Топырақты өндіру препараттарын алу технологиясын пайдалана отырып бизнес план құру

Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Биология және Биотехнология факультеті

Орындағандар: Қарабаев Тұрар

Топырақты өндіру препараттарын алу технологиясын пайдалана отырып бизнес план құру

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім

Қортынды

Пайданылған интернет ресурстар

Азот атмосфералық ауаның негізгі құрамдас бөлігі болып табылады және топырақта оның жетіспеушілігі байқалады, өйткені оны өсімдіктер мен микроорганизмдер байланысты түрде (нитрат, аммоний) тұтынады. Өсімдіктердің өнімділігін арттыру үшін топыраққа органикалық және минералды тыңайтқыштар түрінде азот енгізіледі. Минералды тыңайтқыштарға жыл сайынғы қажеттілік 100 млн. тоннадан астам.

Химиялық тыңайтқыштарды қолдану топырақтың ластануына әкеледі, өйткені олармен бірге жанама ластаушы элементтер (мысалы, фтор, кадмий және т. б. ) топыраққа енеді, сонымен қатар химиялық тыңайтқыштар қымбаттай түсуде. Азот тыңайтқыштарын қолдану ерекше алаңдаушылық тудырады, өйткені ауыз суда, көкөністерде, жасыл жемде адамдар мен жануарларға улы нитраттар мен нитриттердің көп мөлшері бар.

Химиялық тыңайтқыштарға балама бактериалды - атмосфералық азотты (диазотрофты) бекітуге қабілетті бактериялардың препараттары. Бірнеше ондаған жылдар бойы өсімдіктер тұқымын егу үшін азот түзеткіш микроорганизмдер негізінде препараттар шығарылды. Мұндай препараттарды өндіретін ірі компаниялар АҚШ-та, Францияда, Ұлыбританияда, Бразилияда, Аргентинада, Мексикада, Қытайда және барлық Еуропа елдерінде бар.

Осы себепті Қазақстанда ашуғада мүмкіндік бар, осы салаға бизнес план.

Азотты бактериялық тыңайтқыштар.

Rhizobium тектес бактериялар-мөлшері 0, 5-3, 0 мкм болатын таяқшалар, споралар түзбейді, грам-оң. Rhizobium әр түрі өсімдік түрлерінің аз санына байланысты (кесте. 32) және оның табиғи иелері болып табылмайтын басқа түрлермен өзара әрекеттеспейді

Бактерии

Растения-хозяева

Rhizobium leguminosarum sabs. trifolli

Беде

Rhizobium leguminosarum sabs. phaseoli

Кәдімгі үрме бұршақ, алтын үрме бұршақ

Rhizobium leguminosarum sabs. viciae

Бұршақ, фасоль

Rhizobium leguminosarum sabs. lupini

Люпин

Rhizobium meliloti

Люцерна

Bradyrhisobium japonicum

Соя

Әр түрлі өсімдіктерге қатысты азот түзеткіш микроорганизмдер түрлерінің ерекшелігі

Rhizobium тектес бактерияларға негізделген препараттар

Rhizobium тектес бактерияларға негізделген бірнеше препараттардың технологиясы жасалды. Рисоторфин өндірісінде тез өсетін түйнек бактериялары (ТӨТБ) қолданылады - фасоль, бұршақ, беде және баяу өсетін (БӨТБ) симбиозда люпинмен және соямен дамиды. Көміртек көзі ретінде сахароза БӨТБ үшін, глюкоза ТӨТБ үшін қолданылады. Зертханалық жағдайда дақыл бұршақ отварымен тығыз ортада өсіріледі, инокуляторлар мен өндірістік ферментаторларда өсіру үшін келесі құрамдағы орта қолданылады, г/дм3: көміртегі көзі-20; жүгері сығындысы-7-10; (NH4) 2SO4 - 0, 5; KH2PO4 - 0, 5; K2HPO4 - 0, 5; MgSO4 - 0, 2; CaCO3 - 1, 0.

