7.6.5. Биохимические производства. Особенности процессов биотехнологии.

Биохимические производства основаны на получении продуктов при помощи живых организмов. Основным «производителем» продукции являются микроорганизмы (бактерии, дрожжи) и продукты их жизнедеятельности микробиологический синтез происходит в клетках микроорганизмов или вне их под действием выделяемых микроорганизмами ферментов – катализаторов. Именно микробиологический синтез определяет особенности процессов биотехнологии, в которых переработке подвергаются не отдельные химические вещества, а популяции живых микроорганизмов, имеющих свои, только им присущие особенности. Здесь используются достижения, методы и средства научных дисциплин биологического цикла (микробиология, цитология, энзимология, биохимия). Особое внимание в биотехнологических производствах уделяется интенсификации процесса наращивания биомассы, отвечающей определенным требованиям по составу и свойствам и чувствительной к условиям своего развития (составу питательной среды – субстрату, кислороду, температуре, давлению, рН и др. кинематика биохимических процессов также специфична – микроорганизмы могут «задыхаться» от недостатка кислорода, жиреть от избытка питания и терять от этого свою активность, не развиваться в тесноте, отравляться продуктами обмена (метаболизма). Специфичен биохимический процесс и по фазовой структуре, схема которой показана на рис. И из которой хорошо видна возможность создания локальных условий тесноты и отравления, кислородного голодания и ожирения. Биотехнологические процессы привлекательны тем, что протекают с высокой степенью специфичности при температурах и давлениях, близких к нормальным, и не требуют больших энергетических затрат.

Капли углеводородов

Клетки

Клеточные

агломераты

Воздушные

Агломераты

Пузыри воздуха

Агломераты клеток,

пузырей и углеводородов

По виду продуктов биохимические производства можно разделить на несколько групп.

1. Производство продуктов, содержащих жизнеспособные микроорганизмы: биопрепараты, повышающие плодородность почвы, за­кваски для получения кисломолочных продуктов и силосования кормов, биологические средства защиты растений.

2. Производство биопрепаратов, в состав которых входит инактивированная биомасса клеток и продуктов ее переработки: кормовые дрожжи, белково-витаминные концентраты и т.д.

3. Производство очищенных продуктов жизнедеятельности орга­низмов: витамины, гормоны, ферменты, антибиотики, аминокислоты и др.

Также биохимические процессы используются для производства продуктов химической технологии, для очистки сточных вод; для из­влечения металлов из руд в металлургии и иных целей в других отрас­лях промышленности.

По содержанию биохимические процессы резко отличаются от хи­мических, но по использованию и организации технологических про­цессов аналогичны процессам химической технологии.