Biotexnologik jarayonlarni amalga oshirish jihozlari
![boshqa ishlab chiqarish jarayonida mikroorganizmlar yordamida qimmatli
mahsulotlarga aylanishi mumkin.
4) Chiqindisiz biotexnologik ishlab chiqarish ularni eng ekologik toza qiladi.
Biotexnologik ishlab chiqarishning ekologik maqsadga muvofiqligi, shuningdek,
ular yordamida biologik chiqindilarni - oziq-ovqat, yog'ochga ishlov berish,
sellyuloza-qog'oz sanoati, qishloq xo'jaligi va shaharlardagi qo'shimcha
mahsulotlarni yo'q qilish imkoniyati bilan ham belgilanadi.[4]
Biotexnologik jarayonlarning tamoyillari va tasnifi
1. Iqtisodiy asoslash tamoyili . Biotexnologiya faqat an'anaviy texnologiya
yordamida samarali va bir xil narxda amalga oshirilmaydigan ishlab chiqarish
jarayonlariga kiritiladi. Aminokislota lizin kimyoviy jihatdan oson sintezlanishi
mumkin, ammo bu juda mashaqqatli jarayon, shuning uchun lizin mikrobiologik
sintez orqali olinadi.
2. Texnologik ishlanmalarning tegishli darajasi tamoyili. Mahsulot ishlab chiqarish
ko'lami, uni tozalash darajasi, ishlab chiqarishni avtomatlashtirish darajasi -
bularning barchasi iqtisodiy foyda, xom ashyo va energiya resurslari, tayyor
mahsulotga bo'lgan talab darajasi bilan bevosita belgilanishi kerak. Aksariyat
zamonaviy mikrobiologiya sanoatida ular mikroorganizmlarning sof madaniyatidan
va asbob-uskunalar, muhitlar, havoning to'liq sterilligidan foydalanishga
moyildirlar, ammo ba'zi hollarda iste'molchini qoniqtiradigan mahsulotni (masalan,
biogaz) toza kulturalarsiz ham olish mumkin. - steril sharoitlar.
3. Biotexnologik jarayonning ilmiy asoslilik tamoyili. Ilmiy bilimlar atrof-muhit
parametrlarini, bioreaktorning dizayni va uning ishlash rejimini oldindan hisoblash
imkonini beradi.
4. Mahsulot tannarxini pasaytirish tamoyili (maksimal xarajatlarni kamaytirish).](/data/documents/67fb82fa-f077-4752-9d82-d98e09745577/page_3.png)
![etishtirilgan monokulturalar (sof madaniyatlar) afzallik beriladi. Ishlab
chiqaruvchi shtammining sof madaniyatini saqlash har qanday
biotexnologik ishlab chiqarish uchun asosiy vazifadir.
Mikroorganizmlar-produserlarning kulturalari agar ozuqa muhitida yoki
ampulalarda probirkalardagi kollektsiyalardan olinadi. Mikroorganizmning sof
madaniyati ishlab chiqarishda doimiy yoki kerak bo'lganda ishlatilishi mumkin. [4]
Kultura muhiti, asbob-uskunalar va havoni sterilizatsiya qilish
Aseptika - tadbirlar majmuidir begona mikroorganizmlarning atrof-muhitga yoki
ob'ektga kirishining oldini olishga qaratilgan.
Biotexnologik jarayonlarda aseptik sharoitlarni ta'minlash zarurati quyidagi omillar
bilan bog'liq:
- begona mikroorganizmlar - ifloslantiruvchi moddalar ozuqaviy komponentlarni
iste'mol qiladi va shu bilan birga asosiy madaniyatning o'sishiga to'sqinlik qiluvchi
metabolitlarni chiqaradi;
- ifloslantiruvchi moddalarning rivojlanishi asosiy madaniyatning o'sishi va
rivojlanishi shartlariga nazoratsiz ta'sir qiladi;
- Kultural suyuqlikda begona mikroflora va uning hayotiy faoliyati
mahsulotlarining mavjudligi maqsadli mahsulotni ajratib olishni qiyinlashtiradi va
uning sifatini pasaytiradi.
Mikroorganizmlarning sof madaniyati bilan aloqa qiladigan biotexnologik
jarayonning barcha komponentlarini sterilizatsiya qilish biotexnologik ishlab
chiqarishning eng muhim bosqichidir.
Chet mikrofloraning madaniyatga kirishini istisno qilish uchun ishlatiladigan
usullar mikroorganizmlarning kechikishi yoki yo'q qilinishiga asoslangan.
Mikroorganizmlar (filtrlar) uchun jismoniy to'siqni o'rnatish yoki steril ob'ektga](/data/documents/67fb82fa-f077-4752-9d82-d98e09745577/page_6.png)
![3. Biokataliz - moddalarning kimyoviy transformatsiyalari biokatalizatorlar -
fermentlardan foydalanish bilan davom etadi.
