Produse din industria microbiologică. Industria microbiologică este

O.V.Mosin

Orice producție începe cu materii prime. Volumul total de produse biotehnologice din lume este măsurat în milioane de tone pe an. În industria microbiologică, cea mai mare pondere a materiilor prime (mai mult de 90%) este destinată producției de etanol. Producerea drojdiei de panificație necesită 5% din materiile prime consumate în industria microbiologică, antibiotice - 1,7%, acizi organici și aminoacizi - 1,65%.

Biotehnologia enzimatică este un mare consumator de amidon, doar melasă de fructoză producând peste 3,5 milioane pe an. Din punct de vedere economic, materiile prime din producția biotehnologică, în special în cele de mare amploare, ocupă primul loc la articolele de cheltuieli și se ridică la 40-65. % costul total de producție (Fig. 4.1). Cu biosinteza fină, ponderea materiilor prime în costul total de producție scade.

Substratul nutritiv sau mediul nutritiv este un sistem complex trifazic care conține componente lichide, solide și gazoase. Multe enzime sunt localizate pe suprafața celulei sau eliberate în mediu. În plus, o parte semnificativă a produselor biosintetice, după excreția din celule, se acumulează în mediu. Unii metaboliți intermediari servesc ca fond nutrițional de rezervă pe care celula îl folosește după ce sursele principale de hrană sunt epuizate. Există o interacțiune strânsă între obiectul biologic cultivat și factorii fizico-chimici ai mediului. Pe de o parte, acești factori (pH, presiune osmotică etc.) controlează creșterea celulară și activitatea biochimică a producătorilor. Pe de altă parte, compoziția chimică și proprietățile fizico-chimice ale mediului se schimbă constant ca urmare a activității vitale a celulelor înseși. Aceste împrejurări ne obligă să considerăm substratul fermentabil ca o continuare mediu intern celule. În timpul fermentației, se formează o combinație de substrat și obiect biologic.

Materii prime pentru industria microbiologică Materii prime ale Pământului

În principiu, microorganismele sunt capabile să asimileze orice compus organic, prin urmare, toate rezervele lumii de substanțe organice, inclusiv produsele primare și secundare ale fotosintezei, precum și rezervele de substanțe organice din intestinele Pământului, pot servi drept resurse potențiale pentru biotehnologie microbiologică.

Dar, din păcate, fiecare tip specific de microorganisme utilizate în biotehnologie este foarte selectiv în nutrienți, iar materiile prime organice (cu excepția lactozei, zaharozei și amidonului) fără tratament chimic preliminar sunt de puțin folos pentru sinteza microbiană. Cu toate acestea, materiile prime care conțin celuloză după hidroliza chimică sau enzimatică și purificarea din impurități inhibitoare sau de balast (fenol, furfural, oximetilfurfural etc.) pot fi utilizate în producția biotehnologică. Cărbune, gazele naturale și lemnul pot servi drept materii prime pentru sinteza chimică a alcoolilor industriali sau a acidului acetic, iar acestea din urmă, la rândul lor, sunt materii prime excelente pentru industria microbiologică.

Dintre materiile prime organice, amidonul atrage cea mai mare atenție din partea biotehnologilor, deși asimilarea lui de către microorganisme necesită un complex complex de enzime amilolitice, care sunt deținute doar de anumite tipuri de microorganisme (de exemplu, ciuperci din genul Aspergillus, bacterii B. subtilis). , etc.) - Se consumă mult amidon pentru producerea de etanol, precum și pentru producerea de siropuri de fructoză. Datorită faptului că rezervele mondiale de alimente care conțin amidon sunt limitate în țara noastră, este indicat să se folosească melasă, materii prime glucoză, metanol și etanol în scopuri biotehnologice.

La alegerea materiilor prime se iau în considerare nu numai nevoile fiziologice ale producătorului selectat, ci și costul materiilor prime (Tabelul 1).

Tabelul 1. Costul materiilor prime microbiologice de bază

Surse tradiționale de carbon

Materiile prime care conțin carbon sunt principalele materii prime ale sintezei microbiene. Cele mai utilizate surse de carbon în medii industriale sunt enumerate în tabel. 2. Majoritatea microorganismelor asimilează bine carbohidrații. În timpul catabolismului mare importanță au structura scheletului de carbon al moleculelor (drepte, ramificate sau ciclice) si starea de oxidare a atomilor de carbon. Zaharurile, în special hexozele, sunt considerate ușor accesibile, urmate de alcoolii polihidroxilici (glicerol, manitol etc.) și acizii carboxilici.

Până de curând, exista o opinie că acizii organici erau inaccesibili pentru majoritatea microorganismelor, dar în practică, microorganismele care utilizează cu succes acizii organici sunt destul de des întâlnite, mai ales în condiții anaerobe.

Alcoolii cu moleculară mică (metanol, etanol) pot fi clasificați ca specii promițătoare materii prime microbiologice, deoarece resursele acestora cresc semnificativ datorită dezvoltare cu succes tehnologii de sinteză chimică. Multe drojdii din genurile Candida, Hansenula, Rhodosporidium, Endomycopsis etc. sunt capabile să asimileze etanol. Drojdiile din genurile Pichia, Candida, Torulopsis etc. si bacteriile apartinand genurilor Methylomonas, Protaminobacter, Flavobacterium etc., folosesc metanolul ca unica sursa de carbon si formeaza biomasa cu continut ridicat de proteine ​​(60-70%).

În 1939, V. O. Tauson a stabilit capacitatea diferitelor tipuri de microorganisme de a folosi n-alcani și unele fracțiuni de ulei ca singura sursă de carbon și energie. O caracteristică distinctivă a hidrocarburilor în comparație cu alte tipuri de materii prime microbiologice este solubilitatea lor scăzută în apă. Aceasta explică faptul că doar unele tipuri de microorganisme din natură sunt capabile să asimileze hidrocarburile. Solubilitatea maximă a n-alcanilor în apă este de aproximativ 60 ml/l cu lungimi moleculare de la C2 la C4, dar pe măsură ce lanțul crește, solubilitatea scade.

Tabelul 2. Surse de carbon utilizate pentru sinteza microbiană

Substratul

Caracteristică

Glucoză cristalină

Zaharoză tehnică Lactoză tehnică

Amidon Acid acetic

Alcool etilic sintetic

Fracțiune îngustă de parafină lichidă

99,5 %

Zaharoza nu mai puțin

Lactoză nu mai puțin

RV cel puțin 70% în materie de substanță uscată

DM nu mai puțin de 80%

Acid acetic nu mai puțin de 60% Etanol nu mai puțin de 92%

n-Alkanov 87-93%

Conține până la 9% apă, până la 0,07% substanțe de cenușă, inclusiv fier nu mai mult de 0,004% umiditate până la 0,15%, substanțe de cenușă nu mai mult de 0,03% umiditate până la 3%, substanțe de cenușă nu mai mult de 2% și 1% acid lactic

Lichid asemănător siropului, RS este reprezentat în principal de glucoză, substanțe de cenușă până la 7%, pH 4,0

Substanțe de cenușă Q.-35-1,2% în materie de substanță uscată (Conține formaldehidă și până la 1,0% acid formic Contine pana la 0,21% alcool izopropilic si pana la 15 mg/l acizi organici

Conține până la 0,5% hidrocarburi aromatice și până la 0,5% sulf

Produse secundare ale producției

Multe produse secundare valoroase erau considerate anterior deșeuri industriale. Apa a fost aruncată în scurgere după înmuierea boabelor de porumb în timpul procesării lor în amidon și glucoză. Acum această apă este evaporată pentru a obține un extract și folosită în industria microbiologică. Se utilizează cu succes deșeurile de producție chimică (un amestec de acizi carboxilici - succinic, cetoglutaric, adipic) etc.; lichior sulfitic, cereale și cartofi, melasă, hidrol etc.

