47.Продукты отхода различных произв-в, как сырье б.Т. Проц-в. Хим-е и нефтехим-е субстраты

Гл. задача биотехнологии - максимальное использование огромных объемов органических отходов, обр-ся в мировом производстве. Биотехнологическая утилизация этих отходов обеспечит:

1)удаление источников загрязнения (например, сточных вод),

2)превращение этих отходов в полезные целевые продукты.

Каждый загрязняющий материал должен быть оценен относительно его пригодности для биотехнологических процессов. когда продукт отхода имеется в больших количествах и образуется в течение длительного периода (т. е. при масштабном производстве), он может рассматриваться в качестве подходящего сырья для утилизации.

Двумя широко распространенными видами отходов, в качестве сырья для ферментации, являются меласса (черная патока) и молочная сыворотка. Меласса -побочный продукт, появляющийся при производстве сахара, и содержит до 50 % сахаров. Меласса широко используется как питательный субстрат для ферментационных процессов в производстве антибиотиков, органических кислот и коммерческих дрожжей для хлебопечения; в чистом виде в качестве добавки в корма животным Сыворотка, получаемая при производстве сыра, также может быть использована в качестве питательного субстрата для ферментации.

Более сложные продукты отхода, такие, как солома и жом (отход сахарного производства), Наибольшую часть продуктов отхода составляют отбросы животноводства (испражнения, моча), затем с/х отходы, отходы пищ. промышленности и отбросы домашнего хозяйства. Утилизация многих компонентов отходов, в частности животного происхождения, не представляет серьезной проблемы при традиционном ведении сельского хозяйства.

Химические и нефтехимические субстраты играют важную роль для производства одноклеточного белка (SCP) и других органических продуктов. Преимущество: большие количества и практически одинакового качества в различных странах мира. Например, природный газ или нефтяной газ, метанол и этанол.

48)Способы переработки сырья:двумя широкораспространёнными видами отходов,которые нашли применение в биотехнологических процессах,в качестве сырья для ферментации,является меласса(чёрная патока) и молочная сыворотка. Крахмалосодержащие сельскохозяйственные продукты,различные злаки(кукуруза,картофель).Картофель должен быть разложен до моносахоридов путём ферментативного переваривания или гидролиза.Целлюлоза-ценый источник энергии и углерода(основное пит сырьё)(гидролиз до простых водорастворимых сахаров-глюкозы).Чистая целюлоза может быть разрушена путём химического или ферментативного гидролиза до растворимых сахаров,которые затем легко подвергаются ферментации(сбраживанию) микроорганизмами с образованием этанола,бутанола,ацетона.

49.Преимущества и недостатки биотехнологических производств по сравнению с химическими технологиями.

Преимущества производства органических продуктов биотехнологическими способами перед чисто химическими методами достаточно многогранны:

• многие сложные органические молекулы, такие, как белки и антибиотики, не могут практически быть синтезированы химическими способами;

• биоконверсия обеспечивает значительно больший выход целевого продукта;

• биологические системы функционируют при более низких температурах, менее высоких значениях рН (близких к нейтральному) и т. п.;

• каталитические биологические реакции намного специфичнее, чем реакции химического катализа;

• биологические процессы обеспечивают почти исключительно продукцию чистых изомеров одного типа, а не их смесей, как это часто бывает в реакциях химического синтеза.

Но вместе с тем биологические способы в сравнении с химическими методами обладают рядом явных недостатков:

1. Биологические системы могут легко быть загрязнены посторонней нежелательной микрофлорой.

2. Целевой продукт, синтезируемый биологическим способом, присутствует в довольно сложной смеси, что обусловливает необходимость разделения его от примеси ненужных веществ.

3. Биотехнологические производства требуют больших количеств воды, которую в итоге необходимо удалять, сбрасывая в окружающую среду.

4. Биопроцессы обычно идут медленнее в сравнении со стандартными химическими процессами.

Для каждого биотехнологического процесса должна быть разработана подходящая схема, а сам процесс должен постоянно наблюдаться и тщательно контролироваться. Для большинства практических биотехнологических процессов такими системами являются ферменторы или биореакторы, которые обеспечивают необходимые физические условия, способствующие наилучшему взаимодействию катализатора со средой и поставляемым материалом. Биореакторы варьируют от простых сосудов до весьма сложных систем с различным уровнем компьютерного оснащения.