Primjeri biotehnološkim postupcima. dobivanje vitamine

Video: Riblje ulje od Oriflame Omega 3

Do biotehnologije su neki vitamini. Najvažnije, biotehnološki proizvodnju vitamina B2, B12 i C, kao i karoten (provitamin A). Za njihovu proizvodnju koriste različite bakterije, kvasce i plijesni. Ovisno o vrsti mikroorganizama i vitamina hranjivom mediju može biti kukuruza sojino brašno, biljno ulje, kerozin, metanol, glukoza, saharoza.

Tako, vitamin B2 je dobiven fermentacijom pomoću biljnog ulja gljiva Ashbya gossypii. Vodeće tvrtke s obzirom na mogućnost potpune zamjene kemijske tehnologije proizvodnje vitamina B2 u biotehnologiji. Važno područje biotehnologije, intenzivno razvija posljednjih godina - obnovljivi izvori energije, od kojih je najčešći su bioplin.

Ovaj pojam odnosi se na plin proizvoda dobivenog iz anaerobnih, tj bez pristupa zraka podrijetla fermentacije (fermentacija) organskih tvari različitog podrijetla. Bioplin je smjesu plinova. Njegove glavne komponente: metana - 55 - 70%, ugljični dioksid - 28-43%, a vrlo male količine dušika, kisika i vodika sumporovodika. Bioplin se uspješno koristi kao visoko-energetskog goriva.

Po primitku bioplina tipične pripremne korake (Slika 9). - priprema sirovina i sjeme, metan fermentacije, sušenje kao korak koncentracije. Kompresije može se smatrati stvaranjem gotovog oblik proizvoda.

Sl. 9. Sklop za proizvodnju bioplina

Prosječno 1 kg suhe organske tvari, biološki fermentirani na 70%, oko 0,8-1,0 m3 stvara bioplin.

Od razgradnje organskog otpada je zbog djelovanja određenih vrsta bakterija, znatan utjecaj na IT okruženja. Tako, količina proizvedenog plina se mjeri ovisi o temperaturi: toplije, veća je brzina i doseg fermentaciju organske tvari. Zato, vjerojatno, prvi bioplinska postrojenja su u zemljama s toplom klimom.

Međutim, upotreba pouzdano izolacije i ponekad tople vode omogućuje master bioplin generatora konstrukciju u područjima gdje se spušta na -20 zimi temperature ° C. U proizvodnja bioplina također pod utjecajem trajanja fermentacije, instalacija strukture, veličine i sadržaja krute tvari, iznos opterećenja, za miješanje omjer intenziteta ugljika - dušik.

Postoje određene zahtjeve i na sirovine: ona mora biti pogodna za razvoj bakterija koje sadrže biorazgradive organske tvari i vodu u velikoj količini. Poželjno je da je medij je neutralna i bez sredstava interferirajućih djelovanje bakterija, kao što su sapuni, deterdženti, antibiotika.
Bioplin se može koristiti biljna ulja i komercijalni otpad, gnojiva, otpadnih voda, itd N.

Tijekom fermentacije tekućine u spremniku sklon razvrstati u tri frakcije. - Gornja kora formira velikih čestica koje se nalaze diže mjehurića plina kroz vrijeme može postati vrlo teško i da će ometati oslobađanje bioplina. U središnjem dijelu fermentora tekućine nakuplja. Niže, gryazeobraznaya frakcija se taloži. Bakterije su najaktivniji u srednjoj zoni, tako da se sadržaj spremnika mora se povremeno miješa.

Miješanje se može provesti mehanički, hidraulički sklop (recikliranje pumpom), pod tlakom pneumatskog sustava (djelomično recikliranje bioplin) ili pomoću različitih metoda samoperemeshivaniya.

Također je vrlo učinkovit za pretvorbu biomase u bioetanol. U Brazilu, etanol proizveden iz šećerne trske, u SAD-u - od kukuruza. Uz učinkovitosti proizvodnje bioetanola svake godine povećava. Prema USDA, izgaranje bioetanola danas nudi 67% više energije nego što je potrebno za njegovu proizvodnju (1995. ta brojka bila 24%). Bioetanol se koristi kao gorivo ili u čistom obliku ili u smjesi s benzinom. Za biodizela koristi se uglavnom uljane repice.