Tabelul.3. Compoziția chimică a melasei de sfeclă

Nume
				Nume
Substanța uscată 75-77			Conținut de cenușă 6,6 - 7,5
Zaharoza 45			inclusiv:
Zahăr invertit 0,5 - 1,2			K20 2,5-3,5
Rafinoza 0,5-1,0
Zaharuri fermentabile - 46 - 48			50 CaO 0,5-0,8
hara (total
cantitate)			general 1.1 - 1.5
Coloizii 3 - 4
Calitate bună - 62 - 65			65 înainte de hidroliză 0,2-0,35
			după hidro- 0,5 - 0,6

Lizina 41 Alanya

Histidină 24 Cistina

Arginină 26 Valină

Acid aspartic 251 Metionină

Treonina 41 Isoleucina

Urme 89 120

Utilizarea integrată a tuturor subproduselor de producție este departe de a fi perfectă. În țara noastră, aproximativ 1 milion de tone de lactoză conținută în zer și lapte de unt rămân nefolosite sau utilizate irațional anual. În SUA, din cantitatea totală de zer produsă în timpul producției de brânzeturi (20 de milioane de tone anual), jumătate se pierde cu apele uzate. În același timp, se știe că din 1 tonă de zer se pot obține aproximativ 20 kg de biomasă uscată de drojdie. În plus, încă 4 kg de proteine ​​pot fi izolate din piureul separat. Sucul de cartofi extras din cartofi în timpul producției de amidon, precum și laptele de albumină obținut din zer, sunt folosite irațional.

Melasa și hidrolul, un produs secundar al producției de glucoză din amidon, sunt utilizate pe scară largă în industria microbiologică. Melasa se caracterizeaza printr-un continut ridicat de zaharuri (43-57%), in special zaharoza (Tabelul 3).

Industria microbiologiei folosește o serie de alte produse secundare (Tabelul 4). În viitor, este necesar să se țină cont de potențialul materiilor prime care se reînnoiesc constant - produse primare ale fotosintezei, în primul rând hidrolizate de lemn și seva deproteinizată a plantelor.

Tabel 4. Subproduse utilizate în industria microbiologieica materie primă principală

Lichior sulfit Lichior de cartofi Lichiu de cereale

Must de malt Zer

Suc de plante deproteinizat

Suc de cartofi deproteinizat

Hidrolizat de deșeuri de lemn

turbă

Hidrolizat (evaporat)

Tărâțe de grâu

DM 4,0-4,5%, inclusiv PV 3,3-3,5% DM 4,3-4,5%, inclusiv PV 2,0-2,2% DM 7,3-8 ,1 %, inclusiv RS 2,5-2,9% DM 76-78%, inclusiv zaharuri fermentabile 50%

DM 15-20%, inclusiv PV (maltoză, dextrine) 8-12%, vitamine DM 6,5-7,5%, inclusiv lactoză 4,0-4,8%, proteine ​​0,5-1,0%, grăsimi 0,05-0,4%, vitamine SV 5- 8%, inclusiv PB 0,8-2,0%, aminoacizi, vitamine

DM 4-5%, inclusiv PV 0,5-1,0%, vitamine, aminoacizi

DM 6-9%, incluzând RS 3-4%, acizi organici 0,3-0,4% DM 48-52%, inclusiv RS 26-33% (galactoză, glucoză, manoză, xiloză, ramnoză); substanțe humice

DM 90-92%, inclusiv extractive 48-50%, amidon 25-30%, proteine ​​11-13%, grăsimi 2,5-3,0%, celuloză 15-17%

a hrani

Productie

drojdie La fel

Producția de drojdie, antibiotice, etanol

Creșterea drojdiei, bacteriilor, micromicetelor

Producerea de drojdie, etanol, lactane

a hrani

Cultivarea drojdiei

Producția de drojdie de panificație, antibiotice

Obținerea drojdiei furajere

Producția de enzime

Surse de nutriție minerală

Azot.În celulele bacteriene, azotul este de până la 12% în ceea ce privește biomasa uscată, în ciupercile filamentoase - până la 10%. Microorganismele pot folosi atât surse organice, cât și anorganice de azot. Se știe că bacteriile sunt mai pretențioase față de sursele de azot decât majoritatea micromicetelor, actinomicetelor și drojdiilor. Celulele animale și vegetale au cerințe speciale pentru sursele de azot. Productivitatea biomasei în funcție de sursa de azot nu coincide întotdeauna cu productivitatea metabolitului țintă și depinde și de condițiile de cultivare (Tabelul 5). La creșterea biomasei

Tabelul 5. Efectul surselor de azot mineral asupra creșterii și biosintezei biomaseimutant al acidului citricA. nigerpentru superficială și profundăcultivare (R. Ya-Karklinsh)

Sursa de azot	Cultivarea la suprafață		Cultivare profundă
		Acid citric, g/l		Acid citric, g/l
(NH,) 2 SO 4 6,2 (NH 4) 2 HPO 4 4,2 NH 4 C1 5,5 KNO 3 5,0			12 15 14 11 9 15	95 101 30 30 88
Ca(NO3)2 3,5 NH.CONHs 6,9

la o concentrație de 30-40 g/l, necesarul de aditivi ai sărurilor care conțin azot nu depășește de obicei 0,3-0,4% din volumul mediului. În regimurile de cultivare în loturi, consumul de azot se termină în primele 6-12 ore de creștere (în prima jumătate a fazei exponențiale). Odată cu biosinteza țintită a metaboliților care conțin azot, nevoia de azot crește semnificativ.

Majoritatea drojdiilor absorb bine sărurile de amoniu - sulfat de amoniu, fosfat de amoniu, precum și amoniacul dintr-o soluție apoasă. Sărurile acidului azotic nu sunt întotdeauna bine absorbite. Doar unele tipuri de drojdie au nevoie de nitrați. Ureea este adesea inclusă ca sursă de azot în medii. În timpul biosintezei dirijate, de exemplu, a enzimelor celulolitice de către ciuperca Peniophora gigantea, cea mai mare activitate biochimică a celulelor se observă în medii cu azot organic (asparagină, peptonă etc.).

Alte săruri minerale. Se știe că fosforul face parte din acizii nucleici, fosfolipide și alte componente importante ale celulelor. Uneori, fosforul se acumulează în el sub formă de polifosfați. O mică parte din fosforul absorbit există sub formă de compuși cu energie înaltă - ATP.

Fosforul este o componentă importantă a celulei. Microorganismele au nevoie de încă 10 elemente minerale, dar în cantități mult mai mici (10~ 3 - 10~ 4 M). O nevoie crescută de microorganisme pentru microelemente apare dacă metabolitul țintă conține un oligoelement. Astfel, în timpul biosintezei vitaminei B]2, cobaltul este inclus în mediul nutritiv; molibdenul și borul stimulează biosinteza tiaminei în celulele bacteriilor nodulare; Cuprul este prezent într-un număr de enzime care transferă electroni de la un substrat la oxigen.

Compoziția minerală a mediului nutritiv modelează distribuția sarcinilor electrice pe suprafața celulei. De obicei, celulele microbiene au un potențial negativ (16-20 mV). Când electroliții sunt adăugați în mediu, acesta scade și cu cât este mai puternică, cu atât este mai mare valența contraionului adăugat. O creștere a conținutului de K + sau Na + la 500 mg/l reduce potențialul celular la 10-12 mV. Introducerea a 60-80 mg/l Ca 2+, Fe 2+ sau Cu 2+ în mediu, precum și a 5 mg/l Al +3, poate aduce celulele într-o stare neutră electric. Spre deosebire de bacterii, drojdia și ciupercile filamentoase nu se reîncarcă și dobândesc potențial pozitiv. Modificarea potențialului electric al celulelor poate modifica activitatea lor fiziologică, poate afecta selectivitatea membranei celulare și poate provoca flocularea sau flotarea celulelor.

Îmbogățitori medii complexi

Microorganismele cresc mai bine în prezența vitaminelor, aminoacizilor, citochininelor și a altor substanțe biologic active. Odată cu apariția erei antibioticelor și în legătură cu utilizarea pe scară largă a microorganismelor în industrie, problema mediilor nutritive echilibrate și viabile din punct de vedere economic a devenit acută. Extractul de porumb s-a dovedit a fi un supliment eficient datorita prezentei vitaminelor, aminoacizilor si mineralelor in forme usor asimilabile. Compoziția chimică a extractului de porumb este prezentată mai jos.

Alanya 24-59 Metionină 2-6

Arginină 10-24 Fenilalanină 8-13

Acid aspartic 10-27 Proline 16-20

Cystine 2-4 Seria 12-20

Acid glutamic 35-88 Treonina 4-II

Urme de glicină tirozină 5-10

Histidină 2-4 Triptofan 5-10

Isoleucină 35-42 Valină 8-18

Leucină 27-42 Lizină 16-37

Riboflavină 7-12 Biotină 15-55

Tiamina 80-100 Acid nicotinic 120-180

Acid pantotenic 80-140

Pentru a obține produse de înaltă calitate și sigure mancare de bebelușiÎn condiții industriale, controlul microbiologic și sanitar-igienic al producției este necesar în toate etapele.

1. Controlul microbiologic al producției de produse lactate lichide și sub formă de pastă pentru hrana bebelușilor.

Controlul microbiologic include următoarele etape:

controlul materiilor prime (cel puțin o dată pe deceniu);

controlul componentelor - fiecare lot;

controlul procesului de producție (cel puțin o dată pe deceniu);

monitorizarea eficacității pasteurizării laptelui, smântânii și amestecului normalizat;

controlul calității producției de umpluturi;

controlul stării sanitare și igienice a producției și a mâinilor muncitorilor;

controlul apei și aerului (cel puțin o dată pe lună);

controlul calității containerelor și materialelor de ambalare;

controlul produselor finite.

Monitorizarea eficacității pasteurizării laptelui, smântânii și amestecului normalizat.

Eficacitatea pasteurizării este monitorizată zilnic, indiferent de calitatea produsului finit.

Un indicator al eficacității pasteurizării este absența bacteriilor coliforme (bacterii coliforme) în 1 ml de lapte, precum și MAFAM - numărul total de bacterii din 1 ml de lapte nu este mai mare de 10.000.

Dacă se constată că rezultatele analizelor produsului studiat nu corespund standardelor, adică eficiența pasteurizării este insuficientă, atunci instalația de pasteurizare se oprește pentru a determina motivele scăderii randamentului pasteurizării.

Și numai atunci când se obțin rezultate stabile ale analizei produsului studiat, pasteurizatorul este pornit.

Controlul calității producției de aluat.

Laptele destinat fermentației trebuie să îndeplinească cerințele pentru testul reductazei.

Eficacitatea pasteurizării laptelui pentru producerea de culturi starter, testată și pentru prezența coliformilor. Eficacitatea tratamentului termic al laptelui sterilizat în baloane sau sticle destinate fermentației este controlată prin sterilitate (CMAFAM). Cantitatea de starter, caș și miros sunt verificate zilnic în funcție de următorii indicatori: prezența microflorei străine, aciditatea și timpul de coacere.

Controlul microbiologic al produsului finit.

Controlul microbiologic al produselor alimentare finite pentru bebeluși include și determinarea următorilor indicatori: conținutul de CMAFAM, drojdie și mucegaiuri, coliformi (coliformi), E. Coli, B.cereus, S. aureus, microorganisme patogene, inclusiv Salmonella. În produsele care conțin microfloră specifică, titrul acestora este controlat.

În laboratoarele de producție ale întreprinderilor care produc produse fără tratament termic (amestecuri adaptate), fiecare lot de produse este monitorizat pentru toți indicatorii.

În produsele consumate după tratament termic (terci de lapte etc.), fiecare lot este monitorizat pentru conținutul de CMAFAM, coliformi, drojdie și mucegaiuri.

Monitorizarea conținutului de B.cereus și S. aureus în produse finite uscate, lichide și sub formă de pastă se efectuează periodic, cel puțin o dată pe lună.

Monitorizarea stării sanitare și igienice a producției și a mâinilor muncitorilor.

Se impun cerințe sporite condițiilor sanitare și igienice ale producției de alimente pentru copii.

Toate zonele echipamentelor, aparatelor și conductelor de lapte trebuie monitorizate de cel puțin 3 ori pe lună la locul coliform.

Calitatea spălării echipamentelor se evaluează folosind CMAFAM în spălări, de cel puțin 2-3 ori pe săptămână.

Curățarea mâinilor (clorarea) lucrătorilor este monitorizată de cel puțin 3 ori pe lună.

Evaluarea rezultatelor monitorizării stării sanitare și igienice a producției. O dată pe deceniu, se examinează o probă de spălare din echipament (de la 100 cm2) din următoarele linii:

linii de lapte crud și ingrediente nepasteurizate;

linii de lapte sterilizat;

linii de produse lactate fermentate (inclusiv rezervoare) etc.

Dacă în 1 ml de scurgere există 100 de bacterii, spălarea este considerată ineficientă. Probele (100 cm2) sunt examinate zilnic la mașini de umplere, în rezervoare și conducte de pornire.

Hainele și mâinile lucrătorilor din departamentul de pornire sunt verificate o dată pe deceniu pentru prezența bacteriilor coliforme.

Tipuri de control și produse.

Apa potabilă folosită pentru nevoile casnice și industriale este testată pentru analiza bacteriană cel puțin o dată pe lună. Potrivit ND, indicele de coli nu trebuie să depășească 3 la 1 ml de apă.

În aerul spațiilor industriale se determină cel puțin o dată pe lună numărul total de bacterii, numărul de drojdii și mucegaiuri.

Controlul containerelor și ambalajelor și materialelor.

La întreprinderi, pentru a controla containerele și materialele de ambalare, se efectuează analize pentru conținutul de CMAFAM și coliformi. Conținutul de KMAFAM per recipiente de 100 cm 2 nu trebuie să depășească 50 CFU, în absența coliformilor.

1) Microorganismele au fost folosite de omenire în viața de zi cu zi și în producție cu mult înainte, strict vorbind, să fie descoperite. Chiar și în cele mai vechi timpuri, fără să se gândească la existența lor, omenirea le folosea în copt, vinificație, producția de brânzeturi și produse lactate, fabricarea berii etc.

Sensul și rolul lor în producție au fost descoperite pentru prima dată de Pasteur la mijlocul secolului al XIX-lea. Cu toate acestea, cunoștințele despre fiziologia microorganismelor și modelele de creștere ale acestora au început să se extindă abia în secolul al XX-lea.

Ca urmare, există o oportunitate reală de a face din microorganisme o sursă inepuizabilă de substanțe biologic active: proteine, aminoacizi, enzime, vitamine, antibiotice etc.

În a doua jumătate a secolului XX, industrial țările dezvoltate apare o nouă industrie - industria microbiologică sau biotehnologia.

Principalul avantaj al biotehnologiei este producerea de proteine ​​și alte produse prin sinteza microbiană la o viteză extraordinară, care este cu câteva ordine de mărime mai mare decât cea a plantelor și animalelor.

Dezvoltarea industriei creează o nevoie de specialiști, tehnologie, echipamente și, bineînțeles, cercetare științifică relevantă.

Acest UMKD a fost scris pe baza cursului de curs „Echipamente de biotehnologie”, care timp de un număr de ani, începând cu anii 90, a fost susținut de autori la Semipalatinsk. universitate de stat numit după Shakarim pentru studenții la biotehnologie.

2) Biotehnologia, industria biotehnologică, echipamentele biotehnologice sunt termeni relativ noi care au intrat în practică relativ recent (anii 70 – 80 – 90 ai secolului XX).

Până în acești ani, termenii mai folosiți au fost:

microbiologie și industria microbiologică,

· precum și echipamentele aferente.

Scopul principal al biotehnologiei este

· producerea prin metode de sinteză microbiologică, în primul rând, de substanțe biologic active,

· și alte produse microbiologice, de exemplu:

Concentrat de vitamina B2;

Concentrate de proteine ​​și vitamine;

Drojdie de hrănire pe hidrolizate lichide de materiale vegetale și lichide sulfitice;

Hrăniți drojdia cu deșeuri Industria alimentară;

Hrănirea drojdiei cu parafine purificate;

Hrăniți drojdia cu hidrocarburi gazoase;

Acid citric;

Lizina pe melasă de sfeclă, precum și alți aminoacizi, în special histidină, arginină, triptofan etc.;

Hrăniți cu antibiotice (preparate biovit, terravit, batselikhin, bacitracin etc.);

Preparate sau îngrășăminte bacteriene, precum și produse de protecție a plantelor (nitragină, azotobacterină, fosfobacterină etc.);

Preparate enzimatice;

Malț, etc.

Populația de microorganisme este caracterizată de proprietăți remarcabile precum:

Intensitate mare a activității vieții, de ex. creșterea, reproducerea și moartea;

Și o mare unicitate a metabolismului (metabolismului).

De exemplu, rata de formare a biomasei în microorganisme:

De aproape 500 de ori mai mult decât cele mai productive plante;

Și de aproximativ 1000 - 5000 de ori mai mult decât cele mai productive rase de animale.

În doar 0,3 - 2,0 ore, biomasa microorganismelor se poate dubla.

În plus, într-o serie de cazuri, toată activitatea biochimică a microorganismelor este îndreptată spre sinteza unor substanță utilă. De exemplu:

Unul dintre mutanții extrem de productivi pentru sinteza penicilinei produce până la 0,5 kg de penicilină pentru fiecare 1,0 kg de biomasă;

Unele dintre tulpini pot sintetiza vitamina B 12 în cantități care depășesc nevoile lor vitale de 100 - 200 de ori.

Unul dintre principalele avantaje ale biotehnologiei este că sinteza microbiologică utilizează:

Materii prime nu rare, nu scumpe sub formă de deșeuri din industria alimentară,

Precum și materii prime atât de răspândite precum petrolul și gazele naturale.

3) Echipamentele utilizate în biotehnologie sunt clasificate în grupe adecvate în funcție de o serie de caracteristici de bază. Astfel de semne includ:

I. Natura impactului asupra materialului care este prelucrat, a materiilor prime sau a produsului.

II. Structura ciclului de lucru al unei mașini sau aparate.

III. Gradul de mecanizare si automatizare.

IV. Principiul combinării în fluxul procesului.

V. Scop funcţional (de producţie).

I. În funcție de natura impactului asupra produsului prelucrat, echipamentul este împărțit în trei grupe:

a) echipamente în care este expus materialul impact mecanic fără a modifica proprietățile materialului în sine (adică doar forma și dimensiunea produsului se schimbă, de exemplu, la zdrobire, zdrobire sau tăiere);

b) echipamente în care este expus materialul efecte fizico-chimice, biochimice și termice ca urmare, majoritatea proprietăților materiilor prime și chiar starea de agregare(adică modificări de vâscozitate, densitate, structură etc., de exemplu, în timpul evaporării, concentrării, extracției, uscării etc.);

c) echipamente în care asupra materialului se exercită toate tipurile de impact.

II. Conform structurii ciclului de lucru echipamentele sunt împărțite în două grupe:

a) echipamente periodice;

b) echipamente acțiune continuă.

III. După gradul de mecanizare și automatizare echipamentele sunt împărțite în trei grupe:

a) mașini și dispozitive simple de lucru (adică echipamente în care se efectuează o singură operațiune tehnologică, de exemplu un concasor, amestecător, separator etc., în ciuda complexității sale structurale în unele cazuri, se realizează o singură operațiune tehnologică):

b) mașini semiautomate (adică echipamente în care există mai multe piese de lucru care efectuează mai multe operațiuni tehnologiceși care necesită participarea unui lucrător la îndeplinirea unor funcții de supraveghere).

c) mașini automate (adică echipamente care au și mai multe corpuri de lucru care efectuează mai multe operațiuni tehnologice în mod automatși la care nu este necesară participarea lucrătorului).

IV. După principiul combinării în flux

a) mașini și dispozitive individuale;

b) unitati sau complexe;

c) tipuri de echipamente combinate și automatizate (acestea sunt în primul rând linii de curgere mecanizate)

Mașinile și aparatele diferă unele de altele prin forma lor structurală. Mașina constă de obicei din trei părți:

Corpul de lucru instalat în interiorul camerei de lucru;

Un mecanism de transmisie care transmite mișcarea corpului de lucru;

Și sursa mișcării, adică. motor.

Astfel, într-o mașină, prelucrarea materiilor prime are loc ca urmare a conversiei muncii mecanice a motorului în mișcare.

V.P despre scopul producției echipamentul este împărțit într-un număr mare de grupuri, și anume:

Să efectueze operațiuni auxiliare și de ridicare și transport pentru livrarea, depozitarea, dozarea materiilor prime și materialelor;

Pentru sterilizarea mediilor de cultură și a aerului;

Pentru extracție, extracție, filtrare și flotare;

Pentru cultivarea (adică în creștere) microorganismelor pe medii nutritive solide;

Pentru cultivarea microorganismelor pe medii nutritive lichide;

Pentru separarea fazelor lichide și solide din sisteme eterogene (adică centrifuge și separatoare);

Pentru concentrarea și purificarea soluțiilor de substanțe biologic active (adică unități de evaporare în vid);

Pentru separarea prin membrană a soluțiilor de substanțe biologic active (adică unități de ultrafiltrare);

Pentru uscarea produselor microbiologice;

Pentru măcinarea, standardizarea, granularea și microîncapsularea produselor microbiologice.

Curs nr. 2. Diagrame de mașini și hardware pentru producerea produselor de sinteză microbiologică.

Schema cursului:

1) Caracteristicile tehnologiei de producție microbiologică.

2) linie de producție de malț.

3) linie de producție pentru alcool alimentar etilic rectificat.

4) linia de producție a drojdiei de brutărie.

5) linie tehnologică pentru producerea preparatelor enzimatice.

1) Un proces tehnologic tipic de sinteză microbiologică poate fi prezentat sub forma următoarelor etape secvențiale:

Pregătirea materialului de semințe;

Prepararea și sterilizarea mediului nutritiv;

Cultivarea, adică sinteza microbiologica;

Izolarea produsului țintă;

Măcinare (măcinare);

Standardizare;

Ambalare.

În unele cazuri, unele dintre aceste etape pot lipsi.

În special,

– dacă produsul finit este produs sub formă lichidă,

– atunci nu există operații de uscare și măcinare.

Etapa principală a sintezei microbiologice este cultivarea.

Cultivarea nu este altceva decât dezvoltarea unei populații de microorganisme într-un aparat special numit fermentator.

În acest caz, aparatul conține în mare parte un mediu nutritiv lichid.

Aceasta este așa-numita metodă de cultivare în adâncime (suspensie).

În etapa de cultivare, producția se realizează:

În primul rând, ca biomasă în sine;

Deci și, în al doilea rând, deșeurile (metabolism).

În unele cazuri - produse sintetizate - antibiotice, enzime, aminoacizi etc.

Necesitatea efectuării unor procese specifice a condus la dezvoltarea și crearea de echipamente speciale, despre care se vor discuta în acest curs.

2) Malțul este încolțit boabe de cereale (orz, secară, orez, grâu, ovăz, mei) în condiții special create și reglementate.

Malțul reprezintă acumularea în boabe a cantității maxime posibile sau specificate de enzime (în principal hidrolitice).

Sub acțiunea enzimelor în timpul malțării, o parte din substanțele complexe ale boabelor este transformată în maltoză, glucoză, maltodextrine și dextrine superioare, leptoni, leptide, aminoacizi etc.

Malțul este folosit în producție

· bere, extracte de polymalt obținute dintr-un amestec de malțuri de porumb, ovăz și grâu,

· concentrat de must kvas, kvas de pâine,

· bauturi nealcoolice, Alcool etilic

· produse de patiserie.

Prepararea malțului este un set complex de proceduri specifice, constând din următoarele etape:

Curățarea și sortarea cerealelor;

Spălarea, dezinfecția și înmuierea orzului;

Germinarea orzului (malț proaspăt încolțit pentru producerea și fermentarea alcoolului);

Uscarea malțului;

Prelucrarea malțului uscat (malț pentru producerea produselor de panificație, extracte de malț și concentrat de must de kvas);

Învechire în malț uscat (malț învechit pentru producția de bere).

