Файл қосу

Синтез газ




|ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ                     |
|СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ               |
|3 деңгейдегі СМЖ құжаты|ПОӘК            |ПОӘК 042–18-9.1.62/03 -2013   |
|ПОӘК                   |                |                              |
|«Ақуыз өнімдерінің     |18.09.2013 ж.   |                              |
|биотехнологиясы»       |№ 1 басылым     |                              |
|оқу-әдістемелік        |                |                              |
|материалдары           |                |                              |





                        ПӘННІҢ ОҚУ ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ


                          5В070100 «Биотехнология»

                     мамандығының студенттеріне арналған

                 «Ақуыз өнімдерінің биотехнологиясы» пәнінен


                        ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАРЫ





















                                    Семей
                                                                 2013







                                   Мазмұны

|Дәрістер                                                                  |
|Зертханалық жұмыстар                                                      |
|Студенттің өздік жұмысы                                                   |




















































































































































№1 Дәріс. Кіріспе. Биотехнологияның қазіргі заманғы жағдайы

Дәріс жоспары:
   1. Биотехнологияның даму перспективалары
   2. Биотехнологияның даму сатылары
              Сонғы  жиырма жылдары  биотехнология ғылым  және өндіріс
саласы  ретінде өте жақсы дамыды. Берілген қассиеттерімен биологиялық
обьектілерін алу үшін генетикалық және клеткалық инженерия әдістерін
колдану арқылы ғылыми жоспарға байланысты.
      Өндіріс биотехнологиянын дамуы ертеде басталған. Ең манызды  кезені  –
 бұл  медициналық және ветеринарлық антибиотиктерді кен өндірістік  өндіру.
 Кеінгі  кездері  микробиологиялық  және  инженерліқ   энзимология   арқылы
 заттарды  алуі  өте  тез  жоғарлады.  Молекулярлы  биологияны,   биохимия,
 микробиология    жетістіктерін    колдану    арқылы     ақуыздарды    және
 аминқышқылдарды,  медициналық   препараттарды,   ферменттерді   алу   жаңа
 технологияларды    әзірлеу.    Биотехнология    -    жоғарғы     эфективті
 микроорганизмдердің  формаларын,  клетка  даңқылы,  және  өсімдік   жануар
 ткандері берілген қасиеттерімен алу  үшін  биологиялық  процестерден  және
 биосинтез өнімдерін өнеркәсіпте пайдалануы. Голландық ғалым  Хаугинг  1984
 жылы биотехнология тарихын 5 кезенге бөлген:
   1.Пастерден бұрынғы эрасы(1865 жылға дейін)  Сыра,  шарап,  ірімшік,  нан
алуы- бұл  ашу  процестерімен  байланыстыбиотехнологиясы.   19  ғасырда  Луи
Пастер (француз ғалымы)  субстратқа  микроорганизмдердің  спецификалық  әсер
етуін көрсетті. Бұл микробтардың физиологиясын оқу үшін  негіз болып  тапты.

   2.Пастерден кейінгі эра (1865-1940). Дәл осы  кезде  микроәлемде  өмірдің
көптеген формалары ашылды және сонымен қатар биохимиялық  белгі  белгіленді.
Жаңа  биологиялық   әдістерді   игеру   биохимия,   вирусология,   генетика,
цитология,  биофизика  және  басқа  ғылымдардың   дамуын   анықтайды.Эталон,
бутанол,  ацетон,  глицерол  органикалық  қосылыстар   және   вакционалардың
өңделуі  жөнделеді.
   3.Жаңа биотехнология эрасы 1975 кейін.  Биотехнологияның  жаңа  эрасы  өз
уақытын  Уатсон  мен  Криктің  ДНҚ  молекула  құрылымын  ашқаннан   бастады.
Биосинтез обьектерін алу үшін гендік және  клеткалық  инженерияны  пайдалану
басталды. Тірі клетка және ДНҚ  молекула  зерттеулерінің  негізгі  обьектісі
болып табылады.

    Бақылау сұрақтары:
   1. Биотехнологияның даму перспективалары
   2. Биотехнологияның даму сатылары


Әдебиеттер:
    1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
       веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
    2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных
       белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. –
       382 с.



№ 2-дәріс.   Биотехнологиялық  процестерін жүргізу негізгі өнеркәсіптік
принціптері.

Дәріс жоспары:
     1. Биосинтезге аррналған қоректік орталарды дайындау технологиясы.
     2. Таза культураны ұстау.
     3. Ферментациялау.
     4. Өнімді тазалау және бөліп алу.
     5. Препарадтардың тауарлық түрін алу.


1. Микроорганизмдерді культивирлеуге арналған қоректік ортаның негізгі  көзі
   көмірсу  болып  табылыды.  Микроорганизмдер  клеткалары  өсу   процесінде
   қажетті көмірсу ғана  емес,  тағы  да  азот,  фосфор,  макро  және  микро
   элементер. Осы заттардың бәрі қ.о/ның құрамында  тұздар  түрінде  болады.
   Микробиологиялық өндірісте қ.о. дайындау бөлімшесінде  қатты  және  сұйық
   заттарды сақтауға арналған резервуарлар оларды тасмалдауға  қажет  кұрал-
   жабдықтар  және  ерітінді,  суспензия,   эмульсия   дайындауға   арналған
   араластыру  құрал-жабдықтар болуы  қажет.  Тағамдық  тұздар  қатты  түрде
   сақталады, ал олардың қоспасын дайындауды араластырғышы бар  аппараттарда
   дайындалады. Оларды осы аппаратта суда ерітіп, қалған  басқа  ерітінділер
   қосылады.  Араластырып  гомогендеу  процесі  өтеді.  Сұйық   және   қатты
   көмірсулардың көздері   ферментациялау  алдында   дайын  қоректік  ортаға
   енгізіледі. Үздікті ферментациялау процесі әр түрлі қиындық туғызады.
2. Микроорганзмдер  процесінің  сипаттамасы  бт.  өндірісінің  негізі  болып
   табылады. Техникалық процесте  штамның қажетті  қасиеттерін  қолданылады.
   Сондықтан    өндірістік   сапасын     түсу    жылдамдылығын,    биосинтез
   жылдамдылығын сақтау қажет. Таза культураны ұстамаса бұл техникалық  және
   экономикалық  көрсеткіштерін  төмендетеді.   Зерттеу   кезінде   табылған
   продуценттік  керекті  құнды  қасиеттерін  сақтау  үшін  микробиологиялық
   өндірісте таза культура бөлімшесі болады. Бұл  бөлімше   таза  культураны
   сақтау және  бақылау операцияларын  жүргізеді және ферментация  процесіне
   қажетті егінді  матералдарды  дайындайды.
3.  Ферментация  өндірістік  бт/да  өндіріс  күші  штамм  продуцент    болып
табылады. Сондықтан  ферментация  кезеңі   өнеркәсіптік  өндіріс  заттарының
орталығы болып саналады.
Ферментация деп- инокулядты  алдын –ала  дайындалған   және  термостатталған
ортаға  енгізгеннен  бастап,  биосинтез  және  биотрансформация   салдарынан
қоректік орта елементерінің   сарқылуы  ,   биосинтездің  аяқалуы,  культура
активтілігінің  процесінің аяқталуына дейінгі кезекті операциялар  жиынтығын
айтада.
            Өндірістік биотехнологияда  бір-бірінен ерекшеленетін 2  процесс
түрін   ажыратуға   болады.   Біріншісі,   бір   жасушалы   микроорганизмдер
биомассалары  –  дрожжилар,  бактериялар,  микроскоптық   саңырауқұлақтардың
жинақталу жолымен  жолымен  ақуздарды  алуға және оны кептірілгеннен   кейін
дайын өнім  түрінде  пайдалануға бағытталған.
Екінші түріне ақуыздар, ферменттер, антибиотиктер өндіріледі, сонымен  қатар
клетка дамуының  соңғы стадияларында  культуралды сұйықтыққа   бөлінетін   ,
өмір   сүруге     қабілетті    клеткалар,    споралар,    токсигендер    алу
мақсаттарындағы  культивирлеу  әдістері  жатады.  Культураның   бұл  әдісіне
ауыл шаруашылық өнімдерін қорғауға  арналған  бактериалды  тыңайтқыштар  мен
препараттар  өндірісі жатады.  Дәрлік  заттар  мен  витаминдер   өндірісінде
кеңінен таралған  микробиологиялық  трансформация  процесін атап өткен  жөн.
Қазіргі кезде  гендік  инжинирия   операцияларының   жүргізілуі   салдарынан
клетка  ішінде  болатын   мысалы:  интерферон,  өсу   гармондары,және   т.б.
мақстты өнім болып табылатын  өнімдер өндірісінде көп көңіл бөлуде.
            4. Микробиологиялық  синтездің өнімдері ол клетка  немесе  спора
немесе метоболиттер болсын   биореактордың  суспензиялары   немесе  ерітінді
түрінде  түседі.  Екі  жағдайдада  негізгі   компонентті  мөлшері   аз  және
қосымша заттардың мөлшері көп болады. Микроорганизмдер клеткаларын  алдын  –
ала  имобильденген   және  культуралды    сұйықтықтың      бірінші   сатылық
өңдеудің    кәсіпорындардың     көбіне   продуцентердің      биомассаларының
бөлінуін  сұйық фазада жұргізеді.  Ол одан соң  егер  құрамында  тәжірбиелік
құнды метоболиттері болса , тағы да  өңдеуге   ұшырайды.   Мақсатты  өнімдер
ақуыз көзі  клеткада жататын кәсіпорында  культуралды  сұйықтық  өңделмейді.
Тек сулы  фазалар қайталап  қолдануға рұқсат  етеді  және   ағынды  сулардың
тұзілуін төмендетіп , тазалауға  ұшырайды. Клетканы ортадан  өлуге  арналған
технологиялық амалдар   негізінен продуценттің табиғатына   және  өндірістің
соңғы  мақсатымен  анықталады.    Егер   де   древесина    гидролизаттарында
өсірілген   гидролизді   дрожжиларда   флотацияның   бөліп  алудың   бірінші
сатысы ретінде қолданса, онда көмірсутекте  өскен  дрожжилар  үшін   сонымен
қатар  ,   ақуыздың   бактерия  продуценттері   үшін   метан  және   метанол
негізінде  культуралды сұйықтықтың  қоюланудың  бірінші сатысына   сепарация
қолданады. Брожжилардың биомассасынның және  қоюланудың  қиындығы  ,  әдетте
олардың таза күйінде қалуы бас тартуы және   қалған  суды  буландыру  арқылы
жоюды,    онда  соңғы  сұйық   фазаның     өнімнің   барлық    компонеттерін
қалдыруын талап етеді. Бұл мақсатта   энергияны  экономдау   үшін   вакуумды
және   көп  корпусты   буландырғыш  ,  одан  кейін  кептіргеш  ,    көбінесе
шашыратып кептіру арқылы  қол жеткізіледі.

5. Микробиологиялық  синтездің  техникалық  циклінің  соңғы  кезеңі  өнімнің
тауарлық  түрін  алу.  Алдынғы  кезеңде  қабылданған  шешімдерге  байланысты
тауарлық түрлер  немесе техникалық шарттармен немесе  ГОСТ  пен  анықталатын
құрамында басқалармен салыстырғанда негізгі заттың  біршама   күрделі  қоспа
болуы  мүмкін.  Не  болмаса   көптеген  арнайы  талаптарға  жауап   беретін.
Мысалы:  асептика  жоғары   тазалықтағы    препарат   болуы   мүмкін.   Бт/қ
өндірістегі  біріншілік  өнім  болатын   ерітінділер    мен   суспензияларды
ажыратып алу, қиындығы негізгі  компоненттерді бөліп алу  бас  тартқызылады.
Бұл  жағдай   микробты  белок  өндірісіндегі  жат  жағыдай   емес,   себебі,
культуралды сұйықтықтың құрамында бағалы қ. Физиологиялық  белсенді   заттар
қатары көп   технология  бойынша  сепарирлеу   кезінде  сұйық  фазаның   60-
75%бөлініп алынады қалған су  булану  ,  құрғату  жолымен  құрғатылады.  Бұл
соңғы метоболиттер және жасушалардың құрғақ қоспасын   белркты  витаминдерді
концентрат деп айтуға негіз береді . Бақылау сұрақтары:
   1. Технология приготовления питательных сред для биосинтеза.
   2. Поддержание чистой культуры.
   3. Ферментация.
   4. Выделение и очистка продуктов.
   5. Получение товарных форм препаратов.

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.

 № 3-дәріс  Өндірістік биотехнологияда  көмірсутектік
                             шикізаттың алынуы.
Дәріс жоспары:

1. Мүнай дистеляттық  мұнайды тікелей айдаумен алу.
2. Мұнай дистилятын өңдеумен микроорганизмдерді культивирлеу
              N парафинді алу.

   1. Кеңінен  қолданылатын  мұнай  құрамында  50-60%  нафтен,  20-30%  ашық
байланысты    көмір   сутегі,   15-30%   ароматты   көмірсутектер    болады,
көмірсутектің әрбір класы мұнайда көп санды  гамолгты  және  изомерлі  болып
табылады. Мұнайды айдау алдында шикі мұнайды, яғни 1% су және 1800 мл/л  –ға
 хлоридтен тұратын  міндетті  түрде  тұзсыздандырылып  сусыздандырылады  бұл
процестен кейін  мұнайдың құрамындағы   су  мөлшері   0,1%  болса,ал  хлорид
мөлшері болса 3,4 мл/ге төмендейді.  Содан  түтікті  атмосфералық  вакуумдық
қондырғыларда өткізіледі.
Мұнай ағыны 0,3-0,4 мПа қысымымен жылу алмастыратын регупираторга өтеді,  ол
210-230°c дейін қыздырылып, бензинделетін  калонаға  барады.  Бұл  калонадан
мұнайдан жеңіл бензинді фракция  бөлініп,  кондицирленіп,  ыдысқа  жиналады.
(8)  .  Бұл  ыдыстан  жеңіл  фракцияның   бір   бөлігі    тұрақты   калонаға
жіберіледі. (7). Бұл прцестен  бөлінген  газ  колилирлеуге  жіберіліп,  одан
газды  фракционирлегіш  қондырғыда  өндіріледі.  Жартылай  бензиндендірілген
мұнайды калонаның астынан  түтікті пешке жіберіп, 320-360° с  темп/ға  дейін
қыздырылады. Түтікті  пештен шығатын  ағын екі бөлікке  бөлінеді.  Бірі  15-
20%  бензиндендірілген   калонаға   екі   ыстық   ағын   түрінде    қайтады,
ректификацияға қажетті   қосымша  жолды  бөледі,  ал  екіншісі  атмосфералық
ректификациялық  калонаға  ағады  (5)  ,  мұнда  60-100  кПа  қысымда  мұнай
бірнеше фракцияларға бөлінеді.
             2.  Азықтық  биомассаны  алу  үшін    сұйық   парафин   кеңінен
қолданылады. Қайнау темп. 180-350°с/да келесі құрамдау  процесте   N   алкан
87-97% , ароматты комісутектер 0,5%, сера 0,05.
             Бөлінген   N   парафин  дизелді  фракциядан  негізделген  жеңіл
мачевина мен жеңіл  кристалданған қосылыс  реакция  бойынша  өтеді.   (жеңіл
моцевина – корбалит)
N ( Co ( NH 2) 2 +RH  70-100 °10-40 °  R N – n CO ( NH2 ) 2   .

      Кристализаторға бірдей көлемде мұнай дистилятын береді , оол  20-30  %
N  паофинді құрайды. Метилен  хлорид 70-80° с сулы   ерітінді    корбаксилді
 кристалдар  тез пайда болады, ал   кристалдардың  жылуын  аздап  ,  метилен
хлоридпен алады.  Оларды  булы  конденсаторларда   конденсирленеді  ерітінді
қайта кристализаторға келеді.  Бұл  циклға   байланысты   кристалды  30-40°с
темп. Ұсталынады. Пайда болған масса барабан  фильтрына  барады  (12)  тұнба
метилен хлоритпен  жуылады кристалл филтрында  (12) шнекпен (11)  жылытқышқа
барады,  онда  олар   ыстық  буға  айналып  немесе   ыстық   суға   айналып,
комплекстелінеді.  Қыздырғыш  пешпен   10  метилен  хлорид  бөлініп  шығады.
Кристалдармен бірігіп  тоназытқышқа (4) конденсирленіп  метилен  хлорид  (9)
жинағышқа құйылады. Қыздырғыштан шыққан сұйықтықты  біраз тұндырғышта  тұрып
, 2 қабатқа бөледі.  Үстінде парафин,  астында   корбалидтің  сулы   қоспасы
болады. Тұндырғыштағы  ыстық  парафин   және  филтрдегі    (12)  депрфинизат
сәйкесінше   ректифицерлейтін  6-7  калоналарына  жіберіледі.  Онда  олардан
еріткіш пайдаланылады. Еріткіштің  буы   канденсаторда  (5)  конденсирленеді
және  метилен хлориді жинғағыш ыдысқа құйылады  (9).    Сұйық  парафин  және
депарафинизат  калонадан шығарылады. Карболиттің  сулы қоспасы  тұндырғыштан
(8) буландырғыш аппаратта  (3)   тұрақтанғаннан  кейін   70-80°  с  қайтадан
крестализаторға жіберіледі. Карболитті жолмен алған сұйық парафиндердің  85-
92% N алкандардан және 5% дейігі  алкил ароматты қосылыстардан тұрады.
      Бақылау сұрақтары:

        1. Получение нефтяных дистиллятов прямой перегонкой нефти.

        2.  Получение  н-парафинов  дли   культивирования   микроорганизмов
           переработкой нефтяных дистиллятов.


Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.


      № 4-дәріс.  Этил спиртін алу технологиясы.
Дәріс жоспары:

   1. Этилен қышқылын  гидратациясынан этанолды алу.
   2. Этиленнің этанолға тікелей гидротациясы.


   1. Ең алғаш рет синтетикалық  этонол  этилен  реакциясы   бойынша  күкірт
      қышқылды гидротациядан негізделген.
CH2= CH2 + H2 SO4 → CH3 –CH2 – OSO2 OH → C2 H5 OH + H2 SO4
CH2 = CH2 +H2 O→← C2 H5 OH
Этонолды басқа да тәсілдермен алуға болады. Ол су буымен гидротациялау  және
фосфор қышқылының катализаторының қатысуымен бірінші техникалық  процсс  екі
сатыда өтеді.
   1)   Моно  және  диалкил  сульфат   қышқылымен   концентрленген   этилен
      абсобциясы.
   2) Алкил сульфат суынан алынған гидролиз.

        Реактор абсорберге 2-2,5 мПа дейін қысымда қасылыста 50-60%  этилен,
40-48 этан  және  1%  қосылысы  бар  реакторға  концентрация  күкірт  күкірт
қышқылы беріледі. Оның мөлшері H2SO4:C2H2=1,0: 1,2-1,4. Бұл  күкірт  шығынын
қысқартады, 1 абсор/да 65-70 t  қолданылады.  Абсорбция  жылуын  суық  сумен
суытыдады, жылу  алмастырғыштарымен  циркульденді.  Ғаздалған  поток  (ағын)
шашырандыларды  алу  үшін   ағынды   насадкалардың   ортасынын   өтеді.   Ол
абсорбердің үстінде орналасқан қысымы 0,2-0,3 МПа  тазартуға  түседі.  Содан
скуберде (13) нитралездейді де перолизге апарады.  Жанағы  газда  90%   этан
және 2,4 этилен болуы керек. Моно және диэтил сульфат аздап  күкірт  қышқылы
бар сұйықтық абсорвердан  кейін  тоназытқышта  (2)  суытылады.   T  45-55  С
қысымы 0,6  -  0,7  Мпа.  Осы  тоназтқышта  дросирлерлейді.  Араластырғыш  3
обородты  сумен  араластырады  да  гидролизге  (4)  түседі.  Гидролиз   этил
сульфаттың гидролизі  қысымы   0,2-0,3  МПа    t  95-100°C  өтеді.  Қысымның
төмендеуі температураның жоғарлануы етінділерден  суық  газ  бөлінеді.  Олар
(13) сукуверға түседі. Гидролиздерден (4) астыныа шыққан сұйықтықта  этанол,
су, этилсульфат және басқада қосылыстар бар. Бұл ағынды тарелканың  буланған
калоналарына ыстық бу  береді.  Бұл  калонада  этил  сульфатының   гидролизі
тоқтатылады. Сұйықтықтан  этанол,  эфир  жіне  жартылай  аз  булары  бөлініп
алыптасталады. Калонадан (5) шыққан булы  газдалған  қоспаны  нитролизденген
калонаға  береді.  Ыстық  бумен   оны   ысытады.   NaOH   сулы   сұйықтықпен
зарарсыздандырады. Нитрализденген булы газды қоспа  тоназтқыш  конденцаторда
өтеді де сепораторға еріткіш газды бөлу үшін скуверде (9)  тазаланып  болған
соң төменге түседі.  Сепоратордан  (8)  спирт-сирец  құрамында  этанолы  бар
жинағышқа (12) түседі.
Тазартылған  этилен  97-99%  компрессорда  (1)  қысылған  қысымы   7-8   мПа
тоазытқышқа  түседі және  май  айырғышқа  түседі.  Турба  компресорды  жұмыс
қысымына шейін жеткізілген аоаластырғышта 2 этиленнің  циркуляциялық  газбен
араластырылуы  өтеді.  (4)  Инжекторда  газды  ағынның  су   конденсаторымен
араластырылады.
СН : НО = (1,4-1,6 ) : 1,0
Қоспаны 200 дейін жылу алмастырғыш кутилизаторда (5) қыздырады. Қоспаны  ары
қарай түтікшелі пеште 290  дейін  қыздырады  және  гидрататорға  жіберіледі.
Реактордан шыққан (6) реакция  газдар  құрамында  этилен  су  булары  спирт,
эфир, нитрализаторда (15) нитрализдейді.  ()   пен  пайда  болған  фосфаттан
тұз айырғышта (16) бөлінеді. Одан кейін  реакционды газдар жылу  алмастырғыш
кутилизаторға  түседі.  Тоназытқышқа  (7)  және  сепараторда  (8)  конденсат
газдардан бөлініп алады.  Сепаратордағы   булы  газдың  қоспасында  спирттің
біршама мөлшері абсорбциялық  калонасына (10)  жіберіледі.   (10)  калонаның
үстінен  циркуляциялық  газдар   циркуляциялық  компрессрге  және   қайтадан
гидротацияға жіберіледі. Сепаратордан (8) сулы  конденсат  және  абсорбердан
сулы ерітінді қысымы  0,5-0,6 мПа дровисирленеді және газды бөліп  алу  үшін
сепараторға түседі. Құрамында  15% этонолы бар  сулы  ерітінді  сепаратордан
(9) жинағышқа  (13) түседі.
Бақылау сұрақтары:
        1. Получение    этанола    сернокислотной    гидратацией
           этилена.
        2. Прямая гидратация этилена в этанол.

