WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 49 |

«Т. Г. Волова БИОТЕХНОЛОГИЯ Ответственный редактор академик И. И. Гительзон Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в ...»

-- [ Страница 3 ] --

Чистые культуры стали применять в сложившихся микробиологических производствах. Большое значение имели работы по изучению микробного антагонизма и применению его в медицине. Мечниковым было создано учение об антагонизме микробов и научно обоснованы рекомендации для практических применений этого учения. В этот период активно изучалась азотфиксация. Немецкие исследователи Гельригель и Вильфарт установили биологическую природу процесса фиксации азота бобовыми растениями, а Бейеринк выделил чистую культуру клубеньковых бактерий и доказал их присутствие в ризосфере растений. Тогда же блестящими работами Виноградского, Омельянского, Надсона, Исаченко были заложены основы геологической микробиологии; начато изучение роли микроорганизмов в превращениях серы, железа, кальция, грязеобразовании. Стали закладываться научные основы биологической обработки и обезвреживания стоков. Очистные сооружения, известные со времен Древней Индии и Римской империи и пришедшие в упадок в средние века, с бурным развитием промышленности на рубеже XIX–XX веков вновь стали предметом пристальных исследований. В этот период начала складываться энзимология.

Для изучения и применения ферментов потребовалась разработка и подбор специальных «мягких» методов выделения и очистки. Началось практическое применение ферментных препаратов для подслащивания ряда веществ, появились препараты для дубления кож и применения в аналитике.

В 70–80-е годы XIX столетия были заложены основы культивирования растительных клеток и животных тканей. После работ Шванна и Вирхова, назвавших клетку элементарным организмом, возник интерес к изучению живых клеток, и начались эксперименты по сохранению жизнеспособности клеток и кусочков тканей в специфических условиях и средах. В г. Мендель доложил Обществу испытателей природы свои наблюдения о закономерностях передачи наследственных признаков.

В начале XX века были введены термины «мутации», «ген», возникла гипотеза Сэттона-Бовери о том, что хромосомы являются материальными носителями наследственных признаков. Русский цитолог Навашин раскрыл особенности структуры хромосом и заложил основы хромосомной теории наследственности.

Таким образом, в данный период внедрение научных знаний дало возможность приступить к разработке научно-обоснованных биотехнологий многих производственных процессов.

Последний период эры предыстории современных биотехнологий (10е – 40-е годы XX века) условно можно подразделить на два этапа. На первом этапе, в начале его, в основном, происходило усовершенствование технологии существующих производств, а затем, благодаря успехам микробиологии, биохимии и других наук того периода, в результате принципиальных усовершенствований аппаратуры и технологий возникла основа для организации новых производств. В этот период стали выпускать новые экологически чистые биоудобрения и биологические препараты для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений, возникли производства ряда целевых продуктов (органических растворителей, спиртов), начались промышленные испытания биотехнологических процессов переработки и использования растительных отходов. Второй этап данного периода тесно связан с биотехнологическими методами получения ряда сложных веществ – антибиотиков, ферментов, витаминов.

Революционным моментом данного периода была промышленная реализация технологии производства антибиотиков. Отправной точкой при этом послужило открытие Флемингом, Флори и Чейном химиотерапевтического действия пенициллина. Практически одновременно в СССР Ермольева, изучая действие лизоцима, показала, что он является фактором естественного иммунитета, а Гаузе и Бражникова получили новый активный препарат – антибиотик грамицидин.

После второй мировой войны в ходе интенсивного развития промышленных биотехнологий были организованы производства аминокислот, белка одноклеточных, превращение стероидов, освоено культивирование клеток животных и растений. Интактные клетки микроорганизмов широко стали использовать для получения лекарственных веществ стероидной природы, были организованы крупные производства вакцин.

Эра новейших биотехнологических процессов, возникшая в течение последних 25–30 лет, связана с использованием иммобилизованных ферментов и клеточных органелл, а также основана на методах рекомбинантных ДНК. Бурно развивающиеся в настоящее время генетическая и клеточная инженерия способствуют тому, что биотехнологии постепенно завоевывают все новые и новые области производства и решительно внедряются во многие сферы деятельности человека. В 50-е годы после успешного использования для получения вакцины вируса полиомиелита, выращиваемого в культуре клеток млекопитающих, линии культур клеток человека стали незаменимыми для выделения и культивирования ряда других вирусов, производства антител, интерферона, противоопухолевых химиопрепаратов. В конце 60-х годов иммобилизованные ферменты и клетки стали успешно применяться не только для производства полусинтетических препаратов, но и для проведения несложных биохимических анализов.

Возникновение генетической инженерии условно относят к 1972 году, когда в США Бергом была создана первая рекомбинантная молекула ДНК.

С середины 70-х годов данной проблемой интенсивно занимаются тысячи научных коллективов и промышленных компаний во всех странах мира.

