Биомассаны анықтау. Құрғақ биомассаның ылғалдылығын және құрғақ биомассаны анықтау
жүктеу/скачать 0.65 Mb.
|
| Көміртегімен қоректену көзі
Көміртегі көзі ретінде көптеген микроорганизмдер органикалық заттарды ассимиляциялайды. Көмірсулар – ферментация процесінде жиі қолданылатын заттар. Оларға төмендегі қосылыстар жатады. Глюкоза С6Н12О6 кристалл түрінде , судың 9% көп емес бөлігін құрауы мүмкін , күлділігі - 0,07% көп емес бөлігін, (соның ішінде темірдің 0,004% көп емес бөлігін) құрауы керек. Құрғақ заттың құрамында редуцирлеуші заттың 99,5% кем емес бөлігі болуы керек. Сахароза (қант қызылшасы, тростник қанты) С12Н22О11 техникалық құрамы 99,75 % сахарозадан кем емес болуы керек, күлділігі 0,03 % болу керек. Ылғалдылығы 0,15 % дейін болуы керек. Лактоза (сүт қанты) С12Н22О11, сүттің сары суынан алынған майды дайындағаннан кейінгі қалдық болып саналады. 50 % қант концентрациясы қоюланғаннан кейін және кристаллизациясынан кейін лактоза концентраты алынады. Лактоза қант шикізаты 92 % кем емес қантты құрайды, судың 3% кем емес бөлігін құрайды, күлділігі 2 % және сүт қышқылының 1% құрайды. Ақуыз саны көрсетілмеген, бірақ ол 3% жоғарыламайды. Крахмал – полисахарид түрінде болып келеді, өсімдік дәнінде кездеседі (өсімдіктің көміртегі қоры). Өндірістік масштабта картоптан және жүгеріден алынады. Микроорганизм ферменттің әсерінен крахмал глюкозаға дейін гидролизденеді. Сортына қарай (І, ІІ, ІІІ) байланысты, крахмалдағы күлділігінің құрамы 0,35 – 1,2% дейін жетеді. Гидрол –крахмал өндірісінде стандартты емес өнім болып саналады. Қоңырлау, қоюлау өзіне тән иісі бар шырын болады. Құрғақ затта шамамен 70 % редуцирлеуші зат болады, демек 50 % қант техникалық өнімде болады. Гидрол қант негізінде глюкозадан тұрады. Глюкозадан басқа құрғақ зат құрамы шамамен 18 % ашымайтын қантты құрайды, бұл өнім глюкоза полимеризациясы, крахмалдың толық ыдырамаған бөлігі; гидролдың қалған көмірсуы идентифицирленбеген. Крахмал гидролизінде көмірсудан басқа органикалық қышқылдың біраз бөлігі пайда болады. Гидролдың рН (активті қышқылы) шамамен 4,0 құрайды; күлділігі 6 % көп емес болады. Күлдің негізгі бөлігі – бұл натрий хлориды; фосфор, магний, темір және аз мөлшерде гидролға қатысушы басқа элементтер болады. Жүгері ұны. Жүгері ұнының құрамы жүгерінің сортына, оны өсіруіне және сақтауына байланысты ауытқып отырады. Орта есеппен алғанда 67-70 % крахмалды құрайды, шамамен 10 % басқа көмірсуды құрайды (клетчатка, пентоза, декстрин, еріген көмірсулар), шамамен 12 % ақуызды (30 % глютамин және 45-50 % козеин) құрайды. Ылғалдылығы шамамен 15 % аспауы керек. Күлділігі шамамен 0,9 % құрайды. Жүгері ұнының күлділік құрамы 45 % дейін фосфор ангидридін, 30 % калий оксидін және 15% магний оксидін құрайды. Жүгері ұны антибиотик және фермент биосинтезі үшін қоректік ортада көміртегі көзі қызметін атқарады. Ол барлық дән өнімдерінің ішіндегі ең арзаны және оның бағасы ұнтақталған дәрежесіне байланысты. Ағаш шикізаты. Көп жылдық өсімдік ұлпасы болып келеді, целлюлозаны, лигнинді пентозаны, гемицеллюлозаны және басқа да өсімдік ұлпасының жасушалы матриксі пайда болатынды құрайтын зат. Бұл шикізатта көміртегі көзі болып гексоза, пентоза, органикалық қышқылдар саналады. Шикізатта олар бос күйінде іс жүзінде кездеспейді, сондықтан шикізатқа арнайы өңдеулер жасалады: майдалайды және гидролиздейді (судың көмегімен ыдыратады) жоғарғы температурада гидролиз аппаратында жүргізіледі. Ағаштың полисахаридтері гидролиз процесінде суда еріген күйге моносахаридтерге айналады, микроорганизмдерді оңай сіңіреді. Микробиологиялық синтез үшін өнеркәсіптік өндірісте субстрат алу үшін ағаштың өзі емес ағаш өңдеудегі гарбіл жаңқасы, ағаш үгіндісі қолданылады. Ағаш гидролизі процесінен алынған ерітіндіні гидролизат деп атайды, микроорганизмді өсіру үшін субстраттың сапасын моносахарид құрамына қарай бағалайды. Гидролизаттағы қант құрамы ағаштың тегіне байланысты және гидролиз әдісіне және басқа да факторларына байланысты ажыратылады. Азықтық ашытқыны алуда целлюлоза өндірісінің қалдығы щелок сульфиті кеңінен қолданылады. Гидросульфит кальций және күкірт қышқылды ортада ағашты қайнату процесінде щелок сульфиті пайда болады. Целлюлоза бұл процесте щелок сульфит ерітіндісінде сақталады, лигнинге, гемицеллюлозаға, шайырға, майға, минерал тұзға ауысады. Щелок сульфиті арнайы өңдеуден өткеннен кейін, биотехнологиялық