Glavni biotehnološki proces je biološka obrada otpadnih voda. Biološke metode za uklanjanje kontaminanata priznate kao ekonomski i ekološki učinkovita. Postupak pročišćavanja je broj pripremnih koraka (vidi, Slika 10).

Sl. 10. biološka obrada otpadnih voda

Zapravo Biotech faza je najviše rasprostranjen u našoj zemlji, je za čišćenje (bio-oksidacija) pomoću aerobnih mikroorganizama, izvedena u ventilacijskih tenkova, biofiltera i bioponds.

Osnovni nedostaci aerobna tehnologije su visoki troškovi aeracije, potreba za velikim površinama pod postrojenja za obradu, prisutnost mirisa, problemi vezani uz rukovanje i odlaganje velike količine nastalog viška mulja (višak mulja može se odlagati jedan od slijedećih: sušenje na „kreveta mulja” (to je većina metoda štetna za okoliš), koncentracija boje, obrade u bio-plin).

Otklanjaju nedostaci tehnologije mogu aerobnim, anaerobnim obradu otpadnih voda ne zahtijeva prozračivanje energije i da se dobije konjugat vrijedan izvor energije - metan. Razgradnje organskih tvari u anaerobne fermentacije metana je postupak u više koraka, pri čemu su ugljik-ugljik veze postupno uništili različitih skupina mikroorganizama. Anaerobni procesi u odnosu na aerobne pratnji formiranje znatno manji (više od 10 puta) iznosi ila- reaktora koji rade pomoću anaerobnih tehnologije, vrlo kompaktan. Te prednosti su doveli do značajnog interesa za anaerobnu obradu u mnogim zemljama.

Najkorišteniji anaerobne tehnologije je u pivarskoj industriji i proizvodnji mekih napitkov.V Rusije ove tehnologije tek počinju razvijati. Do danas, izgrađena 5 reaktora (Kashira, Moskva, stupino, Samara, Khabarovsk-usporedbe - Indija ima 150 anaerobne digestori, Japan - 122 Sjedinjene Američke Države - 108, Nizozemska - 98, Njemačka -94). U fazi projektiranja su anaerobni objekti za pivarskoj industriji u St. Petersburgu, Tula, Rostov-na-Donu, Yaroslavl, Kaluga, kao i za proizvodnju bezalkoholnih pića u Chernogolovka, Moskve.

Nedostatak anaerobne tehnologije je nemogućnost da se osigura kvaliteta čišćenja koji zadovoljava standarde u resetirati ribarstva rezervoara, jer je njihova primjena praktički uklanja dušika i fosfora spojeva. U tom slučaju potrebno je primjenjivati aerobne konačnog pročišćavanja, ali njegovi troškovi su već znatno smanjena jer je do 90% kontaminacija se uklanja u anaerobnoj fazi.

Jedno obećavajuće područje je razvoj metoda za biotehnologiju detoksikacije i odlaganje toksičnih tvari. Među toksičnim kontaminanata koji ulaze u površinske vode iz industrijskih otpadnih voda, najčešće fenola i spojeva teških metala. Najučinkovitiji način neutralizacije industrijskih otpadnih voda je pročišćavanje vode sorpcije. Utvrdi da je učinkovit sorbenti može poslužiti razne treseta i biomase (otpad mikrobiološke produkcije).

Treset čvrsta tvar nastaje tijekom biološke razgradnje postrojenja, a sastoji se od velike molekulske spojeva različite kemijske prirode :. celuloza, lignin humusnim tvarima, itd treset se mogu koristiti kao materijal za filtriranje sorpcije za čišćenje i masnu fenol sadržava otpadnih voda. Biomasa mikroorganizama koriste za proizvodnju biosorbents, formiran od mikrobiološke sinteze antibiotika, enzima i drugih biološki aktivnih tvari, a djelomično uništen mikrobioloških stanica su proteini, polisaharidi i drugi.