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.

    № 5-дәріс. Өсімдіктекті шикізаттың  гидролизі арқылы  көмірсуларды алу.
Дәріс жоспары:


     1. Өсімдіктекті шикізаттың  гидролизі
     2. Этиленнен сірке қышқылын алу
     3. Метанолдан корбанилдеу арқылы сірке қышқылын алу
     4. Биотехнологияда мелассаны субстрат ретінде қолдану.


    1.   Өсімдік   шикізатының   гидролизі    гидролизі    гидролизаттардың
дайындалуына жәрдемдеседі және ол  ашытқылардың  аэробты  культивирлеуіндегі
шикізат болып табылады. Гидролизаттар моносахаридтардың қоспағы яғни  пентаз
және пексоз  және  қоспалардан  тұрады,  өсімдік  шикізаттардың  шикізаттары
бидролизделетін  болып  бөлінеді.  Жеңіл  гидролизделетін  демиццелилоз  бен
пектинді  заттар  15-40%  тұрады.  Ауыр  гидрализденетін   полисахаридтердің
құрамында , целлюлоза және біраз геницелилоза қоспасы  болады.  Мөлшері  25-
50%. Өсімдік шикізаттар гидролизінің негізгі әдісі  перкаляция  гидролизі  .
Күкірт қышқылы  жоғ. Темп. және қысымда араластырады.
    Схема бойынша: Майдалған өсімдік  шикізат  гидролиз  аппаратқа   жоғары
жіберіледі.  Веркаляция  процесін  жүру  үшін  араластырғышқа  (6)  үздіксіз
ерітілген  күкірт  қышқылы құйылады. Содан кейін оны араластырып 180-190  °с
концентрленген  күкірт қышқылы   сумен  араластырылған   күкірт  қышықылының
ерітіндісі  үздіксіз араластырғышқа  жіберіледі. Өлшенген бөлшектерді  бөліп
алу үшін концентрленген күкірт қыш/лы фильтр арқылы (24)  сиымдылыққа  25-ке
түседі. Гидролиз аппаратта   және  реакциондық  газбен  вертикалдың  алдында
өткір  бумен  қыздырып  алады.  Алдынғы  стадияда   гидролизаторда   үстінгі
жағында өсімдік шикізаттан ығылыстырылып шығарылатын  ауа  үстінгі   жағында
жиналады. Ауа құрамындағы оттегі  тотыққан  өнімдердің   түзілуіне  әкеледі.
Гидролиз аппаратын ауаны бөліп алғаннан кейін аппараттың ішіндегі қысымы


0,3-0,1  мПа  дейін  төмендейді.  Одан  кейін   аппараттағы   будың   қысымы
жоғарлайды  және  веркаляция  стадися  басталады.  150-185  С  температурада
гидролизат  гидролиз  аппараттан  буладырғыш  жүйесіне  беріледі.   20,19,18
буландырғышта гидролизаттың қысымы  төмендейді  және  ол   100-105  С  шейін
салқындатылады. Буландырғышта  қысымы  төмендегенде  өзіндік  булану  булары
пайда болды. Олармен бірге гидролизаттың  фурфор  бөлініп  алынады.  Өзіндік
буладырылған булар температурасы 140-150 С  қысымы   жоғарғы  буландырғыштан
(20) конденсаторға конденсациялау үшін түседі. 19, 18  буландырғыштан  булар
11,  12  конденсаторларға  түседі.   10-12   аппаратттан   сұйықтығы   15-ші
буландырғышқа түседі. Онда  100  С  салқындатылады  және  жинағышқа  түседі.
Жинғыштағы конденсат фурфорол алу  үшін  гидролизді  зауыттарға  жіберіледі.
103-  108   С   шейін   салқындатыған   гидролизат   ақырғы   буландырғыштан
инвенторларға  түседі  (17).  Бұл  қондырғыда  инверсия   процессі   жүреді.
Инвенция   процессі   деген   суда    еритін    гидролизді    полисахариттер
моносахариттерге ауысады. Атмосфералық  қысымда  жұмыс  істейтін  гидролизат
қысымы төмендегеннен кейін ол қайнайды 98-99 С салқындатылады.


             2.Тағамдық  сірке  қышқылын  этанолды  ацетобакторды  тотықтыру
арқылы алынады. Соңғы жылдары анықтағанда сірке  қыш.  бт.  үшін  өте  қажет
субстрат. Онда микробты ақуыз көз ретінде дрожжилар жақсы дамиды.
   Оттегі  және  рецекуляцияланған  біраз  қоспаны  жас  этилен  катализатор
ертіндісімен толтырылған реакционды  калонаның  төменгі  бөлігіне  беріледі.
Сұық арқылы өткен  газ  онда  ериді  және  ацетоальдегид  түзетін  реакцияға
түседі. Ацетоальдегид бумен өңделмеген реакцияға түспеген  газдар,  су  және
катализатор ертіндісімен тоңазтқышқа  екінші  рет  түседі.  Ерітіндіні  және
судың конденсирленген буы реакциянды калонаға біріншіге  қайтады,  ал   булы
газды  қоспасы  тоңазтқышта  қосымша  салқындатылады  және  ацетоальдегидтің
абсорциясына абсордеуге (4) беріледі. Газ абсор берген  кейін  циркуляционды
компресорда (16) жұмыстық қысымға дейін  сығылады  және  реакционды  калонға
қайтады.  Катализатор  активтілігін  ұстау  үшін   сұйық   бөлігін   бірінші
калонадан регинираторға (3)  регинирация  процессін  жүргізу  үшін  үздіксіз
жүргізіледі.    Онда оттегімен және хлорсутегімен  ультракулгін  сәулелермен
өңдейді. Абсорбердің (4) төменгі жағынан ағып  тұрған  ацетоальдегидтің  10%
сулы ертіндісі абсорбционды буландырғыш калонаға (5) ге түседі.  Онда  өткір
бумен  ертілген газбен  айдайды.  Ал  олардан  алынған  ацетоальдегид  сумен
абсорбцияланады. Одан кейін  ацетоальдегид  ерітіндісі  ректификационды  (6)
калонаға түседі. Өткір бумен судан жоғарғы қайнаушы қосылыстардан  айдалады.
Ацетоальдегид  буы  тоңазтқыш  конденсаторда  конденциленеді.  Сұйық  бөлігі
плегма түрінде суландыру үшін калонасына (6)  қайтады.  Ал  ацетоальдегидтің
қалған бөлігі жинағышқа  түседі, не алын ала  ацетат  марганец  қоспасы  мен
араласқан тотықтыру калонасына (7)  сірке  қыш.  синтездеу  үшін  түседі.  7
калонада темп. 60С қысымы 0,4 мПа, ал жоғарғы -өлігіінде  70С,  қысысмы  0,3
мПа . Булы газды қоспаны ажырату және сірке қыш.  концентрациясын  төмендету
үшін калонаны жоғарғы бөлігіне газ тәріді азот беріледі.  Булы  газды  қоспа
тотықтыру калонаны (7) жоғарғы  бөлігінен  конденсатор  тоңазтқышқа  түседі,
онда конденсирленбеген газдың судан бөлінуі жүреді.
3. Бұл әдіс 180-200температурада қысымы  40-70мПа-да  гидрокорбонил  кобальт
      және гобальтиодид катализатор жүйесімен жүргізіледі.


                                    Метан
                                      ↓
                                 Синтез газ
                                      ↓
                                   Метанол
                                      ↓
                                Сірке қышқыл

        Компессорда (1) 65мПа – ға дейін қысымына дейін  қысылған  көміртегі
оксиді   және   65-75мПа   қысымен   метанол   араластырғышта   (3)    1;1;1
арақатқатынасында     араластырады.     200°температураа     шейін      жылу
алмастырғыштареакциндық  қоспа  қыздырылыды   және   катализатор   жүйесімен
толтырылған рекционды калонаға (6) түседі.  Рекуцирленген   газбен  араласып
сірке  қышқылының  синтезі  жүреді.  6  калонадан  шыққан  улы  газды   ағын
тоназытқыш конденсаторда 7-де салқындатылады және қысымы жоғары  сепараторда
(8) бөлінеді. Рекцияға түсеген газдар  церкуляционды  турба  компрессор  (5)
арқылы реакциондық калонаға (6) қайтып келеді. Ал  сұйықтық  дросирвирленеді
және қысымы  төменгі сепараторға (9) түседі. Құрамында  метил  йодид  йодиді
бар сұйықтық қысымы  төменде  еріген  газдар          олар  абсорберде  (10)
метонолмен жулады. Метил  йодид  қоспасынан  тазаланған  газдар  қондырғыдан
шығады, ал метанол абсорберден жинағышқа (11) –ге түседі.
      Қышқылдардың булары испорительде 13-тен  ректификацияға  тазалау  үшін
екі сатылы калонаға 14-15 беріледі.  15  калонаның  үстінен  тауарлы   сірке
қышқылы жинағышқа (16) түседі.
4. 50% сахароза мелассаның құрамына кіретін қант өндірісінің  қалдығы  болып
саналады және микробиологиялық синтезіне қатысады.
    Қызылша  алдын-ала  тазарту  үшін  сумен  шайылады.  Ол  ондағы   құнды
тазартушы аппараттар арқылы өтеді. Ол жуылған судан алынып,  арнайы  қызылша
жуғыш машинаға түседі (2), содан  кейін  қызылша  ккесуші  аппаратқа  түседі
(4). Онда  ол  ұсақталып  кесіледі  және  ол  сұйық  сахароза   ерітіндісіне
айналып, ыстық сумен өңдеу аппараттарына түседі (5), онда  ол  ісініп,  және
экстракция процессі жеңілдетіледі.  Мұнда  диффузонды  шырынмен  қыздырылады
(массаның бір бөлігі), одан кейін   жылу  алмастырғыштағы  (6)  циркурленген
шырынның ағынмен 75°с  шейін  қыздырылады  (4).  Осы  қоспа  диффузонды  (7)
аппаратқа түседі. (Осында сурфирленген суға қарама  –қарсы  бағытта  ауысады
). Піресі бар шнекті су айырғышта (8). Сығындысы  бөліп  алынған  диффузонды
шығынға және сурфирленген суға  қарама-қарсы  бағытта  ауысады.  Экстракциға
дейін ыстық  исумен  өңдеу   аппаратына  үздікті  қайтып  келетін  пульпадан
тазаланады дуффузянды  шырынның  бөліп  алынатын  бөлігі  экстрактордан  (7)
ұстағышқа (27) түседі. Қантты емес қосылыстардан диффузонды тазару  бөліміне
түседі. Онда (сатурация процесі) көміртегі диоксйдін бөліп  алу  үшін  әкпен
өңделеді (деффекация процесі).
    Бақылау сұрақтары:
     1. Өсімдіктекті шикізаттың  гидролизі
     2. Этиленнен сірке қышқылын алу
     3. Метанолдан корбанилдеу арқылы сірке қышқылын алу
     4. Биотехнологияда мелассаны субстрат ретінде қолдану.




