Mikrobiológiai ipar, Krugosvet enciklopédia
mikrobiológiai ipar
Mikrobiológiai ipar és a termelés egy termék mikroorganizmusok segítségével. A folyamat az úgynevezett fermentációs mikroorganizmusokat; milyen minőségben zajlik, az úgynevezett fermentor (vagy bioreaktor).
Zajló folyamatok részvételével baktériumok, élesztőgombák és penészgombák, az a személy, alkalmazott több száz éve, hogy készítsen ételek és italok, textil- és bőrfeldolgozás, de a részvétel ezekben a folyamatokban a mikroorganizmusok egyértelműen kimutatták, csak a 19. század közepén.
A 20. században. ipar felhasznált összes különböző méltó bioszintetikus képességeit mikroorganizmusok, erjesztés és most központi helyet foglal el a biotechnológia. A rendszer segítségével a különböző vegyi anyagok előállított nagy tisztaságú és gyógyszerek. sörrel. bor. fermentált élelmiszerek. Minden esetben, a fermentációs folyamat oszlik hat fő szakaszból áll.
Környezet megteremtése.
Először is, ki kell választania a megfelelő táptalajt. A mikroorganizmusok a növekedésükhöz igényelnek szerves szénforrások, megfelelő nitrogén-forrás és a különböző ásványi anyagok. Az alkoholtartalmú italok előállításához a közegben kell jelen lennie a maláta, törköly, illetve bogyós gyümölcsök. Például egy sört általában malátából készült cefre és a bor - szőlő gyümölcslé. Amellett, hogy a víz és esetleg bizonyos adalékanyagok, ezek a kivonatok és hogy a tápközeg.
Közepes vegyszerek és gyógyszerek sokkal nehezebb. Leggyakrabban használt cukor és más szénhidrátok, de gyakran olajok és zsírok, szénhidrogének, és néha szénforrásként. nitrogénforrást általánosan ammóniát és ammónium-sók, valamint különféle növényi vagy állati eredetű: szójaliszt, szójadara, gyapotmag-liszt, földimogyoró, kukorica-keményítő melléktermékek, vágóhídi hulladék, halliszt, élesztőkivonat. Előállítása és optimalizálása a növekedési közeg egy nagyon összetett folyamat, és recepteket ipari környezetben - féltve őrzött titok.
Sterilizálás.
A közepes sterilizálni kell, hogy elpusztítsa az összes mikrobiológiai szennyeződéseket. Sam fermentor, sterilizált tartozékokat is. Két a sterilizációs eljárásokat: közvetlen befecskendezés a túlhevített gőz és a fűtött a hőcserélő. A kívánt mértékű sterilitás természetétől függ a fermentációs folyamat. Meg kell maximalizálni a készítmény a gyógyszerek és vegyi anyagok. Követelmények azonban sterilitás termelő alkoholtartalmú italok kevésbé szigorúak. Az ilyen fermentációs folyamatok nevezzük „védett”, mert a feltételek jönnek létre olyan környezetben, hogy csak bizonyos mikroorganizmusok képesek növekedni őket. Például, a termelés a sör tápközeget egyszerűen főtt, de nem sterilizált; fermentor is alkalmazhat tiszta, de nem steril.
Megszerzése kultúra.
Mielőtt elkezdené a fermentációs folyamat, szükséges, hogy egy tiszta rendkívül produktív kultúra. Tiszta mikroorganizmus-kultúrák vannak tárolva nagyon kis mennyiségben és olyan feltételek mellett biztosítsa annak életképessége és hatékonysága; Általában ezt úgy érjük el tárolási alacsony hőmérsékleten. A fermentort tartalmazhat több százezer liter táptalajt, és a folyamat úgy indítjuk, hogy bele egy kultúra (inokulum) alkotó 1-10 térfogat%, ahol a fermentációs megy végbe. Így a starter kultúrát fokozatosan meg kell szüntetni (ek átoltjuk) a emeljék a mikrobiális biomassza eléréséhez elegendő mikrobiológiai eljárás az áramlás a szükséges termelékenységet.
Ez feltétlenül szükséges minden alkalommal, hogy fenntartani a tisztaságot a kultúra, nem teszi lehetővé annak szennyeződés idegen mikroorganizmusokat. Mentése aszeptikus körülmények között csak akkor lehetséges, gondos mikrobiológiai és kémiai folyamat ellenőrzése.
A növekedés az ipari fermentor (bioreaktor).
Ipari mikroorganizmusok növekedni fermentorban alatt optimális a kialakulását a kívánt termék feltételeket. Ezek a feltételek szigorúan ellenőrzött, ügyelve arra, hogy általuk nyújtott a mikrobiális növekedés és a termék szintézisét. A kialakítás lehetővé kell tennie, hogy állítsa be a fermentorba növekedési feltételek - állandó hőmérsékleten, pH (savasság vagy lúgosság), és az oxigén koncentrációja a közegben oldva.
Normál fermentort egy lezárt, hengeres edény, amelyben a mechanikusan kevert média és mikroorganizmusok. Közepes szivattyúzzák át a levegőt, néha oxigénnel. A hőmérséklet szabályozása útján vízzel vagy gőzzel, áthalad a hőcserélő csövek. Az ilyen egy fermentorba keverést alkalmazunk azokban az esetekben, ahol a fermentációs folyamat során egy sok oxigén. Egyes termékek, ezzel szemben vannak kialakítva oxigénhiányos körülmények és ezekben az esetekben a fermentor alkalmazható egyéb építmények. Például, főzött sör a nagyon alacsony koncentrációban oldott oxigén, és a tartalmát a bioreaktor nem szénsavas vagy rázatjuk. Néhány sörgyárak is hagyományosan nyílt tartályokban, de a legtöbb esetben a folyamat zárt neaeriruemyh hengeres tartályok, lefelé csökken, ezáltal ülepítő élesztőt.
Az ecet-alapú készítmény az alkohol oxidációja, hogy ecetsav-baktériumok Acetobacter. A fermentációs folyamat zajlik tartályokat, atsetatorami intenzív levegőztetés. A levegő és a közeg beszívott forgó keverővel és betápláljuk a fermentorba falra.
Izolálása és tisztítása termékek.
Az adagolás befejezése után a fermentlé a mikroorganizmusok jelenléte, tápanyagok nem használt média komponensek, különböző hulladékok a mikroorganizmusok, és a terméket, amely kívánunk előállítani ipari méretekben. Ezért, ez a terméket megtisztítjuk a többi leves komponenseket. Kézhezvételét követően az alkoholos italok (bor és sör) csak annyi, hogy külön az élesztőt és a szűrletet hozta létre, hogy szabványos. Azonban, az egyes kémiai anyagok által termelt fermentációs, kivont komplex összetételű táptalaj. Bár az ipari mikroorganizmusok speciálisan kiválasztott aszerint, hogy azok genetikai tulajdonságait oly módon, hogy a kívánt terméket kapjuk metabolizmusuk volt maximális (a biológiai értelemben), a koncentráció még mindig alacsony elérthez képest a termelés kémiai szintézissel. Ezért szükséges, hogy igénybe kifinomult módszerek kiválasztása - oldószeres extrakció, a kromatográfia és az ultraszűrés.
Feldolgozás és megszüntetése fermentáció.
IPARI mikrobiológiai folyamatok
Ipari mikrobiológiai folyamatok osztható 5 fő csoportba: 1) növesztjük az mikrobiális biomassza; 2) megszerzése mikrobiális anyagcsere termékek; 3) megszerzése mikrobiális enzimek; 4) a rekombináns termékek; 5) biotranszformáció vegyületek.
Mikrobiális biomassza.
A mikrobiológiai sejtek maguk is szolgálhatnak, mint végterméket a gyártási folyamat. Ipari méretekben a két fő típusa előkészített mikroorganizmusok élesztő szükséges sütés, és egysejtű organizmusok forrásaként használjuk a fehérje, amely képes lehet hozzáadni az élelmiszerekhez az emberi és állatok. Sütőélesztő termesztik nagy mennyiségben, hiszen az elején a 20. században. és használják a élelmiszertermék alatt Németországban az első világháború.