Postoje dva osnovna mehanizma bioloških vezivnim sredstvima - biosorption i bioakumulacija. Biosorption zbog nekoliko procesa (sorpcije-ing vezanja, ionsku izmjenu, kompleksiranja, kelat vezanje mikroprecipitacija) što dovodi do taloženja materijala na biološke strukture. Za razliku od biosorption, bioakumulacija živi samo organizama te je povezana s aktivnim metabolizmom. Na temelju brojnih istraživanja otkrili da su sorbenti temelju treseta, mikrobiološki proizvodnja otpada selektivno i relativno jeftini. Ovaj proces dovodi do jeftinije odlaganje štetnih tvari uz zadržavanje visoke razine pročišćavanja otpadnih voda, te pridonosi rješavanju problema stvaranja wasteless tehnologije.

U posljednjih nekoliko godina, intenzivan razvoj Biogeotechnology - biotehnologija područje, istražuje ulogu mikroorganizama u procesima stvaranja i uništenja nafte, ugljena, sulfidnih ruda, sumpor, željezo, mangan i drugih metala. Jedan primjer uporabe biotehnologije rudarstvu tehnologija niske temperature bakterijske i kemijski ispiranja metala iz rudače sulfida.

Ovaj proces koristi specifične mikroorganizme, oksidirajuće sulfida, sumpor i željezo. Kao posljedica oksidacije sulfida sumpora oblikovan sumporna kiselina, što znači u otopinu obojenih metalnih iona. Nadalje, ti metali se ekstrahiraju iz otopine, ili pomoću elektrolize, ili koloni ionskog izmjenjivača ili bilo koji drugi način. Najčešće korišteni način je tzv hrpa ispiranja. bakterija i kemijskim postupkom ispiranja koristi za dobivanje bakra, cinka i drugih obojenih metala iz ruda osobito niskog sadržaja metala.

U usporedbi s konvencionalnim metodama visoke temperature prženjem sulfidnih ruda, ova metoda je mnogo manje energije i ekološki sigurna. Također je razvio metode hranjivih vađenje zlata. Biotechnology se sve više koriste u vađenje nafte i pročišćavanja od onečišćenja ulja. U primjeni metode nemikrobiologicheskih prosječnu vrijednost od oporavka od samo 40-45% rezervi nafte. Mikrobiološke metode povećanja iscrpka se temelji na sposobnosti mikroorganizama za proizvodnju sredstva mekani pomiče, kao što su plinovi, otapala, itd

Osim toga, mnogi mikroorganizmi oksidirati naftnih ugljikovodika uz formiranje C02 i niske molekularne mase organskih kiselina koje se otopi karbonatnih minerala, povećava poroznost rezervoaru ulja, što je također povoljno utječe na EOR. Za čišćenje naftnih kontaminiranog područja liječenih ulja oksidiraju mikroorganizama, koji omogućuje korištenje naftnih ugljikovodika, njihovo pretvaranje u mikrobne biomase i ugljični dioksid. Osim toga, već naširoko koristi biotehnološki tehnike u razvoju su novi biotehnologije odnose na pročišćavanje zraka s sumporovodikom i isparljivih organskih spojeva, recikliranje organskih tvari koje nastaju za vrijeme detoksifikacije kemijskog oružja, u borbi protiv korozije cjevovoda i sl

Navedeni primjeri pokazuju biotehnološke produkcije, koja ovisno o shemi po primitku vrsti proizvoda ne uključuje sve biotehnološke procese i sadrži različit broj faza. Treba napomenuti da osim stvarnog biotehnologije (fermentacija, biooksidaciju, katalitički, biocomposting sterilizacija srednje dezintegracije) ovdje uključuje procese zajedničkih u kemijskoj industriji: filtriranje, odvajanje, taloženje, centrifugiranje, itd No, ove faze u biotehnološkim industrije imaju svoje specifičnosti.

Budući da je ovaj vodič je namijenjen prvenstveno za studente kemičara, ona se ne bavi mnogo koristi od biotehnologije u medicini (u dobivanju cjepiva, antibiotici, imunomodulatori, imunosupresive, medicinske enzime, nadomjestaka u krvi, itd). Informacije o tim aspektima biotehnologije mogu se naći u knjigama i člancima navedenim u bibliografiji.

SV Makarov, TE Nikiforov, NA Kozlov

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan