Оқулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011 2
Биологиялық инженерия жəне оның маңызы
жүктеу/скачать 4,09 Mb. Pdf көрінісі
|
| 4. Биологиялық инженерия жəне оның маңызы
Биологиялық инженерия – микроб биосферасы айналымдарының барлық экономикалық жəне техникалық аспектілерінің мəселелері кіретін жаңа сала. Биологиялық инженерия құрамына биохимиялық үдерістерді өткізудің техникалық қарқындатуы мен дамуы, құрал-жабдықтардың модернизациясы, биотехнологиялық қондырғыларды жоспарлау, жобалау, құрастыру жəне басқару кіреді. Басқа да ғылымдардың (механика, физика, химия, т.б.) ілгері басуына қажетті нəрсе сияқты, биотехнология ғылымының дамуы үшін де өндірістің технологиялық мүмкіндіктерін арттыруға тікелей əсер ететін жағдайларды қалыптастырудың маңызы зор. Сондықтан биотехнология саласының дамуына əсер ететін технологиялық үдерістерді жетілдіруге қажетті құрал-жабдықтарды өндіруге бағытталған ғылым саласын – биологиялық инженерия деп атау ұсынылған болатын. Биологиялық инженерия саласы, химиялық үдерістердің толықтай жəне тиімді өтуін қамтамасыз етуге бағытталған қондырғылар (аппараттар) мен құрал- 22 жабдықтар жасау негізінде дамыды. Сондықтан оның мақсаты – белгілі бір өнім алу үшін заттарда жүретін биотехнологиялық үдерістерге қажетті микробиологиялық, биохимиялық реакциялардың жүруін неғұрлым жоғары деңгейде қамтамасыз ету болып табылады. Қазіргі кезде биотехнология өндірісіне қажетті ферменттер, микроорганизмдер өсіруге арналған əртүрлі құрал-жабдықтар жасалынып шығарылған. Өткен ғасырдың 40-50 жылдары автоматты түрде іске асырылатын фермент өндіруге арналған ферментерлер жасалынып шығарылған болатын. Қазіргі кезде олар биотехнология өндірісінде антибиотиктер, ферменттер, дəрумендер, амин қышқылдарын, нуклеотидтер мен ақуыздар өндіруде кеңінен қолданылуда. Микроорганизмдерді өндірістік мақсатта өндіру мəселесі олардың түрлеріне байланысты – үздіксіз, үзіліспен жəне жартылай үздіксіз режимдерінде, оттегі бар (аэробты) жəне оттегінсіз (анаэробты) ортада жүргізілуі мүмкін. Сондықтан, аталған жағдайларға байланысты, биотехнологиялық мақсаттарға арналған қондырғылардың конструкциялары мен оларда қолданылатын технологиялық үдерістердің өтілуінде де өзгешеліктер болады. Алға қойылған мақсаттарға байланысты биотехнологиялық өндірістер негізінде алынатын өнімдерді шартты түрде екі топқа бөлуге болады: биомассалар (ашытқылар, бактериялар) жəне микроорганизмдердің синтездейтін дайын өнімдері (антибиотиктер, ферменттер, дəрумендер, амин қышқылдары жəне т.б.). «Бактериялар, ашытқылар мен саңырауқұлақтар – молекулалық деңгейде жұмыс істеуге керемет бейімделген машина» (Өндірістік микробиологиялық жəне гендік инженерия жетістері” -М.: Мир, 1984, 6-7 б.) деген ұстанымға байланысты, биотехнологияның инженерлік мəселелеріне үлкен қызығушылық тууда. Олар бір рет іске қосылғаннан кейін тек керекті өнім ғана емес, сонымен бірге өздерінің көшірмелерін алуға, дəстүрлі микробиологиялық технологияларға қайта түзуге əсер ететін жаңа гендік инженерия əдістерін құруға, микроорганизмдердің өнімділігіне тікелей бақылау жасауға мүмкіндік береді. Бірақ, генетикалық инженерия мүмкіншіліктерінің бəрін толық пайдалану үшін, зертханалық шыны ыдыстарда жасалынатын əдістерді – өндірістегі темір реакторларға тиімді ауыстыру керек. Қазіргі кезде ірі масштабты биотехнологиялық өндірістер бар. Биотехнология өндірісінде əртүрлі қосылыстарды алу үшін үздіксіз жұмыс істейтін реакторларды, мысалы 50000 л реакторларды қолдану қалыпты деп саналды. Халық шаруашылығындағы биотехнологиялық жолмен алынған өнімдердің маңыздылығының артуына байланысты, оларды өндіруде жоғары қабілетті микроорганизмдерді пайдаланумен қатар, көлемі ауқымды, яғни мың шаршы метрден де астам қондырғылар жасап шығару, қажетті өнімді өндіру барысындағы биосинтез үдерістерінде тиімді əдістер мен режимдерді қолдану арқылы өндірісті интенсивтендіру, қолда бар жəне арзан шикізат қорларын пайдалану, өндірістік үдерістерін ЭЕМ (электронды есептеуші машина) жəне компьютерлік жүйе арқылы басқару сияқты соңғы ғылым мен техника жетістіктерін пайдаланудың маңызы зор. Осындай алға қойылған мақсаттарға жету үшін, бірінші кезекте, биоинженерлік бағыттағы ізденістердің ауқымын кеңейту қажет деп есептелінеді. |