Накопление целевого продукта

Стадией, не имеющей аналогий в химической промышленности, является стадия культивирования соответствующего микроорганизма, проводимая либо с целью накопления собственно биомассы (производство дрожжей на основе гидролизатов растительного сырья или углеводородов нефти, кормовых антибиотиков, некоторых вакцинных препаратов, средств защиты растений и бактериальных удобрений), либо с целью получения продуктов метаболизма растущей популяции микроорганизмов (антибиотики медицинского назначения, аминокислоты, спирты, ферменты, антигенные препараты). Основным процессом этой стадии является рост популяции микроорганизмов на питательной среде определенного состава. Отсюда вытекает главная задача технологических разработок —создание условий, обеспечивающих максимальную утилизацию компонентов питательной среды и накопление целевого продукта с заданными свойствами. Естественно, что теоретической основой для этого являются закономерности, определяющие рост популяции микроорганизмов в зависимости от условий его осуществления. В общем есть все основания утверждать, что прогресс технологии микробиологических производств во многом зависит от уровня знаний теории собственно микробиологического синтеза. [c.5]

Какие же основные цели и задачи стоят перед биотехнологами Во-первых, подд,ержание и активация путей обмена клеток, ведущих к накоплению целевых продуктов при заметном подавлении других реакций обмена у культивируемого организма, во-вторых, получение клеток или их составных частей (преимущественно — ферментов) для направленного изменения сложных молекул (например, рестриктазы, изомеразы и т д), в-третьих, углубление и совершенствование рДНК-биотехнологии и клеточной инженерии на предмет получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках, в-четвертых, создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов, в-пятых, совершенствование и оптимизация аппаратурного оформления биотехнологических процессов с целью достижения максимальных выходов ксжечных продуктов при культивировании естественных видов с измененной наследственностью методами клеточной и генной инженерии, в-шестых, повышение техникоэкономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими [c.21]

Вещества, содержащие серу, кислород и азот. Превращения сернистых, кислородных и азотистых соединений нефти в условиях гидрокрекинга и гидроочистки протекают в направлении выделения гетероатомов в виде сероводорода, воды и аммиака. Этим достигается освобождение конечных продуктов от вредных примесей, главным образом сернистых соединений. Углеводородная же часть молекул серу-, кислород- и азотсодержащих веществ претерпевает разнообразные описанные выше превращения, участвуя таким образом в накоплении целевых продуктов. Следовательно, гидрокрекинг гудронов и других продуктов, богатых смолистыми веществами, может привести к добавочному получению ценных топливных продуктов с хорошими выходами. [c.268]

Во всех случаях, когда кинетическое уравнение неизвестно (наиболее реальная ситуация при поиске и выборе новых катализаторов), единственным объективным критерием каталитической активности является скорость реакции на целом зерне при данном составе реакционной смеси и заданной конверсии в отсутствие искажающих эффектов массообмена. Для сложных процессов, протекающих в разных направлениях, критерием активности катализаторов может быть скорость накопления целевого продукта, т. е. алгебраическая сумма скоростей реакций по независимым маршрутам, ведущим к его образованию и разложению. [c.104]

НАКОПЛЕНИЕ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА [c.217]

Селективность катализатора определяется как отношение скорости накопления целевого продукта к сумме скоростей всех р-ций, протекающих с участием исходных в-в [c.538]

Дифференциальная селективность - отношение скорости накопления целевого продукта В, (Г ) к скорости расходования исходного реагента А ( д) в соответствии со стехиометрией реакции [c.35]

Селективность катализатора - это отношение скорости накопления целевого продукта к сумме скоростей всех превращений исходного вещества. [c.652]

При лимитировании продуцента в азоте, фосфоре, сере и магнии, но при избытке в среде парафина, можно наблюдать сверхсинтез равных количеств обоих изомеров. Методами генетики и селекции получены мутанты, синтезирующие лишь один какой-либо изомер лимонной кислоты. Накопление целевого продукта может достигать 200 г/л и выше при выходе кислоты от использованного парафина более чем 140 %. [c.210]

IV — перенос клеток в биореактор и накопление целевого продукта, [c.344]

Оптимальный температурный режим обратимого экзотермического процесса заключается в постепенном понижении температуры от начала к концу процесса в соответ-/ствии с оптимальными температурами последовательных стадий превращения [8]. Для определения оптимального температурного режима таких процессов достаточно иметь экспериментальные данные о кинетике накопления целевого продукта в ходе реакции при различных температу- рах. Методика определения описана в [9]. [c.41]

Выход из этой трудности находят в том, что ведут процесс посредством последовательного приближения к заданной степени превращения. Начинают процесс при температуре, оптимальной для какой-то начальной степени превращения, затем по ходу процесса температуру постепенно снижают, оставляя в каждой точке оптимальной для ближайшей степени превращения. В конце процесса температуру доводят до величины, оптимальной для заданной степени превращения. Для определения оптимального температурного режима таких процессов достаточно иметь экспериментальные данные о кинетике накопления целевого продукта в ходе реакции при различных температурах. Методика определения описана в литературе [2,5]. [c.46]

А. Образовавшийся целевой продукт (будем считать им вещество А ]) не подвергается дальнейшим превращениям, возникая, как и побочные продукты, из веществ А и Ад через промежуточные соединения A Z и A Z. Продукты В и В2 могли бы образовываться и из других промежуточных соединений, но также возникающих из Al и Аа на поверхности без перехода с нее в объемную (газовую или жидкую) фазу. Скорости накопления целевого продукта и, соответственно, превращений исходного вещества выразятся [c.206]

Примененный в настоящей работе кинетический метод оценки способности сырья к каталитическому крекингу позволяет также ориентировочно определять оптимальные условия процесса и соотношения между выходами отдельных продуктов реакции, Опыты на крупной лабораторной и полузаводских установках понадобятся лишь для накопления целевых продуктов в количествах, необходимых для более детального их исследования и испытания на промышленных двигателях, а также для уточнения материальных балансов, особенно в части коксообразования. [c.150]

Здесь рассмотрим лишь два случая, отдавая себе отчет в том, что для полного описания накопления целевых продуктов микробиологического синтеза, часть из которых представляет собой промежуточные продукты, требуется анализ всех вариантов. [c.237]

Для оценки величины Р любого компонента субстрата необходимо изучить кинетику образования биомассы или накопления целевого продукта метаболизма при культивировании микроорганизма на экспериментальном варианте питательной среды, содержащей этот компонент в заведомом минимуме. В этом случае выход процесса, например накопление биомассы популяции на стационарной фазе роста, определяется только исчерпанием исследуемого лимитирующего компонента [c.244]

Таким образом, при культивировании микроорганизмов главным процессом, определяющим всю специфику этой стадии, является процесс роста биомассы популяции, регулируемый биологическими законами. Что же касается всех остальных процессов, то при постановке исследований их целесообразно рассматривать лишь как подчиненные, роль которых сводится к обеспечению условий осуществления основного биологического процесса. Это — поддержание постоянства некоторых физико-химических параметров, концентрации ионов водорода, содержания растворенных газов, обеспечение заданной температуры. Следовательно, задача исследования стадии культивирования должна состоять в том, чтобы обеспечить скорости протекания этих вспомогательных процессов в полном соответствии с параметрами, которые характеризуют рост биомассы и накопление целевого продукта. [c.315]

Введенные допущения, так же как и получаемые основные уравнения, характеризующие рост популяции, не могут быть использованы в исследованиях, связанных с изучением поведения популяции и накопления целевого продукта в начальный период роста (в лаг-фазе), а также при исследованиях закономерностей накопления внутриклеточного субстрата и распределения микробных клеток растущей популяции по размерам, что коррелирует с понятием распределения особей по возрастам. В тех случаях, когда в технологическом плане в первую очередь интересуют вопросы накопления биомассы или продуктов метаболизма на этапе регулярного роста и в стационарной фазе, то без больших погрешностей вполне можно пользоваться более схематизированной картиной роста популяции (XII). Математическая модель роста популяции, соответствующая схеме (XII), может быть представлена следующими уравнениями [c.323]

Культивирование продуцентов кормового рибофлавина проводится при 28—30°С в течение 72 ч. Через каждые 8 ч ферментации отвираются пробы для контроля за развитием микробных клеток, составом среды и накоплением целевого продукта. Готовая культуральная жидкость по окончании ферментации должна содержать до 5 % сухих веществ и 1,4 мг/мл рибофлавина. [c.285]

Исследование функции Я (к) показывает, что при 82 > б4> 83 > 1 или 83 > 84> 82 > 1 она может иметь два максимума, относительная величина которых будет изменяться по длине реактора по мере изменения величин Си Сг, 1)51, 1 32- Оптимальная температура определяется положением самого высокого максимума поэтому в сечении, где величины обоих максимумов сравняются, должен возникнуть скачок оптимальной температуры. Разрывные ОТП могут наблюдаться также при 84 > 8 2, 83 > 1. В этом случае функция Н к) неограниченно возрастает при А -> оо, и, кроме того, может иметь один аналитический максимум. Близ входа реактора, пока реагирующая смесь состоит почти исключительно из исходного вещества А оптимальная температура будет (как и при всех других соотношениях между энергиями активации реакций) фиксирована на верхнем пределе Т. Затем, по мере накопления целевого продукта Аг, оптимальная температура, соответствующая аналитическому максимуму гамильтониана, будет опускаться. Далее, когда накопится достаточно большое количество вещества А3, величина Н (к (Т )) превысит значение гамильтониана в максимуме и оптимальная температура скачком повысится до предельного значения Т = Т. Другие схемы реакций, приводящие к разрывным ОТП, рассмотрены в работе [15]. Очевидно, наличие скачка оптимальной температуры указывает на то, что данный процесс рационально проводить в последовательно [c.377]

Другой подход к разработке процессов трансформации заключается в использовании микроорганизмов с высокой активностью ферментов, ответственных за интересующее экспериментатора превращение, но не накапливающих продуктов этого превращения при культивировании или инкубировании в обычных средах. В этом случае необходимы специальные меры, приводящие к накоплению целевого продукта, от наиболее простых приемов, например высушивания клеток, до таких сложных операций, как выделение и иммобилизация фермента (см. выше). [c.542]

Центральным моментом построения уравнений является фиксация ключевых реакций, скорость протекания которых ограничивает интенсивность накопления целевого продукта. Подобная методология была взята на вооружение И. Д. Иерусалимским (1963, 1966) и широко используется в настоящее время при [c.15]

После этого биотехнолог переходит ко второму этапу — экспериментальному изучению динамики накопления целевого продукта микробиологического синтеза. Для изучения причинно-следственных связей в объекте используются биохимический, морфологический, физико-химический, генетический и физиологический языки описания. Количественные результаты эксперимента выражаются в виде динамических кривых роста популяций, потребления экзогенных субстратов, синтеза эндогенных низко- и высокомолекулярных соединений, накопления продуктов жизнедеятельности, применения морфологических, физико-химических и генетических параметров микробной популяции. [c.16]

Любая постановка задачи по динамике роста и развития клеточных популяций начинается с формулировки гипотезы исследователя и построения кинетической схемы изучаемого процесса. При этом исследователь конкретизирует конечные продукты, начальные субстраты, а также ферменты и другие внутриклеточные регуляторы, влияющие на кинетику клеточного синтеза. Затем записываются уравнения, представляющие собой математическую модель процесса. Центральным моментом построения уравнений динамики является выделение ключевых реакций, скорость которых ограничивает интенсивность накопления целевого продукта. [c.649]

Таким образом, используя элиситоры различной природы можно влиять на характер структурной организации тканей, прирост биомассы и уровень накопления целевого продукта. [c.149]

Селективностью К. называют отношение скорости накопления целевого продукта к сумме скоростей всех превращ. исходного в-ва. Можно выделить иеск. факторов, к-рые определяют селективность и связаны с составом гетерог. К. Т. наз. эффект ансамбля определяется числом атомов К., с к-рыми взаимод. одна молекула реагента. При окислении углеводородов на оксидных К. продукты парциального окисления (альдегиды, к-ты и т.д.) образуются при взаимод. молекулы с одним-двумя атомами кислорода пов-сти К., а продукты глубокого окисления (СО и Н2О)-при взаимод. с иеск. атомами кислорода. Поэтому разбавление в твердом р-ре активного оксида неактивным ведет к сличению селективности К. в р-ции парциального окисления. Аналогичные эффекты ансамбля наблюдаются для р-ций олефинов ири разбавлении каталитически активных. металлов (N1, Р1, Р<1) в сплавах неактивными (Си, А , Аи) для гидрирования олефинов нужна одноточечная адсорбция, ддя их гидрогеиолиза-многоточечная, поэтому при таком разбавлении возрастает селективность гидрирования. [c.338]

Методические. Большие трудности для биотехнологов связаны не только с созданием рекомбинантного штамма, но и с секрецией целевого продукта из клетки. Отсутствие этого механизма приводит к накоплению целевого продукта внутри клетки и подавлению биосинтеза по принципу обратной связи. Многие привлекательные для промышленности и медицины продукты кодируются несколькими генами. В задачи генной иiiжeнepии входит разработка методов последовательной трансплантации генов в клетки-реципиенты. Ожидает своего разрешения проблема получения любого заданного растения-реге-неранта из клона протопластов. Из года в год совершенствуется работа с животными клетками, медленно растущими и легко уязвимыми. [c.507]

В зависимости от целевого назначения конечного продукта (для здравоохранения, технических целей, сельского хозяйства и т д) реализуют различной степени сложности схемы производства, при этом учитывают и место накопления целевого продукта — внут-риклеточно или внеклеточно [c.331]

В нашей лаборатории изучалась кинетика процесса окисления п-галоидзамещенных кумола были выделены и охарактеризованы гидроперекиси п-хлор-, п-бром- и п-иодкумилов Ч Из ал-килпроизводных кумола окислением были получены моно-, ди- и тригидроперекиси симметрического триизопропилбензола и показано, что скорость накопления целевого продукта уменьшается с увеличением числа гидроперекисных групп. Исследовалось окисление п,-дициклогексилбензола При этом были получены моно-и дигидроперекиси [c.25]

В микробиологической практике применяются в сочетании4)6 подхода — использование естественной способности микроорганизмов накапливать продукты трансформации некоторых органических соединений и разнообразные способы воздействия иа метаболизм микробных клеток с целью вызвать накопление целевого продукта или интенсифицировать определенный процесс. Это делает сферу возможного использования ферментативной активности микроорганизмов для превращения различных органических соединений практически беспредельной. [c.543]

Любое экспериментальное изучение биотехнологических процессов микробиологического синтеза складывается из двух этапов. На первом этапе исследователь выбирает 1) объект культивирования — конкретную популяцию, которая обеспечивает накопление целевого продукта 2) установку для культивирования данного объекта 3) исходную питательную среду 4) способ культивирования — периодический или непрерывный с конкретизацией способа регулирования скорости роста популяции микробов в ферменте (режим — хемостат, рН-стат, турбидостат, оксистат или какие-либо другие варианты) 5) условия культивирования по регулируемым параметрам. [c.16]

На входы ООС любого уровня поступают экзогенные субстраты, а с выходов снимаются целевые продукты биосинтеза. ООС в каждом конкретном случае состоит из набора относительно обособленных подсистем (ООПС), имеющих два входа и один выход (рис. 3). На структурный вход А поступает поток вещества, из которого синтезируется продукт на выходе данной ООПС на управляющий вход В поступает вещество, регулирующее синтез продукта на выходе С данной ООПС. Необходимо выделять лишь те ООПС, постоянные времени накопления продуктов на выходах которых одного порядка с постоянными времени накопления целевых продуктов. Именно они определяют биологическую инерцию и в дальнейшем называются ключевыми продуктами. [c.17]