Технико-технологические характеристики процесса биосинтеза биоразрушаемых полимеров и реализация опытного производства

• Автор: Гурулев, Кирилл Васильевич
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

1. ПОЛИОКСИАЛКАНОАТЫ - ЦЕЛЕВОЙ
ПРОДУКТ БИОТЕХНОЛОГИИ
1.1 Продуценты, субстраты и способы биосинтеза полиоксиалканоатов
1.2 Технико-экономический анализ основных типов
биореакторов, используемых для получения ПГА
1.3 Технико-экономические предпосылки организации
промышленного выпуска ПГА
1.4 Технологические основы процесса производства ПГА при исследовании водородокисляющих бактерий
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования и схемы экспериментальных установок
2.2 Методы определения параметров процесса
биосинтеза полигидроксиалканоатов
2.3 Анализ зависимостей для расчёта гидродинамических и массообменных характеристик в биореакторах с
перемешивающими устройствами
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Гидродинамические параметры биореакторов с турбинной
и лопастной мешалками
3.2 Массоотдача в биореакторах с турбинными
и лопастными перемешивающими устройствами
3.3 Кинетические и физические параметры автотрофной культуры
R.eutropha в режиме аккумуляции полигидроксиалканоатов

3.4 Кинетические параметры гетеротрофной культуры Я. еШгорка в
режиме аккумуляции полигидроксиалканоатов
3.4.1 Кинетические параметры культуры, аккумулирующей
полимеры на фруктозе
3.4.2 Факторы, влияющие на процесс синтеза полимера
в гетеротрофной культуре
Выводы по главе
4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 Исходные данные для проектирования оборудования ОП
4.2 Аппаратурная и технологическая схема опытного производства
4.3 Результаты испытаний технологии производства полимера
в условиях опытного производства
4.3.1 Предферментационная стадия
4.3.2 Ферментационная стадия
4.3.3 Постферментационная стадия
4.4 Материально-энергетические затраты на получение полимера
Выводы по главе
Основные результаты и выводы по работе
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНГЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Создание экологически чистых материалов с полезными свойствами остается одной из ключевых проблем современности. В последние годы все более актуальными становятся работы по полимерам биологического происхождения. Замена неразрушаемых синтетических полимеров, накопление которых в биосфере представляет глобальную экологическую проблему, на биоразрушаемые, имеет огромное экологическое значение.
Среди применяемых и активно разрабатываемых в настоящее время биоразрушающихся полимеров можно выделить: алифатические полиэфиры, полиамиды, сегментированные полиэфируретаны, полимеры молочной и гликолевой кислот (полилактиды и полигликолактиды), силикон, полиэтилентерефталат, поли-/?-гидроксибутират и другие полимеры гидроксипроизводных жирных кислот, так называемые полигидроксиалканоаты [1, 2, 3].
Полигидроксиалканоаты (ПГА) - это класс природных полиэфиров, которые синтезируют прокариотические организмы в специфических условиях несбалансированого роста в качестве эндогенного депо энергии и углерода, используя для этого различные субстраты. Список микроорганизмов, способных с теми или иными выходами аккумулировать полигидроксиалканоаты, быстро пополняется.
Полигидроксиалканоаты по ряду физико-химических свойств сходны с широко применяемыми и выпускаемыми в огромных количествах неразрушающимися в природной среде синтетическими полимерами (полипропиленом, полиэтиленом). Помимо термопластичности, полигидроксиалканоаты обладают оптической активностью, антиоксидантными свойствами, пьезоэлектрическим эффектом и, что самое

Величина диаметра газового пузырька необходима для определения коэффициента массоотдачи, что и предопределило поиск зависимости для его расчета.
В работе [88] для оценки с1п получено следующее уравнение
где N - мощность на перемешивание в системе, Вт;

V- рабочий объем жидкости, м ;

р-плотность среды, кг/м ;
сг - поверхностное натяжение жидкости, Н/м;
К - константа.
Однако, в данном уравнении не определён коэффициент К.
Согласно [90], диаметр наибольших пузырьков, устойчивых в турбулентном потоке, может быть рассчитан по формуле
Расчет по уравнению (2.24) работы [84] представленный на рисунке 2.9 линией 1 не согласуется с данными работы [90], что требует дополнительных исследований
(2.23)
где р& - плотность газа, кг/м3.

<305 +0.0009.
(2.24)