В каких странах наиболее развита микробиологическая промышленность. Химическая и микробиологическая промышленность мордовии

М/п – новая отрасль, которая приобрела самостоятельное значение в 60-е годы под влиянием НТП. В настоящее время ее роль в промышленном производстве страны заметно возросла в связи с необходимостью интенсификации сельского хозяйства.

В структурном отношении – две основных группы производств, которые отличаются друг от друга по используемому сырью:

• Производство кормовых белковых веществ (кормовые дрожжи) из углеводородного сырья .
• Производство кормовых дрожжей из сырья растительного происхождения (гидролиз древесины и растительных отходов сельского хозяйства)

В состав микробиологии входят: предприятия гидролизной промышленности и химии органического синтеза. В одно целое их объединяют назначение выпускаемой продукции и характер технологического процесса.

Предприятия, использующие водородное сырье, ориентируется на центры нефтепереработки, что обусловлено высокой материалоемкостью производства. Для получения 1 тонны белка необходимо 2,5 тонны углеводородного сырья. Предприятия, ориентирующиеся на углеводородное сырье, размещаются соответственно в Поволжье, Волго-Вятском районе (Нижний Новгород).

Предприятия, ориентирующиеся на сырье растительного происхождения, получают кормовые дрожжи, взаимодействуя с предприятиями гидролизной промышленности, которая перерабатывает отходы лесопиления, пищевые отходы и отходы сельского хозяйства, например, кукурузную кочерыжку, подсолнечную лузу, рисовую и хлопковую шелуху. Гидролизные производства ориентируется на сырьевые базы, размещаясь вместе с лесопилением (Красноярск, Камск, Зима (Иркутская область), Архангельск, Волгоград) или комбинируются с целлюлозно-бумажным производством (Архангельск, Соликамск и Краснокамск – Пермская область).

28)Структура машиностроительного комплекса
Условно машиностроение делится на три группы:
- тяжелое машиностроение (67 % продукции). Эта группа отраслей машиностроения отличается большим потреблением металла, относительно малой трудоемкостью и использованием энергии. Тяжелое машиностроение включает производство оборудования для металлургических предприятий, горно-шахтного, крупного энергетического оборудования, тяжелых станков и кузнечно-прессовых машин, крупных морских и речных судов, локомотивов и вагонов
- общее машиностроение (18% продукции). Эта группа машиностроительных отраслей характеризуется средними нормами потребления металла, энергии, не высокой трудоемкостью. Предприятия общего машиностроения производят технологическое оборудование для нефтеперерабатывающей, химической, бумажной, лесной, строительной промышленности, дорожные и простейшие сельскохозяйственные машины.
- среднее машиностроение (15 % продукции). Оно объединяет предприятия малой металлоемкости, но повышенной энергоемкости и трудоемкости. Основными технологическими процессами в среднем машиностроении являются механическая обработка деталей, сборка их на конвейерах в узлы, агрегаты и готовые машины. Эта отрасль потребляет большое количество разнообразных черных и цветных металлов, пластмасс, резины, стекла. Предприятия среднего машиностроения наиболее многочисленны, узкоспециализированы, имеют широкие кооперированные связи. Их продукция массовая и крупносерийная, она включает производство автомобилей и самолетов, тракторов, комбайнов, двигателей для них, средних и небольших металлорежущих станков и кузнечнопрессовых машин, насосов и компрессоров, машин и различного технологического оборудования для легкой, пищевой, полиграфической промышленности.
- отрасли по производству точных машин, механизмов, приборов и инструментов (около 0,1 % продукции) группа наукоемких отраслей электроника, приборостроение, вычислительная техника.
Факторы размещения предприятий отраслей машиностроения: сырьевой; потребительский; наличие научно-исследовательской базы; квалифицированные кадры и трудовые ресурсы; транспортный; конъюнктура рынка; экологический фактор

эффективность размещения зависит от ряда факторов:
- специализация (сосредоточение отдельных видов услуг или продукции на производстве);
- научно-технический прогресс;
- кооперирование (взаимосвязанное размещение специализированных заводов и предприятий, с которыми эти заводы работают в кооперации);
- комбинирование производств;
- концентрация;
- близость к источникам материалов и сырья;
- наличие трудовых ресурсов;
- объем транспортных работ;
- близость к потребителям;
- затраты на транспортировку

29)Сельскохозяйственное машиностроение включает предприятия по производству сельскохозяйственных машин для механизации всех видов сельскохозяйственного производства (обработка почвы, посев культур, сбор урожая), в том числе в животноводстве.

