МИКРОБИОЛОГИЧНА INDUSTRY
Микробиологично промишленост и производството на даден продукт, с помощта на микроорганизми. В текущия процес се нарича ферментация на микроорганизми; качеството, в което то се провежда, се нарича за ферментация (или биореактор).
Процесите, които се провеждат с участието на бактерии, дрожди и плесени, лицето, прилагани в продължение на стотици години, за да произвеждат храни и напитки, текстил и обработка на кожа, но участие в тези процеси на микроорганизмите е ясно показано само в средата на 19-ти век.
През 20-ти век. промишленост използва всички различни забележителни биосинтетични възможности на микроорганизми, ферментация и сега заема централно място в областта на биотехнологиите. С помощта на различни химични вещества, получени с висока чистота и фармацевтични продукти. направи бира. вино. ферментирали храни. Във всички случаи, процесът на ферментация е разделен на шест основни фази.
Създаване на среда.
Първо, вие трябва да изберете подходящата хранителна среда. Микроорганизмите за техния растеж изискват органични въглеродни източници, подходящ източник на азот и различни минерални вещества. При производството на алкохолни напитки в средата трябва да присъства малцов ечемик, кюспе от плодове или плодове. Например, една бира обикновено направени от малц жълт и вино - от гроздов сок. В допълнение към вода и възможно някои добавки, тези екстракти и да растежната среда.
Средно за химикали и лекарства, много по-трудно. Най-често се използва в захар и други въглехидрати, но често масла и мазнини, въглеводороди, а понякога и като източник на въглерод. източник на азот са обикновено амоняк и амониеви соли, както и различни продукти от растителен или животински произход: соево брашно, соево брашно, брашно памук семена, фъстъчено, царевично нишесте странични продукти, отпадъци от кланици, рибено брашно, екстракт от мая. Получаване и оптимизация на средата за растеж е много сложен процес и рецепти индустриална среда - ревниво пазена тайна.
Стерилизация.
Средата трябва да се стерилизира да унищожи всички микробни замърсявания. Сам ферментатор и стерилизирани аксесоари също. Има два метода за стерилизация: директно впръскване на прегрята пара и се нагрява от топлообменника. Желаната степен на стерилност зависи от природата на процеса на ферментация. Тя трябва да бъде максимално в подготовката на лекарства и химикали. Въпреки това, изискванията за стерилност в производството на алкохолни напитки не са толкова строги. Такива ферментационни процеси се наричат "защитени", защото условията са създадени в една среда, така, че само определени микроорганизми могат да растат в тях. Например, при производството на бира растеж среда е просто загряване, но не се стерилизира; ферментационен също използват чисти, но не стерилни.
Получаването на културата.
Преди да започнете процеса на ферментация, е необходимо да се получи чиста високопроизводителна култура. Чисти култури на микроорганизми, се съхраняват в много малки количества и при условия, осигуряващи неговата жизнеспособност и ефективност; Обикновено това се постига чрез съхранение при ниска температура. Ферментаторът може да съдържа няколко стотици хиляди литра културална среда, и процесът се стартира чрез въвеждане в него на култура (инокулум), представляващо 1-10% по обем, при ферментацията ще продължи. По този начин, закваската трябва да бъдат изтеглени (се пресява и), за да се повиши нивото на микробната биомаса се постигне достатъчен процес микробиологически за потока с необходимата производителност.
Това е абсолютно необходимо през цялото време да се запази чистотата на културата, които не позволяват замърсяване му от чужди микроорганизми. Запазване на асептични условия е възможно само с внимателен микробиологична и контрол химически процес.
Ръстът на индустриалното ферментатора (биореактор).
Промишлени микроорганизми да растат в ферментатор при оптимална за формиране на желаните условия на продукта. Тези условия са строго контролирани, като се внимава, че те предоставят на микробния растеж и синтез продукт. Конструкцията трябва да позволява да се регулира условията ферментатора растеж - постоянна температура, рН (киселинност или алкалност) и концентрацията на кислород, разтворен в средата.
Нормално ферментатор е затворен цилиндричен съд, в който механично разбърквай медиите и микроорганизми. Средата се изпомпва през въздуха, понякога кислород. Температурата се контролира с помощта на вода или пара, се пропуска през топлообменните тръби. Такава ферментатор с разбъркване се използва в случаите, когато ферментационния процес изисква много кислород. Някои продукти, напротив, са оформени в аноксични условия и в тези случаи ферментаторите се използват и други конструкции. Например, бира, произведена в много ниски концентрации на разтворен кислород, и съдържанието на биореактора не са газирани или разбъркват. Някои производители на бира все още традиционно използват отворени контейнери, но в повечето случаи процесът е в затворени neaeriruemyh цилиндрични контейнери, изтъняваща надолу, като по този начин уреждане мая.
препарат оцет-базирани е окисление на алкохола до оцетна кисели бактерии Acetobacter. Ферментационният процес протича в контейнери, наречени atsetatorami при интензивно аерация. Въздухът и средата смучат въртяща бъркалка и се подава към стената на ферментатор.
Изолиране и пречистване продукти.
След завършване на ферментационния бульон в присъствието на микроорганизми, хранителни вещества неизползвани медийни компоненти, различни отпадъци от микроорганизмите и продукт, който се желае да се получи в промишлен мащаб. Следователно, този продукт е пречистен от други компоненти бульон. При получаване на алкохолни напитки (вино и бира) достатъчно за отделяне на дрождите се филтрува и филтратът се довежда до стандарт. Въпреки това, отделните химически вещества, произведени чрез ферментация, извлечени от сложен състав бульон. Въпреки промишлени микроорганизми специално избрани според техните генетични свойства, така че да се получи желаният продукт на техния метаболизъм е максимално (в биологичната смисъл), неговата концентрация е все още нисък в сравнение с тази, постигната в производството чрез химичен синтез. Поради това е необходимо да се прибягва до сложни методи за подбор - екстракция с разтворител, хроматография и ултрафилтрация.
Обработка и елиминиране на ферментация отпадъци.
ПРОМИШЛЕНИ микробиологични процеси
Индустриални процеси микробиологични могат да бъдат разделени в 5 основни групи: 1) отглеждане на микробна биомаса; 2) получаване на микробни метаболитни продукти; 3) получаване на микробни ензими; 4) производство на рекомбинантни продукти; 5) биотрансформация на съединения.
Микробни биомаса.
се микробни клетки могат да служат като краен продукт на процеса на производство. В промишлен мащаб два основни типа на готова микроорганизми мая, необходима за печене, и едноклетъчни организми, използвани като източник на протеин, който може да се добави към храната на човека и животните. Хлебна мая, отглеждани в големи количества от началото на 20 век. и се използва като хранителен продукт в Германия по време на Първата световна война.
Свързани статии