ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2019
Просмотров: 1190
Скачиваний: 4
Ø біомаса середньої густини від молочного до рожевого кольору, під час збовтування не розшаровується та не осаджується;
Ø під час мікроскопування зафарбованого препарату спостерігаються мікроколонії, гіфи довгі, хвилясті, протоплазма базофільна
Ø відсутність сторонньої мікрофлори.
Вирощування вегетативного матеріалу другої генерації проходить у посівному біореакторі для глибинного культивування, з обов’язковим перемішуванням, барботером для подання повітря, сорочкою.
Процес біосинтезу гентаміцину у апаратах БІОР-0,25 відбувається методом періодичного глибинного культивування. Посівний матеріал вносять в середовище ферментації не більше 10% від загального об’єму. Процес культивування триває 6-7 діб.
Попередня обробка та ультрафільтрація культуральної рідини наступний етап отримання гентаміцину сульфату. Культуральну рідину з біореактора завантажують у спеціальну ємкість де перемішують з додаванням розчинів щавлевої кислоти та цетилперидиній броміда для коагуляції білків та видалення полівалентних металів.
Процес ультрафільтрації дозволяє концентрувати високомолекулярні сполуки з одночасним очищенням антибіотиків від низькомолекулярних домішок.
Процес виділення та хімічного очищення гентаміцину на катіоніті КБ-2 включає:
Ø сорбцію гентаміцину з нативного розчину;
Ø вимивання мінорних компонентів;
Ø десорбція гентаміцину.
Отримання концентрату гентаміцина та перевод його у форму сульфату проводять за допомогою 20% сірчаної кислоти, яку додають до рН 6-6,5 з наступним введенням активованого вугілля з нагріванням до 45оС (перемішують 30 хв) після чого вугілля фільтрують.
Висушування концентрату гентаміцину сульфату проводять у лабораторній сушці у асептичних умовах. Температура висушування становить 175-103оС. Фасування порошку проводиться у стерильних умовах ламінарного боксу.
ТЕХНОЛОГІЯ ОТРИМАННЯ ПРЕПАРАТІВ ТЕТРАЦИКЛІНУ
Тетрациклінові антибіотики це амфотерні сполуки, що здатні утворювати солі з кислотами та основами, погано розчинні у водних розчинах в інтервалі рН 4,5-7,5, добре розчинні при рН 2,0 та 8,0. Нестійкі до дії окислювачів та кисню.
Як промислові продуценти хлор тетрацикліну використовують штами гриба Actinomyces aurefasiens , Actinomyces rimosus .
Технології отримання кормових препаратів 7-хлортетрацикліну та 8-окситетрацикліну схожі. Для біосинтезу окситетрацикліну посівний матеріал використовується у вигляді спор зі строком збереження при температурі 4-6оС до 3 міс. В умовах біофабрик його розмножують при температурі 26-28оС у три генерації
Тривалість кожної з них складає 2-3 доби. Культуру продуцента спочатку двічі розмножують у колбах на 750 мл з 200 мл середовища на гойдалці. Потім переносять у посівний апарат. Міцеліальною масою, отриманною у колбах, засівають посівні апарати з розрахунку 700 мл на 1 м3 рідкої фази з аерацією (один об’єм повітря на один об’єм середовища за хвилину).
Склад середовища для вирощування продуцента є примітивним та складається з відходів інших виробництв:
Ø Кукурудзяне борошно -6%
Ø Кукурудзяний екстракт – 1,5%
Ø Амонію сульфат -0,6%
Ø Натрія хлорид -0,4%
Ø Крейда -0,8%
Ø Вода до 100%
На стадії основної ферментації використовують поживне середовище того ж складу, лише для підвищення виходу вітаміну В12 додають хлорид кобальту (1 г на 1 м3 середовища).
Отриманний посівний матеріал передають на стадію основної ферментації у кількості 10-15% від об’єму середовища основних ферментерів. Технологічні параметри проведення процесу виробничої ферментації залишаються практично такими же, що і на стадії культивування у біореакторі пілотному.
Під час біосинтезу спостерігається значне піноутворення, тому ступінь заповнення ферментеру не повинно перевищувати 50%. Тому потрібен піногасник. Для пінорегулювання під час культивування та попередження викиду піни з біореактору використовують різні методи:
1. Дія на піну фізико-хімічних засобів (використання середовищ з низькою піноутворюючою здатністю; додавання ПАР, які зменшують міцність плівок; речовини, які зв’язують піноутворювачі у поверхнево-неактивні комплекси).
2. Руйнування піни механічними, гідро- та аеродинамічними методами (ударна дія твердих поверхонь; струмені рідини чи газу; сепарування піни; різка зміна тиску газу у піні; руйнування піни потоками рідини, що перемішується).
3. Фізичні методи піногасіння (ультразвук, термічне гасіння гострим паром, електропіногасіння).
4. Стабілізація рівня піни шляхом тимчасового зменшення повітря, припинення перемішування, відбір надлишку піни.
5. Комбіновані методи.
Повний час біосинтезу окситетрацикліну при 26-28 оС складає 100-120 год.
У перший період спостерігається інтенсивний ріст міцелію, швидко використовуються джерела вуглецю, азоту та фосфору, необхідна підвищена аерація. Утворення антибіотика на цій стадії практично не відбувається. У культуральній рідині у невеликих кількостях накопичується піровиноградна та оцтова кислоти, які у подальшому клітина використовує у біосинтезі тетрацикліну.
У другому періоді спостерігається різке зниження швидкості росту клітин та споживання поживних речовин, накопичення піровиноградної та оцтової кислот не відбувається, йде активний біосинтез антибіотику.
Готову культуральну рідину, що містить до 4,5% сухих речовин, направляють на вакуум-випарювання. Концентрована культуральна рідина поступає у розпилювач-сушарку та висушується при температурах вхідного та вихідного теплоносія 160-200оС – 70-80оС. В деяких випадках культуральну рідину висушують разом з буряковим жомом (250 кг на 1 м3).
Кормові препарати тетрацикліну застосовуються як додаткові не лікарські препарати з метою стимуляції росту. Такі кормові препарати містять неконтрольовану кількість вітаміну В12, мікроелементи, мікробний білок, жири та мінеральні солі. Такі препарати володіють широким антибактеріальним спектром дії по відношенню до грам позитивних та грам негативних мікроорганізмів, сприяють кращому росту та розвитку, профілактують шлунково-кишкові та легеневі захворювання.
Біосинтез хлор тетрацикліну в основних ферментерах відбувається на поживному середовищі (%):
Ø Зерно-картопляна барда -10,
Ø Борошно (крохмальність 51%) -5,
Ø Амонію нітрат – 0,7,
Ø Крейда -0,5,
Ø Натрія хлорид -0,3,
Ø Кобальта хлорид -0,0001,
Ø Піногасник до 0,2
Культивування відбувається при 27-28оС 30-40 год з обов’язковим перемішуванням та аерацією.
Культуральну рідину переробляють двома способами.
ПЕРШИЙ СПОСОБ.
Ø Культуральну рідину концентрують у вакуумі. До отриманого концентрату додають консервант- піросульфат натрію та висушують у сушарці.
ДРУГИЙ СПОСОБ:
Ø Культуральну рідину обробляють розчином гашеного вапна з метою переведення розчинено у воді хлор тетрацикліну у осад у вигляді кальцієвої солі. Осад направляють на фільтр-прес.
Ø Осад вивантажують у бункер та за направляють на грануляцію та висушування.
Ø Висушені гранули збирають у окремий відсік, де подрібнюють. Отриманний продукт стандартизують за допомогою наповнювача.
По закінченню виготовлення антибіотиків їх перевіряють на активність по відношенню до тест-штамів. Тому визначають біологічну активність препарату – здатність гальмувати ріст і розвиток або вбивати мікроорганізм. Розрізняють цидну дію та статичну дію препарату.
Для кількісного визначення активності антибіотику застосовують показник одиниці дії. ОД – активність певної вагової кількості антибіотику, що прийнятий за еталон
ОД пеніциліну – мін. доза, яка пригнічує ріст тест-штаму золотистого стафілококу у 50 мл поживного бульйону.
Визначення біологічної активності антибіотику проводять за допомогою:
Ø Мікробіологічних методів;
Ø Хімічних методів;
Ø Фізико-хімічних методів.
БІОТЕХНОЛОГІЯ УТИЛІЗАЦІЇ ВІДХОДІВ АГРОПРОМИСЛОВОГО КОМПЛЕКСУ.
Різні види забруднень потребують різних підходів та масштабів очисних робіт.
Самі великі забруднення нашого часу це:
· нафта та нафтопродукти
· пестициди та інші хімічні засоби захисту рослин
· відходи агропромислового комплексу.
Значна концентрація тварин на обмеженому просторі в умовах порушення рівноваги між поголів’ям та площею земельних угідь супроводжується накопиченням великої кількості гною, стічних вод та інших органовмісних відходів. Подібні відходи містять у своєму складі значну кількістьпатогенних мікроорганізмів, яєць та личинок гельмінтів, насіння бур’янів, солей важких металів.Потрапляючи у грунт та водойми, гнойова рідина спричинює забруднення ґрунтових вод, біологічне зараження ґрунту патогенними мікроорганізмами та викликає масові отруєння водних організмів внаслідок різкого збільшення вмісту аміаку.
Такі компоненти відходів, як метан, діоксид вуглецю, аміак, сірководень забруднюють повітря.
Метан, потрапляючи у атмосферу зумовлює парниковийефект.
Сільськогосподарські угіддя можуть сприймати підвищені дози органічних добрив у вигляді гною у обмежених кількостях. Критерієм є вміст азоту, якій складає 250-300 кг/га.
Таким чином гнойова маса є забруднювачем навколишнього середовища, на яку припадає 43-66%загального біологічного навантаження.
Для усунення цих негативних явищ розробляються спеціальні технології утилізації гною.
Утилізація ( від лат. «utilis» -корисний) – застосування з користю.
