej sily procesu:

sedimentácia - separácia gravitáciou (pre čistiarne odpadových vôd);
Filtrovanie - vedením suspenzie skrz filtračný materiál pod vplyvom tlakového rozdielu s účelom oneskorenia na povrchu materiálu biomasy. S mikro- alebo ultrafiltrácia, aby sa získal roztok bez suspendovaných buniek biomasy;
separácia alebo odstreďovania - separácia odstredivou silou. Týmto spôsobom sa oddelí, napríklad, pri príprave kŕmnych kvasníc biomasy;
flotácia - výber podielu biomasy jeho peny;
Koagulácia - oddeľovanie pevných látok z kvapalín alebo ich vyzrážaním v podobe veľkých aglomerátov a následnou sedimentáciou.

Izolácia produktov biosyntézy, čistenie a koncentrácia produktu sú pomocné procesy za vzniku produktu v opracované forme. Niektoré rozdiely sú len vo fáze výberu biosyntetických produktov pre intra- a extracelulárnu produkty. Preto je treba zničiť bunkovej steny jednej bunky metodov- rozkladu hydrolýzou, enzymatickou hydrolýzou, autolýzy a podobné. D pre intracelulárnu produktov.

fyzikálne buniek dezintegrácie sa vykonáva (ultrazvuk zmrazenie a dekompresie m. s.), chemických a biotechnologických metód.

Hydrolýza - deštrukcii bunkových membrán pod vplyvom chemických činidiel a teploty.

Enzymatická hydrolýza - zničenie bunkových membrán pomocou enzýmov pri zvýšenej teplote.

Autolýza - druh enzymatické hydrolýzy, pri použití ich vlastnej buniek enzým.

Spoločné pre izoláciu intra- a extracelulárnej produkty sú extrakcie zrážanie, adsorpcia, iónová výmena, destilácia, rektifikácia a ultrarovanie nanofiltrácia, reverzná osmóza, odstreďovanie, veľkú odstredivku.

Extrakcia - názov prechod produktu z vodnej fázy do organickej kvapaliny nemiešateľné s vodou (extrakčného prostriedku). Extrakcia priamo z pevnej fázy, vrátane biomasy organizmov, tzv extrakcie.

Vylučovanie - izolácia požadovaného produktu, že sa k reakčnej činidlo kvapaliny, ktorá interaguje s rozpusteným produktom a prevodcu it v pevnej fáze.

Adsorpcia - preklad rozpustený v kvapalnom produkte v pevnej fáze jeho absorpčným pevným nosičom - sorbentu.

Iónová výmena je podobná adsorpcie, ale v tomto prípade sa pevná fáza pohybu iónov (katiónov alebo aniónov) a nie celkom očakávania molekulu produktu alebo nečistôt.

Destilovanie, úprava sa používajú na izoláciu rozpustí v živnej pôde z nízkou teplotou varu, napríklad etylalkohol.

Ultrafiltrácia, nanofiltrácia, reverzná osmóza sa používa pre izoláciu vysokomolekulárnych zlúčenín (proteíny, polypeptidy, polinuk-leotidov). Reverzná osmóza a nanofiltrácia umožňujú dokonca oddeliť malej veľkosti molekuly.

Centrifugácie, ultra-odstreďovaním použiť na izoláciu vírusov, bunkové organely, makromolekulárne zlúčeniny.

Čistenie produktu sa vykonáva pomocou rôznych procesov, vrátane extrakcie, chromatografie, dialýza, ultrafiltrácia, reverzná osmóza. Používa sa v koncentračnom kroku odparovanie, sušenie, zrážanie, kryštalizácia, ultra, hyper- alebo nanofiltrácia poskytujúca "zovretie" rozpúšťadla z roztoku.

Chromatografia sa používa na oddelenie zmesí látok sú často veľmi podobnú štruktúru. Tento proces sa vykonáva v špeciálnych chromatografických kolónach s pevným sorbentom. Všetok materiál sa najprv adsorbuje na tomto sorbentu. Desorpcia rôznych zlúčenín molekulovej hmotnosti prebieha pri rôznych rýchlostiach, čo umožňuje separáciu a purifikáciu ich od seba navzájom s použitím vhodného rozpúšťadla.

Dialýza sa používa na oddelenie zmesi zlúčeniny s nízkou a vysokou molekulovou hmotnosťou. Tento proces je založený na schopnosti nízkomolekulárnych látok prechádzajú cez membránu, ktorá je nepriepustná pre vysoko molekulárnej zlúčeniny. Týmto spôsobom čistenia očkovacích látok a enzýmov z soľou a nízkomolekulárnych rozpustných nečistôt.

Kryštalizácia - proces na základe rozdielnej rozpustnosti materiálov pri rôznych teplotách. Zvyčajne je v tomto procese, Pevný titulnej produkt sa izoluje, a nečistoty zostávajú v roztoky spojené. Tak napríklad, čím sa získajú kryštály penicilínu.

V závislosti na polohe obsadené biotechnologických produktov v typickej schéma procesu, môžu byť: 1), sa plyny z fermentačného stupňa (príklady - oxid uhličitý, bioplyn) - 2) Fermentačné médium - kulypuralnuyu kvapalina spolu s mikroorganizmami (napríklad - kefír) alebo pevný substrát (napríklad - syr) - 3) koncentrát kultivačné tekutiny (napríklad - na zadku lyzín) - 4) kvapaliny, získanej po oddelení biomasy z kultivačného kvapaliny (napríklad - kvas, pivo) - 5) inaktivovaného biomasy (príklad - kŕmne kvasnice) - 6) životaschopná th biomasa - biologickým prípravkom (príklad - pekárske kvasnice kvas siláž) - 7), atenuovaný biomasy (napríklad - živých vakcín) - 8), vyčistený prúd tekutiny na čistenie odpadových vôd, atď

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno