1.3. Общая технология биохимических процессов.

Биохимические процессы проводятся в аппаратах периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.

Все биотехнологические процессы можно систематизировать в несколько групп:

- культивирование, целью которого является получение биомассы микроорганизмов или ее компонентов (производство хлебопекарных дрожжей, кормовых дрожжей и др.);

- биосинтез продуктов метаболизма (производство пищевого спирта, уксусной и лимонной кислот, аминокислот, антибиотиков и др );

- избирательная утилизация некоторых веществ из смесей (например, депарафинизация нефти, очистка сточных вод и др );

- процессы, в которых микроорганизмы играют роль биокатализаторов (например, в производстве гормональных препаратов).

Технологическая схема производства состоит из приготовления посевного материала в стерильных условиях, приготовления и стерилизации питательных сред, ферментации, выделения и сушки продукта.

Посевной материал готовят в стерильных лабораторных условиях. Посевную культуру продуцента, поступающую в лабораторию с посевной станции, выращивают сначала в пробирках, а затем в колбах (при встряхивании ) на соответствующих питательных средах. Выращивание посевного материала происходит в течение 18-48 часов. Наиболее пригодна для производства посевная культура, развитие которой находится в конце логарифмической фазы роста.

Полученную посевную культуру загружают в инокулятор, заполненный стерилизованной питательной средой, в который подается очищенный воздух. Среда в инокуляторе перемешивается механическими мешалками и подаваемым в аппарат воздухом. Температура и рН среды поддерживаются в заданных пределах.

Полученный в инокуляторе посевной материал загружается в ферментатор. Ферментатор и все коммуникации предварительно стерилизуют острым паром и проверяют на герметичность. В ферментатор заливают стерилизованную и охлажденную до 25-35^ОС питательную среду, включают систему аэрации и перемешивающие устройства, а затем вносят посевной материал в количестве 5-10% от объема питательной среды.

Многотоннажным продуктом биохимического синтеза являются белково-витаминные концентраты, которые используются в качестве белоксодержащих добавок в рационе питания сельскохозяйственных животных. В белково-витаминных концентратах (БВК) содержатся аминокислоты, витамины, липиды и др. активные вещества, определяющие питательную ценность БВК.

Для производства БВК используются дрожжи типа Gandida, которые способны утилизировать разнообразные субстраты (глюкозу, мальтозу, ксилозу, сахарозу и др.), что позволяет выращивать их на отходах различных пищевых производств и на жидких Н-парафинах нефти. Однако жидкие Н-парафины нефти должны быть тщательно очищены от вредных веществ, что значительно удоражает производство БВК.

Питательные среды должны обеспечивать рост и развитие микроорганизмов углеродом, азотом, кислородом, фосфором, серой, микроэлементами и факторами роста.

Для приготовления питательных сред часто вместо чистых углеводов (глюкозы, сахарозы, лактозы и др.) используют отходы пищевых производств – крахмалопаточного (меласса, гидрол), растительные отходы, продукты молочной промышленности, кукурузную муку и др.