Rhizobium

Рисоторфин стерильді шымтезектегі бактериялардың препараты (өндіріс ең көп таралған)

Толтырғышпен қоспадағы құрғақ нитрагин бактериялық концентраты

Топырақ нитрагині стерильді топырақтағы бактериялардың препараты

Сапонин органикалық сапропелдегі бактериялардың препараты

Rhizobium тектес бактерияларға негізделген препараттар

Зертханалық жағдайда бактерияларды өсіру

Инокуляторларда бактерияларды өсіру

Өндірістік культивация

Өсіру шарттары ТӨТБ БӨТБ

Ортаның рН мәні 6, 8-7, 0 6, 3-6, 5

Температура, оС 28-29 28-29

Ұзақтылығы, сағ 24-36 48-60

Культуралдық сұйықтықтағы жасуша титрі, млрд. / мл 8-9 3-4

Культуралық сұйықтықты салқындату

Шымтезек дайындау

Препаратты дайындау

Рисоторфин өндірісінің схемасы

Шымтезек салынған пакеттерді радиоактивті кобальт қондырғысында стерильдейді, содан кейін әрбір пакетке стерильді инемен 10-15°с дейін салқындатылған 50-60 мл енгізеді, пакеттердің ішіндегісі айналмалы барабанда орташаланады. Алынған препараттағы жасуша титрі оларды ұстап тұру үшін 1-2 миллиард/г құрайды. пакеттерге глюкозаның стерильді ерітіндісі қосылады. ТӨТБ препараттарын 5-10°c, БӨТБ - 12-15°C температурада сақтаймыз, сақтау мерзімі - 6 ай. 200 г препарат (1 га-порция) 1 га Топырақты егуге қажетті тұқымдарды өңдеуге жеткілікті

Құрғақ нитрагин өндірісінде культуралық сұйықтық осылай алынады, содан кейін жасушалар бактофугация арқылы бөлініп, қорғаныш ортамен араласады (20% патока + 1% тиомочевина) және сублимациялық кептіргіште 2-3% ылғалдылыққа дейін кептіріледі. Қорғаныс құралы жасушаларды мұз кристалдарының бұзылуынан қорғайды. Кептірілген материал шарлы диірмендерде ұнтақталады және ұнтақталған толтырғышпен (бентонит, каолин) препараттың 9-10 млрд. /г стандартты жасуша титріне дейін араластырылады

Топырақ нитрагині топырақты зарарсыздандырудың күрделілігіне байланысты көп таралмады. Топырақта көптеген микроорганизмдер бар және мұндай препараттағы Rhizobium тектес жасушалардың өміршеңдігі айтарлықтай төмендейді.

Атмосфералық азотты бекіту кезінде жанама реакция Н+ H2 нитрогеназасымен қалпына келтіру болып табылады, оның барысында аденозин трифосфатының (АТФ) энергиясы жұмсалады. Нәтижесінде нитрогеназа кешені арқылы өтетін электрондар ағынының тек 40-60% - ы N2-ге беріледі, бұл азотты бекіту процесінің тиімділігін айтарлықтай төмендетеді.

Егерде біз ферменттің құрылымын өзгерту арқылы жанама реакцияны бұғаттауға жолын ескерсек, онда нитрогеназа құрылымының ерекшеліктеріне байланысты оның белсенділігі төмендейді.

Екінші мәселе-мутагенез және кейіннен іріктеу арқылы құрылған белсенді азот түзеткіштері негізгі өсімдіктердің тамырларында түйіндер қалыптастыру процесінде табиғи штамдармен бәсекелестікке төтеп бермейді. Көп еңбекті қажет ететін эксперименттердің нәтижесінде түйіндердің пайда болу процесі өте күрделі екендігі анықталды, оған 20-ға жуық ген өнімдері қатысады және генетикалық инженерия әдістерімен түйіндердің қалыптасуындағы табиғи штамдармен бәсекеге түсе алатын белсенді азот түзеткіштерін құру мүмкін емес. Бүгінгі күнге дейін кейбір зерттеушілердің азотты бекітетін бактериялық гендерді өсімдіктерге тікелей енгізу туралы батыл жоспарлары орындалмады, сондықтан мұндай өсімдіктер азотты өздері түзете алады

Азотты бактериялық тыңайтқыштарды өндірудің мәселелері мен перспективалары

Биоремедиация - өмірмен емдеу (bios - өмір, remediatio-емдеу), тазарту, тірі организмдердің көмегімен қалпына келтіру.

