scan0039 3

16

ści wytwarzana w skali przemysłowej. Niektóre produkty, ze względu na swoją specyfikę, będą wytwarzane jedynie w skali laboratoryjnej. Podobna sytuacja istnieje także w technologii chemicznej. Zupełnie inaczej wytwarzane są masowe produkty, np. nawozy azotowe, kwas siarkowy, kwas octowy, a inaczej specjalne odczynniki chemiczne o wysokiej czystości (odczynniki analityczne, chromatograficzne). Dziedziny związane z wytwarzaniem specjalnych odczynników chemicznych bardziej należą do „preparatyki” chemicznej niż do technologii. Można przez analogię niektóre działy biotechnologii określić mianem „biopreparatyki”, co lepiej oddaje charakter tych procesów wytwórczych.

Nowoczesna biotechnologia, oparta na dokonaniach inżynierii genetycznej, związana jest często z wyspecjalizowanymi firmami, które, zatrudniając najwyższej klasy fachowców, zajmują się otrzymywaniem nowych szczepów drobnoustrojów. Dalsze wykorzystanie tych szczepów należy do tradycyjnych dużych koncernów farmaceutycznych, chemicznych bądź biotechnologicznych. W połowie lat siedemdziesiątych powstało kilka takich wyspecjalizowanych firm w USA oraz Japonii. Jedną z najbardziej znanych, mającą bardzo dobre notowania na giełdzie, jest amerykańska firma GenTcch. W roku 1981 w USA przyznano pierwszy patent na drobnoustrój skonstruowany metodami inżynierii genetycznej. Świadczy to zarówno o dokonującym się postępie w praktycznych zastosowaniach inżynierii genetycznej, jak i o znaczeniu wiedzy w tej dziedzinie. Warto przy okazji zauważyć, że w wielu krajach, w tym i w Polsce, prawo wynalazcze nie dopuszcza możliwości patentowania żywych organizmów.

1.3. Charakterystyka technologia biochemicznych

Technologie biochemiczne od wielu lat są powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w ochronie środowiska. Coraz większego znaczenia nabiera mikrobiologiczne wytwarzanie wielu produktów chemicznych. Także coraz szersze jest zastosowanie preparatów enzymatycznych v/ wielu dziedzinach przemysłu.

Procesy biotechnologiczne są powszechnie uważane za najbardziej obiecujące techniki przetwórcze. Wynika to z kilku przyczyn:

1. W procesach biotechnologicznych wykorzystywane są surowce odnawiane. Głównymi surowcami wykorzystywanymi w technologiach biochemicznych są węglowodany: skrobia i sacharoza oraz uboczne produkty przemysłu rolno-spożywczego, np. serwatka, melasa. Coraz większym zainteresowaniem cieszy się wykorzystanie surowców celulozowych. Przemysłowe, ekonomicznie efektywne wykorzystanie celulozy, może zdecydowanie zwiększyć zasoby surowców biotechnologicznych.

»

2.    Mikroorganizmy i enzymy przejawiają nieosiągalną w klasycznych procesach chemicznych wydajność i selektywność. Szczególne znaczenie ma otrzymywanie enancjomerów biologicznie czynnych.

3.    Hodowle przeprowadzane są w bardzo umiarkowanych warunkach. Temperatury zbliżone są do temperatury otoczenia. Nie stosuje się wysokich ciśnień. Te warunki prowadzenia procesów biochemicznych korzystnie odbiegają od warunków prowadzenia wielu syntez chemicznych.

4.    Procesy biochemiczne są energooszczędne. Ta cecha nabiera coraz większego znaczenia.

Technologie biochemiczne mają swoją własną specyfikę, różniącą je od technologii chemicznych. Związana jest ona z wykorzystaniem w procesach biochemicznych materiału biologicznego. Procesy przemian biochemicznych to, za wyjątkiem zastosowań enzymów, różnorodne procesy fizjologiczne, z których najważniejszym jest rozmnażanie mikroorganizmów. Zatem nieuchronne jest wystąpienie zjawisk związanych ze zmiennością mikroorganizmów oraz ich wrażliwością na środowisko w którym żyją.

Inną, niezwykle charakterystyczną cechą większości procesów biotechnologicznych jest duża rozpiętość skali procesów składających się na ciąg technologiczny. Procesy namnażania materiału posiewowego (inokulum) prowadzone są najczęściej poczynając od mikroskali laboratoryjnej. W kolejnych etapach namnażania materiału posiewowego objętość reaktorów zwiększa, się osiągając dla etapów produkcyjnych setki, a nawet tysiące metrów sześciennych. W procesach wydzielania produktów z płynów pohodowlanych często występuje kolejna zmiana skali procesów. Tym razem polegająca na znacznej redukcji objętości przerabianego medium. Dla przykładu, stężenie witaminy B_J2 w płynach pohodowlanych wynosi 12-20 g/m³. Zatem w procesie wydzielania witaminy występuje zmniejszenie objętości strumienia o ponad 5000 razy!

Stężenie produktów przemian biochemicznych w płynie pohodowlanym jest bardzo różne. W niektórych technologiach uzyskuje się duże stężenia produktu w cieczy, co znacznie ułatwia jego wydzielenie i oczyszczenie. W wielu jednak technologiach stężenie produktów jest niskie lub bardzo niskie. Technologie te wymagają często zastosowania specjalnych technik wydzielania i oczyszczania substancji. Dodatkowym utrudnieniem w niektórych procesach jest konieczność zachowania aktywności biologicznej produktu przemian biochemicznych.

Biotechnologia jest dyscypliną .wymagającą sprawnego współdziałania specjalistów z kilku dziedzin: mikrobiologii, biochemii, inżynierii procesowej, automatyki. Powodzenie każdego procesu technologicznego zależy od pełnej sprawności wszystkich elementów składających się na linię produkcyjna. Niecelowe jest wskazywanie, które części technologii czy też działania są ważniejsze. Konieczne jest za to wzajemne zrozumienie współdziałających specjalistów. Celem ich pracy jest wytwarzanie produktu. Zatem obok uwa-