Оқу құралы Көкшетау 2009 Пікір жазғандар



бет1/12
Дата23.04.2017
өлшемі2.18 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Ш.Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекетгік университеті



Өнерхан Гүлжайна
ТАҒАМ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫ

(Оқу құралы)



Көкшетау 2009

Пікір жазғандар:
Р.Ғ.Қожабаев - педагогика ғылымдарының кандидаты.,

Көкшетау университетінің доценті



Г.Т.Смайылова - ауыл шаруашылығы ғылымдарының кандидаты.,

Ш.Ш.Уәлиханов атындағы КМУ-нің аға оқытушысы



Өнерхан Г.

Тағам биотехнологиясы: Оку құралы. - Көкшетау, 2009. -108 бет.


Оқу құралы 050701- «Биотехнология» мамандығына дайындау бағы бойынша бекітілген типтік оқу бағдарламасы негізінде құрастырылды. Оқу құралында тағам өндірудің түрлі салаларында - наубайхана, сүт өңдеу өндірі спирт алу, шарап жасау және ашыту үдерістерінде қолданылатын микроорганизмдердің метаболиттік белсенділік мәселелері мен тағам биотехнологиясына пайдаланылатын белоктар, биологиялық белсенді заттар түзетін микроорганизмдердің биохимиялық және физиологиялық қасиеттері сипатталады және микроорганизмдік биотехнология саласының келешек өркендеу мүмкіндіктері қарастырылады.

Оқу құралы биология, биотехнология мамандықтары бойынша оқитын студенттер мен оқытушыларға ұсынылады.


Баспаға Ш.Ш.Уәлиханов атындағы Көкшетау мемлекеттік университеті жаратылыстану-педагогикалық факультетінің оқу әдістемелік кеңесінің шешімімен ұсынылды. Хаттама №6. 19.02.09.


© Өнерхан Г., 2009

© Ш.Ш.Уәлиханов атындағы КМУ, 2
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

I. ТАҒАМ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ НЕПЗДЕРІ.

1.1. Тағам биотехнологиясының даму тарихы.

1.2. Тағам өндірістеріндегі залалсыздандырудын тұрлері және оларды

қолдану.

1.3.Биореахторлар және олардын жұмыс істеу принциптері.

II. ТАҒАМДЫҚ БИОТЕХНОЛОГИЯҒА МИКРООРГАНИЗДЕРДІ

ПАЙДАЛАНУ.

2.1. Ашыту өндірістеріндегі микроорганизмдер және олардың тағам

өндірісінде қолданылуы.

2.2. Сүт қышқылы ашу үдерісі.

2.3.Сүт өнімдері. Ұлттық дәстүрлі тағамдар, оларды дайындаудың

микробиологиялық негізі.

2.4. Спирттік ашу үдерісі.

2.5. Алкогольді ішімдіктер. Шарап ашытудың микробиологиялық әдісі.

2.6. Лимон қышқылы, лимон қышқылының өндірісі.

2.7. Наубайхана өндірісі. Ұндағы микроорганизмдер.

2.8. Кондитер өңдірісінің технологиялық сызба нұсқасы мен қолданылатын

аппараттары.

2.8.1. Қантты кондитер өнімдерін жасау.

2.8.2. Ұнды кондитер өнімдерінің өндірісі.

2.9. Май өндірістері биотехнологиясы.

2.9.1. Өсімдік майын өндіру.

2.9.2. Маргарин өндірісі.

2.10. Микроорганизмдердің тіршілігіне химиялық заттарды пайдаланып

қысым беруге негізделген тағамдық өндірістер.

2.11. Тағамды сақтау мен консервілеуде микробиологиялық үдерістерді

реттеу.

2.12. Тұздау және ашыту үдерістері.

2.13. Маринадтау.

III. БИОЛОГИЯЛЫҚ АКТИВТІ ҚОСПАЛАР

3.1. Биологиялық активті крспаларды өндіру және оларды пайдалану.

3.2. Микробиологиялық жолмен тағамдык ферменттерді өндіру.

3.3. Микроорганизмдер көмегімен витаминдер өндіру.

ІҮ. АЗЫҚ-ТҮЛІК ӨНІМДЕРІНІҢ ҚАУІПСІЗДІГІ.

4.1. Тағамдық қоспалар, олардың жіктелуі.

4.2. Химиялық қосындылардың биологиялық жолмен адам организміне

қауіптілігіне байланысты жіктелінуі.

4.3.Тағамдардың улылығы және одан сақтану жолдары.

4.4. Тағам өнімдерінің қауіпсіздігіне қойылатын талаптар.

Ү. ГЕНЕТИКАЛЫҚ МОДИФИКАЦИЯЛАНҒАН ӨНІМДЕР

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР.

КІРІСПЕ

Биотехнология дегеніміз өте бағалы өнімдерді ендіру үшін барлық тірі организмдер мен биологиялық процестерді пайдалану тәсілдерінің ғылыми негізделген жүйесі. Оның нәтижесі адамзат баласын толғандырып отырған өзекті проблемаларға бағытталған. Мысалы, азық-түлік, әсіресе белокты заттар өндіру, табиғаттағы энергетикалық тепе-теңдікті сақтау, экологиялық проблемаларды табиғатқа зиян тигізбей шешу. Биотехнология ғылымның барлық саласымен одақтаса дамитын ғылым.

Осы заманғы ғылыми-техникалық прогрестің дамуын биотехнологиясыз көз алдыңа елестетудің өзі өте қиын. Өйткені биотехнология адамзат прогресінің дамуына, оның үздіксіз алға жылжуына қызмет етеді. Биотехнология келешек экономиканың бағдарламасы құрамына кіреді, сондықтан оның дамуына дүние жүзінде ерекше көңіл бвлінеді. Мысалы, батыс елдерінде және басқа дамыған елдерде нағыз биотехнологиялық жедел даму жүріп жатыр. Бұл елдердің коммерциялық ұйымдары мен компаниялары биотехнология ғылымын дамыту жолына аямай қаржы жұмсауда. Олардың мақсаттары, жаңа препараттарды, гендік модификацияланған өнімдерді жасаудың озық тәсілдерін, принциптерін игеруден кешігіп қалмау. Ол үшін көптеген қаржыларды биотехнологияның ғылыми зерттеу мәселелеріне, өнеркәсіп өндірістеріне жұмсауда.

Қазіргі кезде биотехнологияның бірнеше саласы өркендеп келеді. Клеткалық биотехнология, жануарлар биотехнологиясы, өсімдіктер биотехнологиясы, молекулалық биотехнология, тағам биотехнологиясы және т.б.

Тағам биотехнологиясы микробиологиялық үдерістер негізінде дамитын ғылым саласы. Микробиологиялық синтез арқылы ферменттер, амин қышқылдар, жемдік белоктар, тағамдық қоспалар өндірілуде. Биотехнология өнімдеріне сұраныстың артуына байланысты тағам биотехнологиясының алдына қойылған міндеттері бар, олар:

1. Биологиялық активті заттар, ферменттер, витаминдер алу;

2. Ашыту өндірістерінде микроорганизмдерді практикалық бағалы өнім

алуға пайдалану;

3. Биологиялық әсері бар жаңа құнды заттар алу;

4. Тамақ өнеркәсіптерінің салаларында пайдаланылатын құнды өнімдердің

жаңа технологиясын игеру;

5. Тағам өнімдерінің кауіпсіздігін бақылау;

Тағам және жеңіл өнеркәсіпте биотехнологияның өзіндік бағыттары бар: нан пісіру, ірімшік дайындау, сыра қайнату, шараптар мен шырындар дайындау, жүн өнімдерін тазалау, тері илеу және т.б.

Тағам биотехнологиясының міндеттері мен бағыттары, микроб синтезі негізіндегі тағам биотехнологиясы, белок, витамин, фермент өндіру және ашыту үдерістері осы оқу құралында қарастырылды.

3

I. ТАҒАМ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫНЫҢ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ



НЕГІЗДЕРІ

1.1. Тағам биотехнологиясының даму тарихы

Биотехнологияның тарихына келсек, онда оның көне заманнаң басталатынын ескерген жөн. Адамзат тағам өнімдерін дайындау тәсілдерін ерте заманнан қолданады. Мысалы, сүт өнімдері: ірімшік, сүзбе, қатық, құрт, шұбат, қымыз, ішімдіктер: сыра, боза, шарап, спирт, коньяк және т.б. тағамдар. Сыра ашыту біздің эрамыздан 700 жыл бұрын Вавилонда болған, Арменияда IV ғасырда, Римде ХІ-ХІІ ғғ. басталған.

Бұлардың бәрі микроорганизмдердің тіршілігіне негізделген ежелгі өнімдер. Олар біртіндеп ірі-ірі техникалық өндірістерге айналды.

XIX ғасырдың аяғында көптеген елдерде органикалық қышқылдарды микроорганизмдер арқылы алу жұмыстары істеле бастады.

1929 жылдың аяғында лимон қышқылын өндіретін микробиологиялық өнеркәсіп жұмыс істей бастады. Одан кейін сүт қышқылын, глюкон қышқылын т.б.органикалық қышқылдарды микроорганизмдер арқылы өндіретін өнеркәсіптер ұйымдастырылды. Бұл өнеркәсіптер тиімді болды да, басқа химиялық үдерістерді ығыстыра бастады.

Ресейде 1920 жылы В.Н.Шапошниковтың басқаруымен микробиология-лық жолмен сүт, май қышқылдарын өндіру, ал 30 жылы ацетон, бутил спиртін өндіру жолға қойылды. 1925 жылы Г.А.Надсон мен Г.С.Филиппов рентгек сәулесінің микроорганизмдерге мутагендік әсерін ашты, оның маңызы жоғары активті объектілер алуда зор болды.

Көп ғасырлар бойы адам қоғамы технологияда қолданылатын ғылыми негіздерді білмей-ақ, бірақ үлкен тәжірибелеріне сүйене отырып, сүт қышқылды өнімдерді алуда, шарап және сыра, нан пісіруде микробиологиялық үдерістерді қолданған.

Микробиологиялық үдерістердің ғылымдық негізін Л. Пастер (1822-1895 жж.) ашқан, атап айтқанда айқын тәжірибелерде дәлелденген, яғни ашу және шіру - бұл химиялық реакциялар тізбегі емес, ол субстратқа микроорганизм-дердің әртүрлі топтарының әсер етуі және микробиологиялық үрдістер нәтижесінде - микроорганизм түріне байланысты ашу кезінде органикалық қышқылдар (майды, сүтті, пропиондь жэне басқалары) мен спирттің жиналуы. Осыдан спирттік, майқышқылды сүтқышқылды, пропионқышқыл-ды ашу болады. М. М. Манасейн (1872ж. спирттік ашудың тірі организмдер болмаса да болатындығын көрсетті.

Биотехнологияның пайда болуы мен даму тарихын ғылыми пән ретінді қарастырған голланд ғалымы Е. Хаувинк 5 кезеңді ажыратты:

1. Пастер гасырына дейінгі эра (1865 ж.). Сыра, шарап, нан өнімдер және сыра ашытқыларын, ірімшік алғандағы спирттік және сүт қышқылды ашытуды қолдану. Сірке қышқылын және ферментативті өнімдерді алу.

4

2. Пастер гасырлық кезеңі (1866-1940 жж.) - этанол, бутанол, ацетол, глицерин, органикалық қышқылдарды, вакциналарды өндіру. Канализациялық суды аэробты тазалау. Көмірсулардан азықтық ашытқыларды өндіру.



3. Антибиотиктер кезеңі (1940-1960 жж.) - тереңдетілген ферментация жолымен пенициллин және басқа антибиотиктерді алу. Өсімдік жасушаларын дакылдау және вирустық вакциналарды алу. Стероидтардың микробиологиялық биотрансформациясы.

4. Меңгерілетін биосинтез кезеңі (1961-1975 жж.) - микробты мутанттар көмегімен амин қышқылдарын өндіру. Тазартылған ферменттік препараттар алу. Иммобилизацияланған ферменттерді және жасушаларды өндірістік қолдану. Канализациялық суларды анаэробты тазалау және биогаз алу. Бактериалды полисахаридтерді өндіру.

5. Жаңа биотехнология кезеңі (1973 ж. бастап) - биосинтез агенттерін алу мақсатында жасушалық және генетикалық инженерияны қолдану. Моноклоналды антиденелерді өндіретін будандарды, протопласттарды және меристемді дақылдарды будандастырып алу. Эмбриондарды трансплантациялау.



Тағам биотехнологиясының дамуы

1769-1780 ж. Таза түрде органикалық қышқылдар шараптық, сүт, алма, қымыздық-сірке, лимон, бензой қышкылдары алынған (К. Шеле).

1789 ж. Сірке қышқылы кристалды түрде алынып, мұзды сірке қышқылы деп аталады. (Т. Ловиц).

1836 ж. Ашу үдерісінен кейінгі тұнбада көбеюге бейім болып келетін бөлшектердің байқалғаны туралы жазылды (К. де Латур).

1857 ж. Спирттік ашу, тек тірі ашытқылардың көмегімен болатындығы дәлелденген (Л. Пастер).

1875 ж. Инокулятта микроорганизмдердің тек нақты түрлері болатындығына кепілдік беретін, микроорганизмдердің таза дақыл әдісі жасалды (Р. Кох).

1881 ж. Саңырауқұлақтардың алғашқы таза дақылы алынды. (О. Бефельд).

1886 ж. Саңырауқұлақтар физиологиясын алғашқы кешенді зерттеу -жаңа пән - микробиологияның басталуы (А. де Бари).

1893 ж. Көгерткіш саңырауқұлақтардың лимон қышқылын синтездеу қабілеттілігі ашылған (К. Вемер).

1894 ж. Ылғалды күріште өскен көгерткіш саңырауқұлақтардан алынған алғашқы ферменттік препарат жасалған (И. Такамине).

1897 ж. Ашытқының жасушалық емес сығындысы қантты көміртегі диоксидімен спирттің түзілуіне дейін ыдырататыны байқалған. Энзимологияның негізі қаланган (Ф.К. Бюхнер).

1926 ж. Кристалды түрде алғашқы фермент уреаза алынған және бұл ақуыздың катализдік белсенділігі бар екендігі дәлелденген (Д. Самнер).

1928 ж. Тәжірибелік түрде көгерткіш саңырауқұлақтардың антибактериалды зат пенициллинді синтездеу қабілеттілігі дәлелденген (А. Флеминг).

5

1931 ж. Электрон ағынын қолдана отырып, алғашқы тікелей жарқырататын микроскоп табылды (М. Кнолл, 3. Руска).



1933 ж. Микроорганизмдердің тербелісті дақылдау әдісін ойлап шығарған. Осы уақыттан бастап, өндірісте терең дақылдау әдісін қолдануға мүмкіндік берген ферментациялық аппараттың құрастырылуы басталды. (А.И.Клуйвер, Л.Х.Перквин)

1933 ж. Ерітіндіде ақуызды бөлуге электрофорезді қолданудың басталуы көрініс тапты (Д. Тизелиус).

1934 ж. Алғашқы ақуыз пепсин фермент кристалының толық рентгенограммасы ұсынылған (Дж. Бернал).

1938 ж. Электронды микроскоп жасалды (М. Аредн).

1939 ж. Парафинді және басқа көмірсутектерді ассимиляциялайтын кейбір мутантты ашытқының қабілеті анықталған. Микробиологиялық өндірісте шикізаттардың дәстүрлі емес түрлерін қолданылуы бастама тапты (Т.А. Туссон).

1940 ж. Пенициллиннің тұрақты түрлері жасалды (Флеминг, Чейз, Флори).

1942 ж. Антибиотик туралы білім қалыптасты. "Антибиотик" термині және түсінігі енгізілді (С.А. Ваксман).

1944 ж. Стрептомицин ашылды (С.А. Ваксман).

1948 ж. Жүгері сығындысының өнеркәсіптік маңыздылығы бар алғашқы кешендік белсендіргіш күшейткіш ықпалы анықталды (Р.Д Когхилл, А. И Мойер).

1950-1960 жж. Сүтқышқылды бактериялардың физиологиясын іргелі зерттеу (Е.И. Квасников).

1955-1965 жж. Үздіксіз ферментация теориясы жасалды (И. Малек, З Фенце).

1953 ж. Целлюлозаның микробиологиялық ыдырауы талқыланды (А. А Имшенецкий).

1955 ж. Жануарлар жасушасы ұзақ уақыт өмір сүріп, көбейе алатындығы және олардың нақты төменгі молекулалық қосылыстар қоспасында және сарысудың ақуыз жиынтығында көбейе алатындығы табылды. Тіндік дақылдың тәжірибелік дақылдау бастамасы (X. Игл).

1961 ж. Будандастырылған бактерияларға амин қышқылдарының жоғары синтезделуінің қабілеті қалыптасты. Амин қышқылдарының микробт синтезінің басталуы (С. Киносита, К. Накаяма, С. Китада).

1968 ж. Генетикалык код және оның ақуыз синтезіндегі рөлі ашылды

( Р.Холи, Х.Г. Корана, М. Ниренбергер).

1970-1980 жж. Микроорганизмдер мен полифосфаттар биосинтезіні жаңа жолдары ашылған (Н.С. Кулаев).

1972 ж. ДНҚ-ны клондау технологиясы жасалған (П. Берг).

1972 ж. Жануарларда иммунологиялык жүйенің маңызды факторлары антидененің химиялық құрамы анықталған (Дж.Эдельман, Р.Портер)

1981 ж. Жоғары дәрежелі өнімдердің көбеюі үшін жануар эмбрионының микрохирургиялық трансплантациясы жасалды (Вилландсон).

6

1981 ж. Бірнеше қосылыстарды қорытуға қабілетті мультиплаэмидті икроорганизмдердің алынуы ашылды (А.М. Чакрабарти).



1985 ж. іп vitro жағдайында ДНК-ның арнайы ферментативтік амплификациясы: полимераздық тізбекті реакция (К.К. Мюллис).

1985-1988 жж. Ағында ақуыздың жасушасыз синтезделу негізі калыптасты (А.С. Спирин).

1985ж.Темекі өсімдігінің трансгенді түрде әрекеттік белсенділігі бар моноклональды антиденелердің алынуы (А.Хиатт).

1992ж.Трансгенді өсімдіктерде вакциналарды өндіру тұжырымдамасы (Х.Мэйсон және т.б.).

1997ж.Ядролық ДНҚ тасымалдау әдісімен қойларды клондау (К.Уилмут және т.б.).

1.2. Тағам өндірістеріндегі залалсыздандырудың түрлері

және оларды қолдану

Залалсыздандыру дегеніміз - қоректік орталардағы, субстраттардағы материалдардағы, ыдыстардағы, аспаптар және лабораториядағы (өндірістегі) басқа да заттардағы микроорганизмдерді толық жою.

Микробиологиялық синтез үдерістерінің көбі микроорганизмдердің таза дақылымен жүргізіледі. Микробиологиялық өндірісте технологиялық циклдің барлық этабында эталонды штамы бар пробирканы лабораторияда сақтаудан бастап, ферменттерде өндірістік өсіруге дейін дақылдың тазалығын сақтауды қамтамасыз ететін әр түрлі іс-шаралар комплексі жүргізіледі.

Ондай іс-шараларға құрал-жабдықтар мен коммуникацияларды залалсыздандыру, олардың герметикалығын қамтамасыз ету, қоректік орталарды және ауаны аэрациялаушы залалсыздандыру, үлгілерді алудың арнайы әдістері, қоректік заттарды, көбік басқыштарды және егін материалдарды т.б. аппаратқа енгізу сияқтылар жатады.

Биотехнологиялық үдерістерде асептикалық жағдаймен қамтамасыз ету қажеттілігі айтпаса да түсінікті жағдай.

Біріншіден, бөтен микроорганизмдер- кондоминанттар қоректік заттарды пайдаланады және өсуді тежейтін метаболиттер бөліп шығарады. Бұл әбден мүмкін жағдай. Вас. Sudtilis. Вас. Меlаtегіum, Вас. Stearothermophilus және т.б. кең таралған кондоминанттар негізгі дақылмен салыстырғанда жоғары өсу жылдамдығымен сипатталады (2-3 сағат дейін). Екіншіден, кондоминанттардың дамуы негізгі дақылдың дамуы мен өсуінің оптималды режимін бақылаусыз өзгертеді.

Үшіншіден, культуралық (дақылдық) сұйықтықта бөтен микрофлора мен оның тіршілігінің өнімдерінің болуы, мақсаттық өнімінің бөлінуін қиындатып, сапасын төмендетеді.

Дақылдауда асептикалық жағдайды қатаң қадағалаудың басқа да себептері бар. Бөтен микрофлора ферментаторға ауамен, сумен немесе шикізаттың басқа да түрімен түсіп кетуі мүмкін. Ауаның және судың микроорганизмдермен ластануына сипаттама беру үшін мынадай мәліметтерге жүгінейік.

7

жүгінейік. Артезиан скважинасынан алынган Імл суда 104, қала су құбырларында 103-104' өзен немесе су қоймаларында -104 -106, ағын суларда 108-1012 микроорганизмдер болады. Осылардың ішінен аэробты сапрофитт микроорганизмдер биотехнологиялық үдерістерді ластауда ең қауіпті болып табылады, олар 0,1-1%-ды құрайды. Ауадағы микроорганизмдер құрамы үлгі алатын аудандарға байланысты ауытқып тұрады және 1м3- да 100-ден 10000-г; дейін болады.



Асептикалық жағдайды қамтамасыз етудің негізгі әдістері

Дақылға түскен бөтен микрофлораны жоюдың негізгі әдістері олардың

өсуі мен дамуын тежеуге (бактериостатикалық) және жоюға (бактериоциттік)

негізделген.

Бірінші принципке негізделген әдіске: ауа және сұйықтықты (қоректік ) заттар ерітіндісі) залалсыздандырушы фильтрацияны, сонымен қатар технологиялық аппараттар герметизациясын жатқызуға болады.

Микроорганизмдерді жоюға негізделген әдістерге термиялық химиялық және радиациялық залалсыздандыруды (иондаушы сәуле) жатқызуға болады.

Биотехнологияда термиялық залалсыздандыру кеңінен таралған. Ол құрал жабдықтарды және коммуникацияларды, қоректік орталарды және техно-логиялық ерітінділерді залалсыздандыру үшін, үлгілерді алу, уақытында егін материалын және қоспаларды енгізу, уақытында микроорганизмдердің аппаратқа енуіне кедергі болатын жылу барьерін құру үшін қолданылады.

Термиялық залалсыздандыруда залалсыздандырушы агент ретінде әр түрлі қысымдағы және температурадағы қаныққан су буын қолданады. Әдетте химиялық (залалсыздандыруны) залалсыздандыруды құрал- жабдықтардың 110-130 С температурадағы қайнауға төзімсіз кейбір элементтері үши қолданады. Химиялық залалсыздандырудың агенттері ретінде формальдегидті этилен оксидін, р-пропионолактанды және т.б. қолдануға болады.

Радиациялық залалсыздандыру микроорганизмдер клеткасын иондаушы сәуле әсерімен жоюға бағытталған. Бірақ, қазіргі бұл әдіс микробиологиялық өндірісте кең қолданыс таппады.

Залалсыздандырушы фильтрация

Бұл әдіс микроорганизмдерді толығымен немесе бөлшектей тежеуге негізделген. Газдарды (аэрациялаушы ауа) және сұйықтықты (фармацевти-калық препараттардың өндірісінің соңғы сатысында) тазалауда қолданылады.

Фильтрация кезіндегі бөлшектердің тежелу механизімдерің қарастырайық. I. Тікелей қармау (прямой перехват) яғни көлемі фильтрдің максимум саңылауынан үлкен бөлшектерді ұстап қалу, мұндай бөлшектерді ұстап қалуына қарай фильтрдің эффективтілігі -100% екені көрініп тұр.

Бірақ та, тікелей тежелуде кішкентай мөлшердегі бөлшектердің айтарлық-тай бвлігі де тежеледі, өйткені көптеген фильтрлеуші материалдарда әр түрлі мөлшердегі саңылаулар болады. Сонымен қатар бір саңылауға екі бірдей кішкентай бөлшектердің тұрып қалуы да кездеседі. Газдардан бактериялар (минимальды мөлшері 0,3-0,4мкм) сияқты ұсақ бөлшектерді кетіруде (жою) "тікелей тежеу " принципінде жұмыс жасайтын фильтрлер аз

8

қолданылады. Сұйықтықты залалсыздандырушы фильтрация кезінде "тікелей тежеу " бөлшектерді ұстап қалудың негізгі механизмі болып табылады.



ІІ-механизм фильтр талшығымен бөлшектердің соғылуы кезіндегі тежелу. Саңылау бөлшектерінен үлкен бөлшектермен қоса, аз тазалаушы фильтрлер айтарлықтай кішкене мөлшердегі бөлшектерді ұстап қалуға қабілетті. Бұл жағдайды, қатты бөлшектердің фильтрлеуші материал талшығымен соғылуымен, ол жабысып қалып, ван-дер-вальс күшімен бір-біріне ұсталып тұруымен түсіндіреді. Бөлшектердің радиусының үлкеюімен бұл күш төмендейтіндіктен, ол көрші 2-10мкм-ден аспайтын ұсақ бөлшектерді ғана ұстап қалады. Қатты бөлшектердің талшықпен соғылып қалуы екі себептен болады. Газ ағынымен талшық иілген кезде айтарлықтай үлкен мөлшердегі (0,5мкм-ден үлкен) қатты бөлшектер мен оның айналасындағы газдың тығыздығы айырмашылығынан туындайтын тік сызықты инерциямен қозғалуын тоқтатпайды және талшыққа соғылады. Ұсақ бөлшектер талшыққа да соғылады. Қатты ортаның ең ұсақ бөлшектері үшін (0,1- 0,2 мл-ден төмен) бөлшектердің талшықпен соғылу ықтималдығын жоғарылататын Браун козғалысының маңызы зор.

Сонымен, 0,2-0,5мл бөлшектердің ұсталуы қиынға соғады. Бөлшектерді соғылу кезінде ұстап қалу принципі бойынша жұмыс істейтін фильтрдің тиімділігін жоғарылату үшін -фильтрлеуші материалдың кабатын қалыңдатады. Мысалы, белгілі бір мөлшердегі бөлшектерді фильтрмен ұстап қалу дәрежесі 90% болса, қабатты қалыңдатқан кезде 99% болады. т. с.с.

Белгілі бір мөлшердегі қатты бөлшектерді 100% ұстап қалуға - үлкен мөлшерлі саңылаулы, жеткілікті мөлшерде қалың фильтрді қолданып қол жеткізуге болады.

Жұқа және залалсыздандырушы фильтрация үшін фильтрлерді беткейлік және тереңдік деп бөледі.

Беткейлікке тақалған тарлы фильтрлер мен тура тесігі бар мембраналар жатады. Бұл типтегі фильтрлерде бөлшектер негізінен фильтрдің бетінде ұсталып қалады да саңылаудың тез бітеліп қалуына (жабылуына) әкеп соғады және фильтрацияны тоқтатады. Мұндай фильтрлерді ластанудан алдын ала тазартылған газдар мен сұйықтықты өңдеу үшін қолдануға болады.

Бөлшектерді ұстап қалу материалдың барлық көлемімен жүретін терең типті фильтрлердің хаотикалық орналасқан саңылауларына байланысты болады. Өз кезегінде оларды қысым жоғарылағанда үлкеймейтін саңылаулы (мембранды фильтрлер) және қысым жоғарылағанда үлкейетін саңылауы бар фильтрлер деп бөледі.

Саңылаулары үлкейетін фильтрлердің төменгі эксплуатациялық сипаты бар және қысым кезінде бөлшектерді ұстауы да төмен.

Биотехнологиялық өндірісте залалсыздандырушы фильтрация үдерісінің ерекшелігі-бұл жерде өте ұсақ бөлшектер болып табылатын бактерияларды ұстап қалу талап етіледі (ең ұсақ бактериялар мөлшері 0,3мм болады).