Әдебиеттер:
        1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство
           белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая
           школа», 1987.
        2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных
           белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос,
           1992. – 382 с.


    № 6-дәріс. Азықтық биомассаны алудың  технологиялық схемасы.
Дәріс жоспары:


   1. Шикізатты дайындау
   2. Егінді материалды дайындау
   3. Ферментация
   4. Қойылту және бөліп алу
   5. Кептіру


          Ақуыз  заттардың  техникалық  схемасы  қолданады  шикізат  түріне
байланысты болады.  Процестің  барлығында  егінді  культураны  алу  бөліміне
асамән береді. Ол негізгі  ферментацияның  ондірістік  ферментерлерде  егуге
қайта егуге Көшіріп  егуге  егінді  материалдарын  таза  культура  алу  үшін
қолданады.







































      Әдетте егінді материалдарды дайындау үздікті түрде қажеттілігіне қарай
бірнеше кезеңде  жүреді  және  микробиологиялық  лабараторияда  жүргізіледі.
Онда  сақталып  тұрған  штамм  продуценттерді  пробиркалардан   стерилденген
қоректік ортасы бар конусты кочалкалы колбаларға  ауысты.  Қоректік  ортаның
құрамы  қолданылатын  ортаның   құрамына   байланысты   болады.   Колбаларды
кочалкаға орналастырып, оптималды  температурасы  және  рН  жағдайы  бойынша
культивирлеуді  жүргізуді  микроорганизімдердің  дамуын   байқайды.   Өсудің
логорифімдк кезеңіндегі таза культура көлемі  500 л  дайын  қоректік  ортасы
бар егінді аппаратқа (12) ауыстырады.
 Қоректік ортаны қыздыруға арналған жейдесі және  араластырғышы  бар  арнайы
қоспа араластырғышта (7) дайындайды. Қоректік ортаның  барлық  компоненттері
сәйкес жинағышта  (1-5 кейін) мөлшерлегіш қондырғы арқылы  биореакторға  (7)
жіберіледі.
      1. Ерітінді 60-70°дейін ерітеді жылу  алмастырғышт  регупираторда  (5)
қыздырады.
   1. 120-130 °с температураға шейін қыздырғыш  калонада  (6)  ағынды  өткір
      бумен қыздырылады.
   2. Микроорганизмдер алу үшін ағындыны ұстағышта (7) 10-15 минут  ұстайды.
      Барлық қажетті  миниралды компоненттерді  екі ерітіндіге топтастырады.
      Олар паралелді  негізі  ферментерға беріледі.
 І –топ. Бралық микроэлементтер  ерітіндісі   (азот,  фосфор,  калий)қажетті
көлемі 5-70г/л.
ІІ – топ. Микроэлементер ерітіндісі       (магний,  марганец,  темір,  мырыш
т.б.)  концнетрация  көлемі  5-70  г/л/ға  алдын  ала  бөлімшелерде   барлық
техникалық ағымдар өндірстің  негізгі  стадиясына   беріледі  –  ферментация
стадиясына  беріледі.  Осы  бөлімшеде  негізгі  аппарат   болып,   ферментер
аппараты саналады. Ол келесі  процестерді қамтамасыз етеді.
   1. Сұйық фаза көлемінде  микроорганизмдердің  өсуі және дамуы.
   2.   Микроорганиздердің   клеткаларына    қоректік    ортаның   затттарды
      тасмалдау.
   3. Өздерінің алмасу өнімдерін  микробты клеткалардан бөліп алу.
   4. Клеткалардан бөлінген жылуды  ортадан бөліп алу.
Ферментация стадиясын өткеннен кейін   қойылту  және  бөліп  алу  стадиясына
беріледі. Ақуыз затттарды өндіру процесінде  культуралды  биомассаны   бөліп
алу үшін  центробжный сепараторларды қолданады.  15-17%  шейін  құрғақ  заты
концентрленген микробтық суспензия  жылумен   өңдеу   стадиясын  өту  керек.
Бұл процесте 75-85° температурада 10-40 минут аралығында    штамм  продуцент
барлық суспензиядағы микроорганизмдер   өледі.  Иноктивтелген   клеткалардан
дайын өнім  алу  үшін осы  стадияны қолданады.

Бақылау сұрақтары:
   1. Шикізатты дайындау
   2. Егінді материалды дайындау
   3. Ферментация
   4. Қойылту және бөліп алу
   5. Кептіру

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.

№ 7- дәріс№.  Көмірсу шикізатын қолдану арқылы азықтық биомассаны
                     өндірудің технологиялық ерекшелігі
Дәріс жоспары:

   1.  n-парафинді   қолдану   арқылы   микроорганизмдерді   культивирлеудің
      ерекшелігі;
   2. Мұнай дистиляторды қолдану арқылы микроорганизмдерді культивирленуінің
      ерекшелігі;
   3.  Табиғи  газ  қолдану  арқылы  микроорганизмдердің   культивирленуінің
      ерекшелігі.

      1. Микроорганизмдерді культивирлеу үшін қайнау температурасы 200-340оС
аралығында сұйық  тазаланған  n-парафиндерді  қолданады.  Продуцент  ретінде
бактериалды және дрожжи культураларын қолдануғы болады.  Көбінесе  дрожжилар
Candida  тобынан  болады.  Өйткені,  n-парафиндерді   қолданғанда   қоректік
ортаның  құрамы  көп  сұрақтарды  тудырады.  Дрожжи  клеткаларының  көбеюіне
ортаға енгізілетін азот пен фосфор мөлшері  әсер  етеді.  Макроэлементтердің
ерітіндісіне   келесі  тұздар  кіреді:  Аммоний  сульфаты   –   0,4   кг/м3,
суперфосфат  –  1,5кг/м3,  калий  хлориді  –  0,9кг/м3.   Микроэлементтердің
ерітіндісі құрамына сульфат тұздары креді: Mg,  Mn,  Fe,  Zn,  Cu,  Na  рН-ң
тұрақты  мәнін  ұстау  үшін  ферменттерге  аммиакты   су   беріліп   тұрады.
Дрожжилардың культивирлеу жағдайы 4  фазалық  жүйесімен  анықтайды  (газ-су-
сұйық парафин-дрожжи клетка).  Сұйық  фазаны  зерттегенде  клеткалардың  1/3
бөлігі сұйық фазада өседі, ал 2/3 бөлігі  парафиндік  тамшының  қабықшасынды
адсорбцияланады. Ферментация процестің эффективтілігіне аэрация әсер  етеді.
Дрожжи клеткаларының өсуіне және дамуына ферментация процесінде ортаның  рН-
ы әсер етеді (4-4,5). N-алкандардың тотығу процесінде  аралық  өнім  ретінде
май  қышқылдары  бөлінеді.  Бұл  өсу  процесі  кезінде  сулы  ортаның  рН-ын
төмендетеді,   сондықтан,   ферментерге   аммиакты   су   беріліп   отырады.
Клеткаларды культивирлеу процесінде ортаның температурасы да әсер етеді.  Ол
32-34 оС  болуы  керек.  Сұйық  тазаланған  парафиннан  алынған  биомассаның
құрамы:
      Шикі протеин – 50-60%
      Май – 5%
      Көмірсулар – 10-20%
      Күл – 10%
      Ылғалдылығы – 10%
      Көмірсу қалдықтары – 0,1%
      Осы  биомасса  тауарлы  өнім  болып  саналады  және  ауыл   шаруашылық
малдарына азықтық қосылғыш ретінде пайдаланады.
      2. Осы процесті жүргізгенде 3 өнім  алуға  болады:  азықтық  биомасса,
төмен температурады қататын дизельді жанармай және биомай. 240-260оС  қайнау
температурасы  және  құрамында  15%  n-парафиндері  бар  мұнай  дистиляторын
қолданады.  Осы  процесс  алдындағы  қарастырылған  процеске  сәйкес,  бірақ
ферментерде мұнай дистилятының концентрациясы 10-30% болуы қажет. Бөліп  алу
стадиясында деконтация және сепорация процестерін  қолданылады.  Биомассаның
бөліп  алу  процесінде  міндетті  стадия  –  қалдық   көмірсуларды   азықтық
экстракциялау саналады. Осы кезде биомай да бөлініп алынады.
      Дайындау бөлімшесінде шашыраңқы кептіргіштен  шыққан  құрғақ  препарат
ылғалдылық грануляторға  беріледі.  Өткір  бумен  ылғалдандырылған  биомасса
фильтр арқылы сығылады және ылғалдандырылған гранулалар  плющильді  стноктың
блікттеріне беріледі (зазоры 1-2 мм). Жалпақтығы  жапырақ  тәрізді  биомасса
таспалы  кептіргішке  түседі.  Онда  ыстық  ауамен  ылғалдығы  8-10%   дейін
кептіріледі.  Құрғақ  қабыршақтар  температурасы   80оС-де   классификаторды
өтеді.  Онда  ұсақ  фракция  және  шаң-тозан  бөлініп  алынады.  Ары   қарай
конвейірмен қарыма-қарсы ағынды экстракторға беріледі.
      Азықтық дрожжи биомассасының құрамы:
      Шикі протеин – 58-62%
      Липидтер – 3% төмен болмауы керек
      Қалдық көмірсулар – 0,05%
      Қалдық көмірсулар – 0,05% жоғары болмауы керек
      Күл - 10%
      Ылғалдығы – 10% дейін
      1 т. Мұнай дистилятынан 100ден-300 кг биомасса алуға болады.
       Табиғи  газға  ннегінен  метан  жатады.  Продуцент  ретінде   метанды
тотықтырғыш бактериялар қолданылады. Меткулококкус капсулатус.  Культивирлеу
үшін қоректік ортаның құрамында микроэлементтер K,  P,N  көздері  және  т.б.
өсу факторлары болуы керек. Қоректік  ортадағы  азоттың  концтрациясы  18-30
мг/л болуы  қажет.  Одан  жоғары  концентрациясы  1-5  г/л.  Микроэлементтер
ортаға енгізілмейді, өйткені ортаны дайындау  кезіндегі  енгізілетін  тұздар
жеткілікті. Бактериялардың оттегіне қажеттілігі  метанға  қажетттілігін  2-3
есе артады. 18% жоғары оттегінің мөлшері клеткалардың өсуіне әкеледі.  Метан
тотықтырғыш бактериялар рН 6,5-7,1  арақатынасында  және  температурасы  34-
38оС  дамиды.  Суспенцияның  концентрациясы  4-6%  АҚЗ.  Ферментция  процесі
ағынды  ферментерлерде  өтеді.  Қойылту  процесінің   жүргізу   ерекшелігіне
бактериялардың алдын ала  коагуляциясы  жүргізіледі.  Ал  дайын  өнімді  алу
кезінде  бактериялды   биомассаның   грануляцияны   қажет   етеді.   Азықтық
бактериялды биомассаның құрамы келесідей:
      Шикі протеин – 75%
      Липидтер – 5%
      Күл - 10%
      Ылғалдығы – 10%
      Нуклеин қышқылы – 10%
      Осы алынған азықтық ақуызды тағамдық құндылығы мен теңестірілген  амин
қышқылдары бойынша балық ұнымен сәйкес келеді.
Бақылау сұрақтары:
   1.  n-парафинді   қолдану   арқылы   микроорганизмдерді   культивирлеудің
      ерекшелігі;
   2. Мұнай дистиляторды қолдану арқылы микроорганизмдерді культивирленуінің
      ерекшелігі;
   3.  Табиғи  газ  қолдану  арқылы  микроорганизмдердің   культивирленуінің
      ерекшелігі.

