Микробиологический синтез

В основе микробиологического синтеза лежат сложные биохимические превращения, обеспечивающие получение требуемой биомассы или продуктов ее жизнедеятельности.

Микробиологический синтез происходит в клетках микроорганизмов или вне их под действием ферментов(энзимов). В технологических процессах используют микроорганизмы, способные размножаться с большой скоростью, а также к сверхсинтезу – ибыточному образованию продуктов обмена веществ, превышающему потребности микробной клетки. Такие микроорганизмы выделяют из природных источников или выводят искусственно.

Технологический процесс микробиологического синтеза дан на схеме:

охлаждение

Продуцент

Отделение сушка

Ферментация биомассы биомассы

Аэрация готовый продукт

Питательная среда сушильный

Биологическая агент

Очистка воды

Показанный на схеме процесс состоит из подготовки высокопроизводительной культуры микроорганизма (продуцента); приготовления питательной среды (субстрата); выращивания продуцента; культивирования продуцента в заданных условиях, в ходе которого осуществляется микробиологический синтез (ферментация); сгущения и отделения биомассы или выделения и очистки целевого продукта. Сгущенная биомасса поступает в сушильные устройства, после которых и получают готовый продукт.

Часть отработанной культурной жидкости, выделенной при сгущении биомассы, возвращается в ферментер, другая часть подвергается биологической очистке и выводится из технологического процесса.

Рост и развитие микроорганизмов происходят под воздействием большого числа факторов, определяемых условиями окружающей среды. Главными из них являются: питательная среда (субстрат), кислород и физико-химические параметры (температура, давление, рН и пр.), а также окислительно-восстановительный потенциал.

Основная стадия микробиологического синтеза ─ стадия биохимического превращения осуществляется в биохимическом реакторе─ ферментере.

Конструктивное оформление реакторов зависит от вида субстратов ─ жидких или газообразных, а также от расхода кислорода на проведение процесса и теплового эффекта реакции биосинтеза.

К числу общих требований, предъявляемых к биохимическим реакторам, относится обеспечение интенсивного массо- и теплообмена, высокой степени гомогенизации и турбулизации среды в реакторе.