Caracteristicile complexelor de echipamente. Linia începe cu un complex de echipamente format din mașini de curățat și sortat cereale - separatoare de aer și cereale, trier cilindrice și cu discuri, separatoare magnetice.

Următorul complex al liniei include dispozitive pentru spălarea și înmuierea orzului. Acestea includ dispozitive de spălare și blocare incluse în complexul de departamente de blocare, precum și instalații pentru înmuierea continuă a cerealelor.

Complexul lider al liniei este format din echipamente pentru malț, reprezentate de

· cutie de malț,

· maltarii cu pat mobil,

· maltarii statice cu metoda combinata,

· butoaie de malț și conditionare pentru malțuri pneumatice.

Cel mai important set de echipamente al liniei este echipamentul pentru uscarea malțului.

Aceasta include:

Uscătoare pe lot (orizontale și verticale)

· și uscătoare continue (mine și rurale) cu dispozitive de ardere și încălzitoare.

Setul final de echipamente al liniei asigură prelucrarea malțului uscat și conține

· spărgătoare de muguri, lustruitori de malț și râșnitori de malț.

3) Alcool etilic (etanol, alcool de vin), produs din specii alimentare materii prime (cereale, cartofi, zahăr, zahăr din sfeclă de zahăr și melasă de trestie, sfeclă de zahăr) - un lichid transparent, incolor, fără gust sau miros de substanțe străine.

Alcoolul etilic alimentar este produs printr-o metodă microbiologică, care se bazează pe fermentarea zahărului în alcool de către drojdiile din familia Saccharomyces.

Alcoolul etilic rectificator este produs în instalațiile de rectificare și rectificare de piure din piure de materii prime care conțin amidon și zahăr și din alcool brut obținut din aceleași tipuri de materii prime.

Prelucrarea cerealelor și a cartofilor în alcool se realizează folosind aceeași tehnologie și constă din următoarele etape:

Pregătirea materiilor prime pentru prelucrare;

Fierberea materiilor prime care conțin amidon;

Zaharificarea materiilor prime care conțin amidon;

Cultivarea drojdiei;

Fermentarea masei zaharificate;

Distilarea piureului;

Rectificarea alcoolului.

Linia începe cu un set de echipamente pentru spălarea, curățarea și măcinarea materiilor prime care conțin amidon.

Acest complex include mașini de spălat cartofi, capcane de piatră, separatoare de apă, capcane de piatră cu tambur, concasoare pentru zdrobirea cartofilor și cerealelor, precum și mașini de râșnire pentru măcinarea fină a materiilor prime cereale.

În plus, linia include un complex format din instalații pentru tratarea termică a materiilor prime care conțin amidon - mixere de pregătire, dispozitive de gătit și separatoare de abur, dispozitive pentru prelucrarea hidrodinamică a lotului, care asigură diverse scheme de fierbere.

Următorul în linie este un set de echipamente pentru răcirea și zaharificarea piureului. Acest complex include:

· dispozitive cu zaharificare continuă și răcire în vid,

· dispozitive cu răcire cu vid în două trepte,

· precum si aparate cu racire si zaharificare continua la presiune atmosferica.

Complexul de utilaje pentru fermentare și cultivare a drojdiei este format din aparate de fermentare și dispozitive de spălare, capcane de alcool și aparate de drojdie.

În linia de producere a alcoolului din melasă, complexul de echipamente este format din distilatoare de sirop, dispozitive de propagare a drojdiei și capcane de spumă, precum și dispozitive de prelevare a probelor, măsurarea debitelor de melasă și monitorizarea densității siropului.

Setul principal de echipamente din linie este proiectat pentru distilarea și rectificarea alcoolului. Include unități de distilare și distilare, instalații de producere a alcoolului anhidru, frigidere și cazane pentru unități de distilare, echipamente auxiliare pentru unități de distilare, precum și echipamente de contabilizare și depozitare a alcoolului.

4) Drojdia de panificație este un microorganism unicelular aparținând clasei de ciuperci Saccharomyces.

Producția de drojdie se bazează pe capacitatea celulelor (microorganismelor) de drojdie de a crește și de a se reproduce.

Procesul de producere a drojdiei de panificație la fabricile de drojdie constă în următoarele etape:

Prepararea mediului nutritiv;

Cultivarea drojdiei mamă și comercială;

Izolarea drojdiei comerciale din suspensia de drojdie;

Formarea și ambalarea drojdiei comprimate;

Drojdie uscată.

Producția de drojdie din alcool la distilerii constă în următoarele etape:

Izolarea drojdiei din piureul matur prin separare;

Spălarea și concentrarea suspensiei de drojdie;

Maturarea drojdiei;

Spălarea finală și concentrarea drojdiei;

- presarea, turnarea și ambalarea drojdiei;

Depozitare.

Linia începe cu un complex de echipamente pentru prelucrarea materiilor prime, constând din dispozitive pentru prepararea mediilor nutritive, separatoare-clarificatoare pentru melasă și unități de contact cu abur pentru sterilizare.

Complexul principal al liniei este format din dispozitive de creștere a drojdiei echipate cu un sistem de aerare pentru a satura suspensia cu oxigen și mașini de suflat.

Următorul complex al liniei constă dintr-un aparat pentru separarea drojdiei, care include separatoare de drojdie, prese de filtru și filtre cu tambur de vid.

Setul de echipamente de linie cu cel mai mare consum de energie sunt unitățile de uscare, reprezentate de uscătoarele cu bandă transportoare, unitățile cu paturi fluidizate vibrante, precum și uscătoarele cu vid și sublimare.

Setul final de echipamente este format din mașini pentru formarea și ambalarea brichetelor de drojdie.

În fig. Figura 2.3 prezintă diagrama mașinii și hardware a liniei de producție a drojdiei de panificație.

5) Preparatele enzimatice sunt concentrate de enzime obtinute cu ajutorul microorganismelor. Alături de enzime, preparatele enzimatice conțin și substanțe de balast. Preparatele enzimatice sunt utilizate în productia de mancare ca catalizatori pentru procesele biochimice corespunzătoare.

O varietate de surse sunt utilizate ca producători de enzime: plante, țesuturi animale și microorganisme.

Cea mai promițătoare producție aprofundată de preparate enzimatice folosind medii nutritive lichide poate fi împărțită în următoarele etape:

Pregătirea, sterilizarea și răcirea mediului nutritiv;

Pregătirea materialului de sămânță și cultivarea culturilor de producție;

Separarea și uscarea biomasei;

Ambalarea deșeurilor și separarea filtratului;

Concentrarea și uscarea concentratului;

Precipitarea, uscarea și standardizarea medicamentului;

Ambalarea medicamentului.

Linia începe cu un set de echipamente, care include:

· ciclon – descărcare, extractoare, scurgere, presă cu șurub, filtru de vid cu bandă, mixer,

· precum și o coloană de încălzire, suport și schimbătoare de căldură.

Linia include un set de echipamente format dintr-un inoculator și un fermentator.

Următorul set de echipamente este o presă cu filtru cu cameră și un uscător cu tambur.

Echipamentul principal este un complex de echipamente, inclusiv evaporatoare cu vid și uscătoare prin pulverizare (sublimare).

Setul final de echipamente de linie constă din:

· dintr-o unitate de sedimentare continuă, un aparat de uscare a medicamentelor, o centrifugă, un uscător cu vid cu tambur, o unitate de măcinare și amestecare.

Setul final de echipamente sunt mașinile de ambalat.

Diagrama mașinii și hardware a liniei de producere a preparatelor enzimatice folosind metoda profundă pe medii nutritive lichide este prezentată în Fig. 2.4.

Curs Nr. 3. Echipamente de transport în biotehnologie.

Schema cursului:

1) Pompe. Clasificarea pompelor.

2) Pompe centrifuge.

3) Pompe axiale.

4) Pompe rotative.

