Примери за биотехнологични процеси. Първи витамини

Видео: Рибеното масло от Oriflame Omega 3

Чрез биотехнологиите някои витамини. Най-важното е, че производството на биотехнологични витамини В2, В12 и С, както и каротин (провитамин А). За тяхното производство се използват различни бактерии, дрожди и плесени. В зависимост от вида на микроорганизъм и витамин хранителна среда може да бъде царевица соево брашно, растително масло, керосин, метанол, глюкоза, захароза.

По този начин, витамин В2 се получава чрез ферментация на растително масло, като се използва гъбички Ashbya gossypii. Водещи компании обмислят възможността за пълна подмяна на технология за производство на химическо витамин В2 към биотехнологиите. Важна област на биотехнологиите, интензивно развиваща се през последните години - възобновяеми енергийни източници, най-често срещаният от които е за производство на биогаз.

Този термин се отнася до газ продукт в резултат от анаеробно, т.е. без достъп на въздух произход ферментация (ферментация) органични вещества с различен произход. Биогазът е газова смес. Неговите основни компонента: метан - 55-70%, въглероден диоксид - 28-43%, и много малки количества от азот, кислород, водород и сероводород. Биогазът е бил използван успешно като високо енергийно гориво.

При получаване на биогаз са типични подготвителни етапи (Фигура 9). - Получаване на суровини и семена, метан ферментация, сушене като етап на концентрация. Компресиране може да се разглежда като създаването на крайния продукт под формата.

Фиг. 9. верига на производство на биогаз

Като цяло, 1 кг сух органичен материал, биологично ферментирали 70%, произвежда приблизително 0.8-1.0 m3 биогаз.

Тъй като разлагането на органични отпадъци се дължи на активност на някои видове бактерии, съществено влияние върху него среда. Така, количеството на образуваните газове е до голяма степен зависи от температурата: на топла, по-висока скоростта и степента на ферментация на органични материали. Ето защо, най-вероятно, първите инсталации за биогаз са в страни с топъл климат.

Въпреки това, използването на надеждна изолация и понякога се нагрява вода позволява управляващото биогаз генератори строителство в области, където зимата температурата се понижава до -20 ° С При производството на биогаз също се влияе от продължителността на ферментацията, за инсталация структура, размер и съдържание на твърдо вещество, количеството на товара, смесване интензивност съотношение на въглерод - азот.

Има някои изисквания и да суровината: тя трябва да бъде подходящ за развитието на бактерии, които съдържат биоразградими органични вещества и вода в голямо количество. Желателно е, средата е неутрален и без средства интерфериращи действие на бактерии, като например сапуни, детергенти, антибиотици.
Биогаз могат да се използват растителни масла и търговски отпадъци, тор, отпадъчни води и др Н.

По време на течност ферментация в резервоар има тенденция да се разделят на три фракции. - Горна кора, образуван от големи частици, увлечен нараства газови мехурчета с течение на времето може да стане доста трудно и би попречило на освобождаване на биогаз. В средната част на ферментационния течност се натрупва. Долна, gryazeobraznaya фракция се утаява. Бактериите са най-активни в средната зона, така че съдържанието на резервоара трябва периодично да се разбърква.

Разбъркването може да се осъществи чрез механични средства, хидравлични средства (рециклиране с помпа), под натиска на пневматичната система (частични биогаз рециклиране) или с помощта на различни методи samoperemeshivaniya.

Също така е много ефективен преобразуване на биомаса в биоетанол. В Бразилия се произвежда етанол от захарна тръстика, в САЩ - от царевица. С ефективността на производството на биоетанол се увеличава всяка година. Според американското министерство на земеделието, изгарянето на биоетанол днес осигурява 67% повече енергия, отколкото е необходимо за неговото производство (през 1995 г. тази цифра е 24%). Биоетанол се използва като гориво, или в чиста форма или в смес с бензин. За биодизел, използван главно от рапица.

Основният биотехнологичен процес е биологично пречистване на отпадъчни води. Биологични методи за отстраняване на замърсители, признати за най-икономически и екологично ефективни. Процесът на пречистване има редица подготвителни стъпки (вж. Фигура 10).

Фиг. 10. лечение на биологично пречистване на отпадъчни

Всъщност биотехнологична етап, е най-често в нашата страна, е за почистване (био-окисление), използвайки аеробни микроорганизми, извършени в аериране резервоари, биофилтри и изкуствени био- езера.

Съществени недостатъци аеробни технологии са високите разходи за аерация, необходимостта от големи площи под станции, присъствието на миризми, проблемите, свързани с работа и изхвърляне на големи количества образуваната излишната утайка (излишък утайка може да се изхвърлят от едно от следните: изсушаване на "утайка легла" (това е най-вреден за околната среда метод) концентрацията чрез флотация, обработка в биогаз).

Премахване недостатъци технологии могат аеробни анаеробно пречистване на отпадни води не изисква аерация енергия и конюгат за образуване на ценен източник на енергия - метан. Разграждане на органични вещества в анаеробна ферментация метан е многоетапен процес, където въглерод-въглеродни връзки на постепенно унищожени от различните групи микроорганизми. процеси анаеробни сравнение с аеробни придружава от образуване на много по-малки (повече от 10 пъти) сумите ila- реактори, работещи с помощта на анаеробна технология, много компактен. Тези предимства са довели до значителен интерес към анаеробно третиране в много страни.

Най-широко използваната анаеробна технология е в пивоварната промишленост и производството на мека napitkov.V Русия тези технологии са само началото, за да се развива. Към днешна дата, построен 5 реактори (Kashira, Москва, Stupino, Самара, Хабаровск сравнения - Индия има 150 анаеробни биореактори, Япония - 122 САЩ - 108, Холандия - 98, Германия -94). В етапа на проектиране са анаеробни условия за пивоварната промишленост в Санкт Петербург, Тула, Ростов на Дон, Ярославъл, Калуга, както и за производство на безалкохолни напитки в Chernogolovka, Московска област.

Недостатък на анаеробната технология е невъзможността да се гарантира качеството на почистване, който отговаря на стандартите на рибни нулиране резервоари, тъй като употребата им е практически премахната азотни и фосфорни съединения. В този случай е необходимо да се прилага аеробна окончателно пречистване, но разходите си вече са значително намалени, тъй като до 90% замърсяване се отстранява в етапа на анаеробно.

Един обещаващ област е развитието на биотехнологични методи за детоксикация и изхвърляне на токсични вещества. Сред токсични замърсители, въведени в повърхностните води от индустриални отпадъчни води, най-често срещаните феноли и съединения на тежки метали. Най-ефективният метод за неутрализиране на промишлени отпадъчни води е пречистването на вода сорбция. Установено, че са ефективни сорбенти могат да обслужват различни торф и биомаса (отпадъци микробиологични производства).

Торф твърдо вещество, образувана по време биоразграждане растение, се състои от високомолекулни съединения с различна химическа природа :. целулоза, хемицелулоза, хумусни вещества, лигнин и др Торф могат да бъдат използвани като сорбционен филтърен материал за почистване на мазна и фенол-съдържащи отпадъчни води. Биомасата на микроорганизмите, използвани за производство на биосорбенти, образувана от микробиологичен синтеза на антибиотици, ензими и други биологично активни вещества и е частично разрушена микробни клетки, съдържащи протеини, полизахариди и други.

Има два основни механизми на биологични свързващи средства - биосорбция и биоакумулиране. Биосорбция поради няколко процеси (сорбция-Ing свързване, йонообменна, комплексообразувател, хелат свързване, микроутаяване), които водят до отлагане на вещество на биологични структури. За разлика биосорбция, биоакумулиране живее само организми и се свързва с активен метаболизъм. Въз основа на многобройни изследвания установи, че сорбенти на основата на торф, микробиологични производствени отпадъци селективен и относително евтини. Този процес води до по-евтино изхвърляне на замърсители като същевременно се поддържа високо ниво на пречистване на отпадъчни води и допринася за решаването на проблема за създаване на безотпадна технология.

През последните години интензивно развитие Biogeotechnology - биотехнологията площ, изследване на ролята на микроорганизми в процесите на образуване и унищожаване на нефт, въглища, сулфидни руди, сяра, желязо, манган и други метали. Един пример за използването на биотехнологията в минните технология е ниска температура бактериални и химически извличане на метали от сулфидни руди.

Този метод използва специфични микроорганизми, окисляващи сулфиди, сяра и желязо. В резултат на окисляването на сулфидна сяра, се образува сярна киселина, която се превръща в разтвор на цветни метални йони. След това, тези метали се извличат от разтвора или чрез електролиза, или йонообменни колони или по друг начин. Най-често използваният метод е така наречената излужване от купчина. бактериални и химически метод излугване използва за получаване на мед, цинк и други цветни метали от руди особено ниско съдържание на метал.

В сравнение с конвенционалните методи на висока температура за пържене на сулфидни руди, този метод е много по-малко енергия и безопасен за околната среда. Също така разработени методи за хранителен екстракция на злато. Биотехнология се използват все повече в добива на нефт и пречистване от замърсяване масло. При прилагане на методи nemikrobiologicheskih средна стойност на възстановяване на само 40-45% от петролните запаси. Микробиологични методи за повишено извличане се основават на способността на микроорганизми за производство на агент масло изместване като газове, разтворители и т.н.

В допълнение, много микроорганизми окислени петролни въглеводороди с образуването на С02 и нискомолекулни органични киселини, които се разтварят карбонатните минерали, увеличаване порьозността на масло резервоар, който е също така влияе благоприятно на EOR. За почистване на замърсени с масла области с масло-окисление микроорганизми, че позволява използване на петролни въглеводороди, превръщането им в микробна биомаса и въглероден диоксид. Освен това, вече широко използвани биотехнологични методи в процес на разработка са нови биотехнология, свързани с пречистване на въздуха от сероводород и летливи органични съединения, рециклиране на органични вещества, образувани по време на детоксикация на химическо оръжие, в борбата срещу корозия на тръбите, и т.н.

Горните примери показват, биотехнологичните производства, които в зависимост от схемата на получаването му от вида на продукта не включва всички биотехнологични процеси и съдържа различен брой етапи. Трябва да се отбележи, че в допълнение към действителната биотехнологии (ферментация, биоокисление, биокатализата, biocomposting стерилизация среда разпадане) тук включва процеси общи в химическата промишленост: филтруване, разделяне, утаяване, центрофугиране и т.н. Но тези етапи в биотехнологичните индустрии имат своите особености.

Поради това ръководство е предназначена предимно за студенти химици, тя не се занимава с много приложения на биотехнологиите в медицината (получаване на ваксини, антибиотици, имуномодулатори, имуносупресори, медицински ензими, кръвни заместители и т.н.). Информация за тези аспекти на биотехнологията може да се намери в книги и статии, изброени в библиографията.

SV Макаров, TE Никифоров, NA Козлов

Споделяне в социалните мрежи:

сроден