Сочетание слов «генетика» и «инженерия» свидетельствуют о том, что наступило время, когда стало возможным конструирование рекомбинантных ДНК и целенаправленно создавать искусственные генетические программы. Это дало возможность организовать получение многих важных препаратов, а также начать работу по получению новых суперштаммовдеградаторов промышленных токсикантов. Внедрение новейших методов биотехнологии в настоящее время производит переворот в различных областях биотехнологии, включая биотехнологические процессы. Эти методы позволяют интенсифицировать экологически чистые биотехнологии воспроизводства пищи и кормовых препаратов, решать методами задачи обеспечения человечества материальными и энергетическими ресурсами и также природоохранные проблемы.



Таким образом, корни биотехнологических процессов уходят в далекое прошлое, а их будущее необычайно широко и перспективно. Современном биологическим технологиям под силу создать отрасли, основанные на функционировании биологических систем, метаболические системы которых обладают уникальными достоинствами и подчинены интересам человечества.

1.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОИЗВОДСТВ

Важнейшей задачей любого биотехнологического процесса является разработка и оптимизация научно-обоснованной технологии и аппаратуры для него. При организации биотехнологических производств частично был заимствован опыт развитой к тому времени химической технологии.

Однако биотехнологические процессы имеют существенное отличие от химических в силу того, что в биотехнологии используют более сложную организацию материи – биологическую. Каждый биологический объект (клетка, фермент и т. д.) – это автономная саморегулирующаяся система.

Природа биологических процессов сложна и далеко не выяснена окончательно. Для микробных популяций, например, характерна существенная гетерогенность по ряду признаков – возраст, физиологическая активность, устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов среды. Они также подвержены случайным мутациям, частота которых составляет от 10-4 до 10-8. Гетерогенность также может быть обусловлена наличием поверхностей раздела фаз и неоднородностью условий среды.

В общем виде любой биотехнологический процесс включает три основные стадии: предферментационную, ферментационную и постферментационную. Принципиальная схема реализации биотехнологических процессов в общем виде может быть представлена блок-схемой, в которой сделана попытка охватить все варианты ферментационных процессов (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Принципиальная схема реализации биотехнологических процессов 1 – реактор для приготовления сред, 2 – вихревой насос, 3 – аппарат для приготовления твердых сред, 4 – паровая колонка для подогрева сред до температуры стерилизации, 5 – выдерживатель сред при температуре стерилизации, 6 – теплообменник для охлаждения сред, 7 – мерник – сборник питательной 8 – дозатор, 9 – анаэробный ферментер, 10 – глубинный аэробный ферментер, 11 – биокаталитический реактор, 12 – ферментер для поверхностной твердофазной ферментации, 13 – то же для поверхностной жидкостной ферментации, 14 – экстрактор, 15 – сепаратор для отделения биомассы, 16 – система локальной автоматики, 17 – плазмолизатор биомассы, 18 – дезинтегратор биомассы, 19 – выпарная установка, 20 – фракционирование дезинтегратов, 21 – сушилка и другие аппараты для обезвоживания, 22 – аппаратура для расфасовки продукта, 23 – ионообменные колонны, аппараты для химических и мембранных методов выделения, центрифуги, фильтры, кристаллизаторы и др. устройства.

Условные обозначения: рН – раствор для коррекции рН, П – компоненты и среды для подпитки, Пос – посевной материал, В – сжатый воздух, ПАВ – пеногаситель, Ср – стерильная питательная среда, На предферментационной стадии осуществляют хранение и подготовку культуры продуцента (инокулята), получение и подготовку питательных субстратов и сред, ферментационной аппаратуры, технологической и рециркулируемой воды и воздуха. Поддержание и подготовка чистой культуры является очень важным моментом предферментационной стадии, так как продуцент, его физиолого-биохимические характеристики и свойства определяют эффективность всего биотехнологического процесса. В отделении чистой культуры осуществляют хранение производственных штаммов и обеспечивают их реактивацию и наработку инокулята в количествах, требуемых для начала процесса. При выращивании посевных доз инокулята применяют принцип масштабирования, то есть проводят последовательное наращивание биомассы продуцента в колбах, бутылях, далее в серии последовательных ферментеров. Каждый последующий этап данного процесса отличается по объему от предыдущего обычно на порядок. Полученный инокулят по стерильной посевной линии направляется далее в аппарат, в котором реализуется ферментационная стадия.

Приготовление питательных сред осуществляется в специальных реакторах, оборудованных мешалками. В зависимости от растворимости и совместимости компонентов сред могут быть применены отдельные реакторы. Технология приготовления сред значительно усложняется, если в их состав входят нерастворимые компоненты. В различных биотехнологических процессах применяются различные по происхождению и количествам субстраты, поэтому процесс их приготовления варьирует. Поэтому дозирование питательных компонентов подбирается и осуществляется индивидуально на каждом производстве в соответствии с Технологическим регламентом конкретного процесса. В качестве дозирующего оборудования при этом применяются весовые и объемные устройства, используемые в пищевой и химической промышленности. Транспорт веществ осуществляется насосами, ленточными и шнековыми транспортерами.