Сельскохозяйственное машиностроение традиционно занимает важное место в структуре машиностроительного комплекса Украины. Оно ориентируется на районы производства сельскохозяйственной продукции, а его размещение связано с зональной специализацией сельского хозяйства. Существенное влияние на размещение с / х машиностроения и тракторостроения производит потребительский фактор. В Украине построены крупные специализированные предприятия для изготовления землеобробних машин (плугов, культиваторов), сеялок, комбайнов, погрузчиков, прицепов, оборудование для кормопроизводства и животноводства. Крупнейшим центром сельскохозяйственного машиностроения является Харьков (моторы для самоходных комбайнов), Одесса (тракторные плуги), Кировоград (сеялки), Днепропетровск и Тернополь (свеклоуборочные комбайны), Херсон (зерноуборочные комбайны, создается производство зерноуборочных), Бердянск (жатки), Львов (химсильгоспмашины). Оборудование для кормопроизводства и животноводства производят в Бердянске, Нежине, Умани, Ковеле, Коломые и Белой Церкви. Заводы по выпуску других сельскохозяйственных машин и запасных частей к ним есть в Киеве, Мелитополе, Донецке, Луганске, Кременчуге, Конотопе, Николаеве и Первомайске

30)Целлюлозно-бумажная промышленность России (ЦБП России) - отрасль российской промышленности. Основными продуктами отрасли являются целлюлоза, бумага и картон. Наличие отрасли обусловлено большими запасами леса.

По производству бумаги на первом месте Европейский Север, на втором - Восточная Сибирь.

Центры - Архангельск, Сыктывкар, Красноярск, Братск, Усть-Илимск, Иркутск. А также Светогорск, Москва, Балахна (Нижегородская область), Астрахань (в качестве сырья - тростник), Ростов-на-Дону (в качестве сырья - тростник), Амурск, Пермь, Соликамск.

Крупнейшие предприятия лесной промышленности, сочетающие все 3 стадии обработки древесины называются лесопромышленными комплексами. Это Архангельск, Сыктывкар, Асино (Томская обл.), Красноярск, Лесосибирск (Красноярский край), Братск, Усть-Илимск, Комсомольск-на-Амуре.

31)Деревообрабатывающая промышленность - основной потребитель деловой древесины и включает производство пиломатериалов, шпал, фанеры, строительных деталей и плит, стандартных деревянных домов, мебели, спичек и т. д. Большое воздействие на размещение этих отраслей оказывают такие особенности, как огромные производственные отходы, которые в лесопилении достигают 40%, в мебельном и спичечном производстве - 50% расходуемого сырья.

Лесопиление обеспечивает первичную механическую переработку 2/3 деловой древесины и ориентируется на сырье и потребителя. Основное производство сосредоточено в Западной зоне страны на территории многолесных районов (Европейский Север, Урал, Волго-Вятский район) и в главных потребительских районах (Центр, Поволжье, Северный Кавказ).

Производство фанеры отличается высокой нормой расхода сырья и ориентацией на березовые древостои. Поэтому основное производство сосредоточено на территории Центральной России, Урала и Европейского Севера. Мебельное производство, являясь “городской отраслью”, ориентируется на потребителя.

Деревообрабатывающая промышленность производит пиломатериалы, шпалы, фанеру, древесные плиты, брусья; изделия для нужд строительства; черновые заготовки и готовые детали для вагоно-, авто-, авиа-, обозо- и судостроения, а также с.-х. машиностроения; спички, мебель, деревянную тару; приспособления для текстильного производства (погонялки, шпули, катушки), обувные колодки; футляры и корпусы для аппаратов, приборов и инструментов, лыжи и др. спортивный инвентарь.

