Процеси во биотехнологија

Видео: септичка јама и септички процеси

Cодржина

Видео: септичка јама и септички процеси
фаза predfermentatsionnaya
ферментација

Важна задача на создавање на било биотехнолошки процес е развој и оптимизација на наука базирана на технологија и опрема со него.

Во организација на биотехнолошките производство беше делумно позајмени од искуството стекнато од времето на хемиска технологија. Сепак, биотехнолошки процеси се сосема различни од хемиската индустрија, како и во употреба биотехнологијата посложена организација на материјата - биолошки. Секој биолошки објект (мобилен, ензим, итн ...) - е автономна само-регулира системот. Природата на биолошки процеси е комплексен и не е целосно разјаснета. За микробиолошки население, на пример, се карактеризира со значителна хетерогеност по неколку основи - годишна возраст, физичка активност, отпорност на негативни фактори на животната средина.

Тие се исто така предмет на случајни мутации, фреквенцијата на која е 10-4-10-8. Хетерогеност исто така, може да се должи на присуството на интерфејс површини и nonuniformity на медиумот.

Основа на поделба на биотехнолошките процеси може да биде врз основа на различни принципи, на пример, евалуација на објекти кои припаѓаат на superkingdom живи суштества, функционалната активност на био-објект, можност за изолирање на одделните фази на биотехнолошките производство шеми како одделни процеси: сепарација, прочистување и пакување на готов производ, итн (Табела 2.1.).

Табела 2.1. Систематизација на биотехнолошките процеси

овој вид на шеми на класификација се оправдани, и можете да ги користите како еднакви.

Биотехнолошки процеси може да се подели во биолошки, биохемиски и bioanalogichnye. Поранешниот вклучуваат оние кои се базирани на akariot употреба, prokaryotes и еукариоти, вториот - на употребата на ензими и други - со хемиска синтеза или hemisynthesis супстанции функционално слична или еквивалентна основно (подготовка на амино киселини, итн) или секундарни метаболити на живите организми ( дериватизација на пеницилин и цефалоспорин, тетрациклин, nucleobases итн.).

Општо земено, било биотехнолошки процес се состои од три главни фази: predfermentatsionnuyu, ферментација и postfermentatsionnuyu. Шематски дијаграм на спроведување на биотехнолошките процеси обично може да биде претставен од страна на дијаграм во кој е направен обид да се одрази на сите опции ферментација процеси (сл. 2.1).

Сл. 2.1. Генерализирана шема процеси во биотехнологија

фаза Predfermentatsionnaya

Во овој чекор, што се врши складирање и подготовка на културата на производителот (вакцина) и добивањето на подготовка на хранливи медиуми и супстрати, ферментација опрема и рециклирани процес воздухот и водата.

Компонентите на културата медиуми се избрани врз основа на пресметка на биланс на маса поврзани со трансформацијата на извор на енергија со биомаса клетка и / или метаболит со додаток консумира (објавени) енергија. Типично, квалитативен и квантитативен состав на медиумите култура е наведен во регулаторните документација.

Одржување и изработка на чиста култура е многу важен чекор точка predfermentatsionnoy да се произведе посакуваниот производи: најчесто тоа е биомасата на микроорганизми - производители. Тоа се бактерии и габи пониски, но понекогаш може да дејствува како производители на високо еукариотски клетки (инсекти, цицачи, растенија).

Производство, fiziologobiohimicheskie неговите карактеристики и својства се утврди ефикасноста на биотехнолошки процес. Во чиста култура преградата за складирање врши индустриски видови и да се обезбеди нивното активирање и работното време за производство во количини потребни за да започне процесот.

Индустриски вирус идеално треба да ги исполнуваат следниве основни барања:
1) стабилност на структурните и морфолошки карактеристики и физиолошка активност во производството и работењето;
2) зголемена стапка на раст и биосинтезата на својата цел (-и) на производот (и);
3) доволно широк спектар на отпорност на негативни фактори на околината (флуктуации на температурата, pH, вознемиреност, среден вискозитет);
4) умерени барања за ограничен број на извори од supply- поширок спектар на извори на јаглерод, азот и други елементи може да се користи за производство на вирус, толку полесно ќе е образован, и многу повеќе профитабилно.

Кога расте одгледува вакцина дози се користи принципот скалирање, т. Е. Изведени последователно производство на биомаса капацитет во мали шишиња, шишиња, а потоа во серија на последователни fermenters. Секој нареден чекор од процесот се разликува од претходниот во однос на цел обично. Добиени од производство на стерилни линии семе насочени понатаму во апарат, каде што чекорот на ферментација се спроведува.

