Tipična shema in glavni oder biotehnološke produkcije

Biotechnology proces se imenuje Sinteza - snov (biotehnološkega produkta) z neposrednim sodelovanjem živih mikroorganizmov in encimi, izoliranimi iz njih - bioloških katalizatorjev.

Glavne značilnosti in razlike biotehnološko pretvorbo so: udeležba mikroorganizmov, kompleks sestava reakcijskega medija kompleks mehanizem reakcije in trajanje delovanja pojava, občutljivost na zunanje pogoje (sterilnost, tlak, temperatura, itd ...).

Biotehnoloških proizvodov po posameznih tehnologij, pripravljene s svojimi sredstvi, surovine, število faz načinov delovanja. Vendar pa lahko izberete vrsto grafikona za podatkov o proizvodnji. Splošen pregled pa je prikazana na sl. 4.

Sl. 4. Tipična shema biotehnološke produkcije

V tej glavnega tokokroga je biotehnologije korak, katerega glavni cilj - pridobivanje nekatere organske snovi. Vključuje naslednjo vrsto bioloških procesov, s katerim je substrat pretvori v končni izdelek (glej. Sl. 4).

Fermentacija - poseben razred kemičnih transformacij snovi, ki sestoji iz niza med seboj povezanih reakcijah sinteze in razgradnje, ki se pojavljajo v organskih snovi pod vplivom encimov. Encimi tako predstavljajo univerzalne bioloških katalizatorjev z zapleteno sestavo.

Presnova - proces spreminjanja s kemijsko sestavo snovi zaradi delovanja encimov ali encimske aktivnosti mikrobne celice.

Biokataliza - kemijska pretvorba snovi, ki so s pomočjo biokatalizatorje - encimov.

Biooxidation - poraba onesnaževalcev s mikroorganizmov ali mikroorganizmov v povezavi aerobnih pogojih.

Metan vrenje - predelave organskih odpadkov prek pridružitvenih metanogenih mikroorganizmov v anaerobnih pogojih.

Biocomposting - zmanjšanje škodljivih organskih snovi mikroorganizmov regija v trdnih odpadkov, ki so bile opravljene vzryhlonnaya posebno strukturo zagotoviti dostop zraka in enotno močenje.

Biosorpcije - sorpcijo škodljivih nečistoč iz plinov ali tekočin z mikroorganizmi, ponavadi pritrjena na specifične trdnimi nosilci.

Bakterijski izpiranje - proces prenosa v vodi netopne kovinske spojine v raztopljeni stanju pod vplivom določenih mikroorganizmov.

Biorazgradnjo - uničenje nevarnih spojin pod vplivom biodestruktorov mikroorganizmov.

Pripravljalne faze se uporabljajo za kuhanje in pripravo potrebnih surovin fazi biotehnologije. Uporablja naslednje postopke: priprava mediji, sterilizacija jo, pripravo semena in Biokatalizator krme predhodne obdelave.

Ločevanje tekoče in biomase, glede na njihove lastnosti izvaja na različne načine, drugačne gonilna sila procesa:

sedimentacija - ločevanje s pomočjo težnosti (za čistilne naprave);
Filtriranje - poteka suspenzijo skozi filtrirni material pod vplivom razlike tlaka z namenom zamude na površini materiala biomase. Z mikro- ali ultrafiltracija, da dobimo raztopino prostega suspendiranih celic biomase;
ločitev ali centrifugiranjem - ločevanje s centrifugalno silo. V bil ta način ločimo, npr pri pripravi krme kvasne biomase;
Plovna - izbor frakcije biomase v svoji pene;
Koagulacija - ločevanje trdnih snovi od tekočin po svoji obarjanjem v obliki velikih aglomeratov in kasnejše sedimentacijo.

Izolacija produktov biosinteze, čiščenje in koncentriranje produkta so pomožni postopki za proizvodnjo izdelka v končni obliki. Nekatere razlike so le v fazi izbire biosinteze izdelkov za znotraj in zunajcelični izdelkov. Zato je treba uničiti celično steno ene celične metodov- razpadom s hidrolizo, encimsko hidrolizo, avtolize in podobno. D za znotrajceličnih proizvodov.