4. Biooksidlanish - aerob sharoitda mikroorganizmlar tomonidan
ifloslantiruvchi moddalarni iste'mol qilish.
5. Metan fermentatsiyasi - anaerob sharoitda metanogen mikroorganizmlar
assotsiatsiyasidan foydalangan holda organik chiqindilarni qayta ishlash.
6. Biokomposting - qattiq chiqindilarda mikroorganizmlar tomonidan zararli
organik moddalar miqdorini kamaytirish, bu havo kirishini va bir xil namlikni
ta'minlash uchun maxsus bo'shashgan tuzilishga ega.
7. Biosorbtsiya - zararli aralashmalarni gazlar yoki suyuqliklardan
mikroorganizmlar tomonidan so'rilishi, odatda maxsus qattiq tashuvchilarga
o'rnatiladi.
8. Bakterial yuvish .
9. Biodegradatsiya - mikroorganizmlar - biodestruktorlar ta'sirida zararli
birikmalarni yo'q qilish.[2]
Kultural suyuqlikdan biomassani ajratish
Biotexnologik jarayonlarda olinadigan mahsulotlar assortimenti nihoyatda keng.
Turli xillik va ishlab chiqarish hajmlari bo'yicha birinchi o'rinni
mikroorganizmlarning hayotiy faoliyatiga asoslangan jarayonlarda olingan
mahsulotlar egallaydi. Ushbu mahsulotlar uchta asosiy guruhga bo'linadi:
1 guruh - biomassa, maqsadli mahsulot hisoblanadi (bir hujayrali oqsil) yoki
biologik vosita sifatida ishlatiladi (biometanogenez, metallarni bakterial yuvish);
2 guruh - asosiy metabolitlari - Bu past molekulyar og'irlikdagi birikmalar
mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun makromolekulalar, kofermentlar
(aminokislotalar, vitaminlar, organik kislotalar) qurilish bloklari sifatida zarur;
3-guruh - ikkilamchi metabolitlar (idiolitlar) - bu aloqalar shart emas
mikroorganizmlarning ko'payishi uchun va ularning o'sishi bilan bog'liq
bo'lmagan (antibiotiklar, alkaloidlar, o'sish gormonlari va](/data/documents/67fb82fa-f077-4752-9d82-d98e09745577/page_9.png)
![Ko'pincha maqsadli mahsulot biomassaning o'zida yoki suyuqlikda bo'ladi. Ikkala
holatda ham, avvalo, ikki bosqichni ajratish kerak. Biomassa va suyuqlikning
xususiyatlariga qarab, bu maqsadlar uchun turli jarayonlardan foydalanish
mumkin.
O'rnatish - gravitatsiyaviy ajratish (odatda qachon oqava suvlarni tozalash).
Filtrlash - suspenziyani filtr materialidan o'tkazish, qaysi ustiga qattiq fazaning
zarralari - biomassa saqlanib qoladi.
Bu usul antibiotiklarni ishlab chiqarishda, ayniqsa, mikroorganizm-produktor
miselial xususiyatga ega bo'lgan hollarda qo'llaniladi.
Ajratish, santrifugalash - markazdan qochma kuchlar ta'sirida ajralish. Ko'pincha
ozuqa biomassasini ishlab chiqarishda xamirturush yoki bakteriyalarni ajratish
uchun ishlatiladi.
Mikrofiltratsiya, ultrafiltratsiya suspenziyani juda kichik gözenekli membranalar
orqali o'tkazish, membranada mikroorganizm hujayralarining saqlanishini
ta'minlash va to'xtatilgan hujayralarsiz eritma olish. Ultrafiltratsiya nafaqat
hujayralarni, balki erigan moddalarning katta molekulalarini ham saqlaydi.
Koagulyatsiya - suspenziyaga reaktivlar qo'shilishi, ta'limga hissa qo'shish va
katta hujayrali aglomeratlarning cho'kishi va ularni suyuqlikdan cho'ktirish orqali
ajratish.
Flotatsiya - mikroorganizmlarning biomassasini ko'pikli pufakchalar bilan ushlash
va uni chiqarish ko'pikli fraktsiya.[7]
Fermentatsiyadan keyingi bosqich
Bu tayyor tovar mahsulotlarini olishni ta'minlaydi va bundan ham muhimi,
chiqindilar va qo'shimcha mahsulotlarni zararsizlantirishni ta'minlaydi. Yakuniy
mahsulotning (hujayra yoki madaniyat suyuqligi) lokalizatsiyasiga va uning
tabiatiga qarab, fermentatsiyadan keyingi bosqichda turli xil uskunalar va
izolyatsiyalash va tozalash usullari qo'llaniladi. Eng mashaqqatli - hujayralarda
to'plangan mahsulotni izolyatsiya qilish.](/data/documents/67fb82fa-f077-4752-9d82-d98e09745577/page_10.png)
Mavzu: Biotexnologik jarayonlarni amalga oshirish jihozlari . Reja: 1. Biotexnologik ishlab chiqarishda asosiy jarayonlar va ular haqida umumiy ma'lumot 2. Biotexnologik jarayonlarning tamoyillari va tasnifi 3. Biotexnologik ishlab chiqarish jarayonlarida ishlatiladigan asosiy qurilmalar Foydalanilgan adabiyotlar.