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.

№ 8-дәріс. Төмен сприттерде микробты ақуыздарды алу
Дәріс жоспары:
   1. Метанолда микроорганизмдерді культивирлеудің ерекшелігі
   2. Этанол орасында микрооганизмдерді культивирлеу ерекшелігі

               1.   Продуцент   ретінде   Cfndida   Boidinii    дрожжиларын
                  қолданылады.   Олардың   оптималды    даму    жағдайлары:
                  температурасы  34-37оС,  рН  4,2-4,6.   қоректік   ортаны
                  дайындаған кезде макро және  микроэлементтердің  дәстүрлі
                  бейорганикалық көздері қосылады және азот  көзі  реттінде
                  және  витаминдер  реттінде  дрожжи  автолизатын   қосады.
                  Дрожжилардың  max  өсу  жылдамдығы  биотиннің  10  мкг/л,
                  тиаминнің  100  мкг/л  және  дрожжи   экстрактың   50мг/л
                  болғанда байқалады.  Өнімдегі  АҚЗ  тәулігіне  75-100  т.
                  Культивирлеу процесі  бір  стадияда  өткенде  субстраттың
                  концентрациясы 8-10 г/л болу қажет. Одан жоғары 15 г/л-де
                  клетканың өлуі байқалады. Қойылту алдында биомассаның  30
                  г/л болуы қажет.
      Алынған азықтық дрожжилардың құрамы:
      Шикі протеин – 56-62%
      Липидтер – 5-6%
      Күл – 7-10%
      Ылғалдығы – 8-10%
      Нуклеин қышқылы – 5-6%

      Бактериалды биомассаның құрамы:
      Шикі протеин – 70-74%
      Липидтер – 7-9%
      Күл – 8-10%
      Ылғалдығы – 8-10%
      Нуклеин қышқылы – 10-13%


               2.  Көмірсудің  жалғыз  көзі   ретінде   қолданылатын   этил
                  спиртінен   ақуызды    продуцирлейтін    микроорганизмдер
                  ретінде дрожжиларды (C.  Utitis,  S.  Lambica,  Hansenula
                  anomala   жәнеetobacter    Calcoaceticus    бактериялары)
                  қолданылады.
      Дрожжилар үшін қоректік  ортаны  дайындағанда  синтетикалық  субстатта
макро және микро элементтердің  концентрациясы  келесідегі  (гл/л).  Қойылту
бөлімшесінде азықтық биомассаны бөліп алу стадиясында флотация  қолданылады,
сондай-ақ жоғары аталған әдістерде қолданылады.
      Этонолда өсірілген дрожжилар құрамы (%):
      Бактериалды биомассаның құрамы:
      Шикі протеин – 60-62%
      Липидтер – 2-4%
      Күл – 8-10%

      Ылғалдығы – 10%

      Бақылау сұрақтары:
   1. Метанолда микроорганизмдерді культивирлеудің ерекшелігі
   2. Этанол орасында микрооганизмдерді культивирлеу ерекшелігі


Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.



№ 9-дәріс. Көмірсу шикізаттарын қолдану арқылы ақуыз заттарды алу
Дәріс жоспары:


   1.Өсімдік шикізаттарының гидролизаттарында микроорганизмдерді
культиверлеу ерешеліктері.
   2.Торф гидролизаттарында және дәнді картоп бардасында микрооргназимдерді
культиверлеу ереекшелігі.


   1.Гидролизаттар  бұл  күрделі  субстрат  құрамына  гексоз   және   пентоз
қосындылары кіреді. Штамм продуценті ретінде келесі дрожжылар қолданылады:
      • Candida Utilis
      • Candida Scotii
      • Candida Tropicalis
   Candida  Scotii  36-380  ,  рН  4,2-4,6  дамиды.   Гидролизат   ортасында
дрожжылардың дамуына барлық қажетті микроэлементтер бар. Жетіспейтін  N,  P,
K мөлшері жалпы амофос тұздары ерітінді ретінде енгізіледі,мг/л:
     1. N мөлшері-900
     2. Р мөлшері-400-450
     3. K мөлшері-30
   Ортада көп мөлшерде органикалық заттар және органикалық қышқылдар болады.
   Дрожжылардың өсу процесі кезінде ортаның қышқылдығы  жоғарылайды,  өйтені
ортада сульфит иондары пайда  болады.  Ортаның  рН-ын  ұстау  үшін  аммиакты
сумен титрлейді. Дрожжы биомассасын алу үшін 2 тәсіл қолданылады:
   1)редуцырлық заттардың концентрациясы 3-3,5% ерітілмеген суслоны 2 сатылы
схема  бойынша  микрооорганизмдерді  культивирлейді.  Осы  сатыда  жрожжылар
гексоздарды ассимирлейді . Одан  кейін  клеткалар  культуралдық  сұйықтықтан
бөлініп, бөліну  стадиясына  және  дайын  өнімді  алуға  бағытталады.Бөлініп
алынған  культуралдық  сұйықтық  концентрациясы  РЗ  (редуцирлық  заттар)-1-
1,2%,құрамында пентозды  қанттарды  қалған  ферментацияның  екінші  сатысына
түседі.
   2)процесс 2 кезектесе байланысқан ферментерлерде өтеді.Бірінші  аппаратқа
ерітілген сусло беріледі (Рз-1,4-1,8%).Осы аппаратқа  қоректік  заттар  және
басқа да компоненттер енгізіледі. Ферментация процесі жүргізіледі.Осы  кезде
гексозды қанттардың  және  сірке  қышқылының  утилизациясы  жүреді.  Алынған
дрожжы суспензиясы үздіксіз екінші ферментерге бағытталады, онда  интенсивті
аэрация арқылы қалған моноқанттардың утилизациясы жалғасады  және  дрожжылар
концентрациясы 12-14  г/л-ге  шейін  жоғарылайды.Дрожжы  суспензиясы  екінші
ферментердан 2 сатылы флотаторға түседі  және  25-35  г/л  концентрациясымен
газ бөлгіш арқылы  сепарация  бөліміне  бағытталады.  3  сатылы  сепарацияда
дрожжы концентраты пигментті қосындыларды бөліп алу  үшін  үшін  және  дайын
өнімнің  күлдігін  төмендету  үшін  сумен  2рет  жуады  .Осы  кезде   дрожжы
концентрациясы 15-20% шейін жоғарылайды. Өсімдік  шикізат  гидролизаттарында
алынған азықтық дрожжының құрамы, %:
      • Ақуыз-43-80
      • Липидтер-2,3-3
      • Көмірсулар-11-23
      • Күл-11
      • Ылғалдылығы-10

   2.Торф  гидролизаттары   күрделі   субстрат   құрамына   жеңілсіңірілетін
моносахаридтер және органикалық қышқылдар кіреді. Продуцент ретінде  Candida
Tropicalis  қолданылады.  Қоректік   орта   құрамына   қосымгша   КСІ   және
суперфосфат тұздары енгізіледі. N көзі ретінде және  ортаның  рН-ін  4,2-4,6
мөлшерде ұстау үшін аммиакты су қолданылады.  Культиверлеу  процесі  алдында
қарастырылған кезектесе байланысқан 2 ферментерде  өтеді.  Дрожжының  шығымы
РЗ-дан 65-68% құрайды. Барданың құрамына  12%  құрғақ  заттар  кіреді.  Оның
ішінде, %:
      • Карбон қышқылдары (құрғақ заттардан 20)
      • РЗ (абсолютті құрғақ заттардан (АҚЗ) 7)
      • Амин қышқылдары (АҚЗ – 3)
      • Глицерин және басқа спирттер (АҚЗ-6)
   1м3 барда көлемінен 13-14кг құрғақ азықтық биомасса алуға болады. Азықтық
дрожжылардың құрамы, %:
      • Шикі протеин-2-5
      • Липидтер-2-5
      • Көмірсулар-14-22
      • Күл-7-10
      • Ылғалдылығы-10.
Бақылау сұрақтары:

           1. Өсімдік шикізаттарының гидролизаттарында микроорганизмдерді
              культиверлеу ерешеліктері.
           2. Торф гидролизаттарында және дәнді картоп бардасында
              микрооргназимдерді культиверлеу ереекшелігі.



Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.

№ 10-дәріс. Микробты липидтердің алу технологиясы.
Дәріс жоспары:
    1. Липидтерді алу үшін микроағзалар.
    2. Липидтерді алу  технологиялық процессы.


    Полярлы емес еріткіште еритің микроағзалардың  клеткалық  компонентерің
микробты ақүыздардың өндірісінде липидтердеп байқалады.
    Микробты липидтерді алу технологиялық процессы міндетті  түрде  полярлы
емес еріткіште экстракция әдісімен клеткалық биомассадан  липидтердің  бөліп
алу стадиясы кіреді. Осы кезде екі дайын өнім  пайда  болады:  микробты  май
және майсыздырылған ақүыз препараты /биошрот/.
    Дрожжи Cryptococcus  terricolus  липид  түзүшілер  деп  саналады.  Олар
ардайы көп мөлшерде /60 % от  АСВ/  синтездеуге  кәбілеттері  бар.  Микробты
липидтің  синтезінде    азықтық   ақүызда   колданатың   көректі   орталарды
колданады.
    Вопросы для самоконтроля:
    1. Микроорганизмы для получения липидов.
    2. Технологический процесс получения липидов.


        Литература:
       1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство
          белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая
          школа», 1987.
       2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных
          белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992.
          – 382 с.
№11 Дәріс. Өнеркәсіптік ферментті препараттар. Ферменттін биосинтізіна  әсер
ететін факторлар.

    Дәріс жоспары:
   1. Өнеркәсіптік ферментті препараттар
   2. Ферменттін биосинтізіна әсер ететін факторлар.