өндірістерде этил спиртін және азықтық ашытқыны алуда қолданылады. Гидролизат алдында сулы немесе қышқыл гидролиздеуде ағаштың гемицеллюлозасы және пентозды қант және декстрин пайда болады. Ағаш өңдейтін қалдықтан басқа және целлюлоза – қағаз өндірісінде целлюлоза құрайтын шикізат болып (мақтаның қауашағы, жүгерінің собығы, күнбағыстың, күріштің сабаны) саналады. Биотехнологиялық синтез үшін мұндай шикізатты дайындау гидролиздеуде целлюлозаны еріген қантқа дейін жеткізу болып табылады. Шикізатты жаңарту категориясына жататын өсімдік шикізатын биотехнологиялық өндірісте қолдануда үлкен көңіл аударылып отыр. Торф химиялық құрамы бойынша өсімдікке жақын, ол содан пайда болған. Торфқа 50% дейін полисахарид қатысады. Қышқыл гидролиздеуден кейін белгілі жағдайда микроорганизммен торф оңай сіңірілетін моносахарид болып келеді. Микроорганизм формасына арналған фосфорлы және азотты торф құрайды. Көмірсулар. Биотехнологиялық өндірісте азықтық ашытқы алуда құрылысы қалыпты Н – парафинді көмірсулар молекуласында көміртегі атомының 10-нан 27-дейінгі саны (С10-С27) “сұйық парафиндер”деп аталатындар қолданылады. Оларды мұнай фракциясынан алады және бастапқы және соңғы қайнау температурасы (280-320°С) болатыны сипатталады, сондай-ақ құрамы бойынша негізгі компонентті (99 % кем болмауы ) құрайды. Микроорганизмдер газ тәрізді көміртекті көмірсуларды С1-С4: метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8 және бутан С4Н10 сияқтыларын сіңіруі мүмкін. Өндіріс көлеміндегі табиғи газды құрайтын метан үлкен мәнге ие. Метанның құрамы табиғи газ шығаратын жеріне байланысты және 94-98 % -дейін құрайды. Меласса – қант өндірісіндегі стандартты емес қосымша өнім, кристалл қантты екінші рет бөлгендегі қалған өнім. Түсі – қара қоңыр, тығыздығы 1,35 – 1,40 г/см3 болады. Меласса 61-68 % құрғақ затты құрайды , 40-55 % сахарозаны құрайды.Одан басқа 0,5-2,0 % инвертті қанттан тұрады және 0,5-2,5 % рафинозадан тұрады. Мелассада 1,1-1,5 % азот құралады, оның үшінші бөлігі бетаин формасында болады, микроорганизм оны қолдана алмайды. Мелассаның құрамына көптеген аминқышқылдары (аспарагин, глутамин, лейцин, изолейцин, тирозин) кіреді және В витаминдер тобы (биотин, тиамин, рибофлавин, инозит, никотин және пантотен қышқылы) кіреді. Әсіресе биотин үлкен мәнге ие (оның құрамы 80 мг/т). Мелассалы күлде калий көп (30-40 %), магний (1,5-4,5 %), кальций (14 % дейін), темір және басқа да элементтерді салыстырғанда, фосфор көзі аз болып келеді. Мелассаны сақтау кезінде қанттың жоғалуы микроорганизм әрекетінің нәтижесіне байланысты болады. Мелассалы барда спирт өндірісінің қалдығы, стандартты емес өнім болып саналады. Табиғи бардада 6-10 % құрғақ зат құралады. Барда құрамына ашытқы массасынан басқа аминқышқылы, гликол, сүт, янтар қышқылы, кальций тұзы, калий, натрий, марганец, кобальт, мыс, және бір қатар В витаминдер тобы қатысады. Ацетонбутилді барда – органикалық ерітінділер – ацетон мен бутил спиртінің микробиологиялық өндірісінің қалдығы стандартты емес өнім. Микробиологиялық синтез үшін шламды бөлгеннен кейінгі барда қолданылады. Барданың құрамына көмірсу, клечатка, азот құрайтын және күлді заттар кіреді. Метил спирті (метанол) СН3ОН түссіз оңай жылжитын сұйықтық, иісі этил спиртіне еске түсіреді. Суда жақсы ериді, көптеген микроорганизмдермен сіңіріледі. Метил спиртін қолданудың болашағы көбінесе оны алу әдісінің тиімділігіне байланысты. Ескере кету керек, адам өмірі үшін өте улы адам баласы 30 мл қабылдаса өлімге әкеліп соқтырады. Этил спирті (этанол) С2Н5ОН микроорганизмді өсіруде болашағы мол шикізат болып саналады. Этил спирті сумен жақсы араласады, улы емес этил спиртінде алған биомассаға арнайы тазартулар қажет етілмейді. Биотехнологиялық және химиялық жолмен алынған этил спиртінің барлық маркасын көміртегі көзі ретінде қолдануға болады. Этил спиртінде изопропил спиртінің біраз саны күкірт құрайтын қосылыс, органикалық қышқыл, күрделі эфир, диэтил эфирі, суда ерімейтін заттар қатысады. Сірке қышқылы СН3СООН негізгі зат құрамында 60 % кем болуы керек, ал формальдегид НСНО және құмырсқа қышқылы НСООН- 1 % көп болмауы керек, оны көміртегі көзі ретінде қолданады. Сірке қышқылы – (синтездік) кейде көміртегінің көзі ретінде микробилогиялық синтездеу арқылы амин қышқылдарын алуда қолданылады. жүктеу/скачать 0.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|