Биомасса непрерывный

Непрерывному культивированию всегда предшествует непродолжительное периодическое культивирование, в процессе которого за счет избытка субстрата происходит накопление биомассы. Непрерывное культивирование следует начинать в тот момент, когда в периодическом режиме культура достигнет экспоненциальной фазы роста. При этом уменьшаются колебания, вызываемые подачей среды, и исключается непредусмотренное вымывание культуры, связанное с наличием лаг-фазы. Разбавление начинают со скоростью, меньшей, чем это требуется, и затем постепенно увеличивают ее до нужной величины. Такой прием позволяет уменьшить колебания роста, вызываемые токсичными субстратами, например фенолом. Реакция культуры в хемостате на токсичные субстраты более подробно обсуждается в работе Перта [c.408]

Непрерывный рост потребности в жидких моторных топл№ вах и ограниченность ресурсов нефти обусловливают необходимость поисков новых видов топлив, получаемых из ненефтяного сырья. Одним из перспективных направлений является получение моторных топлив из таких альтернативных источников сырья, как уголь, сланец, тяжелые нефти и природные битумы, торф, биомасса и природный газ. С помощью той или иной технологии они могут быть переработаны в синтетические моторные топлива типа бензина, керосина, дизельного [c.213]

Повышение производительности установок получения этанола из биомассы достигается применением непрерывных способов ферментации. Для этих процессов могут использоваться такие же или модифицированные реакторы. Подача субстрата осуществляется непрерывно, а высокая концентрация дрожжевых культур обеспечивается за счет их выделения из отходящего потока и возврата в реактор. Концентрация спирта поддерживается в пределах 4,5—7,0%. Для получения 95%)-го спирта выходящий из аппарата продукт проходит несколько ступеней разделения. На первой жидкость отгоняется от твердых остатков. Затем жидкость фракционируется и получается 50— 70%)-й этанол. На следующей ступени разгонки концентрация его повышается до 90—95%. Более высокая концентрация спирта может быть достигнута только азеотропной перегонкой. Дистилляция спирта — самая энергоемкая и технологически сложная стадия всего процесса получения этанола ферментацией. [c.123]

Если ограничиться традиционными рамками углеродного цикла, то весь резерв земной атмосферы, океана и биомассы исчерпался бы в довольно короткий срок—за 50—100 тысяч лет. Однако этого не происходит. Почему Приходится допустить, что запасы углерода на поверхности планеты непрерывно пополняются. Основными источниками поступления углерода ученые считают космос и мантию Земли. [c.30]

Количественная оценка значений Я(С ) показывает, что для большинства процессов аэробного культивирования микроорганизмов наиболее высокая скорость потребления соответствует углеродсодержащим субстратам и кислороду, учитывая их стехиометрические коэффициенты (см. табл. 2.2). Так, скорость потребления кислорода в процессе непрерывного культивирования биомассы микроорганизмов может составлять для дрожжей, растущих на углеродных субстратах, 3—6 кг/(м -ч) для дрожжей, растущих на н-парафинах нефти, 9—12 кг/(мЗ-ч) для бактерий, растущих на метаноле, 6—9 кг/(м -ч) для бактерий, растущих на метане,. 12—16 кг/(м - ч). [c.83]

Рис. 2.18. Зависимость концентрации биомассы микроорганизмов и кислорода в непрерывном процессе

Для непрерывного культивирования типа хемостат (при посто ЯННОМ объеме, перемешивании и одинаковой скорости подачи пи тательной среды и отбора готовой культуры) справедливо уравне ние, описывающее динамику накопления биомассы микроорганизма [c.212]

Уравнения (24) и (27) являются основными для непрерывного культивирования микроорганизмов. Простота этих уравнений, однако, обманчива, так как удельная скорость роста биомассы находится в сложной зависимости от концентрации лимитирующей питательной среды, pH среды, продуктов метаболизма, времени, воз- [c.212]

Символ x под знаком максимума означает, что при поиске оптимальных условий варьируется концентрация биомассы, функционально связанная в силу уравнения (29) со скоростью разбавления. Таким образом, максимизация производительности батареи непрерывного культивирования может быть проведена установлением оптимальной для первого аппарата скорости разбавления, а также увеличением числа аппаратов в батарее. Максимальная производительность головного аппарата находится, как обычно, решением уравнения [c.216]

К преимуществам этого способа относится также повторное использование дрожжей, а следовательно, уменьшение расхода сахара на синтез их биомассы. Рециркуляция снижает унос дрожжей, имеющий место при всех способах непрерывно-проточного брожения. [c.236]

В пром-сти Д. к. получают в спец. массообменных аппаратах (ферментерах), куда непрерывно подают предварительно подготовленные питат. среду (1-3%-ную эмульсию парафинов либо 1-5%-ный р-р сахара юш спирта) и засевную культуру дрожжей. Выращивание Д.к. проводят, непрерывно продувая воздух (источник кислорода), при 32-38 С, pH 3,5-4.5 и при перемешивании биомассы. Т-ра регулируется подачей охлаждающей воды в теплообменные устр-ва ферментера, pH-добавкой в биомассу аммиачной воды (аммиачный азот-осн. источник азотного питания [c.121]

В условиях непрерывного процесса для нормального накопления биомассы дрожжей в среде с достаточным содержанием питательных солей необходимо автоматическое регулирование pH среды и температуры, а также подачи среды. [c.251]

Очень большое влияние на рост суспензионной среды оказывает ее непрерывное перемешивание, которое обеспечивает хорошую аэрацию и предотвращает осаждение клеток. В лабораторных условиях перемешивание достигается благодаря использованию качалок или роллерных установок. При промышленном выращивании суспензионных культур применяют специальные системы, в которых идут увеличение биомассы и синтез вторичных соединений, — биореакторы. Эти системы обладают важными преимуществами возможностью управлять процессом культивирования на основе показаний датчиков кроме того, большой объем культивируемого материала позволяет забирать значительные пробы, при этом стрессовые реакции у культуры клеток не возникают. В зависимости от способа перемешивания культуральной жидкости биореакторы делят на две группы. [c.182]

Альтернативные моторные топлива. Непрерывный рост потребности в жидких моторных топливах и ограниченность ресурсов нефти обусловливают необходимость поисков новых видов топлив, получаемых из ненефтяного сырья. Одним из перспективных направлений является получение моторных топлив из таких альтернативных источников сырья, как уголь, сланец, тяжелые нефти и природные битумы, торф, биомасса и природный газ. С помощью той или иной технологии они могут быть переработаны в синтетические моторные топлива типа бензина, керосина, дизельного топлива или в кислородсодержащие углеводороды - спирты, эфиры, кетоны, альдегиды, которые могут стать заменителем нефтяного топлива или служить в качестве добавок, улучшающих основные эксплуатационные свойства топлив, например, антидетонационные. К настоящему времени разработаны (или ведутся интенсивные исследовательские работы) многие технологии производства синтетических моторных топлив. В нашей стране ведутся исследования по получению моторных топлив из угля (прямым его ожижением или путем предварительной газификации в синтез-газе) в рамках специальной комплексной программы. [c.655]

Изучение различных физических свойств биомассы клеток (парциальное давление паров воды, теплота испарения, диэлектрические постоянные и др.) показало, что при влажности биомассы свыше 20% вода полностью заполняет объем клетки и функционирует как непрерывная среда. При этих условиях в клетке могут свободно протекать все ферментативные процессы. Если биомасса содержит 10—20% влаги, то это в основном связанная вода. Клеточные коллоиды в данном случае переходят в гели и протекание всех ферментативных процессов затруднено. Если влажность биомассы еще ниже — 5—10%, ее физические свойства резко изменяются, но и при этих условиях, можно полагать, еще возможен обмен между молекулами воды и некоторыми веществами на близлежащих участках. Если влажность биомассы менее 5%, вода в клетке локализуется в пределах определенных структурных элементов. При таком обезвоживании биомассы микробной культуры часть клеток повреждается и инактивируется. Инактивация клеток имеет место и при хранении сухих микробных препаратов. В то же время в сухом виде жизнеспособность клеток сохраняется гораздо дольше —до нескольких лет, так как из-за низкого содержания воды все реак- [c.24]

Культивирование микроорганизмов может быть непрерывным и периодическим. При периодическом процессе весь объем питательной среды загружают в аппарат сразу, добавляют посевной материал и при оптимальных условиях продолжают процесс до тех пор, пока не накопится нужное количество биомассы или определенного метаболита. В ходе периодического культивирования изменяется темп роста культуры, ее морфология и физиология. За время культивирования меняется состав среды — уменьшается концентрация питательных веществ, увеличивается содержание метаболитов. С физиологической точки зрения периодическое культивирование невыгодно. В ходе его возникает также ряд технологических трудностей — циклический ход операций, сменные режимы, что затрудняет контроль и регуляцию процесса. [c.69]

Экономически значимым показателем является продуктивность системы ВХ, т. е. количество биомассы, полученное за единицу времени с единицы емкости ферментатора. При увеличении скорости разбавления О продуктивность системы возрастает. Она не зависит от концентрации клеток. Максимальную продуктивность в гомогенном Непрерывном культивировании обычно получают при максимальной скорости разбавления. Однако при этих условиях не получают максимальный выход биомассы из использованного субстрата. [c.72]

Возможно и непрерывное, проточное культивирование микроорганизмов на природном газе (метан). В этом случае достигается концентрация биомассы 12—15 г и более на 1 л культуральной жидкости, более высокое содержание белка (73%), чем в дрожжах, причем белок богаче серусодержащими аминокислотами. [c.121]

Важнейшей задачей промышленной ферментации является получение максимального количества продукта при минимуме затрат. Эту задачу можно решить, если для каждого конкретного процесса разрабатывать свою, наиболее эффективную конструкцию ферментера. Вообще говоря, непрерывная ферментация применяется в промышленных целях не так уж часто, прежде всего потому, что ученые накопили наибольший, опыт в работе с периодическими культурами. При этом стоимость получения данного количества биомассы в ферментере непрерывного действия гораздо ниже, чем в ферментере, работающем в периодическом режиме. Такое удешевление обусловливается следующими факторами. [c.353]

В отбираемой культуральной жидкости концентрация лизина 6-8 г/л, а содержание биомассы - 8 г/л. Биосинтетическая способность культуры по лизину возрастает при непрерывном культивировании на 20-25%. [c.37]

Альтернативные моторные топлива. Непрерывный рост пот — ребности в жидких моторных топливах и ограниченность ресурсов нефти обусловливают необходимость поисков новых видов топлив, )юлучаемых из ненефтяного сырья. Одним из перспективных направлений являстся получение моторных топлив из таких альтернативных источников сырья, как уголь, сланец, тяжелые нефти и природные битумы, торф, биомасса и природный газ. С помощью ой или иной технологии они могут быть переработаны в синтетические моторные топлива типа бензина, керосина, дизельного топ —. 1ива или в кислородсодержащие углеводороды — спирты, эфиры, 1сетоны, альдегиды, которые могут стать заменителем нефтяного [c.280]

Стадия подготовки засевной биомассы I обеспечивает подачу в производственные биореакторы необходимого количества посевного материала — активной культуры микроорганизмов, выращенной в периодически или непрерывно работающих инокуляторах. На стадии подготовки минеральной питательной среды а осуществляется растворение минеральных солей, фильтрация растворов и доведение концентраций элементов в них до заданных соотношений. В качестве минеральных источников питания используют сернокислые соли калия, магния, железа, аммофос, сульфат аммония, а также микроэлементы — соли марганца, цинка, железа и меди. Подготовка углеводородного субстрата (стадия III) включает процессы подогрева, перемешивания жидких парафинов и их дозированной подачи в производственные биореакторы. [c.14]

Кинетическая модель вида йХ1сИ = гХ — была применена для описания процесса выращивания дрожжевой биомассы микроорганизмов на н-парафинах и расчета основных показателей непрерывного режима культивирования [c.60]

Кинетическая модель в виде зависимости (2.25) была использована [8] для описания экспериментальных данных по непрерывному культивированию дрожжей рода Сопё да в условиях лимитирования по углеводородному субстрату. Система уравнений модели для биомассы и субстрата имеет вид [c.61]

Проведенные расчеты показателей непрерывного процесса выращивания биомассы микроорганизмов показали, что достигаемая концентрация дрожжей при условии микросмешения среды в сравнении с условиями сегрегации составляет Хт Хв = Л при 0 = = ц=у/К = 0,25 ч- и Хт1Хв=, 2А при D = i = y/У = 0,10 ч- . Для практических расчетов биореакторов могут быть использованы математические модели, характеризующие некоторый промежуточный уровень смешения среды. [c.78]

Зрелую бражку из последнего бродильного аппарата подают насосом 1 через сетчатый фильтр 2 в напорный сборник 4. Из этого сборника зрелая бражка поступает в сепараторы первой ступени 7. Дрожжевая суспензия из сепараторов первой ступени, содержащая 60—70 г/л биомассы дрожжей, самотеком непрерывно сливается в два герметизированных сборника 20, оборудованных мешалками и змеевиками для охлаждения суспензии.. После заполнения этЦх сборников дрожжевую суспензию насосом 19 подают в сепараторы второй ступени 8. Периодичность заполнения и освобождения сборников составляет 5—6 ч. Дрожжевая суспензия после второй ст> -пени сепарации с содержанием биомассы дрожжей 220—240 г/л самотеком поступает в герметизированный сборник 18 с мешалкой, вместимость которого составляет 7з вместимости сборников дрожжевой суспензии после первой ступени сепарации. Обездрожженная бражка после первой и второй ступеней сепарации направляется в сборник 5, а затем — на выделение спирта. [c.360]

X. а,- основная задача аналит. службы - сети сервисных лабораторий, к-рые обеспечивают контроль хим. состава проектов произ-ва, сырья, природных и сточных вод, биомасс (клинич. анализ), предметов искусства и др. Для выполнения этих задач используют спец. нормативы (методич. указания, стандарты, фармакопеи). Пром. X. а. бывает непрерывным и выборочным, констатирующим и экспрессным (результаты его используют для немедленной корректировки технол, процесса). X. а, все больше автоматизир тся (см. Автоматизированный анализ). Важное значение приобретают дистанционные (анализ на расстоянии) и недеструта ивные (без разрушения объекта) методы. [c.253]

Непрерывный процесс проводят в каскаде ферментеров 4, каждый из которых отвечает за определенную стадию процесса - быстрое размножение культуры бактерий и наращивание биомассы, активное окисление спирта, замедление роста биомассы с накоплением продукта (автоингибирование), истощение популяции бактерий и их гибель. В соответствие со стадиями процесса в каждом ферментаторе поддерживаются заданные условия культивирования (концентрации спирта и кислоты, температура, степень аэрации). Подаваемый в ферментеры [c.428]

Получение -каротина и витамина Важное место в обмене веществ у животных занимает р-каротин, который в печени превращается в витамин А (ретинол). В организме человека и животных каротины не образуются. Основные источники Р-каротина для животных — растительные корма человек получает Р-каротин также из продуктов животного происхождения. Р-Каротин можно вьщелить из ряда растительных объектов — моркови, тыквы, облепихи, люцерны. В начале 60-х годов XX в. разработана схема микробиологического синтеза Р-каротина, которая стала основой про-мьпыленного способа его получения. Установлено, что многие микроорганизмы — фототрофные бактерии, актиномицеты, плесневые грибы, дрожжи — синтезируют каротин. Характерно, что содержание р-каротина у микроорганизмов во много раз превышает содержание этого провитамина у растений. Так, в 1 г моркови присутствует всего 60 мкг Р-каротина, в то время как в 1 г биомассы гриба В1апе51еа Мзрога — 3 — 8 тыс. мкг. Разработаны опытные установки как периодического, так и непрерывного действия для синтеза Р-каротина, основной недостаток которых — высокая стоимость сырья и большая длительность процесса. [c.57]

Для расширения энергопроизводства используют многие природные явления солнечную радиацию, теплоту вод океана и земных недр, силу рек, приливов и отливов, океанских те- чений, высотных воздушных потоков, невозобновляемые природные виды топлива (уголь, нефть, газ) и возобновляемые (биомасса растений), теплоту микробиологической утилизации органи- ческих отходов, фотосинтез, цепные реакции деления атомного ядра и термоядерный синтез. И хотя доля нетрадиционных источников энергии непрерывно растет, 95% всех энергетических потребностей мира пока удовлетворяется за счет сжигания углеродсодержащих природных ископаемых (нефть, газ и уголь). По оценке специалистов к 2020 г. их доля в мировом балансе будет составлять половину всех энергозатрат. [c.77]

Хлебопекарные дрожжи обладают и бродильной активностью, но чтобы достигнуть использования сахаров только для образования биомассы, спиртовое брожение надо ограничить всеми доступными средствами. Это достигается интенсивной аэрацией среды, а также поддержанием низкой концентрации сахара в ней (0,5—1,5%). При высокой концентрации сахаров имеет место катаболигная репрессия ферментов цикла Кребса и переключение энергетического метаболизма преимущественно на брожение. Чтобы избежать этого, сахар в среду подают непрерывно с постоянной или возрастающей скоростью притока. [c.103]

Исследования по получению а-кетоглутаровой кислоты из эмульгированных парафинов при помощи дрожжей andida li-poHty a в проточном режиме показали, что в одноступенчатом процессе при скорости протока D = 0,05 ч удается превысить продуктивность периодической культуры. Однако в данных условиях низкой остается концентрация продукта (2—3 г/л). В двухступенчатом непрерывном процессе концентрация повышалась до 5 г/л, что, однако, значительно ниже результатов с использованием периодической культуры (до 20 г/л в течение 96 ч). Более перспективным оказался двухступенчатый процесс, когда на первой ступени в проточном режиме получают биомассу, которая используется во второй (периодической) ступени в качестве инокулята. [c.155]

Производство белковых продуктов методом микробиологического синтеза имеет многовековую историю. Следует отметить, что питательные свойства микробной биомассы во многом определяются белками, составляющими ббльшую часть сухой массы клеток. Микробные белки привлекают внимание биотехнологов в качестве пищевых продуктов в связи с дешевизной и быстротой их получения по сравнению с животными и растительными белками. Промышленное получение белка из микробньгх клеток осуществляется методом глубинного, непрерывного культивирования. Существенным недостатком этой технологии является наличие в конечном продукте примесей микробных клеток, количество и токсичность которых должно строго учитываться. Наличие нежелательньгх примесей при производстве микробного белка привело к тому, что в основном он используется в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Белки и продукты их деградации применяются в медицине в качестве лекарственных веществ и лечебных пищевых добавок. [c.58]

Для расширения энергопроизводства используют многие при-I. родные явления солнечную радиацию, теплоту вод океана и земных недр, силу рек, приливов и отливов, океанских те-чений, высотных воздушных потоков, невозобновляемые природ-р ные виды топлива (уголь, нефть, газ) и возобновляемые (биомасса растений), теплоту микробиологической утилизации органических отходов, фотосинтез, цепные реакции деления атомного ядра и термоядерный синтез. И хотя доля нетрадиционных источников энергии непрерывно растет, 95% всех энергетических по- [c.77]

Технология получения кормового или пищевого белка одноклеточных и многоклеточных микроорганизмов сравнительно несложная и заключается в наращивании по возможности наибольшего количества биомассы клеток, в ее денуклеинизации, сепарировании и приготовлении целевого продукта. Культивирование того или иного микроорганизма проводят в оптимальных условиях (до получения десятков-сотен граммов дрожжей в 1 л) в периодическом или непрерывном режиме, в стерильных или нестерильных условиях. [c.203]

Выход микробных клеток при непрерывном процессе в сравнении с периодическим будет выражаться следуюпщми соотношениями (с учетом времени удвоения массы — в у), 11,9 (в у 0,5), 7,6 (в у 1,0), 5,3 (в у 2,0), 4,3 (в у 4,0) Из этого следует, что с возрастанием времени генерации выходы биомассы в обоих процессах уравниваются [c.240]

Квалифицированное управление любым биотехнологическим процессом основывается на глугбине познания "поведенческих реакций" биообъекта в конкретных условиях культивирования при получении целевого продукта, когда с помощью соответствующего приборного оснащения необходимо непрерывно или периодически фиксировать контролируемые показатели (1°, pH, количество биомассы клеток, скорость потребления источников питания, количество растворенного кислорода, количество образующегося метаболита и др) При размножении и развитии клеток происходит постоянное изменение отдельных параметров биотехнологического процесса, и в каждый данный момент эти клетки функционируют в иных условиях [c.277]