Подготовка на медиумот се врши во специјални реактори опремени со stirrers. Во зависност од растворливост и компатибилноста помеѓу компонентите одделни може да се вработи реактори. Прехранбената технологија средини во голема мера комплицирана, ако нерастворливи компоненти се вклучени во нивниот состав. Во различни биотехнолошки процеси кои се користат се различни по потекло и износот на подлогата, така што процесот на нивната подготовка се разликуваат.

Дозирање хранливи материи избрани и врши поединечно за секој производствен процес во согласност со прописите на одреден процес. Како мерната опрема што се користи во овој тежината и волуменот на уреди кои се користат во индустријата за храна и хемиски. Транспорт на материи со пумпи, појас и завртка Транспортни. Масовно компоненти се хранат во fermenters со помош на вакуум пумпи.

принципот премикси, односно често се користат соли претходно растворени и потоа се транспортираат преку цевководи, на дозирање на храна по волумен.

Поради исклучително голем број на биотехнолошките процеси и се користи за своите средини имплементација, методи и инструменти, разгледување на овие елементи сега ќе бидат поврзани со одредени биотехнологијата индустрии.

ферментација

Чекор ферментација е голем чекор напред во процесот на биотехнологијата, бидејќи тоа се случува за време на интеракцијата со подлогата и производство на саканиот производ. Овој чекор се врши во биохемиски реактор (fermentor) и може да се организира на различни начини во зависност од карактеристиките и барањата на производителот користи за видот и квалитетот на конечниот производ.

Ферментација може да се случи во строго асептични услови или без почитување на правилата за стерилитет (т.н. "незаштитени" ферментација) - течни и цврсти медиуми, аеробно и анаеробно. Аеробик ферментација може да се случи, пак, сурфактанти или длабоко (во текот на дебелина на медиумот за култура). Одгледување на биолошки објекти може да се врши во серија и протокот низ режим, полу-постојано ФЕД-серија подлогата.

Во серија ферментација расте култура поминува низ серија на последователни чекори: (. Слика 2.2) фаза задоцнување, експоненцијална, бавен раст, во мирување и умирање. Така, постојат значителни промени во физиолошката состојба на bioobject, и голем број на еколошки параметри.

Сл. 2.2. раст крива на микроорганизми за време на серија ферментација: 1 - стационарната фаза-6 - - фаза на умирање 2-фаза-lag - фаза експоненцијална rosta- 3 - фаза линеарна rosta- 4 - 5 rosta- фаза забавување

Саканите производи се формирани во експоненцијална (примарни метаболити - ензими, аминокиселини, витамини, односно супстанции кои се потребни за раст на клеточна култура ..) и во мирување (секундарни метаболити - антибиотици, алкалоиди, хормони, токсини - ниска молекуларна супстанции кои не се потребни за раст култура но неопходни за функционирање на населението на зрели, често заштитна функција) фази, сепак, во зависност од целта на биотехнолошките процеси во модерните индустриски процеси се примени принципот на Диференцијација начини на одгледување. Како резултат на тоа, условите за максимално производство на саканиот производ.

Континуирано ферментација bioobjects врши под стабилна состојба услови, кога микробиолошки населението и неговите производи се најмногу хомогена, односно. Д. Во стационарната фаза. Употребата на континуирани процеси на ферментација обезбедува услови за ефикасно управување и контрола на процесот на биосинтезата. континуиран систем ферментација можат да се подредени според принципот на целосна поместување или целосно мешање.

Првиот пример - т.н. тубуларна култура: Процесот на ферментација се врши во долга цевка, која на едниот крај е постојано се хранат со хранливи состојки медиум и вакцина, а од друга - со иста брзина следува култура течност и ги саканите производи. Системот се извршува на ферментација е хетерогена и се спроведува, како по правило, без мешање.

Во континуиран ферментација во fermentors целосно мешање (метод хомогена-проток) во целата ферментација маса единица се идентични услови. Употребата на такви системи ферментација овозможува ефикасно да се контролира поединечните чекори и сите биотехнолошки процес на производство и се стабилизира во суштина било која саканата експериментатор биотехнологијата или состојба.

Обезбедување на процесот на ферментација, од гледна точка на реализација на инженерството се сведува на измерени протокот на ферментер потоци (inocula, воздух или гас мешавини хранливи материи хранливи материи, дефоамери) и отстранување на топлината од истата, на издувниот воздух, течност за култура, како и мерење и стабилизација на главните параметри на процесот на нивото потребно за оптимален развој на производителот и цел на производот.

Во текот на ферментација се формираат комплексни мешавини кои содржат клетки, екстрацелуларниот метаболити, остаток на концентрацијата на почетна супстрат. Во овој случај ги саканите производи обично се наоѓаат во оваа мешавина во мали концентрации, и многу од нив се лесно уништени. Сето ова наметнува ограничувања на методи за изолација и сушење на биолошки производи.

LV Тимошенко, МВ Chubik

Сподели на социјални мрежи:

Слични