Біоконверсія – це трансформація речовин з однієї форми в іншу біологічними агентами (живими мікроорганізмами або ферментами).
Усі існуючі методи утилізації відходів тваринництва умовна поділяються на традиційні та нетрадиційні.
При традиційних методах утилізація здійснюється біологічними агентами (обєктами) – мікроорганізмами, дощовими черв’яками. Вибір біологічної системи суттєво залежить від консистенції гнойової біомаси
Найбільш розповсюдженим методом утилізації гною є використання його для покращення родючості грунтів . У гною міститься значна кількість азоту, калію, фосфору та органічних речовин. Крім, того гній є джерелом гумусу – основного фактору родючості грунтів.
У грунті органічні речовини гною трансформуються автотрофними мікроорганізмами й іншими біологічними об’єктами. Неорганічні речовини адсорбуються частинками ґрунту або осаджуються, але не руйнуються. Особливо небезпечні у такому випадку важкі метали.
Рідку фракцію (стічні води) утилізують методом мінералізації органічних речовину ґрунті та водоймищах. Процес утилізації відбувається за рахунок життєдіяльності різних груп організмів, які використовують органічні та неорганічні сполуки стічних вод як поживні речовини і джерело енергії.серед відомих методів очищення стічних вод біологічне знезараження є найбільш доступним та надійним
Аеротенки – це бетонні або залізобетонні резервуари, крізь які повільно протікає суміш активного мулу і попередньо відстояної стічної рідини.
Біологічні фільтри - це металеві або залізобетонні резервуари, заповнені фільтрувальним матеріалом (шлаком, керамзитом, гравієм). Мікроорганізми знаходяться в нерухомому стані, закріпленими на фільтровальному матеріалі (носії) у вигляді біологічної плівки.
Біологічна плівка – це об'єкти зі складною структурою з живих та мертвих клітин, клітинних фрагментів і позаклітинних полімерів, які закріплені на поверхні.
Біологічні ставки – водоростеві, рачкові, рибоводні. Функціонують лише у теплий період року при повній безконтрольності процесу.
Поля зрошення та фільтрації – це спеціально відведені ділянки землі для очищення стічних вод.
Біомаса належить до поновлюваних джерел енергії.
Біомаса – це органічна речовина, яка утворюється в процесі фотосинтезу, коли за допомогою хлорофілу рослинна клітина фіксує сонячну енергію з наступним перетворенням її в енергію хімічних зв’язків синтезованих органічних сполук. Гнойова біомаса теж містить значну кількість енергії. Високий енергетичний потенціал гною дає можливість використовувати його як субстрат для інших мікроорганізмів, які потім можна використати на корм тваринам, а також для одержання палива.
Одним з найбільш перспективних методів утилізації відходів агропромислового комплексу є їх біоконверсія в енергоносій біогаз шляхом мікробіологічної ферментації.
Метанове анаеробне зброджування є найбільш раціональним шляхом використання енергії відходів. Воно відбувається спеціальних біогазових або біоенергетичних установках, у яких за рахунок анаеробної біоконверсії метаноутворюючими мікроорганізмами органічних речовин одержують енергоносій у вигляді біогазу, високоякісне знешкоджене органічне добриво та кормові добавки.
Біометаногенез – процес перетворення органічних сполук біомаси на біогаз за участю метаноутворюючих анаеробних мікроорганізмів. Коефіцієнт трансформації енергії біомаси в енергію метану досягає 80%.
Біогаз- це газ, якій складається приблизно з 50-70% метану (CH4) та 50-30% вуглекислого газу (CO2).
Біометаногенез багатостадійний процес, уході якого біополімери перетворюються на ацетат, форміат, метанол, метиламін, оксид та діоксин вуглецю, аміак, сірководень та водень. Він проходить у три послідовні стадії, у якій приймають участь різні групи мікроорганізмів .
КОМУ НЕОБХІДНО МАТИ БІОГАЗОВі УСТАНОВКИ?
Ø Сільськогосподарським підприємствам
Ø Підприємствам переробки
o Спиртовим та біоетанольним заводам
o пивоваренним заводам
o Цукровим заводам
o мясокомбінатам
o ветеринарно-санітарним заводам
o заводам з виробництва дріжджів
o молокозаводам
o хлібокомбінатам
o заводам з виробництва чіпсів та переробки картоплі
o Виробникам соків та консервів
o Виробництво вина
o Рибним цехам
Ø Тепличним господарствам
Ø Сміттепереробним підприємствам
Ø Підприємствам з очищення комунальних відходів
З роками посилюється забруднення навколишнього середовища природними та синтетичними сполуками, які , як правило, є токсичними для усього живого. Зараз все частіше використовують живі мікроорганізми для ліквідації забруднень.
Біоремедіація – біотехнологія, що направлена на захист навколишнього середовища шляхом використання мікроорганізмів.
Біодеградація – руйнування мікроорганізмами органічних сполук. Біохімічні шляхи деградації складних органічних сполук є досить тривалими з використанням великої кількості різних ферментів.