Primeri biotehnoloških procesih. Kako vitamine

Video: Ribje olje iz Oriflame Omega 3

Z biotehnologije so nekateri vitamini. Najpomembneje je, biotehnološki proizvodnji vitaminov B2, B12 in C, kot tudi karoten (provitamin A). Za njihovo izdelavo se uporabljajo različne bakterije, kvasovke in plesni. Odvisno od vrste mikroorganizmov in vitamina hranilnem mediju lahko koruzni sojina moka, rastlinsko olje, kerozin, metanol, glukoza, saharoza.

Tako je bila vitamina B2 pripravimo s fermentacijo rastlinskega olja z uporabo gliv Ashbya gossypii. Vodilni podjetja razmišljajo o možnosti popolne zamenjave tehnologije za proizvodnjo kemičnega vitamin B2 v biotehnologiji. Pomembno področje biotehnologije, intenzivno razvija v zadnjih letih - obnovljivi viri energije, od katerih je najpogostejša je bioplin.

Izraz se nanaša na produktnega plina, ki izhaja iz anaerobne, torej brez dostopa zraka porekla fermentacije (fermentacije) organskih snovi različnega izvora. Bioplin je plinska mešanica. Glavne sestavine: metan - 55 - 70%, ogljikovega dioksida - 28-43%, in zelo majhnimi količinami dušika, kisika, vodika in vodikovega sulfida. Bioplin je bila uspešno uporabljena kot visoko energetsko gorivo a.

Po prejemu bioplina so tipične pripravljalni koraki (slika 9). - priprava surovin in semena, metanske fermentacije, sušenje kot fazo koncentriranja. Stiskanje je mogoče razumeti kot ustvarjanje obliki končnega izdelka.

Sl. 9. Vezje proizvodnje bioplina

V povprečju 1 kg suhe organske snovi, biološko fermentira pri 70%, proizvede približno 0,8-1,0 m3 bioplina.

Ker razgradnje organskih odpadkov je posledica delovanja nekaterih vrst bakterij, znatno vpliva na okolje it. Tako je količina nastalih plinov je v veliki meri odvisna od temperature: grelnik, višja je hitrost in obseg fermentacijo organskega materiala. Zato je verjetno, so bile prve bioplinske naprave v državah z toplem podnebju.

Vendar pa je uporaba zanesljive izolacije in včasih ogrevano vodo omogoča generatorji centralni bioplin gradnje na območjih, kjer je temperatura pozimi znižamo na -20 ° C. V je proizvodnja bioplina vpliva tudi na trajanje fermentacije, namestitev struktura, velikost in vsebnost trdnih snovi, je količina tovora, mešalno razmerje intenzivnost ogljika - dušik.

Obstajajo nekatere zahteve in na surovino: to mora biti primerna za razvoj bakterij, ki vsebujejo biološko razgradljive organske snovi in vodo v veliki količini. Zaželeno je, da je srednje nevtralna in brez posrednikov motečih delovanja bakterij, kot so mila, detergenti, antibiotiki.
Bioplin lahko uporabimo rastlinska olja in komercialnih odpadkov, gnoja, odpadne vode, itd N.

Med fermentacijsko tekočino v rezervoarju nagiba ločiti v tri frakcije. - Zgornja skorja, sestavljeno iz velikih delcev, potiskan narašča mehurčkov in sčasoma lahko postane zelo težko in bi moti sproščanje bioplina. V srednjem delu fermentorja tekočine kopiči. Spodnja, gryazeobraznaya delež usedlin. Bakterije so najbolj aktivni v srednjem območju, tako da je vsebina rezervoarja je treba občasno premešamo.

Mešanje lahko izvedemo z mehanskimi sredstvi, hidravlično sredstvo (recikliranja s črpalko), pod pritiskom pnevmatski sistem (delni bioplina recikliranje) ali z različnimi metodami samoperemeshivaniya.

Prav tako je zelo učinkovita pretvorba biomase v bioetanola. V Braziliji je etanol, pridobljen iz sladkornega trsa, v ZDA - iz koruze. Z učinkovitostjo proizvodnje bioetanola se vsako leto povečuje. Po podatkih USDA, izgorevanje bioetanola danes zagotavlja 67% več energije, kot je bilo potrebno za njeno proizvodnjo (v letu 1995 je ta številka znašala 24%). Bioetanol se uporablja kot gorivo, bodisi v čisti obliki ali v zmesi z bencinom. Za biodizla uporabljajo predvsem oljne repice.

Glavni biotehnološkega procesa je biološko obdelavo odpadne vode. Biološke metode za odstranitev kontaminantov priznane kot najbolj gospodarsko in okoljsko učinkovita. Postopek čiščenja ima številne pripravljalnih korakov (glej. Slika 10).

Sl. 10. biološko čiščenje odpadne vode

Pravzaprav biotehnološka fazi, je najbolj razširjena v naši državi, je za čiščenje (bio-oksidacija) s pomočjo aerobne mikroorganizme, ki se izvajajo v prezračevalnih bazenih, biofiltri in bioponds.

Bistvene pomanjkljivosti aerobna tehnologije so visoki stroški za zračenje, da je treba za velike površine pod čistilnih naprav, prisotnost vonjev, težave, povezane z ravnanjem in odstranjevanjem velikih količin nastalega odvečnega blata (presežno blato se lahko odstranijo z enim od naslednjih: sušenje na "blata postelje" (to je najbolj okolju neprijaznih metoda) koncentracija s flotacijo, predelava v bioplin).

Odpravo slabosti tehnologije lahko aerobnemu anaerobno obdelavo odpadne vode, ki ne zahteva prezračevanja energijo in konjugata tvorijo dragocen vir energije - metan. Razgradnja organskih snovi v anaerobni metanske fermentacije je večstopenjski proces, pri čemer sta ogljik-ogljik vezi, se postopoma uniči zaradi različnih skupin mikroorganizmov. procese anaerobne primerjavi z aerobno spremlja nastanek mnogo manjše (več kot 10-krat), zneski ila- reaktorjih z uporabo anaerobne tehnologije, zelo kompakten. Te prednosti so pripeljale do precejšnje zanimanje za anaerobno obdelavo v mnogih državah.

Najpogosteje uporabljena anaerobna tehnologija je bila v pivovarski industriji in proizvodnji brezalkoholnih napitkov.V Rusije te tehnologije so šele začenja razvijati. Do danes, zgradili 5 reaktorjev (Kashira, Moskva, Stupino, Samara, Khabarovsk-primerjava - Indija ima 150 digestorji, Japonska - 122 ZDA - 108, Nizozemska - 98, Nemčija -94). V fazi projektiranja so anaerobne zmogljivosti za pivovarske industrije v Sankt Peterburgu, Tula, Rostov-na-Donu, Yaroslavl, Kaluga, kot tudi za proizvodnjo brezalkoholnih pijač v Chernogolovka, Moskvi regiji.

Pomanjkljivost anaerobne tehnologije je nesposobnost za zagotavljanje kakovosti čiščenja, ki izpolnjuje standarde za ponastavitev ribiške rezervoarjev s, ker je njihova uporaba praktično odstrani dušikove in fosforjeve spojine. V tem primeru je treba uporabiti aerobne končno čiščenje, vendar se njeni stroški so že močno zmanjšala, saj je do 90% onesnaženja odstranjena v fazi anaerobno.

Ena obetavno področje je razvoj metod biotehnologije za razstrupljanje in odstranjevanje strupenih snovi. Od toksičnih onesnaževalcev, ki vstopajo v površinske vode iz industrijskih odplak najpogostejših fenolov in spojinami težkih kovin. Najučinkovitejša metoda nevtralizacije industrijskih odpadnih voda je čiščenje voda sorpcijo. Izkazali za učinkovite pivniki lahko služi različne šote in biomase (odpadki mikrobiološke produkcije).

Šote trdna snov, ki nastane med biorazgradljivosti področju, je sestavljena iz visoko-molekularne spojine z različno kemijsko naravo :. celuloza, hemiceluloza, huminske snovi, lignin, itd šote jih lahko uporabimo kot filtrirni material sorpcije za čiščenje mastne in fenol-vsebujoče odpadne vode. Biomaso mikroorganizmov, ki se uporabljajo za izdelavo biosorbents, tvorjen z mikrobiološkega sintezo antibiotikov, encimov in drugih biološko aktivnih snovi in je delno uničena mikrobnih celic, ki vsebujejo proteine, polisaharidi in drugi.

Obstajata dve osnovni mehanizmi bioloških veziv - biosorpcijo in kopičenje v organizmih. Biosorpcije zaradi več procesov (sorpcijo ing vezavnega, ionsko izmenjavo, kompleksiranja, kelat vezave, mikroprecipitacije), ki vodijo do odlaganja snovi na biološke strukture. Za razliko od biosorpcije je bioakumulacijski živi le organizmov in je povezana z aktivno presnovo. Na podlagi številnih raziskav je pokazala, da so pivniki na osnovi šote, mikrobiološke nastajanje odpadkov selektivno in relativno poceni. Ta proces vodi do cenejše odlaganje onesnaževal hkrati pa ohranja visoko stopnjo čiščenja odpadnih voda in prispeva k reševanju problema ustvarjanja wasteless tehnologije.

V zadnjih letih intenzivno razvija Biogeotechnology - področje biotehnologije, preiskuje vlogo mikroorganizmov v procesih oblikovanja in uničenje nafte, premoga, sulfidnih rud, žvepla, železa, mangana in drugih kovin. Primer uporabe biotehnologije v rudarske tehnologije je pri nizkih temperaturah bakterije in kemijsko izpiranje kovin iz sulfidnih rud a.

Ta postopek uporablja specifične mikroorganizme, oksidant sulfide, žveplo in železo. Kot rezultat oksidacije sulfidnega žvepla tvori žveplovo kislino, kar se kaže v raztopino neželeznih kovinskih ionov. Nato se te kovine ekstrahiramo iz raztopine ali z elektrolizo, ali ionskih izmenjevalnih kolon ali kateri koli drug način. Najpogosteje uporabljena metoda je tako imenovana kup izpiranja. bakterij in kemične metode izpiranje uporabljena za pridobitev bakra, cinka in drugih barvnih kovin iz rude zlasti nizko vsebnostjo kovine.

V primerjavi s konvencionalnimi metodami visoke temperature praženjem sulfidnih rud, ta metoda je veliko manj energetsko intenzivne in okolju varen. razvili tudi metode pridobivanja hranil zlata. Biotechnology se vse bolj uporabljajo pri pridobivanju nafte in čiščenju pred kontaminacijo olja. Pri uporabi metode nemikrobiologicheskih povprečno vrednost izterjave le 40-45% rezerv nafte. Mikrobiološke metode izboljšanega črpanja temeljijo na sposobnosti mikroorganizmov, da dobimo sredstvo, olje izpodrivanje kot plini, topila, itd

Poleg tega mnoge mikroorganizmi oksidiran naftne ogljikovodike s tvorbo C02 in nizko molekulsko maso organskih kislin, ki se raztopi karbonatne minerale, povečuje poroznost oljnem rezervoarju, ki je prav tako ugodno vpliva na EOR. Za čiščenje površin kontaminirani z oljem, zdravljenih z mikroorganizmi-oil oksidacija, ki omogoča izkoriščanje naftnih ogljikovodikov in jih pretvori mikrobne biomase in ogljikov dioksid. Poleg teh, že pogosto uporablja biotehnoloških tehnik v fazi razvoja so novi biotehnologije povezane z čiščenje zraka iz vodikovega sulfida in hlapnih organskih spojin, recikliranje organskih snovi tvorijo med razstrupljanje kemičnega orožja, v boju proti korozije cevovodov, itd

Zgornji primeri kažejo biotehnološke produkcije, ki je odvisno od programa njegovega prejema vrste izdelka ne vključuje vseh biotehnoloških procesov in vsebuje različno število faz. Opozoriti je treba, da je poleg dejanske biotehnologije (fermentacija, biooxidation, Biokataliza, biocomposting sterilizacija srednje razpada) tukaj vključuje postopke pogoste v kemični industriji: filtraciji, separacija, usedanje, centrifugiranje itd Toda te faze v biotehnološke industrije imajo svoje posebnosti.

Ker je ta priročnik namenjen predvsem za študente kemiki, ne obravnava več uporabe biotehnologije v medicini (pridobivanje cepiv, antibiotikov, imunomodulatorji, imunosupresivi, medicinske encime, krvne nadomestke, itd). Informacije o teh vidikih biotehnologije je mogoče najti v knjigah in člankih, navedenih v bibliografiji.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Zdieľať na sociálnych sieťach:

Príbuzný