Biotexnologik jarayon Biotexnologiyaning asosiy maqsadi mikroorganizmlarning yuqori samarali shakllari, hujayra madaniyati va kerakli xususiyatlarga ega o'simlik va hayvonlar to'qimalarini ishlab chiqarishga asoslangan biologik jarayonlar va vositalardan sanoatda foydalanishdir. Biotexnologiya biologiya, kimyo va texnika fanlari chorrahasida paydo bo'ldi. Biotexnologik jarayon - bu yakuniy mahsulotga olib keladigan biologik ob'ekt bilan ishlash bosqichlari ketma-ketligi. Biotexnologik jarayon bir qator bosqichlarni o'z ichiga oladi: ob'ektni tayyorlash, uni etishtirish, izolyatsiyalash, tozalash, o'zgartirish va mahsulotlardan foydalanish. Fermentatsiya batafsil o'rganilgan birinchi jarayon edi. Frantsuz olimi Lui Paster (1822 - 1895) birinchi bo'lib fermentatsiya xamirturushli zamburug'lar ishtirokida sodir bo'ladigan erkin kislorodsiz yoki anaerob nafas olishsiz hayot ekanligini ko'rsatdi. Dunyoning ko'pgina mamlakatlarida biotexnologiyaga katta ahamiyat beriladi. Buning sababi, biotexnologiya boshqa turdagi texnologiyalarga nisbatan bir qator muhim afzalliklarga ega , masalan, kimyoviy. 1) Bu, birinchi navbatda, past energiya intensivligi. Biotexnologik jarayonlar normal bosim va 20-40 ° S haroratda amalga oshiriladi. 2) Biotexnologik ishlab chiqarish ko'pincha bir xil turdagi standart jihozlardan foydalanishga asoslangan. Xuddi shu turdagi fermentlar aminokislotalar, vitaminlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; fermentlar, antibiotiklar. 3) Biotexnologik jarayonlarni chiqindisiz qilish oson. Mikroorganizmlar turli xil substratlarni o'zlashtiradi, shuning uchun bir ishlab chiqarishning chiqindilari
boshqa ishlab chiqarish jarayonida mikroorganizmlar yordamida qimmatli mahsulotlarga aylanishi mumkin. 4) Chiqindisiz biotexnologik ishlab chiqarish ularni eng ekologik toza qiladi. Biotexnologik ishlab chiqarishning ekologik maqsadga muvofiqligi, shuningdek, ular yordamida biologik chiqindilarni - oziq-ovqat, yog'ochga ishlov berish, sellyuloza-qog'oz sanoati, qishloq xo'jaligi va shaharlardagi qo'shimcha mahsulotlarni yo'q qilish imkoniyati bilan ham belgilanadi.[4] Biotexnologik jarayonlarning tamoyillari va tasnifi 1. Iqtisodiy asoslash tamoyili . Biotexnologiya faqat an'anaviy texnologiya yordamida samarali va bir xil narxda amalga oshirilmaydigan ishlab chiqarish jarayonlariga kiritiladi. Aminokislota lizin kimyoviy jihatdan oson sintezlanishi mumkin, ammo bu juda mashaqqatli jarayon, shuning uchun lizin mikrobiologik sintez orqali olinadi. 2. Texnologik ishlanmalarning tegishli darajasi tamoyili. Mahsulot ishlab chiqarish ko'lami, uni tozalash darajasi, ishlab chiqarishni avtomatlashtirish darajasi - bularning barchasi iqtisodiy foyda, xom ashyo va energiya resurslari, tayyor mahsulotga bo'lgan talab darajasi bilan bevosita belgilanishi kerak. Aksariyat zamonaviy mikrobiologiya sanoatida ular mikroorganizmlarning sof madaniyatidan va asbob-uskunalar, muhitlar, havoning to'liq sterilligidan foydalanishga moyildirlar, ammo ba'zi hollarda iste'molchini qoniqtiradigan mahsulotni (masalan, biogaz) toza kulturalarsiz ham olish mumkin. - steril sharoitlar. 3. Biotexnologik jarayonning ilmiy asoslilik tamoyili. Ilmiy bilimlar atrof-muhit parametrlarini, bioreaktorning dizayni va uning ishlash rejimini oldindan hisoblash imkonini beradi. 4. Mahsulot tannarxini pasaytirish tamoyili (maksimal xarajatlarni kamaytirish).