1) Pompele utilizate în industria microbiologică sunt împărțite în două grupe: cu deplasare dinamică și pozitivă.

În pompele dinamice, conversia energiei are loc sub influența interacțiunii dinamice dintre fluxul de fluid și corpul de lucru al pompei.

În pompele volumetrice, mișcarea fluidului are loc atunci când volumul camerei de lucru a pompei se modifică în timpul mișcării de rotație sau alternativă a corpului de lucru.

Principalele caracteristici ale pompelor includ

Productivitate volumetrică (m 3 /s);

Presiune sau presiune creată de pompă, m. lichid. Artă. sau Pa;

Consumul de energie, kW;

Înălțimea de aspirație admisă, m.

Clasificarea pompelor utilizate în biotehnologie:

I. Pompe dinamice

1. Palete 2. Pompe de frecare

a) centrifugă; a) jet

b) diagonala; b) transport aerian

c) axial;

d) vortex.

I.Pompe volumetrice sau rotative pozitive

1. Alternativ

a) piston;

b) piston;

c) diafragma;

d) furtun;

d) pneumatice.

2.Cu mișcare de rotație.

a) angrenaj

b) șurub;

c) poarta sau excentric-lama

2) Pompele centrifuge sunt cele mai răspândite în biotehnologie.

Ei pot fi:

Fie cu o singură etapă, fie cu mai multe etape.

Majoritatea pompe în biotehnologie se referă la pompe de tip cantilever.

Pompa centrifugă de tip K este formată din:

Din camera de lucru - corpul pompei în sine are o formă de melc (spirală) cu țevi de aspirație și refulare,

Corpul de lucru este o roată de lucru cu mai multe lame (rotor) montată pe un arbore orizontal,

Și un motor electric, care este conectat la un arbore orizontal printr-un cuplaj.

Toate componentele pompei sunt montate pe un cadru din fontă. Camera volutei de lucru a pompei este închisă în față printr-un capac turnat împreună cu conducta de admisie.

Arborele orizontal este montat într-o carcasă pe rulmenți și este antrenat printr-un cuplaj de un motor electric.

Pompele de tip K sunt proiectate în principal pentru pomparea apei și a altor lichide cu vâscozitate scăzută.

Alte pompe centrifuge concepute pentru medii agresive sunt realizate folosind același design.

Acestea includ:

Pompe cantilever pe un suport separat;

Pompe consolă chimică tip X;

Pompe consolă chimică pentru pomparea lichidelor cu incluziuni solide, tip AX;

Pompe monobloc chimice tip XM;

Pompe submersibile chimice tip KHP;

Pompe chimice submersibile pentru pomparea lichidelor cu incluziuni solide de tip KhPA;

Chimic cu încălzire a carcasei reci;

Pompe chimice submersibile pentru pomparea lichidelor cu incluziuni solide si suspensii de tip PKhP.

Sunt utilizate pentru pomparea mediilor acide, alcaline, ușor acide, amoniacului și acide. Viteza rotoarelor ajunge de la 24,1 la 48,3 r/s.

Pe lângă aceste pompe, biotehnologia folosește pompe centrifuge ermetice cu design antiexploziv, tip TsNG-70; HG; CHB.

Sunt folosite pentru pomparea de lichide agresive, toxice, explozive și inflamabile.

O caracteristică de proiectare a acestor pompe este că nu au presetupe sau etanșări mecanice.

3) În pompele axiale, lichidul se mișcă în direcția axială. Creșterea presiunii are loc datorită conversiei energiei cinetice în energie potențială.

Lichidul intră în cavitatea de curgere 1 a pompei (Fig. 3.2), în care există un rotor constând dintr-un butuc 2 cu palete atașate la el.Numărul de palete este de obicei de la 3 la 6.

Butucul rotorului 2 este montat pe un arbore 5, care este antrenat de un motor electric.

La trecerea prin rotor, lichidul participă simultan la mișcarea de translație și rotație.

După rotor, lichidul intră într-o paletă de ghidare staționară 4, constând dintr-o serie de palete staționare.

Acest dispozitiv de ghidare este conceput pentru a elimina turbulențele debitului la ieșirea pompei și pentru a reduce pierderile de presiune în interiorul cavității de curgere.

Rotorul are forma unei elice. Lamele sale sunt curbate de-a lungul unei linii elicoidale.

Pompele axiale pot fi:

cu o singură etapă și cu mai multe etape,

Lamă rigidă și lamă rotativă.

Reglarea furajelor se realizează:

În pompele cu palete rigide - prin modificarea vitezei roții,

Și în cele cu lame rotative - prin modificarea unghiului de înclinare a lamelor.

Debitul în ele poate ajunge la 750–6000 m3/h, iar presiunea poate fi de la 1,3 la 23 m.

Sunt utilizate ca pompe de circulație în sistemele industriale de alimentare cu apă, precum și pentru suspensiile în circulație în unitățile de evaporare în vid.

4) Pompele rotative constau de obicei din trei părți:

Carcasa fixa cu camere de aspiratie si refulare;

Și contactoare care se rotesc continuu situate pe rotor.

Pe baza tipului de contactori, pompele rotative sunt împărțite în:

Pe rotativ (sau angrenaj);

Piston și piston;

Și supape cu șarță (plăcuță sau excentric-lamă).

Unele dintre cele mai comune pompe rotative sunt pompele cu angrenaje sau cu roți dintate.

Ele constau dintr-o pereche de roți dințate cilindrice situate în interiorul unei carcase în formă de elipsă.

Când angrenajele se rotesc, fluidul:

Din conducta de aspirație intră în spațiul dintre dinții adiacenți ai fiecărui angrenaj,

Avantajul acestor pompe este simplitatea designului, greutatea și dimensiunile reduse.

Aceste pompe au următoarele caracteristici:

Vâscozitatea lichidelor pompate variază de la 2 * 10 -6 până la 10 -4 m 2 /s;

Furaj (productivitatea) ajunge până la 200 m 3 /h;

Presiune până la 250 de metri de coloană de lichid (adică presiune 25 atm);

Temperatura lichidului pompat este de până la 200 0 C.

Curs nr. 4. Echipamente auxiliare în biotehnologie.

Schema cursului:

1) Clasificarea echipamentelor capacitive. Rezervoare.

2) Reactoare de amestec.

3) Alimentatoare și dozatoare pentru medii în vrac și lichide.

4) Dozatoare și dozatoare de cântărire.

1) La orice întreprindere, un volum mare este ocupat de operațiuni auxiliare:

Pentru transportul, depozitarea, dozarea materiilor prime, materialelor si produselor.

În aceste scopuri, se utilizează echipamente auxiliare, care sunt împărțite în mai multe grupuri:

eu. Echipament capacitiv.

A) Rezervoare pentru depozitarea pe termen lung și temporară a materialelor lichide.

B) Reactoare de amestecare pentru amestecarea componentelor mediilor nutritive.

C) Instrumente de măsurare a mediului lichid.

E) Colecții de recepție pentru primirea și depozitarea pe termen scurt a produselor lichide (fluid de cultură etc.)

II. Pompe pentru transportul materialelor lichide.

III. Dozatoare și alimentatoare pentru medii în vrac și lichide.

IV. Echipamente mașini de spălat.

Următoarele sunt supuse stocării pe termen lung în biotehnologie:

Parafine lichide, melasă de sfeclă, metanol, etanol;

Acetonă și alte materii prime.

Următoarele produse sunt supuse depozitării temporare:

Soluții sărate, componente ale mediilor nutritive lichide etc.

Rezervoare depozitare pe termen lung Acestea sunt, de regulă, rezervoare de mare capacitate de la 100 la 10.000 m3.

Forma recipientului este în principal cilindrică verticală, cu un raport dintre diametru și înălțime D/H = (1,0 ÷ 2,0).

Pentru a amesteca lichid, de ex. pentru a-i conferi uniformitate, rezervoarele sunt furnizate cu:

Fie prin țevi de preaplin situate în interiorul recipientului la diferite niveluri;

Sau sisteme de omogenizare situate în afara containerului.

Rezervoarele sunt echipate cu mijloace de control și fitinguri adecvate (fittinguri sau țevi):

Pentru alimentarea recipientului cu lichid și aer comprimat;

Setări manometru pentru controlul presiunii;

Instalarea unei supape de siguranță pentru a elibera excesul de presiune;

Setarea indicatorului de nivel al lichidului în recipient;

Scurgerea lichidului rămas din recipient;

Conductă de presiune, trape și aerisire;

La fel și încălzitoarele, în care este furnizat abur.

preparate enzimatice, antibiotice, preparate bacteriene și virale pentru protejarea plantelor de dăunători și boli, îngrășăminte bacteriene, precum și produse de prelucrare complexă a materiilor prime vegetale - furfural, xilitol etc. au apărut în timpul revoluției științifice și tehnologice moderne și se bazează pe ultimele realizări tehnic microbiologie, chimie, fizică, tehnologie chimică și cibernetică.

Pe baza stiintifica Se creează tot mai multe sisteme inginerie-biologice avansate în care enorma energie a transformării enzimatice a substanțelor inerente microorganismelor este utilizată pentru sinteza țintită a produselor necesare agriculturii și industriei. O parte semnificativă a produselor Industria microbiologică folosit pentru a obține valor biologic furaj mixt. La 1 T drojdie adăugată în furaje, fermele produc în plus până la 800-1200 kg carne de porc, sau 1500-2000 kg carne de pasăre (greutate vie) sau 15-25 mii de ouă, 3,5-5 sunt salvate T boabe Eficiență economică producția de animale crește și mai mult atunci când, împreună cu drojdia furajeră, sunt introduse în alimentație vitaminele și aminoacizii lipsă, antibioticele furajere și preparatele enzimatice.

Agenții microbiologici pentru combaterea dăunătorilor și agenților patogeni ai plantelor, precum și îngrășămintele bacteriene, contribuie la creșterea productivității câmpurilor, grădinilor de legume, livezilor și viilor. microbiană și virală insecticide sunt sigure pentru oameni, animale benefice și insecte, ajută la protejarea naturii și îmbunătățesc condițiile de reproducere în lumea vegetală și animală.

Preparatele enzimatice accelerează foarte mult seria procese tehnologice prelucrare agricolă materii prime, sporesc randamentul și îmbunătățesc calitatea produselor din alimente, carne, produse lactate și industria ușoară, cresc semnificativ productivitatea muncii. Preparatele enzimatice sunt, de asemenea, utilizate în industria chimica(producția de detergenți Calitate superioară), utilizarea lor este promițătoare în metalurgia feroasă (înlăturarea grăsimilor din foile de oțel laminate subțiri), în sistemele de curățare industrială și casnică Ape uzate.

În 1966, întreprinderile de sinteză microbiologică, care se aflau sub jurisdicția diferitelor ministere și departamente, au fost separate într-o nouă industrie independentă, iar Direcția Principală a fost organizată sub Consiliul de Miniștri al URSS. Industria microbiologică Activitățile de cercetare și dezvoltare preexistente au fost extinse organizații de proiectare, au fost create noi institute de cercetare din întreaga Uniune: genetică și selecție de microorganisme industriale, produse microbiologice de protecție a plantelor și preparate bacteriene, un institut biotehnic, un departament de enzime la Institutul de Cercetare All-Union pentru Sinteza Proteinelor.

În perioada 1966-70, producția de drojdie furajeră a crescut de 2,7 ori, producția de antibiotice furajere de 3,3 ori și preparatele enzimatice de 2 ori. Producția de concentrate de proteine ​​​​-vitamine (PVC) din hidrocarburi petroliere, antibiotice pentru hrana animalelor - kormogrisin și bacitracină, cel mai important aminoacid - lizină, vitamina 12, remediu eficient protecția plantelor - entobacterin etc. În 1972, față de 1970, producția de drojdie furajeră în URSS a crescut cu 40%, antibioticele furajere cu 29%, preparatele enzimatice de 2 ori, lizină de 5 ori. Lansarea produselor pentru Agricultură la întreprinderile Glavmicrobioprom în 1971-72 a crescut de 1,7 ori. Rata medie anuală de creștere a producției industriale în industrie pentru anii 1971-72 este semnificativ mai mare decât creșterea medie anuală a producției pentru industria URSS în ansamblu.

Întreprinderi mari construite Industria microbiologică- Instalații de hidroliză de drojdie Lesozavodsky (teritoriul Primorsky) și Khakassky (teritoriul Krasnoyarsk), cu o capacitate de 28 mii. T, Uzina biochimică Kirov cu o capacitate de 60 de mii. T hrănește drojdie pe an, planta Novogorkovsky de concentrate de proteine-vitamine din parafine de ulei cu o capacitate de 70 de mii. T pe an, fabrică de preparate enzimatice din Vilnius (RSS Lituaniană), fabrici de lizină libaneză (RSS letonă) și Charentsavan (RSS armeană). Construcția continuă cele mai mari intreprinderi sinteza microbiologica. Pentru ei sunt create echipamente de înaltă performanță de capacitate unitară mare. O fabrică din Svetloyarsk (regiunea Volgograd) cu o capacitate de 240 mii. T peste 100 de mii vor fi furnizate industriei furajelor pe an de concentrate de proteine ​​și vitamine. T proteine ​​digerabile și o cantitate mare de vitamine.

Noile metode de mare intensitate de hidroliză a lemnului deschid perspectiva unei prelucrări chimice și biochimice complexe eficiente a materiilor prime lemnoase și organizarea pe această bază a producției de drojdie de panificație, glucoză alimentară, lizină, glicerină, glicoli și alte produse valoroase.

Nevoile economiei nationale, si in special ale agriculturii, pentru produse de sinteza microbiologica sunt in continua crestere. Crearea unui puternic Industria microbiologică - componentă programul de dezvoltare a agriculturii elaborat de PCUS, întărindu-i baza materială și tehnică. În același timp Industria microbiologică accelerează progres tehnicîntr-o serie de industrii - alimentară, ușoară, grea. În industria chimică, de exemplu, din aminoacizi și alte produse proteice de sinteză microbiologică, este posibil să se organizeze producția de noi tipuri de fibre și filme artificiale de înaltă calitate - înlocuitori completi de lână. Produse Industria microbiologică- preparate cu lizină, enzime și proteine ​​- în viitor va fi utilizat pe scară largă pentru a îmbogăți pâinea, produsele de pâine, concentratele alimentare cu proteine ​​și pentru a crește astfel. valoarea lor nutritivă.

Industria microbiologică Se dezvoltă rapid și în alte țări socialiste. Drojdia furajeră este produsă în Bulgaria, Ungaria, Germania de Est, Polonia, România, Cehoslovacia și Iugoslavia. În Bulgaria, România și Cehoslovacia a fost organizată producția de lizină, în Bulgaria, Ungaria, Polonia, Cehoslovacia, Iugoslavia - antibiotice furajere, în Bulgaria, Ungaria, Germania de Est, Polonia și Cehoslovacia - enzime.

În marile țări capitaliste Industria microbiologică a primit o dezvoltare semnificativă. Astfel, în SUA, producția de antibiotice pentru adaos la furaje a crescut în 1965-70 de la 1200 la 3318 T;În perioada 1968-72, consumul de preparate enzimatice a crescut de 1,8 ori. În Japonia, sinteza microbiologică a lizinei în 1973 s-a ridicat la 20 de mii. T, acidul glutamic, folosit în principal pentru a îmbunătăți gustul alimentelor, este de aproximativ 100 de mii. T, producția de antibiotice furajere în 1970 - 4,7 mii. m; Producția de antibiotice pentru protecția agriculturii a atins o scară largă. plante de boli (aproximativ 80 mii. Tîn 1970); producția de preparate enzimatice pentru diverse industrii și agricultură în anul 1973 a fost de 13,3 mii. T.