Celica razkroj fizično izvedemo (ultrazvok zamrzovanje in dekompresijski m. p.), kemične in biotehnološkimi metodami.

Hidroliza - uničenje celičnih membran pod vplivom kemičnih reagentov in temperature.

Encimsko hidrolizo - uničenje celičnih membran z encimi pri povišani temperaturi.

Avtolize - neke vrste encimsko hidrolizo, ob uporabi lastne celice encim.

Skupno izolirati intra- in zunajcelične izdelki so ekstrakcija obarjanje, adsorpcija, ionska izmenjava, destilacija, popravljanje in ultrarovanie nanofiltracija, reverzna osmoza, centrifugiranje ultracentrifugacijo.

Ekstrakcija - glavni produkt prehod iz vodne faze v organski tekočini se ne meša z vodo (izvlečku). Ekstrakcija neposredno iz trdne faze, vključno z biomaso organizmov, ki se imenuje ekstrakcija.

Odlaganje - izolacijo želenega produkta z dodajanjem tekočine reagenta, ki sodeluje z raztopljenim izdelka in prenosnika it v trdni fazi.

Adsorpcija - prevajanje raztopimo v tekoči proizvod v trdni fazi po svoji absorpcijsko trdnega nosilca - sorbenta.

Ionska izmenjava je podobna adsorpcijo, vendar v tem primeru, trdna faza premika ionov (kationov ali anione) in ne v celoti pričakovati molekulo izdelka ali nečistoče.

Destilacija, popravljanja uporabljamo za izolacijo raztopimo v tekočini kulture nizkih kotlih, npr, etanola.

Ultrafiltracijo nanofiltracija je reverzna osmoza uporablja za izolacijo visoko-molekularne spojine (proteini, polipeptidi, polinuk-leotidov). Reverzno osmozo in nanofiltriranje omogočajo celo ločiti majhnost molekule.

Centrifugiranju ultracentrifugiranje uporablja za izolacijo virusov, celic organeli, makromolekuL.

S čiščenjem produkta izvedemo s pomočjo različnih postopkov, vključno z ekstrakcijo, kromatografiji, dializo, ultrafiltracijo, reverzna osmoza. Uporablja se v koraku zgostitvi sušenje, obarjanje, kristalizacija, ultra-, hiper- ali nanofiltracijo zagotavlja "izrinejo" topila iz raztopine.

S kromatografijo se uporablja za ločevanje zmesi snovi so pogosto zelo podobni po strukturi. Postopek se izvaja v posebnih kromatografskih kolonah, polnjenih s trdnim sorbent. Ves material je najprej adsorbira na tem sorbent. Desorpcija različnih spojin molekulske mase poteka pri različnih hitrostih, ki omogoča ločevanje in jih očisti med seboj ob uporabi primernega topila.

Dializa se uporablja za ločevanje zmesi spojin z nizko in visoko molekulsko maso. Postopek temelji na sposobnosti nizko molekularno substanco skozi membrano, ki je neprepustna za visoko molekularne spojine. Na ta način čiščenje cepiv in encime iz soli in malo topnih nečistoč molekulsko maso.

Kristalizacija - postopek, ki temelji na različnih topnosti snovi pri različnih temperaturah. Značilno je, da v tem postopku, je bil trden glavni produkt izoliramo in nečistoče ostanejo v matični lužnici. Tako, na primer, da dobimo kristale penicilina.

Odvisno od položaja, ki ga biotehnoloških proizvodov zaseda v tipični procesni shemi, lahko so: 1) plini iz fermentacijski stopnji (primeri - ogljikov dioksid, bioplin) - 2) fermentacijski medij - kulypuralnuyu tekočine skupaj z mikroorganizmi (na primer - kefir) ali Trdno snov substrat (npr - sir) - 3) koncentrirati kulture tekočine (na primer - zadnji lizin) - 4) tekočina, dobljeno po ločitvi biomase iz tekočega kulture (na primer - kvass, pivo) - 5) inaktiviran biomase (primer - krmni kvas) - 6) izvedljiv TH biomasa - biološka priprava (Primer - pekovski kvas kvas silaža) - 7) oslabljen biomaso (na primer - v živo cepivo) - 8) očiščen tok fluida pri čiščenju odpadne vode itd

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný