Основные виды сырья и вспомогательных материалов

Основные виды сырья и вспомогательных материалов
Номенклатура сырья, используемого в биотехнологии, очень большая.
Она обусловлена, в первую очередь, разнообразием типа питания микробных
продуцентов. В нее входят углеводсодержащие субстраты как отходы
сельского хозяйства, пищевой промышленности и гидролизаты древесины,
так и продукты химической промышленности (индивидуальные спирты,
органические кислоты, н-парафины и др.) и др.
В 60-х гг. XX в. в микробиологической промышленности бывшего СССР
была принята концепция использовать в качестве субстратов продукты
химической
промышленности,
представленные
индивидуальными
соединениями, например уксусная кислота для биосинтеза L-лизина или нпарафинов С14-С18, С11-С18 для выращивания кормовых дрожжей. В первом
случае мощность завода в пересчете на L -лизин монохлоргидрат составляла
более 6 тыс. т в год, во втором - суммарная годовая мощность 8-ми наиболее
крупных заводов отрасли достигла 1 млн т белково-витаминного
концентрата. Потребитель вышеуказанной продукции был один-сельское
хозяйство, в частности, предприятия по производству комбикормов для
крупных птицефабрик и свинокомплексов.
Вид субстрата для многотоннажного биотехнологического производства
имеет большое значение, а контролируемый состав питательной среды для
культивирования промышленных штаммов-продуцентов обеспечивает
стабильность проведения стадии биосинтеза, показатель съема с
произвордственного оборудования и мощность производства в целом.
Сегодня мировые фирмы производители крупнотоннажной биотехнологической продукции - кормового микробного белка (1С1 в
Великобритании, «Филипс-Петролеум» в США, объединение германских
фирм «Хёхст-Уде», "Мицубиси" в Японии и ряд других) в качестве субстрата
для биосинтеза кормовых дрожжей рассматривают наиболее дешёвый
продукт химической промышленности - метанол, а производитель L -лизина
во Франции ориентируется на сахар-сырец тростника. В отношении
последнего следует заметить, что мировые цены на него сильно зависят от
урожайности и качества выращенного сахарного тростника. Традиционные
предприятия по производству сахара оставляют в мелассе не более 41%
сахарозы. Однако они склонны совершенствовать свою технологию в части
повышения степени кристаллизации сахарозы из маточных растворов. В свое
время лизин-производящие заводы подсчитали, что при активности их
готовых культуральных жидкостей 40 г/л производство может быть
рентабельным, если содержание сахарозы в мелассе будет не ниже 38%.
Легко себе представить, в каком положении может оказаться биохимический
завод,
если
сахарной
промышленности
удастся
действительно
модернизировать собственное производство и сократить количество
сахарозы в мелассе.Кроме того, меласса - продукт сезонный, сахарные
заводы более 6-ти месяцев в году не работают. Это значит, что
произведенную ими мелассу надо каким-то образом сохранить. В последнем
сахарные заводы особо незаинтересованы, поскольку для них меласса - отход
производства. Интерес имеется только у биотехнологического завода.
Реальным выходом из такой ситуации может быть либо достижение более
высоких активностей культуральной жидкости биосинтеза лизина, либо
создание единого холдинга, включающего в себя производителей сахара и
лизина.
Аналогичная
ситуация
сложилась
и
в
других
отраслях
микробиологической промышленности России, занятых выпуском
относительно дешевой продукции: производство ферментов, бактериальных
удобрений, кормовых антибиотиков и витаминов, микробиологических
средств защиты растений и др. Для всех этих отраслей типичная картина в
структуре себестоимости готового продукта: доля затрат на сырьё и
материалы 40-50% и энергозатраты 30-35%. Очевидно, чтобы иметь
рентабельное и конкурентоспособное производство, в первую очередь
необходимо иметь доступное дешевое сырье. Решить эту задачу можно, если
ориентироваться на возобновляемое сырье (отходы), переработка которого
по разным причинам не проводится, либо таковая малоэффективна.
К возобновляемым источникам сырья следует отнести отходы сельского
хозяйства и малоперспективные для переработки отходы пищевой
промышленности. Это зеленая масса растений (ботва, стебли), навоз
птицефабрик и свинокомплексов, некондиционное зерно, содержащая
лактозу молочная сыворотка, шелуха семян, дробина и эернокартофельная
барда от производства пива, спирта. Сюда можно отнести стружку и опилки
от переработки древесины и многое другое. Подавляющее большинство
такого
рода
отходов
содержит
трудно-утилизируемые
сахара,
представленные в основном целлюлозой, гемицеллюлозой и целлолигнином.
Использовать их в качестве субстрата без предварительной подготовки
практически невозможно, что предполагает разработку относительно
простых малозатратных ресурсо- и энергосберегающих технологий. Сегодня
наиболее успешно могут решаться задачи по подготовке субстратов для
культивирования кормовых дрожжей. Относительно других продуцентов
последние наименее "прихотливы" и способны утилизировать не только
традиционные гексозы, но и пентозы растительного происхождения.