Биоремедиация-микроорганизмдердің (бактериялар, саңырауқұлақтар), балдырлардың, Жоғары өсімдіктердің биохимиялық әлеуетін пайдалануға негізделген топырақ пен суды тазарту әдістерінің кешені. Бұл технологиялардың маңызды артықшылығы - олардың қоршаған ортаға қауіпсіздігі: олар жабайы табиғаттың өзін-өзі тазарту процестеріне негізделген және әдетте ремедиацияның басқа әдістерінде пайда болатын қайталама қалдықтар жоқ

Ластанған топырақты қалпына келтіру үшін биоремедиациялық технологиялардың сәтті дамуы 1970-ші жылдары, ең алдымен, мұнай өндіруден кейін қалған жерлерді тазартуға, мұнай тасымалдау мен өңдеудегі апаттарға және мұнай өнімдерін қолдануға байланысты басталды.

Көмірсутекті субстраттардың белгілі бір түрлеріне (мазуттар, креозоттар, битумдар, полиароматикалық қосылыстар) тән жаңа микробтық деструктивті препараттар және су мен топырақтың авариялық және жүйелі көмірсутекті ластануының салдарын толық жоюға және табиғи, қоршаған ортаны қалпына келтіруге мүмкіндік беретін жаңа технологиялық шешімдер әзірленуде. Биоремедиациялық технологиялардың артықшылығы тірі жүйелердің, әсіресе микроорганизмдердің әртүрлі органикалық заттардың көп мөлшерін белгілі бір дәрежеде метаболиздеудің кең мүмкіндіктерімен байланысты

Сонымен қатар, биоремедиациялық технологияларды қолдану Топырақтың негізгі көрсеткіштерінің айтарлықтай өзгеруіне әкелмейтін тазартылған ортаға жұмсақ әсер етуі өте маңызды. Биоремедиацияның төмен құны да маңызды. Топырақты тазарту мен қалпына келтірудің биологиялық процестерінің кемшіліктеріне токсиканттың биодеградациясының төмен жылдамдығы және биотехнологиялық жұмыстардың технологиялық режимдерін нақтылау үшін ластанған учаскеге алдын ала тексеру жүргізу қажеттілігі жатады.

Қабылданған халықаралық классификацияға сәйкес биоремедиациялық технологиялар үш топқа бөлінеді. Биоремедиация ex situ:

* Ластанған топырақты алу, оны залалсыздандыру алаңдарына ауыстыру, агротехникалық жұмыстар;

* Алынған топырақты ластанудан (негізінен мұнайдан) жуу, бұрынғы орнына оралу және мелиорация жүргізу;

* Аэробты немесе анаэробты жағдайларда биогендік элементтерді қоса отырып, биореакторларда топырақты қазу және сұйық фазалы немесе қатты фазалы ашытуды жүргізу (бірнеше күн немесе ай, ксенобиотик концентрациясын 90-99% төмендету) .

Биоремедиация in situ (ластану топырақ бетінің астында орналасқан) :

· биовентиляция - ауаны айдау, ұзақтығы - бірнеше күннен бір айға дейін, ксенобиотик концентрациясының 90-99% - ға төмендеуі;

· биоботинг - қоректік ерітінділерді айдау, ұзақтығы - бірнеше күннен бір айға дейін, ксенобиотик концентрациясының 90-99% - ға төмендеуі;

· ластаушының сұйық фазасын вакууммен сору кезіндегі биодеструкция (ұзақтығы-бірнеше күннен бір айға және бір жылға дейін) .

Биоремедиациялау ex situ биоремедиациялаудың мұндай тәсілдеріне лэндформинг, алаңдардағы үймелерде биокомпостирлеу және биореакторларда ластанған топырақты өңдеу технологиялары жатады.