Биотехнология для энергетики

1) Получение биогаза (СН₄); 2) Моторное топливо;

3) Биофотолиз воды (Н₂О à Н₂ + О₂).

46. Биокатализ, биотрансформация, иммобилизация ферментов.

Это процессы получения одного и более в-в под д-ем ферментов в очищенном виде или в сос-ве клетки. Биотрансф-ция – процессы, когда в-ва превращаются в продукты, структура которых не сильно отличается от исходной (1,2, max 3 фермента). Биокатализ – происх. синтез нов. в-ва, большие превращения, д-ет сложный ферментный комплекс или целые клетки. Все ферменты – белки, стр-ра белк. мол-лы – клубок (продуманный беспорядок), она может реагировать со своим субстратом; имеется активный (каталитический центр: субстрат подходит к мол-ле белка на 1,5-2 нм и связ. с ним) «+» специфичность, без многоступенчатой подготовки, мало стадий, большая скорость, мягкие условия; «-» выделение чистого фермента, использ. 1 раз, быстро инактевируется, необх. пост. добавлять в проточном процессе (мембранная технология для устранения, но сложно и все равно теряет активность). Иммобилизация (60-70-е гг.) – закрепление ферментов в активной форме к нерастворимой основе (носителю) или заключение их в гель. Можно многократно использовать, работают неделями и месяцами. Методы 1) Мех-ие – заключение в капсулу а) включение в матрицу (целлюлоза), б) микрокапсула (нейлон); 2) связывание а) адсорбция (оксиды Ме, бентонит), б) хим. связывание (ковалентная связь). Оценка кач-ва: 1) потеря активности во время иммобилизации, 2) по стабильности биокатализатора (время полужизни) – активность снижается в 2 раза. Иммобил. клеток: «+» 1) получение выс. конц-ций биомассы Þ повышение продуктивности процесса, 2) легкое разделение клеток и жидкости, 3) повторное многократное использование клеток. Получение: прикрепление – естественное и искусственное, внедрение в пористые материалы (керамика, полиуритан, альгинат Са), включение в заранее подготовленную оболочку (несмешивающиеся жидкости), агрегация – добавление флокулянтов.

Основная стадия биотехнологического пр-ва.

Ферментация, биотрансформация, биокатализ, биоокисление, метановое брожение, биокомпостирование, биосорбция, биодеградация.

Процессы для разделения жидкости и биомассы м/о.

Отстаивание, фильтрация, сепарация, центрофугирование, микрофильтрация, коагуляция.

Процессы для выделения внутриклеточных продуктов.

Экстракция, адсорбция, ионный обмен, ультрафильтрация, центрофугирование, осаждение + ректификация.

Процессы для очистки продуктов микробиологич. синтеза.

Экстракция, осаждение, адсорбция, ионный обмен, кристаллизация, нанофильтрация, диализ, хромотография.