Misol tariqasida - biotexnologik jarayonlarda quyosh energiyasidan foydalanish, tabiiy bioreaktorlar - tabiiy suv omborlari - sun'iy qurilmalar o'rniga, xususan, bir hujayrali suv o'tlarining biomassasini olish uchun Belgilangan tamoyillar biotexnologiyaning ikki tomonlama vazifasi haqida gapiradi: biologik ob'ekt hujayralari tomonidan maqsadli mahsulotni sintez qilish uchun maqbul sharoitlarni yaratish va shu bilan birga ishlab chiqarishni eng iqtisodiy rejimda, minimal ishlab chiqarish xarajatlari bilan amalga oshirish Umuman olganda, har qanday biotexnologik jarayon uchta asosiy bosqichni o'z ichiga oladi: oldingi fermentatsiya, fermentatsiya va fermentatsiyadan keyingi. Fermentatsiyadan oldingi bosqich. Fermentatsiyadan oldingi bosqichda ishlab chiqaruvchi (inokulum) madaniyatini saqlash va tayyorlash, ozuqa substratlari va muhitlarni olish va tayyorlash, fermentatsiya uskunalari, texnologik va qayta ishlangan suv va havo amalga oshiriladi. Sof madaniyatni saqlash va tayyorlash fermentatsiyadan oldingi bosqichning juda muhim momentidir, chunki ishlab chiqaruvchi, uning fiziologik va biokimyoviy xususiyatlari va xususiyatlari butun biotexnologik jarayonning samaradorligini belgilaydi. Oziqlantiruvchi vositalarni tayyorlash mikserlar bilan jihozlangan maxsus reaktorlarda amalga oshiriladi. Media komponentlarining eruvchanligi va mosligiga qarab, alohida reaktorlardan foydalanish mumkin. Agar ularda erimaydigan komponentlar bo'lsa, vositani tayyorlash texnologiyasi ancha murakkablashadi. Moddalar nasoslar, lenta va vintli konveyerlar bilan tashiladi. Ommaviy komponentlar vakuum nasoslari yordamida fermentatorlarga beriladi. Tayyorgarlik bosqichlari biotexnologik bosqich uchun zarur bo'lgan xom ashyo turlarini tayyorlash va tayyorlash uchun ishlatiladi.
Kultural oziqa muhiti tayyorlash asoslari Mikroorganizmlarni etishtirish uchun ozuqa muhitining asosini uglerod manbalari tashkil etadi. Mikroorganizm hujayralari o'sish jarayonida ugleroddan tashqari azot, fosfor, makro va mikroelementlarga ehtiyoj sezadi. Ushbu turning barcha moddalari ozuqa muhitida tuzlar shaklida bo'ladi, azot va fosfor ekinlarni organik manbalardan, masalan, mikrobial yoki hayvonot manbalaridan olingan avtolizatlar yoki gidrolizatlar tomonidan so'rilishi mumkin bo'lgan muhitlar bundan mustasno. Mikrobial oqsil ishlab chiqarishda uzluksiz etishtirish jarayonida uglevodorodlar, tuz eritmalari fermentatorga alohida chiziqlar bo'ylab alohida kiritiladi va suvda erimaydigan n-alkanlarni aralashtirish va emulsifikatsiya qilish bioreaktorning o'zida sodir bo'ladi. Partiya fermentatsiyasida, jarayonning boshida, emlash barcha komponentlarni o'z ichiga olgan tayyor ozuqaviy muhitga kiritiladi. Shuning uchun, uglerod manbalari ekishdan oldin darhol kiritiladi yoki muhitning alohida komponentlari madaniyat tomonidan iste'mol qilinganligi sababli kiritiladi. Urug'larni olish va tayyorlash inokulum (inokulum) mikroorganizmning sof madaniyati deb ataladi, uni ketma-ket probirkadan kolbaga, so'ngra sanoat ishlab chiqarishi uchun zarur bo'lgan hajmgacha oshiruvchi apparatlarga o'tkazish yo'li bilan olinadi. Birinchidan, toza kultura laboratoriyada ko'paytiriladi, so'ngra toza kultura va emlash ustaxonasida ko'paytiriladi, so'ngra etishtirishga yuboriladi. В Biotexnologiyada qoliplar, xamirturushlar, aktinomitsetlar, bakteriyalar va suvo'tlar sof va aralash kultura shaklida keng qo'llaniladi. An'anaviy fermentatsiya jarayonlarida odatda aralash kulturalar, ko'pgina zamonaviy fermentatsiya jarayonlarida esa aseptik sharoitda