Ферментация процесі. Негізгі сипаттамалары

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

Ферментация процесі. Негізгі сипаттамалары.

Практика жүзінде культивирлеу микроағзаларды өсіру, «биосинтез» терминін «ферментация» сөзінің синонимі ретінде қарстыруға болады.

Ферментацияның биокатализ процесінен (мұнда алынған фермент немесе микроағзалар биомассасы бастапқы шикізаттан немесе реагенттен өнімнің биохимиялық синтезделу процесінің катализаторы ретінде қоданылады) және биотрансформация процесінен (мұнда фермент және микроорганизмдер биомассасы түріндегі биокатализатор қолданылады, бірақ бастапқы зат химиялық құрылымы бойынша биотрансформация өнімінен айырмашылығы аз) айырмашылығын білу керек.

Ферментация процестерінің жіктелуі

Алынатын өнімнің белгілері бойынша ферментация процесі келесідей типті болады:

Алынатын өнім микроорганизмдер биомассасының өзі болып табылатын ферментация, бұл процестер көбіне «культивирлеу», «өсіру» деп аталады.
Негізделген өнім биомасса емес, метаболизм өнімдері - клеткадантыс немесе клеткаішілік; мұндай процестер биосинтез процестері деп аталады.
Ферментация мақсаты бастапқы ортаның белгілі компонентін жою болып табылады; мұндай процестерге биототығу, метанды ашу, биокомпостау және биодеградация.

Ферментация процесінде бастапқы орта немесе оның негізгі компонентін «субстрат» сөзімен анықтайды.

Ферментация процесі жүретін негізгі фаза бойынша:

Агарлы ортада, астық дәнінде беттік (қатты фазада) ферментациялау, культивирлеу (ірімшік және шұжық өндірісі, биокомпостау) ;
Тереңдік (сұйық фазада) ферментациялау, мұнда қажеттілігі бойынша ауа мен басқа газдар үрленетін сұйық қоректік ортада микроорганизмдер биомассасы суспензирленген.
Газды фазалы ферментация, процесс қатты тасымалдағыштарға бекітілген микроағзаларда өтеді; бірақ тасымалдағыш бөліктері қоректік ортаның аэрозольімен қанықтырылған газ ағанында болады. Бұл әдіс сирек қолданылады, негізінен газды зиянды қоспалардан тазартуға пайдаланылады.

Оттегіне қатысты микроорганизмдердің жіктелуінің ұқсастығына сай аэробты, анаэробты және факультативті - анаэробты ферментация болып бөлінеді.

Жарыққа қатысты - жарықта (фототрофты) және қараңғылы (хемотрофты) ферментация болып табылады.

Бөгде микрофлорадан қорғалу деңгейіне байланысты - ассептикалық, шартты ассептикалық және ассептикалық емес ферментация. Кей жағдайда ассептикалық ферментацияны стерильді деп атайды, бірақ ортада негізделген микроорганизмдер бар, бөгде микроорганизмдер жоқ.

Шартты ассептикалық ферментацияда негізінен әрекеттесуге қабілетті немесе мөлшері бойынша белгілі деңгейден аспайтын бөгде микрофлора болады.

Микроорганизмдер саны бойынша монокультуральді және екі немесе бірнеше культуралар ассоциациясынан тұратын аралас культуралы ферментация болып табылады.

Ферментация процестерінің ұйымдастырылу әдісі бойынша:

мерзімді;
үздіксіз;
моноциклді;
алынбалы-құйылымды;
субстратты қосымша қоректендіретін мерзімді;
субстратты қосымша қоректендіретін жартылай үздіксіз.

Осы ферментация түрлерін (ұйымдастыру әдісі бойынша) шикізатты жиу және өнімді шығару әдісі бойынша идентификациялауға болады.

Мерзімді процесте шикізатты және егінді материалды аппаратқа бір уақытта енгізіледі, сосын аппаратта белгілі уақытта процесс жүреді, ол аяқталған соң алынған ферментациялық сұйықтық аппараттан алынады.

Ферментация процестерін масштабтау. Масштабтау мақсатының негізі.

Ферментация процестерін игеру ең алдымен зертханалық жағдайда колбалардан, содан соң көлемі 1 - 10 л масштабтағы зертханалық ферментерда, әрі қарай сынақ 50, 100, 100 және одан да үлкен көлемді тәжірибелік қондырғыларда жүргізіледі. Өнеркәсіптік құрылғылардың көлемі өнім түріне және оған деген қажеттіліктерге байланысты болады. Мұнда мәселе ондаған - 10, 20, 50, 60, 100 м ³ жөнінде қозғалады, жекелеген аппараттардың көлемі 1000 м ³ жоғары (азықтық, дрожжыларды алуда) болады.

Әдетте, түрлі масштабтағы аппараттарда біркелкі микроағзалар мен құрамы бірдей қоректік орталарды қолданады. Литр, текше метр, милилитр - көлем бірлігіне есептегенде - алынатан өнім мөлшері бірдей немесе әртүрлі масштабтағы аппараттарда бірдей мәнге жуықтайды. Алайда, бұндай болжамдар шындығында олай емес. Керісінше, әртүрлі масштабтағы және құрылымды аппараттардағы процесс нәтижелері арасындағы айырмашылық жиі, кей жағдайда бірнеше рет ьайқалады. Оған сәйкес өндірістік тәжірибеде масштабтау мәселесі туындайды.

Масштабтау - бір өлшемді (немесе құрылымды) жабдықтардағы өткен процестің басқа өлшемді немесе басқа құрылымды аппараттарда алынған нәтижесі.

Масштабтау, мысалы, Джонатан Скифтің "Гулливердің саяхаты" кітабында келтірілген. Гулливер ергежейлі адамдарға тұтқынға түсіп қалады және оларда Гулливерді тамақтандыру мәселесі туындайды. Олардың масштабтау жөніндегі маманы масштабтауға өту критериін ойлап тапты: Гулливерге 1728 ергежейлі адамдардың тағамын береді. Бұл санның шығу мәнісі мынада: Гулливер ергежейлі адамдарға қарағанда 12 есе ірі (бойының ұзындығы бойынша) болған, яғни көлемі және массасы бойынша Гулливер мен ергежейлі адамдар арасындағы қатынас: 12 ³ : 1 = 1728 тең.

Масштабтау сәтті өткен: Гулливер көптеген түрлі барырлық әркеттер жасап, тұтқыннан босап шыққан.

Екінші бір мысал масштабтау принципі тек массасы бойынша ғана қолданылады. АҚШ-тағы биологиялық зертхана ЛДС препататының түрлі жануарларға әсеріне сынақ жүргізген. Әдетте, дәрілік заттар мен сынақты алдымен ұсақ жануарларда (тышқан, мысық, қоян), содан соң ірі жануарлар, тіпті адамдарда жүргізеді, таңдау кезінде дозировка дене массасынан бөлініп шығады. ЛДС препараттарын мысықтарға өткізіп оны салмақтары бойынша 3 есе айырмашылықтары бар пілге салған. Нітиже күткеннен әлде қайда жақсы болып шықты. Піл теңселіп, құлап түскен, содан маштабтау мәселесі бірмәнді екенін көруге болады.

Ферментация процесіне қайта оралайық. Культуральдық сұйықтық массаларының ара қатынасы 63 м ³ көлеммен (сұйықтық көлемі 75 м ³ 45:1 қатынасына тең - тіпті мысық, піл арақатынасынан да үлкен.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.