   Өнеркәсіптік биотехнологияда негізгі фермент гидролаза саналады.
   Амилолитикалық  ферменттерге α-амилаза, β-амилаза, глюкоамилаза  жатады.
 Олардын әсері крахмалдын және гликогендын гидролизінде  байкалады.  Крахмал
 гидролиз кезінде жай полисахаридтерге- декстриндерге бөлінеді, одан кейін –
 глюкозаға шейін.  α-Амилаза α-1,4- глюкан байланыстарды  гидролиздейді;  β-
 амилаза  —  шектеулі  әсерінін  ферменті,  мальтоза  қалдықтарын  тізбектін
 шеттерінен  бөліп  алады.  Глюкоамилаза   глюкоза   қалдықтарын   тізбектін
 шеттерінен бөліп алады.  Осы ферметтер  спирт  өндірісінде  және  нанпісіру
 өндірісінде колданады. Протеолитикалық  ферменттер  гидролазаларға  жатады,
 пеитидгидролаза  тобын  құрайды.   Ақуыздарда   және   пептидтарда   пептид
 байланыстарынын гидролизін жүргізеді.

    2. Өсіп турған  культураларда  ферменттердін  биосинтезін  технологиялық
 қабылдаулармен реттеуге болады. Синтезделетін ферменттердін  клеткаларынын
 құрамы және мөлшері осы организімнін  түқымдық  қассиеттеріне  байланысты,
 өйткені клеткадағы ақуыздын структурасы  генмен  анықталады.  Ген   сыртқы
 ортанын әсерімен өзгеру, бөліну мүмкін.


    Бақылау сұрақтары:
     1. Өнеркәсіптік ферментті препараттар
     2. Ферменттін биосинтізіна әсер ететін факторлар.

Әдебиеттер:
    1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
       веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
    2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных
       белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. –
       382 с.






№ 12-дәріс. Фермент продуценттерін  тереңдік әдіспен культивирлеу
Дәріс жоспары:

        1. Егінді материалды алу
        2. Қоректік ортаны дайындау
        3. Қоректік ортаны стерильдеу
        4. Ауаның аэрирлеуге дейін және кейін тазарту
        5. Өндірістік культивирлеу

      Тереңдік   әдіспен   культивирлеу    әдісінің    ерекшелігі    –    ол
микроорганизмдердің  сұйық   қоректік   ортада   өсірілуі.   Процесс   қатаң
асептикалық  жағдайда  өтеді,  және  де  асептиканың  бұзылуы  мен   режимді
сақтамауы фермент бөлуінің толық тоқталуына әкеп соғады. Технологиясы:
      1. Егінді материалды алу
     1. Қоректік ортаны дайындау
     2. Қоректік ортаны стерильдеу
     3. Ауаның аэрирлеуге дейін және кейін тазарту
     4. Өндірістік культивирлеу
     5. Егінді культурадан экстракциялау
     6. Қатты фазаның бөлінуі
     7. Ферментті ерінтіндінің концентрленуі
     8. Ультрафильтрлеу
     9.  Тұнуы
    10.  Тұздау
    11.  Тазарту
    12.  Кептіру


1.Егінді  материалды  тереңдік  әдіспен  дайындайды.  Егінді  материал  түрі
продуценттіне  байланысты  болады:  саңырауқұлақтар   мен   актиномицеттерге
мицелиалдық вегетативті масса  қолданылады.  Бактериялар  үшін  спор  түзуші
кезеңі кезіндегі өсіп жаткан культура қолданылады.

    2.Ортаны даярлайтын бөлмені  шикізаттың  микроорганизмдерін  ластанудан
    сақтау    үшін    басқа    өндіріс    орындарынан    бөлек     орнатып,
    байланыссыздандырады.  Ротаны  дайындау  әдісі   оның   компоненттеріне
    байланысты.
      3. Ортаны стерильдеу 2 түрлі әдіспен өткізуге болады:
1) Микроорганизмдердің ортадан бөліп алып, ортадан оларды жою. Бұл  жартылай
өткізгіш мембрананың микрофильтрация процессі кезіндеөтеді.
2)  Жоғары  температура  көмегімен.Мұнда  микроорганизмдердің  өлуі  белгілі
уақыт аралығында өтеді. Неғұрлым температура жоғары  соғұрлым  уақыты  қысқа
болады. Стерилизацияны үздіксіз немесе белгілі кезеңмен өткізуге  (периодты)
болады.
      4. Ауаны тазарту.
             Атмосфералық  ауа   құрамында   табиғаттың   органикалық   және
органикалық емес шаңы болады.Су тамшысында  микроорганизмдер  мөлшері  онның
тоғыз дәрежесіндегі бөлігі бір куб метрге келеді. Оның  стерильдігі  көлемді
волоконды фильтр арқылы фильтрлеу жүргізуден өтеді. Ферментті  препараттарды
өндіргенде екі еселенген тазарту қажет.

      5. Өндірістік культивирлеу.
Продуцентті   сұйықтықта   культивирлеу   кезінде   екі    процесс    өтеді:
1.Микрооргнизмдер  биомассасының  ұлғаюы  2.  Ортада   ферменттің   микробты
клеткасының жиналуы. Ферменттің биосинтезі  тереңді  культураларда  үздіксіз
ауаның  жіберіліп,  араластырғанда  2-4  тәулікте  өтеді.  Қоректік  ортаның
жоғары концентрациясы биомассаның өсуін тежеуі  мүмкін,  сондықтан  қоректік
орта   немесе   оның   компонентері   ферментерге    бірден    енгізілбейді.
Ферменттің жиналуы және  түзілуі  культивирлеу  кезіндегі  аэрация  режиміне
байланысты. Максималды  аэрирлеу  және  ортаны  араластыру  басқы  кезеңінде
жүреді.  Ферменттің  продуценттерінің   көбі    мезофильді   болып   келеді,
сондықтан даму 22-32 С температурасы оптимум болып келеді.
Бақылау сұрақтары:
        1. Егінді материалды алу
        2. Қоректік ортаны дайындау
        3. Қоректік ортаны стерильдеу
        4. Ауаның аэрирлеуге дейін және кейін тазарту
        5. Өндірістік культивирлеу

     Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.


№ 13 –дәріс. Фермент продуценттерін беттік әдіспен культивирлеу
Дәріс жоспары:

   1. Егінді материал
   2. Қоректік ортаны дайындау.
   3. Қоректік ортаны және егіндерді стерильдеу
   4. Өндірістік культивирлеу
   5. Культураны ұсату және кептірілуі

      Беттік әдісте культураны біраз ылғалды қатты қоректік ортаның  бетінде
өсіреді.  Мицелий  қатты  бөліктерді  байланыстырады,   жасушалар   қоректік
ортаның  құрамындағы  заттармен  қоректеніп  және   тыныс   алуда   оттегіні
пайдаланады.  Сондықтан  оттегімен  толық  қамтамсыз  ету  үшін  ортаны  жиі
ауыстырып тұруы және қалың  емес  қабатты  болуы  керек.  Осыған  байланысты
өсіру үшін үлкен көлемді ауамен қамтамасыз етілген орта қажет.


      Беттік  әдістің  ерекшеліктері  көп,  ең   бастысы–ортаның   массасына
қарағанда нәтижесінде ферменттің өте жоғары  концентрациясы.  Мысалы,қанттау
кезінде спирттік өндірісте 100 кг  крахмалға  5  кг  беттік  культуралы  зең
саңырауқұлақтары немесе 100 кг  маңындағы  мөлшерде  культуруалдық  сұйықтық
қажет  болады.  Беттік  культуралар  жеңіл   әрі   тез   кептіруге   болады,
транспорттеу  және  товарлық  формаға  аударуға  оңай,  егер   тек   қосымша
ферментті тазартудың  қажеті  болмаса  өте  қолайлы.Сонымен  қатар  тереңдік
әдіске қарағанда электр энергиясының аз қолданылуы.
      Егінді  материал.Беттік  әдіспен  өндіруде  ортаны  культура   түрінде
дайындауға болады, яғни қатты ортада өскен, тереңдік  әдіспен  өскен  спорлы
материалды  немесе  продуценттің  мицелиалды  массасы.  Егілетін  материалды
микроорганизмдерді  үш  немесе  төрт  кезеңде  өсірумен  алады.   Агарленген
ортадан алынатын культураны ең алдымен  1-1,5  г  сулы  стерильденген  бидай
ұнтағы бар пробиркаға салады. Өсіруді массалы  спор  түзілген  кезіне  дейін
термостатта өткізеді.
      Қоректік ортаны дайындау. Әрбір қатты ортаның негізі ретінде  көбінесе
бидайлық ұнтақ қолданылады, яғни ол өсіде қөажетті қоректік заттардың  басты
көзі болып  келеді.Ылғады  түрде  әсіресе  жағымды,  сонымен  қатар  қосымша
ферменттердің белсенділігі үшін қызылшалы жом, соялық шрот,  соя  ұнын  және
т.б  пектинге  бай,  майлы  материлдарды,  биосинтездік  қажетті  қоспаларды
қосады. Сонымен қоса қосымша сұлы мен күріш  қалдықтарын,  сабанды,  жугері,
ағаштардың үгіндісін қосса  ол  қоректік  ортаның  структурасын  жақсартады,
әсіресе өте  ұсақ  ағаш  үгіндісі.  Бұл  қоспалар  көмегімен  ортаға  ауамен
қамтамсыздандырып,   материалдарды   біріктіріп,   алынатын    ферменттердің
белсенділігін жоғарлатамыз.
      Қоректік ортаны және егіндерді стерильдеу. Сепкіш заттардың қыздырылуы
цилиндрлі аппараттарда ащы парменен жүреді, үздіксіз  араластырылып  тұрады.
Ортаның стерилизация кезінде 105-140 С-та ұзағырақ  жүреді,  сұйық  заттарға
қарағанда, себебі толығымен қыздырылуы қиынырақ болады, ұстау  уақыты  60-90
мин.   Белгілі   стерильдейтін    аппараттарда    араластырғыш    болып    –
араластырғыштар,  шнек,  конвейрлер,  күрек,   яғни   стерилизатор   бойымен
материалды  белсенді араластыратын болуы керек.
      Стерилизациядан кейін  ортаны  сол  аппараттағы  стерильденген  салқын
ауамен үрленеді немесе рубашамен жіберілетін сумен   суытады.  Температурасы
38-40 С түскеннен кейін  продуценттің егінді  культурасын  енгізеді  сонымен
қоса дұрыстап аралстырады.
      Өндірістік культивирлеу.  Беттік әдіспен  культураны өсіру процесі 36-
48 сағатқа созылады. Өсу циклін үш кезеңге бөлуге болады.
          - бастапқы 10-12  сағатта  өсіп  конидийдің  ісінуі  жүреді,  бұл
            моментте температура 28 С-тан төмен болмауы керек.
          - Келесі 14-18 сағатта мицелийдің  жылдам  өседі,  оны   сұрғылт-
            ақшыл түсті мамықша сияқты зат түрінде көруге болады. жасушалар
            ортадағы негізгі қоректік ортамен  қоректеніп,  белсенді  тыныс
            алып, көп мөлшерде жылу бөледі, оны шығарып отыру қажет.
          - үшінші кезең 12-18 сағатта өтеді. Зат алмасу  процесі  баяулап,
            жылу азаяды, бірақ ферменттің  түзілуі  жүреді,  аспергилдердің
            көбісінде конидийдің түзілуі басталады.
       Культураны  ұсату  және  кептірілуі.Өскен  және  жылжымалы  қабаттағы
культура корж түрінде, ортаның іскен бөліктерімен мицелимен нық  байланысқан
болады. Ары қарай қолдану үшін массаны 5-6 мм мөлшерде ұсату қажет,  бұл  әр
түрлі үгітуші; дезинтегратор,  барабанды-тісті,  соғатын,  шнекті,  үгітетін
аппараттардың қолдануында жүреді.

Бақылау сұрақтары:
   1. Егінді материал
   2. Қоректік ортаны дайындау.
   3. Қоректік ортаны және егіндерді стерильдеу
   4. Өндірістік культивирлеу
   5. Культураны ұсату және кептірілуі

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.

№14 Дәріс. Фермент препараттардын тауарлы формаларын алу.
    Дәріс жоспары:
           1. Ферметтерді бөліп алу және тазалау.
           2. Беттік культурадан экстракциалау.
           3. Қатты фазаны бөліп алу.
           4. Фермент ерітінділерін концентірлеу.
           5. Ультрафильтрация.
           6. Оргнаникалық еріткіштермен  тұнбаға түсыру.
           7. Высаливание. Сорбциалы тазалау.
           8. Фермент препараттарын кептіру.


   1. Ферметтерді тазалау және бөліп алу өте құрделі және  қымбат  процесс,
 сондықтан оларды қөбінесе тазарлылмаған түрінде колданады: тері және спирт
 өндірісінде,  өйткені   тазалау  дәрежесі  дайын  өнімнін  сапасына   әсер
 етпейді.   Продуцент  биомассасын  малдардын  азығына   косқанда   азықтын
 тағамдық құндылығы жоғарлайды. Бірақ тағам өндірісінде, микробиологиялық ,
 медицинада өте жоғары дәрежеде тазартылған препараттарды колданады.
    2. Ақуыздардын экстрагенты  су  саналады.  Бірақ  суға  қанттар,  пектин
 заттар, ақуыз заттардын және целлюлоза гидролизынын  өнімдері,  пигменттер
 қөшеді.
   3. Фермент препараттардын концентірлеу кристалдау  және  қойылту  арқылы
 жүреді.
   4.Ультрафильтрация.     Ультрафильтрация     кезінде      ерітінділерден
 төменмолекулярлы  балласты  коспаларды  бөліп  алуға  болады.  Осы   кезде
 концетірлеу және тазалау функциялары жүреді.
   5.Тұнбаға  түсіру  ретінде    этанол,   метанол,   ацетон,   изопропанол
 колданады.
   Сорбциалық  тазалаудаиониттарды  колданады.  Целлюлозадан    катионит   -
 карбоксиметилцеллюлозу  (КМЦ)  және  aнионит  —   диэтиламиноэтилцеллюлозу
 (ДЭАЭ).
   8.Фермент  препараттарды  кептіру  шашранқы   кептіргіштерде   жүргізеді.
 Процесске келесі талаптар койылады: АСВ мөлшері  20—22%,  жылужеткізгіштін
 температурасы кіруде 130°С және шығуда 50—70°С


    Бақылау сұрақтары:
       1. Ферметтерді бөліп алу және тазалау.
       2. Беттік культурадан экстракциалау.
       3. Қатты фазаны бөліп алу.
       4. Фермент ерітінділерін концентірлеу.
       5. Ультрафильтрация.
       6. Оргнаникалық еріткіштермен  тұнбаға түсыру.
       7. Высаливание. Сорбциалы тазалау.
       8. Фермент препараттарын кептіру.

        Әдебиеттер:
       1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство
          белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая
          школа», 1987.
       2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных
          белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992.
          – 382 с.

№15 Дәріс. Ақуыз изоляттарды және ақүыз концентраттарын алу технологиясы.
    Дәріс жоспары:
    1. Бидай кебегінен ақүыздарды алу.
    2. Дрожжы биомассасынан ақүыз препараттарын алу.
    Бидай кебегінен ақүыздарды сылтылық және қышқылдық экстракциялау арқалы
    алынады. Кебекті 50…60 °С  0,2 %-ды гидрооксид натрий ерітіндісімен
    өндейді және экстракт алады, одан цетрифугалау арқылы немесе пресстеу
    аркылы ерітілмейтін тұнбаны бөліп алады.
Экстрактты  центрифуғалайды,  ақуыз  крахмалды  өнім   және   мөлдірлетілген
экстракт алады. Мөлдірлетілген экстрактан солян қышқылдығымен  қышқылдағанда
ақуыз тұнбаға түседі, оны сарысудан центрифуга арқылы   бөліп  алады,  жуады
және кептіреді.
Дрожжы биомассасынан ақүыз препараттарын алу үшін дрожжелитикалық  ферментті
препараттар және протеаз  арқылы  автолиз және ферментті  лизис   жүргізеді.
Нан пісіруге арналған дрожжіларды алу үшін технологиялық автолизді 45…53  °С
температурада,  плазмолитикалық  агенттер   арқылы:     толуол,   хлороформ,
этанол.  Биомасса суспензиясында рН мәні 5,5…6,5 болу керек.  1  және  20  %
аралығында  суспензиянын   құрғақ   заттарынын   мөлшерін   ретттеу   қажет.
Автолиздын ұзақтылығы  15-30 сағат  болу  қажет.  Автолиздын  фракционирлеу:
цетрифуга аркылы дрожжы клеткаларынын  қабықшасын  бөліп  алу,  автолизаттын
сүйық фазасын мөлдірлету.

    Бақылау сұрақтары:
    1. Бидай кебегінен ақүыздарды алу.
    2. Дрожжы биомассасынан ақүыз препараттарын алу.
    3. Нан пісіруге арналған дрожжы биомассасын қайта өндеу.
Әдебиеттер:
       1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство
          белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая
          школа», 1987.
       2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных
          белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992.
          – 382 с.




2 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ САБАҚТАР

Лабораториялық жұмыс №1  Көмірсу шикізатының құрамын және қасиетін зерттеу.

Жұмыстың мақсаты: Сүт сарысуының химиялық құрамын және қасиеттерін оқып
үйрену.

Жұмыстың мазмұны: Сүзбе сарысуының физико-химиялық  көрсеткіштерін  анықтау.
Сыр сарысуының физико-химиялық көрсеткіштерін анықтау.

Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Сүзбе сарысуының қасиеті.
   2. Сыр сарысуының қасиеті.
   3. Сарысудың химиялық құрамы.
   4. Құрамы бойынша сүзбе сарысуының  сыр  сарысуынан  қандай  айырмашылығы
      бар.

 Әдебиеттер:
        1. Быков В.А., Манаков  М.Н.,  Панфилов  В.И.  и  др.  Производство
           белковых веществ: серия «Биотехнология» , кн.5.  –  М.,  «Высшая
           школа», 1987.
        2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере  В.М.  Технология  микробных
           белковых препаратов, аминокислот  и  биоэнергия.  -   М:  Колос,
           1992. – 382 с.
        3. Залашко  М.В.,  Залашко  Л.С.:  «Микробный  синтез  на  молочной
           сыворотке», – Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр



Лабораториялық жұмыс №2 Микроағзалардың  өсуіне    қоректік  ортаның  құрамы
және физико- химиялық фактордың әсерін анықтау.

Жұмыстың мақсаты: Сыртқы ортаның  өсу  белсенділігіне  және  микроағзалардың
биомасса шығымына физико-химиялық фактордың әсерін оқып үйрену;  сүтқышқылды
бактериялардың дрожжы биомассасының шығымына температураның және ортаның рН-
тың әсерін зерттеу.
Жұмыстың   мазмұны:    Бактериялардың    термотұрақтылығын    анықтау.Дрожжы
культураларының  өсу  белсенділігіне  температураның  әсерін  оқып   үйрену.
Дрожжылардың дамуына және өсуіне рН ортаның әсері.

 Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Сыртқы ортаның физико-химиялық әсері.
   2. Дамуына қарай микроағзалардың классификациясы
   3. Микроб жасушасының дамуы мен өсуіне культивирлеу әсер ету механизмі
   4. Культуралар дамуына және өсуіне  рН  ортаның  әсері,  биотехнологиялық
      процесстерде микроағзалардың рН тәуелділіктерін қолдану
   5. Микроағзалардың  өсу  белсенділігін  анықтаудың  сандық  және  сапалық
      әдістері
   6.  Микроағзалар  термотұрақтылығын  анықтаудың   және   олардың   өсуіне
      температураның және рН ортаның әсерін  анықтаудың әдістемесі
Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых
      препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992. – 382 с.
   3. Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной  сыворотке»,
      – Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр




  Лабораториялық   жұмыс  №3  Микроағзалардың  өсуінің  ингибирлеуші   және
  лимитирлеуші факторлары




  Жұмыстың  мақсаты:  Дрожжылардың  өсуіне  субстраттың  ингибирлеуші  және
  лимитирлеуші  әсерін  оқып  үйрену,  микроағзалардың  өсу  белсенділігіне
  еріген заттардың концентрациясының және осмостық қысымның әсерін зерттеу,
  дрожжы  жасушаларының  плазмолиз  құбылысын  қарастыру,   микроағзалардың
  антисептика және антибиотика арқылы ингибирлеп өсуін оқып үйрену.

    Жұмыстың мазмұны:  Дрожжылардың  өсуіне  субстраттың  ингибирлеуші  және
   лимитирлеуші әсерін зерттеу. Дрожжы культураларының өсу  интенсивтілігіне
   қоректік ортаның оқып–үйрену. Микроағзалардың  өсуіне  бензой  қышқылының
   ингибирлеуші әрекеті. Пенициллин антибиотигінің антимикробтық әрекеті.




Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Субстратпен микроағзалардың өсуін лимитирлеу заңдылығы,  метаболизмнің
      тар орнының принципі
   2. Субстраттың артықшылығымен туатын өсудің ингибирлеу себептері
   3.  Микроағзалардың  тіршілігіне  осмостық  қысымның   әсері,   плазмолиз
      құбылысы
   4. Тағамның  минералды  көздерінің  мәні,  осмостық  қысымға  және  судың
      белсенділігіне минералдық заттардың концентрациясының әсері
   5. Антимикробты агенттердің түрлері, олардың әсер ету механизмі
   6.  Антибиотиктер  әрекеттерінің  жалпы  принципі,  олардың  антимикробты
      агенттерден айырмашылығы
   7. Дрожжылардың өсуіне субстраттың ингибирлеуші және лимитирлеуші  әсерін
      зерттеу әдістемесі
   8. Дрожжылардың өсу интенсивтілігіне еріген  тұздардың  концентрациясының
      әсерін анықтау әдістемесі
   9.  Микроағзалардың  культураларына  антимикробтық  және   антибиотикалық
      әрекетін үйренудің әдістер мәні

Әдебиеттер:
    1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство  белковых
       веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
    2. Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология  микробных
       белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос, 1992.  –
       382 с.
    3.  Залашко  М.В.,  Залашко  Л.С.:  «Микробный   синтез   на   молочной
       сыворотке», – Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.




  Лабораториялық   жұмыс  №4  Өсу  процесстеріне  қоректік  орта  құрамының
  компоненттерінің әсерін оқып–үйрену




  Жұмыстың  мақсаты:  Микроағзаларды  культивирлеу   үшін   қоректік   орта
  құрамының макро- және микроэлементтердің, азот  және  фосфор  көздерінің,
  көмірсу   субсраттарының   рөлін   бағалау,    культуральды    сұйықтықта
  метаболиттердің және көмірсу  субсраттарының  сапалық  анықтау  әдістерін
  үйрену


Жұмыстың  мазмұны:  Культивирлеу  кезінде  қоректік   элементтерінің   рөлін
бағалау.  Ферментативтік  процесстің  өтуіне  орта  компоненттерінің  әсерін
бағалау.


Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Микроағзаларды культивирлеу үшін  қоректік  орта  құрамындағы  көмірсу
      құрамды субстраттың қызметі
   2. Қоректік орта құрамындағы азот және азот көздерінің рөлі
   3. Микробты жасушадағы фосфор локализациясы, фосфорқұрамды байланыстардың
      биологиялық қызметі
   4. Микроағзалардың өсу процесстеріне макро- және микроэлементтердің әсері
   5. Aspergillus  niger  саңырауқұлақтар  культурасының  өсу  процесстеріне
      қоректік орта компоненттеріне зерттеу әдістемесі
   6. Саңырауқұлақтар культурасының өсу  интенсивтілігін  анықтаудың  сандық
      және сапалық әдістері
   7. Культуральды  сұйықтықта  редуцирлеуші  қанттардың,  ақуыз  заттардың,
      этонолдың анықтау әдістемесінің мәні

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М:  Колос,  1992.  –
      382 с.
   3. Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной  сыворотке»,
      Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.

Лабораториялық  жұмыс №5 Ақуыздың микробтық синтезі (теория)

Жұмыстың мақсаты: Әртүрлі  субстраттарда  дрожжыларды  культивирлеу  кезінде
ақуыздың микробтық синтездің негізгі процесстерін оқып үйрену

Жұмыстың  мазмұны:  Ақуыздың  микробтық  синтезінің  технологиялық  сұлбасын
теориялық қарастыру. Микроағзалардың культивирлеуі және өсуі үшін   қоректік
ортаны және шикізатты дайындауды үйрену. Культуральды сұйықтықтан  продуцент
биомассасын  бөліп  алу,  жасуша  плазмолизі,  биомассаны   кептіру,   дайын
препаратты буып–түю және орау. Тағам ақуыз продуценттерін оқып–үйрену.

Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
    1. Ақуыздың микробтық синтезінің артықшылығы мен кемшілігі
    2. Азықтық биомасса алудың принциптік технологиялық сұлбасы
    3.    Тазартылған    н-парафинде    микроағзалардың    культивирлеуінің
       технологиялық ерекшелігі
Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа», 1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М:  Колос,  1992.  –
      382 с.
   3. Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной  сыворотке»,
      Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.


Лабораториялық  жұмыс №6 Ақуыздың микробтық  синтезі  үшін  қоректік  ортаны
дайындау

Жұмыстың  мақсаты:  Ақуыздың  микробтық   синтезі   үшін   қоректік   ортаны
дайындауды үйрену

Жұмыстың мазмұны: қоректік ортадағы (сүт сарысудағы лактоза мөлшері)  құрғақ
заттардың  массалық  үлесін  анықтау,  тығыздығын,  белсенді  және   титрлік
қышқылдылығын өлшеу. Сүт сарысуын және сыра суслосын стерилдеу.


Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1.  Мұнай  дистилятында  микроағзаларды   культивирлеудің   технологиялық
      ерекшеліктері
   2.   Табиғи   газда    микроағзаларды    культивирлеудің    технологиялық
      ерекшеліктері
   3. Этонолда микроағзаларды культивирлеудің технологиялық ерекшеліктері


Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа»,1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос,1992. – 382
      с.
   3. Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной  сыворотке»,
      Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.


Лабораториялық  жұмыс №8  Ақуыздың микробтық синтезі үшін егінді материалды
дайындау

Жұмыстың мақсаты: Ақуыздың микробтық синтезі үшін қолданылатын
микроағзаларды оқып үйрену

Жұмыстың  мазмұны:  Тербелмелі  колбаларға  егу   үшін   сыра   немесе   сүт
дрожжыларын   дайындау.   Агар   суслосының   жақтауынан   сүт   дрожжыларын
стерилденген  сүт  сарысуына  егіндіні  көшіру  және  тербелмелі  колбаларда
продуцент биомассасының жинақталуы үшін культивирлеу.
Дайындалған  сарысудың  егінді   материалының   инокуляциясын   стерилденген
тамызғышпен (пипетка) жүргізу.

Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
    1. Метанолда микроағзаларды культивирлеудің технологиялық ерекшеліктері
    2.  Өсімдіктекті  шикізаттың  гидролизаттарынан  және  целлюлозды-қағаз
       өнеркәсібінің қалдықтарынан ақуыз заттарын алу
    3. Торф гидролизаттарында микроағзаларды культивирлеудің  технологиялық
       ерекшеліктері


Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа»,1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос,1992. – 382
      с.
   3. Залашко М.В., Залашко Л.С.: «Микробный синтез на молочной  сыворотке»,
      Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.


Лабораториялық   жұмыс  №9    Ақуыздың  микробтық   синтезінің   ферментация
процессі

Жұмыстың мақсаты: Ақуыздың микробтық синтезінің ферментация процессін
уйрену

  Жұмыстың  мазмұны:  Колбаларды  качалкаларға  орналастыру,   содан   кейін
культивирлеу.  Ферментация   процессінде   1   тәулік   интервалмен   келесі
параметрлерді бақылайды:, ортаның рН–ның өзгеруі,  микроағзалардың  қоректік
заттарды пайдалануы.  Жасушалардың  қоректік  ортадан  заттарды  пайдалануын
құрғақ  заттардың  массалық  үлесінің   және   мөлдірлетілген   культуральды
сұйықтықтың (культуральды сұйықтықтың  аздаған  көлемінен  биомассаны  бөліп
алудан  кейін)  тығыздығының  өзгеруі  бойынша  бағалайды.  Құрғақ  заттарын
рефрактометр  арқылы,   тығыздығын   ареометр   көмегімен,   ортаның   рН–ын
потенциометр  арқылы  бақылайды.   Биомассаның   жинақталуын   екі   әдіспен
бағалайды: оптикалық және салмақтық.

Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Дәндікартопты және меласса бардасында  микроағзаларды  культивирлеудің
      технологиялық ерекшеліктері
   2.   Сүт   сарысуында   азықтық   биомасса   өндірісінің    технологиялық
      ерекшеліктері

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа»,1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос,1992. – 382
      с.
   3.  Залашко  М.В.,  Залашко   Л.С.:   «Микробный   синтез   на   молочной
      сыворотке»,Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.


Лабораториялық  жұмыс №9   Микробтық  ақуыздың  биомассасының  ылғалды  және
абсолютті  құрғақ  концентрациясын  анықтау  және   жасушалық   суспензияның
бөлінуі

 Жұмыстың  мақсаты:  Микробтық  ақуыздың  биомассасының  ылғалды  және  және
жасушалық суспензияның бөліну процессін үйрену

Жұмыстың мазмұны:  биомасса  концентрациясын  анықтауды  бірнеше  кезеңдерде
жүргізеді.   Бірінші   кезеңде   микроағзалардың   суспензиясының    белгілі
массасынан биомассаны Бюхнер воронкасымен  фильтрлеп  бөліп  алады.  Алынған
тұнба, яғни  құрамында  70-80%  су  болады,  оны  өлшейді  және  пресстелген
биомасса концентрациясын есептейді. Ары қарай осыдан кейбір  бөлігін  алады,
оны өлшейді және тұрақты массасыны дейін  кептіреді.  Алынған  мәліметтерден
сәйкес  есептеумен   абсолютті   құрғақ   биомассаның   құрамын   анықтайды.
Ферментация,  сапарирлеу  және  вакуум-булау  кезеңдерінде   микроағзалардың
суспензиясында  пресстелген  және  абсолютті  құрғақ   биомассаның   құрамын
анықтау үшін әдістеме қолданылуы мүмкін.

Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Микроағзаларды культивирлеу үшін шикізаттың өндірістік алынуы
   2. Ақуызды заттарды алу кезінде қолданылатын микроағзалар
   3. Жасушалық суспензияның бөліну әдістері

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа»,1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос,1992. – 382
      с.
   3.  Залашко  М.В.,  Залашко   Л.С.:   «Микробный   синтез   на   молочной
      сыворотке»,Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.


Лабораториялық  жұмыс №10   Коллоквиум

Жұмыстың мақсаты: Өтілген материалдарды бекіту

Жұмыстың мазмұны: Сұрақтарға жауап беру

Өзіндік бақылауға арналған сұрақтар:
   1. Ақуыздың микробтық синтезінің артықшылығы мен кемшілігі
   2. Азықтық биомасса алудың принциптік технологиялық сұлбасы
   3. Тазартылған н-парафинде микроағзалардың культивирлеуінің технологиялық
      ерекшелігі
   4.  Мұнай  дистилятында  микроағзаларды   культивирлеудің   технологиялық
      ерекшеліктері
   5.   Табиғи   газда    микроағзаларды    культивирлеудің    технологиялық
      ерекшеліктері
   6. Этонолда микроағзаларды культивирлеудің технологиялық ерекшеліктері
   7. Метанолда микроағзаларды культивирлеудің технологиялық ерекшеліктері
   8.  Өсімдіктекті  шикізаттың  гидролизаттарынан   және   целлюлозды-қағаз
      өнеркәсібінің қалдықтарынан ақуыз заттарын алу
   9. Торф гидролизаттарында  микроағзаларды  культивирлеудің  технологиялық
      ерекшеліктері
  10. Дәндікартопты және меласса бардасында  микроағзаларды  культивирлеудің
      технологиялық ерекшеліктері
  11.   Сүт   сарысуында   азықтық   биомасса   өндірісінің    технологиялық
      ерекшеліктері

Әдебиеттер:
   1. Быков В.А., Манаков М.Н., Панфилов В.И. и  др.  Производство  белковых
      веществ: серия «Биотехнология» , кн.5. – М., «Высшая школа»,1987.
   2.  Грачева  И.М.,  Иванова  Л.А.,  Кантере  В.М.  Технология   микробных
      белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. -  М: Колос,1992. – 382
      с.
   3.  Залашко  М.В.,  Залашко   Л.С.:   «Микробный   синтез   на   молочной
      сыворотке»,Минск: «Наука и техника», 1976 – 240 стр.

      3 СТУДЕНТТІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫ

|Этиленді этанолға түра гидратациалау.                                      |
|Синтез газдан метанолды алу.                                               |
| Метанолды карбонирлеу арқылы сірке қышқылың алу.                          |
| Микроорганизмдерді культивирлеу үшін целлюлоз-қағаз өндірісінің           |
|қалдықтарың дайындау.                                                      |
|Табиғат газында микроорганизмдерді культивирлеу ерешеліктері.              |
| Этанолда  микроорганизмдерді культивирлеу ерешеліктері.                   |
|Өсімдік шикізатының гидролизатында және сульфидты щелоктарында             |
|микроорганизмдерді культивирлеу ерешеліктері.                              |



Пәндер