🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Исследование параметров процесса термической сушки биомассы штамма Cupriavidus eutrophus B 10646

Работа №18771

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

биология

Объем работы68
Год сдачи2017
Стоимость5700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
827
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 5
1 Обзор литературы 7
1.1 Биоразрушаемые полимеры как замена традиционным синтетическим полимерам 7
1.2 Фазы выделения ПГА 12
1.3 Характеристика ПГ А 13
1.4 Особенности процессов выделения ПГА 14
1.4.1 Способ расщепление микробной оболочки с помощью
щелочи и гипохлорита натри 16
1.4.2 Комбинированный способ выделения ПГА 17
1.4.3 Использование ферментов, детергентов для очистки и
выделения ПГА 17
1.4.4 Экстракция ПГА с помощью органических и
неорганических растворителей 20
1.5 Сложности экстракции сырой биомассы 22
1.6 Необходимость оптимизации процесса сушки 22
1.7 Сушка в микробиологическом процессе 25
1.8 Сушилки, применяемые в микробиологической
промышленности 27
1.8.1 Вальцовые сушилки 27
1.8.2 Распылительные сушилки 29
1.8.3 Распылительная сушилка с центробежным
распылением 30
1.8.4 Барабанные сушилки 31
1.8.5 Сублимационные сушилки 32
1.8.6 Термическая сушка биомассы 35
1.9 Выделение жизнеспособных микроорганизмов 36
1.9.1 Культурально - морфологические особенности штамма.. ..37 3
1.9.2 Культивирование бактерий (автотрофный, гетеротрофный
режимы) 39
1.9.3 Основные характеристики штамма 39
2 Материалы и методы 41
2.1 Сушильный шкаф Memmert UN 55, лиофильный шкаф
Ilshin Bio Base (Корея) 41
2.1.1 Определение влажности 42
2.2 Основные технологические стадии. Получение инокулята,
биосинтез, сгущение, сушка 43
2.3Стадия экстракции 44
2.4 Метанолиз образцов 47
2.5 Гель - хроматография белков 48
3 Результаты и обсуждения 51
Заключение 59
Список использованных источников 61


Синтетические полимеры получили широкое распространение с середины 1940-х годов и уже в скором времени заменили такие материалы, как
стекло, дерево и даже металл, стали играть существенную роль в промышленности, экономике и оказывать влияние на состояние окружающей среды.
Столь широкое распространение пластмасс связано с их физикохимическими свойствами, а именно с их стабильностью и прочностью. Обратная сторона - глобальная экологическая проблема, загрязнение окружающей среды синтетическими пластмассами (полипропиленами и полиэтиленами), получаемыми в результате нефтеорганического синтеза. Не переработанные отходы складируются на мусорных свалках, тем самым занимая все
больше плодородных земель, накопление основной части происходит в
океанах и составляет приблизительно 300 млн. т. в год [51, 30]. Из-за устойчивости пластмасс в окружающей среде увеличилось количество твердых отходов. Также большую опасность представляет их сжигание, так как выделяются вредные вещества (как это происходит при сжигании поливенилхлорида, в результате чего выделяется ядовитое соединение - диоксин).
Создание экологически чистых материалов, освоение материалов,
включающихся в биосферные циклы круговорота (способных к разрушению
до безвредных для природы продуктов), с полезными свойствами - это одна
из ключевых проблем современности.
Развитие науки и техники приводит к всё более широкому внедрению в
практику различных целевых продуктов, синтезируемых живыми системами.
В последние годы всё более актуальными становятся работы по биополимерам (полимерам биологического происхождения). Главной целью данного
направления является поиск и изучения новых биополимеров и получение
фундаментальной основы для конструирования биологических систем, синтезирующих полимеры с заданными свойствами. Создание и изучение новых6
биосовместимых полимерных материалов, необходимых для современных
реконструктивных медико - биологических технологий на сегодняшний день
является актуальной проблемой биотехнологии.
Наиболее интенсивно изучаемыми среди биоразрушаемых пластиков
являются алифатические полиэфиры, особенно бактериально синтезированные, так называемые полигидроксиалканоаты (ПГА).
Производство ПГА в будущем сыграет огромную роль в развитии различных сфер, к примеру, в медицине возможно создание транспортной системы доставки лекарств, производств по изготовлению искусственных органов, хирургических инструментов и многое другое, в сельском хозяйстве в
качестве депонированной формы удобрений, пестицидов, гербицидов, в виде
гранулированных, прессованных и пленочных форм. Также, его использование в промышленных предприятиях позволит создавать биодеградируемый
упаковочный материал, одноразовую посуду и прочие полимерные изделия,
не создающие угрозу экологии и разрушающиеся в природных условиях.
При получении биоразлагаемых полимеров важным технологическим
этапом является выделение целевого продукта из бактериальной биомассы и
его очистка. Поэтому необходимы исследования, направленные на совершенствование существующих методов экстракции.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Путем культивирования бактерий Cupriavidus eutrophus B10646 в лаборатории биотехнологии новых биоматериалов получены образцы биомассы бактерий.
2.Установлено, что с увеличением температуры высушивания биомассы скорость и степень деструкции полимера возрастают. Высокая температура сушки биомассы бактерий негативно сказывается на полноте экстракции, а также качественных и количественных характеристиках полимера. В
результате протекающих процессов деструкции, снижаются молекулярно -
массовые и температурные характеристики полимера. Таким образом, использование высокотемпературной сушки в процессе производства ПГА возможно только в щадящем температурном режиме, что напрямую связано с
увеличением времени процесса. Кроме того, применение на производстве
высокотемпературной сушки потребует использования измельчительного
оборудования.
3.Сублимационное высушивание биомассы минимизирует негативное
воздействие на качественные характеристики полимера и обеспечивает наиболее полную экстракцию. Сублимационная сушка не приводит к изменению
молекулярно – массовых характеристик полимера, не требует измельчения
биомассы и обеспечивает наиболее полный выход полимера.