Сыпучие компоненты подают в ферментеры с помощью вакуумных насосов. Часто применяют принцип предварительных смесей, то есть соли предварительно растворяют и затем транспортируют по трубопроводам, дозируя их подачу по объему. В силу исключительного разнообразия биотехнологических процессов и применяемых для их реализации сред, методов и аппаратуры рассмотрение данных элементов далее будет связано с конкретными биотехнологическими производствами.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 49 |
 



Похожие работы:

«1. Лазерная хирургия глаукомы Ремесников И.А. - доклад в Ремесникова И.А ОКБ №1 г. Волгограда на обществе офтальмологов, 1997 г. 2. Применение компьютеризированной системы флюоресцентной ангиографии глазного дна Ремесников И.А. - доклад Ремесникова И.А в ОКБ №1 г. Волгограда на обществе офтальмологов, 1997 г. 3. Превентивная лазерная хирургия Ремесников И.А. - доклад на обществе офтальмологов в ВФ ФГБУ МНТК Микрохирургия глаза, 1998 г. 4. Лазертрабекулопластика как метод раннего лечения...»

«На протяжении всей истории человечества шла борьба за ресурсы. Именно они были движущей силой, определявшей миропорядок. В разные периоды развития общества такие ресурсы, как земля, золото, лес и т.д., играли различную роль. В последнее сто летие это энергетические ресурсы – нефть и газ. Особенность этих ресурсов – их нево зобновляемость. Недалеко то обозримое будущее, когда они будут исчерпаны: так на зываемая стратегия конца трубы. Реальная, порой кровавая борьба (последний при мер – Ирак)...»

«ПРОФЕССОР КОЧО человек эпохи Киев 2013 УДК 001(092)(477)+929Кочо ББК 63.3(4Укр)6-8Кочо К 85 Крыжановский К. С. К 85 Профессор Кочо человек эпохи./ К. С. Крыжановский – К.: Издательство Сталь, 2013. – 58 с. ISBN 978-617-676-038-2 Исторический очерк посвящен юбилейной дате, 100 летию со дня рождения выдающегося украинского ученого, профессора, доктора технических наук, изобретателя, Валентина Степановича Кочо, основателя нового научного направления и академической школы подготовки специалистов...»

«Ежемесячное издание Выпуск №3, июнь 2013 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ Выпуск №3, июнь 2013 Содержание выпуска Вступительный комментарий 3 Ключевая статистика 4 По теме выпуска Угольная промышленность в России: перспективы 10 Рост угольной генерации в Европе 14 Обсуждение Тернистый путь газомоторного топлива в России 18 Саудовская Аравия на пути к ВИЭ 23 Обзор новостей 27 Выпуск подготовлен авторским коллективом под руководством Леонида Григорьева Виктория Гимади Александр Курдин Татьяна Радченко...»

«При поддержке ЭНеРГетичеСкий фоРУм Москва, НИТУ МИСиС 5-6 декабря 2012 Международная конференция Электроэнергетика России: генерация, транспорт и распределение. Концепция развития до 2020 года. electro.problema.ru 7 декабря 2012 Международная конференция Уголь России и СНГ 2012 coal.rusmet.ru...»

«Александрос Петерсен при участии Катинки Барыш Россия, Китай и энергетическая геополитика в Центральной Азии москва 2012 УДК 327.8 ББК 66.4 П29 Перевод с английского Максима Коробочкина. Russia, China and the Geopolitics of Energy in Central Asia. Электронная версия: http://www.carnegie.ru/publications. В книге отражены личные взгляды авторов, которые не должны рассматриваться как точка зрения Фонда Карнеги за Международный Мир или Московского Центра Карнеги. Петерсен, А. П29 Россия, Китай и...»

«Примерная основная образовательная программа высшего профессионального образования специальность 180405 Эксплуатация судовых энергетических установок Утверждена Постановлением Правительства РФ от 30.12.2009 г. № 1136 ФГОС ВПО утвержден приказом Минобрнауки России от 24.12.2010 г. №2060 Квалификация выпускника специалист Нормативный срок освоения программы пять лет Форма обучения - очная. Примерная образовательная программа (ПООП) по специальности 180405 Эксплуатация судовых энергетических...»

«Информационное письмо о VI Международной (Всесоюзной) антиядерной конференции, посвященной 25-летию Чернобыльской катастрофы. На путях к духовно-экологической цивилизации: уроки Чернобыльской катастрофы и экологическая безопасность, радиация и человек. Конференция состоит из двух частей дистанционной и очной. Дистанционная часть конференции состоится с 13 по 15 апреля 2011 с использованием технологий 3D миров. Очная часть конференции, для желающих и кто сможет участвовать, пройдет с 25 по 26...»

«Директор по направлению Экология и энергоэффективность ЗАО АПБЭ, координатор ТП МРЭ О.А. Новоселова III Ежегодная конференция Электроэнергетика России. В ожидании новых шагов. 12-13.03.2012, Лондон Мировые тренды в электроэнергетике 2 Революция на рынке газа: избыток газа на рынке, сланцевый газ, СПГ, низконапорный газ, интенсивное развитие газовой генерации Системный технологический апгрейд: технологии, которые вступят в стадию массового использования в следующие 10 лет связаны с Smart Grid,...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.