Залалсыздандыру үшін фильтрация әдісін қолданғанда қолданып отырған фильтр, талап етіп отырған мөлшердегі бөлшектерді толығымен ұстап калуды қамтамасыз ететініне сенімді болу керек. Бұны тексеру үшін фильтр

9

немесе фильтрлеуші материал сынақтан өтеді (төзімділігі тексеріледі). Кең қолданылатын көпіршік пайда болатын нүктесін фильтрдің бүтіндігін тексе үшін және саңылаудың максималды мөлшерін анықтау үшін яғни, фильтрді абсолютті сумен немесе басқа сұйықтықпен шаяды.



Көпіршік нүктесін анықтаудан басқа, фильтрат стерильдігін анықтайды Фильтр микроорганизмдерді немесе басқа да бөлшектерді толығымен ұстап қалғанын тексеру үшін екі тізбекті қосылған фильтр бақылаушы және аналитикалық қондырғыларды қолданады. Фильтрациядан кейін белгілі уақыт ішінде аналитикалық фильтр мембранасын микроскоп көмегімен немесе одан микроорганизмдерді анықтау үшін жуындыны егу жолымен анықтайды Бақылаушы фильтрмен жұмыс сенімді болу үшін аналитикалық мембрана стерильді болу керек.

Термиялық залалсыздандыру Құрал-жабдықтарды, коммуникация-ларды, қоректік орталарды және басқа да технологиялық сұйықтықтарды термиялық залалсыздандыру-жоғары температурада микроорганизмдердің вегетативті клеткалары мен спорала өлтіруге негізделген. Жоғары температурамен әсер ету дәрежесі микроорганизм түріне, олардың концентрациясына, физикалық күйіне және басқа факторларға байланысты. Жоғары температураға төзімді термофильді микроорганизмдер, жоғары температураға төзуге ғана емес, әрі қарай көбеюге де қабілетті болып келеді. Термофильдерді (нақтырақ, олардың споралары басқа микрофлораны жоюға кепілдік беретін термиялық залалсыздан режимінде қарастыру керек.

Термиялық залалсыздандыру жүруі бәрінен бұрын залалсызді объектіге байланысты. Бос аппараттар мен коммуникацияларды бәрінен бұрын қаныққан бумен залалсыздандырады, қоректік орталар мен сұйықтық-тарды - қысыммен ысыту жолымен, көбіне ыстық ауамен (құрғақ залалсыз-дандырады.

Қысым мен қаныққан су буының бактерицидтік эффектісі жогары бумен залалсыздандыру барысында тұрақты. Термофильдер спорасының өлу уақыты 121°С -25мин, 132° С-4мин, құрғақ буды қолданғанда 160°С-60мин, 180 мин, мұндай споралардың қайнаған судағы инактивациясы 100°С-де өте, жүреді, 8-9 сағатта өледі.

Жоғары температурада микроорганизмдердің өлуі белоктар коагуляция-сы нәтижесінде болады. Мұнда маңыздысы клеткадағы судың мөлшері. неғұрлым көп болса, солғұрлым белок коагуляциясының температурасы төмен болады.

Құрғақ ыстық ауаны бумен өндегенде бұзылуы мүмкін материалдар мен заттар (сусыз майлар, май, ұнтақтар, коррозияға ұшыраған заттар т.б. залалсыздандыру үшін қолданылады.

Жоғары температура әсерінен микроорганизмдердің өлуі өте жылдам жүреді, ең соңғы спора өлгенше клетка немесе спора концентрациясы төм береді.

10


Каталог: Книги
Книги -> Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі
Книги -> Практикумы (цитология, эмбриология және гистология негіздері)
Книги -> А. Ж. Сейтембетова
Книги -> Қазақ әдебиетінің
Книги -> П. наумов омыртқалылар зоологиясы
Книги -> КАзАқстан республикасы білім, мәдениеТ және денсаулық сақтау министрліп сәкем сейфуллин атындағы
Книги -> Қазақстан республикасы білім және ғылым
Книги -> М. С. Байтенов Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігінің
Книги -> Педагогика тарихы


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет