1 Классификация микробиологических (мкб) производств. Обобщенные схемы мкб пр-ств. Технологическая схема производства микробного белка.
Технология МКБ пр-ства – это отрасль нар. хоз-ва, кот. не может иметь до конца обоснованных методов и принципов подхода к специфическим проблемам пр-ва, следовательно трудно их классифицировать или найти критерий для классификации. Считается, что классифицировать целесообразно так: по типу используемого механизма; по механизму биохимических реакций; по виду ЦП. Не каждая из этих классификаций может применяться для обобщения сведений по технологии, т. к. одинаковые процессы могут относиться к разным из этих групп. С точки зрения биотехнолога пр-ва классифицируют по однотипности процессов и оборудования и делят на группы:
1. Пр-во продуктов питания и переработка с/хоз сырья. В целом они не занимаются выращиванием биомассы м-о и не выделяют отдельно продукты метаболизма. М-о применяются на какой-то 1 стадии, вносятся в виде препаратов, пригот-ие кот. не требует сложного оборудования. Оборудование имеет не > удельный вес в общем V оборудования.
2. Бродильное пр-во - хлебопекарные, кормовые дрожжи, спирты, алк. и безалк. напитки, растворители, кислоты. Характерной чертой, определяющей тип основного оборудования, является глубинное выращивание м-о. Условия (t, pH, аэрация) часто оптимальные для продуцента, и не благоприятные для посторонней микрофлоры. Эти условия наз-ют пр-во, действующее по методу условно-чистой культуры. Продукты не сложны по хим. составу, М маленькая и м.б. синтезированы химическим путем. Микробиологическим путем их создают тогда, когда надо получить конкретный оптич. изомер.
3. Пр-во тонкого микроб-го синтеза – препараты, органич. вещ-ва сложной структуры, медицинские антибиотики, ферменты, аминок-ты, бакудобрения, витамины, кровезаменители. Основная стадия – глубинное выращивание в стерильных условиях, следовательно особые конструкции аппаратов и их материалы (они должны выдерживать агрессивные среды, высокие t и р).Особая роль оборудования для стерилизации питат. сред, добавок и необходимость микробиологической очистки воздуха, кот. проходит в три этапа: 1) грубая очистка ч/з фильтры; 2) масляные фильтры; 3) микробиологические фильтры: размеры пор < клеток м-о. аппаратуру изготавливают из нержавеющей стали, бетона и т. д.
Обобщенные схемы МКБ пр-ств:
Включают в себя как общие моменты, так и учитывают специфику каждого пр-ва.
А:
Б:
В:
Г:
- стадии, не
соответствующие действию; - процесс
на определенной стадии.
1-атмосферный воздух; 2- сжатие и очистка воздуха; 3 – стерильный воздух; 4 – питательная среда; 5 – стерилизация; 6- стерильная питательная среда; 7- культевирование и биосинтез; 8 – культуральная жидкость; 9 – предварительная обработка и фильтрование; 10- однотипный раствор (биомасса); 11 – выделение; 12 – очистка; 13 – сушка; 14 – готовый продукт.
Группа А: аэробный биосинтез в условиях чистой культуры (готовый продукт: антибиотики, ферменты, различные препараты медицинского назначения).
Группа Б: анаэробный биосинтез в условиях чистой культуры (вит. В12, плазмазаменитель, полиглюкон, ацетонбутанол и т. д.).
Группа В: аэробный синтез в условиях чистой культуры (препараты ветеринарного назначения, антибиотики, вакцины и т. д.).
Группа Г: аэробный биосинтез препаратов кормового назначения (кормовые дрожжи, белково-витаминные концентраты).
Во всех стадиях имеется общее: подготовка сырья и приготовление питательных сред из него; культевирование м-о; выделение биомассы; сушка; фасовка и упаковка готового продукта. Остальные стадии могут отличаться.
При конструировании технологических схем необходимо: выбрать принципиальную технологическую схему; стадии подготовки и приготовления питательной среды; выбрать наиболее экономически эффективные конструкционные оформления всех стадий процесса.
Технологическая схема производства микробного белка:
сырье → питательная среда → культивирование ← продуцент + О2 (регулируют t, pH)
↓
накопление биомассы
↓
культуральная жидкость← сепарирование → биомасса
↓
УЗ разрушение или термолиз
↓
сушка
↓
фасовка