Процессы биотехнологические

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

В технологической схеме БТС осуществляются последовательно процессы подготовки питательного субстрата и среды для культивирования микроорганизмов, собственно процесс ферментации, обеспечивающий получение биомассы или биологически активных продуктов метаболизма клеток, процессы выделения клеток или клеточных компонентов и получения готового продукта микробиологического синтеза. Часть типовых процессов биотехнологии аналогичны по своим рабочим характеристикам и аппаратурному оформлению процессам химических производств, однако во многих случаях особенности физико-химических и биохимических свойств питательных сред и биологически активных веществ определяют характер технологического и аппаратурного оформления биотехнологических схем. Рассмотрим некоторые из них. [c.45]

Биотехнологическая система. БТС характеризуется большим разнообразием технологических процессов и их аппаратурным оформлением, наличием прямых и обратных связей между элементами. Конкретное аппаратурное оформление БТС зависит от особенностей подготовки питательных сред и сырья для культивирования микроорганизмов и получаемого целевого продукта микробиологического синтеза [7, 8]. В биотехнологической системе реализуются различные процессы обработки материалов механические, химические, тепловые, гидродинамические, диффузионные и биохимические. Рассмотрим в качестве примера технологическую схему производства белковой биомассы дрожжей из н-парафинов нефти (рис. 1.8). Схема включает ряд основных стадий производства, в которых происходит последовательная переработка исходного сырья в целевой продукт. [c.14]

Спектр продуктов, образующихся методами биотехнологии, необычайно широк и разнообразен. Целевыми продуктами биотехнологических производств могут быть интактные клетки. Одноклеточные организмы используют для получения биомассы, являюшейся источником кормового белка. Клетки, особенно в иммобилизованном состоянии, выступают в роли биологических катализаторов для процессов биотрансформации. [c.32]

ЭВМ служит техническим средством эффективно реализующим принципы кибернетического подхода к анализу, синтезу и управлению биотехнологическими процессами. При этом разработка и внедрение автоматизированных систем управления биотехнологическими процессами является важным этапом технического перевооружения и модернизации действующих биохимических производств, а также создания на основе систем автоматизированного проектирования новых высокоинтенсивных предприятий по выпуску продуктов микробиологического синтеза. [c.6]

Клетка. Основу биотехнологической системы составляют процессы микробиологического синтеза, направленные на получение разнообразных целевых продуктов биосинтеза — белков, аминокислот, липидов и др. Важную роль играют также процессы биологической очистки, направленные на утилизацию органических и неорганических соединений растущими на данном субстрате микроорганизмами. Индустриальное использование процессов культивирования микроорганизмов связано со способностью клеток в определенных условиях окружающей среды расти и размно- [c.7]

Любой технологический объект имеет целевую направленность на реализацию некоторого технологического процесса наличие более или менее обширной инфраструктуры, т.е. совокупности систем производственных коммуникаций и систем обеспечения нормальных условий работы обслуживающего персонала, связь между объектом и окружающей средой. Конструирование технологических объектов должно быть основано на результатах технологического проектирования. Взаимозависимость конструирования и технологического проектирования особенно проявляется при функциональном проектировании биотехнологических объектов. В этих объектах связь между составными частями, например между отдельными машинами и аппаратами и другим технологическим оборудованием, между этими объектами и окружающей средой, в значительной мере определяется характером биологических, физических, физикохимических и химических процессов, которые протекают в технологическом оборудовании. [c.38]

Таким образом, биотехнологический способ очистки буровых отходов значительно ускоряет эффект очистки и рекомендуется для широкого внедрения в процесс бурения нефтяных и газовых скважин. [c.159]

Протирочные мащины 381—386 Процессы биотехнологические 1019 [c.702]

Научные основы использования биотехнологических процессов для переработки возобновляемого сырья, торфа и отходов химических производств. [c.158]

Лев Гордеев - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева. Известен своими трудами в области математического моделирования, оптимизации и автоматизации жидкофазных химических и биотехнологических процессов. Имеет более 250 научных публикаций, из них 6 монографий. [c.367]

В настоящее время патогенные микробы, используемые в биотехнологическом процессе, не рассматриваются как какие-либо опасности для жизни и здоровья людей. [c.450]

Разработка биотехнологических процессов связана с большими капиталовложениями. Внедрение новейших биотехнологий особенно перспективно в тех случаях, когда продукт не может быть получен другими способами или может быть получен в недостаточных количествах, по более высокой цене. Исследования в этом направлении в основном сосредоточены на производстве фармакологических препаратов, диагностикумов. [c.4]

ИДЕНТИФИКАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕТОДАМИ СПЕКТРОСКОПИИ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА [c.166]

Содержание представленной в докладе научной разработки составляет изучение закономерностей физико-химических и биотехнологических процессов получения производных лактозы с целью создания многокомпонентных углеводных модулей с заданными функциональными и физиологическими свойствами. [c.176]

Представленные в настоящей монографии материалы не являются исчерпывающими по рассматриваемой проблеме. В то же время авторы надеются, что рассмотренные принципы системного анализа биотехнологических систем, методы моделирования и оптимизации основных элементов и подсистем БТС, а также вопросы управления процессами биотехнологии будут полезны специалистам, работающим в области биоинженерии и биотехнологии. [c.6]

Системный анализ в настоящее время является основным методом научного изучения сложных систем, включающих совокупность процессов и явлений различной физической, химической и биохимической природы. С позиций системного анализа решаются задачи математического моделирования и оптимизации отдельных аппаратов и подсистем технологических схем, а также и системы в целом. При этом, методология системного подхода сохраняется при анализе иерархических уровней системы. При рассмотрении биохимического производства с позиций системного анализа в нем можно выделить ряд элементов, каждый из которых в свою очередь может рассматриваться как биотехнологическая система. [c.7]

Необходимо кратко остановиться на задачах, возникающих ири ирименении принципов моделирования биотехнологических производств. Прежде всего еще недостаточно имеется надежных адекватных математических моделей процессов и аппаратов биохимических производств. Работы в этом направлении ведутся во многих научно-исследовательских институтах, идет интенсивное накопление данных по математическим моделям, разработке обобщенных зависимостей для кинетических коэффициентов и т. п. Другая важная задача связана с созданием алгоритмического и математического обеспечения систем моделирования с учетом большей размерности решаемых задач. В этом направлении в СССР также ведутся большие работы. Достаточно сказать, что к 1983 г. проведены три Всесоюзные конференции по анализу и синтезу сложных химико-технологических схем, на которых рассмотрены методы решения указанных задач, математическое обеспечение систем моделирования. [c.272]

Важную роль в указанном направлении играют расширение и усовершенствование существующих биотехнологических процессов, создание новых. В частности, большие перспективы связаны с введением в растение комплекса генов, управляющих фиксацией азота. [c.5]

Глава 1 БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ [c.7]

Современный уровень развития вычислительной техники, информационных систем, локальных и глобальных вычислительных сетей существенно изменил требования к нодгоговке специалистов с высшим образованием. Это относится и к подготовке специалистов химико-технологического профиля. Значительные изменения относятся к подготовке специалистов, занятых в области проектирования химико-технологических установок и производств (здесь требуется от специалисаа уметь работать с различными базами данных по свойствам веществ, типам аппаратов и др., умение работать с пакетами прикладных про)рамм, умение использовать вычислительную технику в составлении чертежей установок, оформления спецификаций и описания технических заданий и др.) к подготовке специалистов в области управления технологическими процессами и производствами (требуется от специалиста уметь оценивать коньюктуру рыш а для эффективного формирования номенклатуры продукции, умения разрабатывать системы автоматического регулирования на новой современной технической базе и т.п.) в области разработки новых процессов и аппаратов химических и биотехнологических производств, нефтепереработки и нефтехимии (требуется от специалиста все более глубокое проникновение в суть процессов - маршрутов и кинетики химических реакций, реакций микробиологического синтеза, умение моделировать и прогнозировать протекание процессов в условиях удаленных от равновесия, умение моделировать процессы с нелинейными эффектами, процессы, протекающие на границе устойчивости и т.п.). [c.30]

На современном этапе выделяются следующие направления рационального расхода водных ресурсов более полное использование и расширение воспроизводства ресурсов пресных вод разработка новых биотехнологических процессов, позволяющих предотвратить загрязнение водоемов и свести к минимуму потребление свежей воды. [c.28]

Прогрессирующее нефтяное загрязнение требует разработки биотехнологических приемов, направленных на интенсификацию процессов биоразложения углеводородов и восстановления плодородия сельскохозяйственных земель. Разработка приемов рек> льтивации для ускорения биодеградации нефти в почве требует, прежде всего, достаточного изучения этого процесса. В предыдущих работах авторов бьши предложены математические модели бнодеградации нефти в естественной почве. Целью данной работы явилось построение математической модели биодеструкции нефти в почве ассоциацией углеводородокисляющих микроорганиз.чов (УОМ). [c.89]

Сессия Ш - Новые тенденции в развитии пропессов и аппаратов химической технологии. Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических и биотехнологических процессов (Казань, КГТУ 24.06.99 г., четверг, 25.06.99 г., пятница). [c.4]

Совместно с Л.С.Гордеевым и А.Ю.Винаровым сформулированы научные принципы анализа, оптимизации, масштабирования и проектирования биотехнологических процессов. С позиций системного подхода последовательно проведен анализ эффектов и явлений, происходящих в биохимическом реакторе на микро- и макроуровне. Разработаны математические модели, учитывающие кинетику роста микробных популяций, транспорт питательного субстрата к клеткам и гидродинамическую обстановку в реакторе, характеризуемую эффектами се1регации ферментациогшой среды и неидеальностью структуры потоков в реакторе большого объема. Предложена методика решения задачи масштабного перехода от лабораторных установок к промышленным биореакторам на основе вычислительных экспериментов. Показаны направления оптимизащш конструктивных и режимных параметров биотехнологических процессов. [c.13]

Биотехнологические процессы (микробиологический синте кормового белка из парафирюв и метанола). [c.355]

Большое разнообразие процессов микробиологического синтеза реализуется в многочисленных, различных по своему принципу действия и конструктивным особенностям биореакторах. Наибольшее внимание при этом уделяется бноинженерному оформлению аэробных процессов глубинного культивирования микроорганизмов, что связано, с одной стороны, с высокими энергетическими затратами на проведение процесса биосинтеза в условиях интенсивного газо-жидкостного взаимодействия, а с другой стороны, с задачами создания промышленных биореакторов большой единичной мощности. С биотехнологической точкп зрения аппаратурное оформление процесса биосинтеза должно обеспечивать наилучшие условия для роста и размножения микроорганизмов. С учетом этого биореактор, предназначенный для аэробного культивирования микроорганизмов, включает в качестве основных функциональных элементов следующие [c.195]

На основе разработанных методов, принципов разработаны энергоресурсосберегающие технологии получения фосфорсодержащих продуктов двухосновного фосфита свинца, фосфористой кислоты технология получения широкого класса каталшзаторов (оксидов железа(И1), алюминия) методом экс грузионного формования технология образования и роста наночастиц в золь-гель методах получения оксидов технология процессов гибели популяций микроорганизмов в биотехнологических процессах программные продукты для процессов кристаллизации, экстракции, экструзии [c.26]

В связи со сказанным актуальным является разработка научных основ биосорбции и биодеградации вредных органических веществ, содержащихся в сточных водах. В предлагаемом подходе к рассмотрению процесса утилизации фенолов используется два основных этапа. Первый этап - сорбция фенолов с применением в качестве сорбентов торфа и отходов микробиологических производств а также методов интенсификации этого процесса путем воздействия различных физических факторов (акустические колебания). Второй этап - последующая дефадация сорбента с извлеченными фенолами с использованием биотехнологических приемов. Комплексное использование процессов аккумуляции вредных веществ с последующей их деградацией является перспективным подходом, позволяющим создать научную основу для новых инженерных решений. [c.171]

Возрастающие потребности в продукции химико-фармацевтической и пищевой промьшшенности требует создания новьгх технологий синтеза биологически активных веществ. Гетеро1 нно-каталитическое окисление позволяет удовлетворить эти потребности наилучшим образом благодаря простоте аппаратурного оформления и высокой экологичности по сравнению с биотехнологическим, химическим и электрохимическим процессом окисления. [c.55]

Априорный выбор предпочтительного из рассмотренных направлений разработки бнореактора затруднен и во многом зависит от биотехнологических особенностей процесса, его технико-экономических показателей, масштаба производства. Действительно, применение бнореактора, разработанного с преимущественным использованием специализированных элементов, может обеспечить лучшие технико-экономические показатели за счет более высоких коэффициентов полезного действия специализированных элементов. [c.196]

Биопромышленность производит кормовые и пищ. белки, пептиды, аминокислоты, ферменты, витамины, антибиотики, этанол, орг к-ты (лимонную, изолимонную, уксусную и др), регуляторы роста растений, прир пестициды, лечебные и иммунные препараты для человека и животных Биол процессы имеют существенные достоинства они используют возобновляемое сырье, происходят в мягких условиях, с меньшим числом этапов, их отходы доступны переработке Применение биотехнологических процессов особенно выгодно экономически и технологически при производстве относительно дорогих малотонна сных продуктов [c.289]

Учебное пособие Основы биотехнологаи создано на базе курса лекций, более 10 лет читаемых авторами студентам биолого-хими-ческого факультета Московского педагогического государственного университета. Цель пособия — показать, как принципы биохимии, молекулярной и клеточной биологии, используемые в производстве, не только формируют новое качество биотехнологических процессов, но и обеспечивают приоритетное развитие современной биологии. [c.3]

В книге изложены традиционные и новейшие технологии, основанные на достижениях генной и клеточной инженерии. Рассмотрены прогрессивные методы биотехнологии, такие, как получение рекомбинантной ДНК, трансгенных растений и животных, культивирование клеток и тканей, клонирование, обеспечение сверхпродукгивности объектов. Значительное внимание уделено вопросам использования биотехнологических процессов для решения актуальных социально-экономических проблем — энергетических, сырьевых, медицинских, экологических, сельскохозяйственных. Обобщены главные достижения биотехнологии в современном производстве во многих разделах обсуждаются прогнозы ее развития. [c.3]

Внедрение биотехнологии в практику изменяет соотношение в системе человек—производство —природа, повышает производительность труда. Широкое использование биотехнологических процессов способствует стиранию грани между промышленным и сельским производством, поскольку продукты питания, корма и другие сельскохозяйственные продукты вырабатывают в индустриальных условиях. Так, на фермах применяют установки для переработки сельскохозяйственных отходов в биогаз, используемый для удовлетворения собственных потребностей в топливе внедряются промышленные методы производства компонентов 1едрмов. [c.5]