Lit.: Programul PCUS, M., 1973, p. 127; Materiale ale Congresului XXIV al PCUS, M., 1971; Planul cincinal de stat pentru dezvoltarea economiei naționale a URSS pentru anii 1971-1975, M., 1972; Alikhanyan S.I., Selecția de microorganisme industriale, M., 1968; Belyaev V.D., Microbiologie - agricultură, „Viața de petrecere”, 1971, nr. 12; Denisov N.I., Drojdie furajeră, M., 1971; „Jurnalul Societății Chimice All-Union poartă numele. D.I. Mendeleev”, 1972, nr. 5 (numărul este dedicat microbiologiei industriale); Kalunyants K. A., Ezdakov N. V., Producția și utilizarea preparatelor enzimatice în agricultură, M., 1972; Lizina - producția și aplicarea în zootehnie, M., 1973.

B. Ya. Neumann.

Articol despre cuvântul " Industria microbiologică„ în Marea Enciclopedie Sovietică a fost citit de 9439 de ori

Din punct de vedere structural, industria microbiologică include două grupe principale de producție, care se deosebesc între ele prin materiile prime utilizate:

· producerea de substanțe proteice furajere (în principal drojdie furajeră) din materii prime hidrocarburi;

· producerea de drojdie furajeră din materii prime de origine vegetală, precum și furfural și alte produse obținute prin hidroliza lemnului și a deșeurilor vegetale din agricultură și silvicultură.

În plus, industria include producția de aminoacizi și preparate enzimatice, antibiotice pentru hrana animalelor, îngrășăminte bacteriene și produse microbiologice de protecție a plantelor și animalelor, precum și a diverșilor solvenți din materii prime alimentare, prin urmare, include întreprinderi din industria hidrolizei și la în același timp industria de sinteză organică.

Produsele industriei microbiologice contribuie la intensificarea agriculturii, în primul rând creșterea animalelor, precum și la îmbunătățirea tehnologiei în industria ușoară, alimentară și în unele alte industrii. productie industriala(în producția de detergenți, pentru tratarea apelor uzate etc.).

Un consumator important de produse este industria furajelor. Aproximativ 2/3 din toate produsele microbiologice sunt folosite în agricultură.

Drojdia alimentară este principalul produs al industriei. Ele sunt la fel de importante pentru creșterea animalelor ca și îngrășămintele minerale pentru agricultură.

Întreprinderile care utilizează materii prime de hidrocarburi pentru producția de drojdie se concentrează pe centrele de rafinare a petrolului, ceea ce se datorează intensității materiale destul de ridicate a producției. Pentru a obține 1 tonă de proteine, trebuie să aveți 2,5 tone de materii prime de hidrocarburi, care sunt distilatoare de petrol și parafine lichide purificate de petrol.

Producția de drojdie se desfășoară în Belarus la fabricile Novopolotsk și Mozyr de concentrate de proteine ​​și vitamine. Cea mai mare dintre ele - uzina Novopolotsk BVK - și-a început activitatea în 1978, Mozyr - în 1983.

Producția de hidroliză a proteinelor furajere folosind deșeuri de lemn are loc în Bobruisk și Rechitsa. Instalația de hidroliză de drojdie de la Rechitsa funcționează din 1931. La început a produs extract de tăbăcire și a furnizat fermelor drojdie furajere din 1977. Uzina de hidroliză Bobruisk a produs primul său produs - alcool etilic - în 1936. După reconstrucție în 1967, produce și drojdie furajeră (mai mult de 10 mii de tone pe an).

Industria microbiologică include, de asemenea:

· Uzina biochimică Nesvizh, care produce aproximativ 25 de tone de antibiotic pentru furaje (biomicină) și până la 10 milioane de hectare porții pe an de rizotorfină - un îngrășământ bacterian pentru leguminoase;

· Planta biochimică Pinsk pentru producerea de riboflavină (vitamina B 2);

· Atelierul Obolsky al fabricii Novopolotsk BVK, care produce un aditiv pentru hrana animalelor - aminoacidul lizină (până la 180 de tone pe an).

Cea mai mare asociație de cercetare și producție din CSI, Belmedbioprom (Minsk), operează în Belarus pentru producția de produse biologice.

Trebuie spus despre pericolele pentru mediu atât ale producției de proteine ​​pe bază de materii prime hidrocarburi, cât și despre prezența acestei proteine ​​în furaje.

Concluzie

Industria chimică este una dintre ramurile de avangardă ale revoluției științifice și tehnologice, deoarece tehnologia chimică modernă face posibilă transformarea unei game aproape nelimitate de materii prime în produse industriale valoroase.

Complexul chimic din Belarus este specializat în producția de îngrășăminte minerale, fibre sintetice, anvelope auto, produse din cauciuc, materiale plastice, lacuri si vopsele. Reprezintă aproximativ 15% din producția industrială.

Dezvoltarea complexului economic din Belarus a fost facilitată de o serie de factori, dintre care cei mai importanți sunt prezența zăcămintelor bogate de săruri de potasiu, amplasarea economică și geografică avantajoasă, furnizarea de surse de apă și disponibilitatea de înaltă calificare. resurselor de muncă.

Dezvoltarea industriei chimice în anii 60 ai secolului trecut a avut loc în condiții de planificare centralizată strictă, în cadrul complexului economic național unic al URSS. Producția multor tipuri de produse s-a concentrat pe materii prime de import și exportul acestora în afara republicii. Majoritatea industriilor se caracterizează prin intensitate energetică ridicată, ceea ce duce la costuri ridicate cu resurse energetice proprii limitate și prețuri mai mari la produse.

Creată în anii 60-70 cu accent pe achiziționarea de tehnologii și echipamente străine, baza de producție a industriei chimice era deja învechită din punct de vedere moral și fizic la sfârșitul anilor 80, amortizarea activelor fixe de producție era de 60-80%.

Concentrarea teritorială nerezonabil de mare a industriei chimice în republică a dus la acut probleme ecologiceîn Soligorsk, Novopolotsk, Mogilev, Bobruisk, Svetlogorsk și alte centre.

Principala problemă a complexului chimic în prezent este restructurarea sa internă, reorientarea producției către tipuri de produse noi, mai progresive și mai competitive.

Literatură

1. Belarus: un stat pentru oameni. Naţional Raport cu privire la dezvoltare Umana– Mn.: Republica Belarus, 1997– 104 p.

2. Geografia Belarusului: Entsyklapedychny davednik. – Mn.: BelEn, 1992– 381 p.

3. Despre activitatea economiei naționale a Republicii Belarus pentru ianuarie-decembrie 2001 – Mn: 2002.

4. Program de dezvoltare complex industrial Republica Belarus pentru 1998–2015 // BEZH. – 1998. – Nr. 2.

5. Programul de dezvoltare socio-economică a Republicii Belarus pentru 2001 - 2005. – Mn: 2001.

6. Industria Republicii Belarus. Stat. sat. – Mn.: 1995.

7. Rogach P.I., Sosnovsky V.M. Geografia comercială a Republicii Belarus. – M., 1993.

8. Rogach P.I., Sosnovsky V.M. Distribuția forțelor productive. Educational manual - Mn.: Eco-perspective, 2000.

9. Geografia Satsyalna-ekanamică a Republicii Belarus: Vucheb. dapam. pentru studenții VNU/Pad ed. A.V. Salomki, K.R. Kireenka) - Mn: Universitetskaya, 1997. - 230 p.

10. Sidor A. Adunări regionale ale structurii gândirii antice din Belarus. // Geografie: probleme de aranjare. – 1996. – numărul 3

11. Geografia Belarusului în tortură și adkaz: Sidor S. I. i inshya. Ajutor pentru elevi. – Mn.: Narasveta 1998. – 111 p.

12. Dezvoltarea socio-economică a Republicii Belarus în 2000. Economia belarusă: analiză, prognoză, reglementare. – 2001 – Nr. 2.

13. Hruşciov A.T. Geografia industriei URSS: manual pentru geografi. specialist. universități –M.: Mai sus. şcoală, 1990. – 223 p.

14. Shimova O.S., Sokolovsky N.K. Fundamentele ecologiei și economiei managementului mediului: Manual - Mn.: BSEU, 2001. - 368 p.