Волова, Т.Г. Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пособие для самостоят. работы [для студентов
программы подг. 020400.68 «Биология»] / Сиб. федерал. ун-т ; сост.: Т. Г. Волова, Е. И. Шишацкая. - Красноярск : СФУ, 2013. - 73 c.
2. Noisshiki Y., Komatsuzaki S. Medical materials for soft tissue use // Japanese Patent Application. № JP 7275344 A2. 1995.
3.Волова Т.Г. Физико-Химические свойства полигдироксиалканоатов
различного химического строения. / Т. Г. Волова, Н. О. Жила, Е. И. Шишацкая, П. В. Миронов, А. Д. Васильев, А. Г. Суковатый, A. J. Sinskey // Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2013, том 55, № 7, с. 775–786.
4. Вторичные ресурсы: проблемы, перспективы, технология, экономика: Учеб. пособие / Г. К. Лобачев [и др];– Волгоград, 1999. – 180 с.
5.Вторичное использование полимерных материалов / под ред. Е. Г.
Любешкиной. – М., 1985. – 192 с.
6.Одесс, В. И. Вторичные ресурсы: хозяйственный механизм исиользования / В. И. Одесс. – М.: Экономика, 1988. – 159 с.
7.Васнев, В. А. Биоразлагаемые полимеры. Высокомолекулярные соединения / В. А. Васнев. – Сер. Б. М., 1997. Т. 39. № 12. С. 2073 – 2086.
8.Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов:
Учеб.пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев, М. В. Соколов. – Тамбов: ТГТУ,
2005. – 80 с.
9.Khanna, S. Recent advances in microbial polyhydroxyalkanoates / S.
Khanna, K. Ashok // Proc. Biochem., 2004. – V. 40. – P. 607 – 619.
10. Anderson, A.J. Occurrence, metabolism, metabolic role, and industrial
uses of bacterial polyhydroxyalkanoates / A. J. Anderson, E. A. Dawes //
Microbiol. Rev., 1990. – V. 54. – P. 450 – 472.62
11. Волова, Т. Г. Биотехнология / Т. Г. Волова. – Красноярск.: СО РАН,
2002. – 267 с.
12. Beker M.J., Blumberg J.E., Ventina E.J., Rapoport A.J. (1984) Characteristics of cellular membranes of rehydration of dehydrated yeast Saccharomyces
cerevisiae. Applied Microbiology and Biotechnology, 19: 347–352
13. Perelman A., Matsukawa R., Schlosberg M., Cohen B.-S., FostikMagyar C., Dubinsky Z. (1998) Natural antioxidant activity in some microalgal
species. Israel-Journal-of-Plant-Sciences, 46: 169-176
14. Hrabak O (1992) Industrial production of poly-beta-hyrdoxybutyrate.
FEMS Microbiol Rev 103:251–255
15.Choi J., Lee S.Y. Factor saffecting the economics of
polyhydroxyalkanoate production by bacterial fermentation // Appl. Microbiol.
Biotechnol. – 1999, b. – Vol. 51. – P. 13–21.
16. Войнов Н.А., ВоловаТ.Г., Зобова Н.В., Маркова С.В., Франк Л.А.,
Шишацкая Е.И. (2009) Современные проблемы и методы биотехнологии.
Красноярск, Электронное учебное пособие ИПК СФУ, 418 с. [Voinov N.A.,
Volova T.G., Zobova N.V., Markova S.V., Frank L.A., Shishatskaya E.I. (2009)
Modern Problems and methods of biotechnology. Krasnoyarsk, Electronic
textbook IPK SFU, 418 р. (in Russian)]
17. Киселев Е.Г., Демиденко А.В. (2014) Сравнительное исследование
методов экстракции ПГА из биомассы бактерий. Журнал Сибирского федерального университета. Биология, 7: 148–160 [Kiselev E.G., Demchenko A.V.
(2014) A comparative study of extraction methods of PHAs from bacterial
biomass. Journal of Siberian Federal University. Biology, 7: 148-160 (in Russian)]
18. Li Y., Naghdi F.G., Garg S., Adarme-Vega T.C., Thurecht K.J., Ghafor
W.A., Tannock S., Schenk P.M. (2014) A comparative study: the impact of different lipid extraction methods on current microalgal lipid research. Microbial Cell
Factories, 13:1463
19. Кунилова Т.М. (2008) Анализ существующих типов оборудования и
технологий сушки. Процессы и аппараты пищевых производств, электронный журнал. Санкт-Петербург: СПбГУНиПТ, 1 [Kunilova T.M. (2008)
Analysis of the existing types of drying equipment and techniques. Processes and
devices of food manufactures, e-zine. St. Petersburg: SPbGUNiPT 1 (in Russian)]
20. Бергельсон Л.Д. (1975) Биологические мембраны: факты и гипотезы. М., Наука. - 182 с. [Bergelson L.D. (1975) Biological membranes: facts and
hypotheses. Moscow, Nauka, 182 р. (in Russian)]
21.Источник: http://medbe.ru/materials/problemy-i-metodybiotekhnologii/sushilki-v-biotekhnologicheskoy-promyshlennosti/
© medbe.ru Н.А. Воинов,Т.Г.Волова.
22. Патенты РФ № 2333962, US4358583, US4391766.
23. Вторичное использование полимерных материалов / под ред. Е. Г.
Любешкиной. – М., 1985. – 192 с.
24.Page W. J., Cornish A. Growth of Azotobactervinelandii UWD in fish
peptone medium and simplified extraction of poly-β-hydroxybutyrate //Applied
and environmental microbiology. – 1993. – Т. 59. – №. 12. – С. 4236-4244.
25.Фомин В.А., Гузеев В.В. Биоразлагаемые полимеры, состояние и
перспективы использования// Пластические массы.–2001.–№ 2.–С.42-46.
26 . Mantelatto P.E., Nazareno A., Sertori D (2013) US Patent 8357508 B2.
Process for extracting and recovering polyhydroxyalkanoates (PHAs) from cellular
biomass.
27.Шершнева А. М. и др. Конструирование микрочастиц на основе резорбируемых полимеров Биопластотан с применением метода распылительной сушки. – 2014.
28.Вайнберг Р. Ш. и др. Теплофизические проблемы и практические
результаты повышения энергоэффективности извлечения и термообработки высокомолекулярных биополимеров //Промышленная теплотехника. –
2007.64
29.Волова Т. Г. и др. Фундаментальные основы производства применения биодеградируемых полигидроксиалканоатов. – 2012.
30.SteinR.S. Polymer recycling: opportunities and limitations//
Proc.Natl.Acad. Sci. – 1992. – V. 89. – P.835-838.
31.Бергельсон Л.Д. (1975) Биологические мембраны: факты и гипотезы.
М., Наука. - 182 с. [Bergelson L.D. (1975) Biological membranes: facts and hypotheses. Moscow, Nauka, 182 р. (in Russian)]
32.Steinbüchel A., Valentin H.E. Diversity of bacterial polyhydroxyalkanoic
acids //FEMS Microbiol Lett. – 1995 b. – V. 128. – P.219-228.
33.Рупек, Биопластики: перспективы в России (2014)
(http://rupec.ru/analytics/30616/)
34.Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов:
Учеб.пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев, М. В. Соколов. – Тамбов: ТГТУ,
2005. – 80 с.
35. Вторичное использование полимерных материалов / под ред. Е. Г.
Любешкиной. – М., 1985. – 192 с.
36.Одесс, В. И. Вторичные ресурсы: хозяйственный механизм исиользования / В. И. Одесс. – М.: Экономика, 1988. – 159 с.
37.Васнев В. А. Биоразлагаемые полимеры. Высокомолекулярные
соединения / В. А. Васнев. – Сер. Б. М., 1997. Т. 39. № 12. С. 2073 – 2086.
38.Волова, Т.Г. Физико-Химические свойства полигдироксиалканоатов различного химического строения. / Т. Г. Волова, Н. О. Жила, Е. И.
Шишацкая, П. В. Миронов, А. Д. Васильев, А. Г. Суковатый, A. J. Sinskey //
Высокомолекулярные соединения, Серия А, 2013, том 55, № 7, с. 775–786.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.