Гидролизные предприятия размещены в Архангельской обл., Карельская АССР, Ленинградской обл., в БССР, УССР, Молдавская ССР, Краснодарском крае, Грузинская ССР, Казахская ССР, Пермской обл., на средней и нижней Волге, на Урале, в Красноярском крае, Иркутской обл. и на Дальнем Востоке.Крупнейшие предприятия Г. п. - Красноярский, Бирюсинский (Иркутская обл.), Канский (Красноярский край) и Тавдинский (Свердловская обл.) гидролизные заводы, Ферганский (Узбекская ССР) завод фурановых соединений.

33) СТРУКТУРА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА. Сельское хозяйство состоит из двух крупных взаимосвязанных отраслей - земледелия (растениеводства) и животноводства, каждая из которых, в свою очередь, складывается из ряда более специализированных отраслей. Земледелие занимается возделыванием продовольственных, технических и других растений. Оно подразделяется на зерновое хозяйство, хлопководство, льноводство, овощеводство и т.д. и обеспечивает население продуктами питания, животноводство - кормами и многие отрасли промышленности - пищевую, комбикормовую, текстильную, фармацевтическую, парфюмерную и др. - сырьем. Главная задача в области земледелия заключается в повышении культуры земледелия, всемерном увеличении производства сельскохозяйственных культур. В решении этой задачи важную роль играет сохранение и рациональное использование земельных ресурсов, в первую очередь пашни, мелиоративное строительство, защита от водной и ветровой эрозии, всесторонняя механизация и химизация сельского хозяйства, улучшение семеноводства, перевод его на промышленную основу. Животноводство занимается разведением сельскохозяйственных животных для производства животноводческих продуктов. Оно подразделяется на скотоводство (молочное, молочно-мясное, мясо-молочное, мясное), свиноводство, овцеводство, козоводство, коневодство, верблюдоводство, птицеводство, рыбоводство, пчеловодство, кролиководство, оленеводство, звероводство и другие.Животноводство обеспечивает население продуктами питания (молоко, мясо, сало, яйца и др.), легкую промышленность сырьем (шерсть, кожа, щетина и др.), дает живую тягловую силу (лошади, волы, ослы, мулы, верблюды, олени) и органические удобрения (навоз). Из продуктов и отходов животноводства получают некоторые корма (обрат, мясо-костную, костную муку и др.), а также различные лекарственные препараты (лечебные сыворотки, гормональные препараты и др.). Отрасли земледелия и животноводства тесно взаимосвязаны. Значительная часть кормов, необходимых для животноводства, как известно, производится в полевых и кормовых севооборотах. Кроме того, при возделывании отдельных сельскохозяйственных культур наряду с главной получают и побочную продукцию, которую используют в животноводстве (солома, полова, ботва сахарной свеклы, отходы овощеводства, картофелеводства, садоводства и т. д.). Увеличение производства кормов, повышение их качества - необходимое условие роста продуктивности животноводства, а развитие животноводства способствует дальнейшему подъему отраслей земледелия, лучшему использованию материальных и трудовых ресурсов сельского хозяйства в целом, повышению урожайности сельскохозяйственных культур. Удельный вес продукции земледелия и животноводства (по всем категориям хозяйств, в сопоставимых ценах) во всей продукции сельского хозяйства в настоящее время приблизительно одинаков.

Пшеницу на хлебоприемных предприятиях принимают с учетом базисных и ограничительных кондиций. На основе базисных кондиций производят расчеты с хлебосдатчиками. Базисные кондиции установлены на основании показателей качества в зависимости от почвенно-климатической зоны и времени высева (яровая или озимая): натура 730, 750, 755 и 760 г/л, влажность 14, 15 и 17%, содержание сорной примеси до 1% включительно, зерновой до 2 и 3%, зараженность вредителями хлебных запасов не допускается.

Принимают зерна с учетом ограничительных кондиций, которые предусматривают следующие показатели качества: влажность не более 19%, содержание зерновой примеси не более 15%, в том числе проросших зерен не более 5%, сорной примеси не более 5%. В числе вредной примеси куколя не более 1%, спорыньи не более 0,5%, горчака ползучего не более 0,1%, вязеля не более 0,1%. Пшеница должна быть не греющейся, без посторонних запахов, зараженность вредителями хлебных запасов, кроме клеща, не допускается.

34) Картофель в России является одним из самых потребляемых продуктов растениеводства. Среднее потребление картофеля на душу населения в России составляет 120–130 кг в год на человека, т. е. картофель для россиян по-прежнему является «вторым хлебом». Россия занимает второе место в мире по производству картофеля (около 37 млн. тонн) после Китая и входит в десятку ведущих стран, производящих более половины валового производства. Среди продуктов питания, составляющих основу продовольственного рынка России, картофель занимает особое место, оказывая существенное влияние как на формирование структуры рынка, так и на обеспечение продовольственной безопасности страны. Производство картофеля в России в последние годы устойчиво росло. При этом, хотя увеличение валовых сборов отмечалось во всех категориях производителей, темпы роста в группах фермерских хозяйств и сельскохозяйственных предприятий в целом были значительно выше, чем в личных подсобных хозяйствах населения, что привело к некоторым изменениям в структуре валового производства. Особенностью российской картофельной отрасли является доминирование в валовом производстве личных подсобных хозяйств населения. Однако в последние годы все сильнее проявляется тенденция к сокращению данной группы в структуре производства. Площади посадки под картофель сокращаются во всех группах производителей, однако крупные производители демонстрируют лучшую производственную динамику вследствие более высокой урожайности. Личные подсобные хозяйства населения традиционно характеризуются низкой эффективностью производства. Здесь, как правило, высокая доля ручного труда, удобрения применяются не в соответствии с научно-обоснованными нормами, часто используются некондиционные семена, во многих случаях картофель высаживается на одном и том же месте несколько лет подряд.При этом, больше всего картофеля собирают в Московской, Брянской, Тульской, Кировской, Нижегородской, Свердловской и Пермской областях, а также в Башкирии и Татарии.

35) Ячмень и овес так же как и яровая пшеница относятся к группе ранних яровых зерновых культур.Из зерна ячменя и овса получают овсяную и ячменную крупу. Зерно ячменя - основное сырье для пивоваренной промышленности. Ячменная мука из-за невысоких качеств клейковины мало пригодна для выпечки хлеба (низкий, быстро черствеющий хлеб), а овсяная мука совсем не пригодна для хлебопечения. Овес и ячмень широко используются в посевах на зеленый корм и сено в смеси с викой, чиной и другими зернобобовыми культурами. Овсяная солома и полова обладают высокими кормовыми достоинствами и среди грубых гуменных кормов занимают одно из первых мест. Хорошим кормом для скота считается и ячменная солома, которую лучше применять в запаренном виде. Овес и ячмень возделывают во всех областях страны. Большая часть посевов овса размещена в северных районах Белоруси, Прибалтике, Пермской области, Красноярском и Алтайском краях. Основные массивы ячменя сосредоточены на юге, в степных районах Украины и Северного Кавказа. Значительные площади имеются на западе Украины, в Белорусси, Литве, в Средней Азии, Ленинградской и Свердловской областях. Растения ячменя и овса мало требовательны к теплу. Зерно ячменя прорастает при температуре 1-2° тепла, овса - при 3-4° тепла, а всходы хорошо переносят небольшие весенние заморозки (до 3-5°). Набухание зерен ячменя проходит медленнее, чем зерен овса. По требованию к почвенному плодородию ячмень немногим уступает пшенице. Хорошие урожаи он дает только на высокоплодородных, богатых питательными веществами почвах. Он не переносит заболоченных и солонцеватых почв и особенно чувствителен к кислотности почв в молодом возрасте. Менее требователен к почвам овес, высеваемый на различных почвах, в том числе и на торфянистых, заболоченных землях; при достаточной влажности дает хорошие урожаи и на легких супесчаных почвах. Лучше, чем другие хлеба, овес выносит кислотность почв, но он менее засухоустойчив и более чувствителен к высоким температурам; ячмень, наоборот, более скороспелый и засухоустойчивый. Производственное значение имеют два подвида ячменя - многорядный и двурядный. Многорядные ячмени в свою очередь делятся на шестигранные и четырехгранные. Многорядные ячмени на каждом уступе колосового стержня несут по три плодущих колоска. У шестигранного все колоски расположены в шесть правильных рядков колоса и в поперечном сечении образуют правильную шестилучевую звезду. У четырехгранного колос более рыхлый и имеет две широкие грани и две узкие с боков, а в поперечном сечении образует как бы фигуру четырехугольника. Двурядный ячмень несет на каждом уступе колосового стержня по три колоска, но плодущим из них является только средний колосок, а два боковых остаются недоразвитыми. Поэтому с каждой стороны колоса образуется по одному ряду развитых зерен в колосках, а всего в колосе по два ряда. По окраске колоса и зерна, характеру зазубренности и наличию остей, а также пленчатости зерен подвиды ячменя делятся на разновидности. Многорядные ячмени, зерно которых более богато белками, пригодны главным образом для кормовых целей и производства спирта, а двурядные, отличающиеся крупным и выравненным зерном, наиболее ценны для /пивоварения в изготовления крупы. Многорядные ячмени более скороспелы и засухоустойчивы, чем двурядные, они дальше распространяются на север и юго-восток. Двурядные ячмени более высокорослы и урожайны, меньше осыпаются при перестаивании и пригодны для комбайновой уборки. Формы голозерных ячменей имеют в основном крупяное значение. Из большого видового разнообразия овсов производственное значение в нашей стране имеет только один вид - овес посевной; различают три группы: 1) с раскидистой метелкой и пленчатым зерном, 2) с одногривой метелкой и пленчатым зерном, 3) с голым зерном. У голозерных форм овса зерно при обмолоте свободно выпадает из цветочных чешуй. По форме метелки, наличию или отсутствию остей, а также гю окраске зерна (цветочных чешуй) выделяются разновидности овса. Широко распространены дикие овсы - овсюги (сорняки), которые в отличие от культурных овсов имеют при основании зерна особые сочленения - подковку, края, обычно опушешше волосками. Наличие подковки и обусловливает легкое выпадение зерна из колосков при созревании овсюгов (даже в зеленом состоянии).

36)Масличные культуры - группа растений, которые возделывают ради получения жирных масел, пригодных для пищевых и технических целей. Это однолетние и многолетние растения различных семейств, в основном травянистые: подсолнечник, соя, арахис (земляной орех), рапс, лен масличный (см. Лен, льноводство) и др.; но есть и тропические деревья, например: пальмы, дерево какао, тунг. Большинство этих культур накапливает масло в семенах и плодах. Среди них есть растения, дающие твердые масла: пальмы, дерево какао, восковое дерево. Жирные масла получают также из семян хлопчатника, льна-долгунца, конопли, кориандра, аниса, тмина, плодов грецкого ореха, миндаля, кедровой сосны, косточек персика, абрикоса, зародышей семян кукурузы и пшеницы.

В растениеводстве всех континентов больше всего распространены соя, арахис, подсолнечник, маслина, рапс, кунжут, клещевина, лен масличный. В СССР в основном возделывают подсолнечник, сою, лен масличный, горчицу, клещевину - яровые однолетние травянистые растения, дающие семена в первый год посева. Но встречаются и озимые - рапс, рыжик, сурепица. Их сеют осенью, а получают семена на следующий год. Основные районы возделывания - это Украина, Северный Кавказ, Центральночерноземная зона, Поволжье, Молдавия. Площадь, занятая масличными культурами в нашей стране, около б млн. га.

В семени подсолнечника содержится до 57% масла, сои - 15-26%, льна масличного - 30-50%, клещевины - 47-59%, кунжута - 48-63%, арахиса - 41-57%, мака - 46-56%, ляллеманции - 23-37%, периллы - 26-50%, рапса - 45-50%.

Продолжительность роста и развития растений различна. Рыжик, горчица, некоторые сорта подсолнечника созревают за 75-100 дней. Для получения семян клещевины и арахиса требуется не менее 120-140 дней. Многие масличные культуры хорошо растут при температуре 18-20°. Рыжик, горчица, ляллеманция способны переносить заморозки -4°. Арахис, кунжут и соя любят тепло и прекращают расти уже при 10-12°. Арахис очень чувствителен к заморозкам: уже при -1° растение погибает. Все масличные культуры накапливают больше масла при хорошем увлажнении, сафлор и горчица растут и в засуху.

Чтобы получить больше масла, человек создает нужные для развития растения условия. Большое внимание уделяется агротехнике, механизации посева и уборке, выведению новых сортов, общей культуре земледелия. Именно от этих факторов зависит урожайность культуры.

Всем масличным культурам необходимо давать в достатке азотные, фосфорные и калийные удобрения, различные микроэлементы. Масличные культуры надо защищать от болезней, вредителей и сорняков, иначе снизится количество и качество масла.

Большинство масличных культур возделывают как пропашные. Обычно их размещают в полевых севооборотах. Эти культуры лучше сеять после озимых, идущих по чистым, хорошо удобренным парам. Можно размещать и после яровых зерновых, силосных и даже картофеля. После уборки масличных можно сеять зерновые и другие культуры.

37)С/х Различия при этом зависят от Так, в зоне тундры и лесотундры оленеводство , сочетающееся с В зоне тайги животноводство .В лен ,зерновые (рожь, овес, ячмень) и кормовые культуры , картофель и овощи . Получило развитие свиноводство и птицеводство .В зерновые культуры . Развитоживотноводство молочного направления.В лесостепях на юге Черноземной зоны европейской части России преобладает растениеводство . Выращиваютсязерновые и технические культуры (пшеница, рожь, овес,

В пшеницы и кукурузы В выращивают яровую пшеницу . На естественных пастбищах разводят КРС овец .В (Приамурье) развито зерно-соевое земледелие и .В овцеводство мясошерстного направления.В горных районах (Кавказ, Алтай, Саяны и др.), горно-пастбищное животноводство.В овощи (в т.ч. в теплицах), ягоды , разводят молочный скот , птицу , свиней , рыбу в прудах .

В настоящее время рис - одна из главных пищевых культур. Половине населения земного шара рисовая каша заменяет хлеб. По занимаемой посевной площади рис уступает только пшенице. Основные районы возделывания риса в СССР находятся в Средней Азии и Закавказье. Его выращивают также на юге Украины, в Поволжье, Краснодарском крае, Ростовской и некоторых других областях.

Главное продовольственное значение имеет рисовая крупа - зерна, очищенные от плодовой и семенной оболочек и зародышей. Крупа содержит примерно 75% углеводов, 7,7% белков, 0,4% жиров, 2,2% клетчатки, 0,5% золы и 14% воды

38)Животноводство - трудоемкая отрасль, имеющая сложную внутреннюю структуру. К основным отраслям животноводства относятся скотоводство (разведение крупного рогатого скота различных направлений), овцеводство, свиноводство, птицеводство, коневодство, козоводство, верблюдоводство, яководство, мараловодство, оленеводство. Эти отрасли характеризуются общностью потребляемых ими кормов, которые можно измерять с помощью кормовых единиц, обеспечивают производство основных видов животноводческой продукции - мяса, молока, яиц, шерсти. В состав животноводства входит и ряд других отраслей с особыми типами кормовой базы. Среди них наибольшее распространение в нашей стране получили пчеловодство, пушное звероводство, прудовое рыбоводство. Главная отрасль животноводства - скотоводство, разведение крупного рогатого скота. Основная продукция скотоводства - молоко и мясо. «По их соотношению в скотоводстве выделяют несколько направлений:

1) молочное, 2) молочно-мясное, З) мясо-молочное, 4) мясное. Эти направления скотоводства зависят от кормовой базы и пород животных. Основные районы выращивания крупного рогатого скота - Поволжский, Северо-Кавказский, Уральский, территория Нечерноземья и Сибири» Крупнорогатый скот относится к жвачным животным, поэтому в составе кормов существенную долю должна составлять клетчатка, содержащаяся в пастбищных, зеленых и грубых кормах. Для содержания молочного скота наиболее благоприятны не засыхающие летом пастбища, а имеющие разнотравно-злаково-бобовые травостои, широко распространенные в равнинных и горных ландшафтах с относительно влажным климатом. В составе стойловых кормов большую долю должны составлять сочные и грубые, преимущественно силос и сено с добавлением высокопитательных концентратов. Для разведения мясного скота пригодны пастбища и с более ксерофитной растительностью, а в составе стойловых кормов в большом количестве необходимы грубые и концентрированные. Последние особенно требуются на стадии интенсивного откорма скота.В нашей стране наибольшее распространение получило скотоводство смешанного молочно-мясного и мясо-молочного направлений при разных соотношениях пастбищных и стойловых кормовКрупный рогатый скот размещён повсеместно, но основными районами его разведения являются Поволжский, Центральный, Западно-Сибирский, Северо-Кавказский и Уральский экономические районы.
Мясомолочное животноводство размещено главным образом в Центральном, Северо-Кавказском (Ставропольский край и Ростовская область), Поволжском (Саратовская, Волгоградская, Астраханская области и Республика Калмыкия)) районах, на Южном Урале (Оренбургская область). Перечисленные регионы поставляют стране в больших количествах высококачественное мясокожевенное сырьё, а также молочные продукты. Молочное и молочно-мясное животноводство развито во многих районах страны. В зону высокоинтенсивного и интенсивного молочного животноводства входят северные, северо-западные нечернозёмные области, а также некоторые области Урала и Дальнего Востока. В этой зоне основные виды продукции животноводства - молоко и масло.
Зону молочно-мясного животноводства составляют: Краснодарский край, Центрально-Чернозёмный район: часть областей Урала и Поволжья, Западная Сибирь. Наряду с производством масла и сыра организован откорм скота на мясо.
Из разводимых в России молочных пород крупного рогатого скота следует отметить: холмогорскую, ярославскую, красную степную, тагильскую, чёрно-пёструю; из молочно-мясных пород - костромскую, симментальскую, курганскую, красную тамбовскую и др.
Холмогорская порода - одна из старейших русских пород крупного рогатого скота молочного направления. Она распространена в северных и центральных областях страны. В этой зоне размещается и ярославская порода. Симментальская порода широко распространена во многих районах России. Красная степная порода разводится, главным образом, на юге Европейской части России и в Сибири.
Молочное животноводство сосредоточено преимущественно вокруг крупных городов и промышленных центров страны. Заводы по переработке молока в этой зоне снабжают городское население свежим молоком и кисломолочной продукцией. Основные районы по выработке цельномолочной продукции в России - Центральный, Северо-Кавказский, Северо-Западный и др

39) В растениеводство входят такие отрасли как овощеводство, полеводство, кормопроизводство, плодоводство и еще множество других. Все их можно объединить одним словом «земледелие». Большую часть площадей засева занимают зерновые культуры. Самый большой объем зерна собирает Поволжье, за ним Северный Кавказ. Большее количество урожая дает Краснодарский край почти 10% от всех сборов.

На первых местах по площадям засева стоит пшеница (яровая и озимая). Главным местом, где площади озимой пшеницы меньше чем яровой считается Поволжье.

Следом за пшеницей идет ячмень. Он является не требовательной быстро созревающей культурой, по этому, его сажают практически во всех климатических зонах.

Третье место принадлежит, такой зерновой культуре как овес. Его в основном высаживают в южных частях лесных зон и лесостепи. Значение его как культуры постепенно вырастает.

В отдельную категорию можно занести крупы. Это гречиха, просо, рис, также широкое распространение получили такие культуры как горох и соя. Последняя культура, на сегодняшний день имеет огромную популярность и является очень востребованной. Также в нашей стране сажают лен, сахарную свеклу, подсолнечник, рапс, горчицу, а вблизи городов выращивают картофель и другие овощные культуры.

К техническим культурам относятся растения, используемые в качестве сырья в различных отраслях промышленности. Сахарный тростник и сахарная свекла - важнейшие сахароносы, хлопчатник и лен - главные прядильные культуры, соя и подсолнечник - масличные культуры, гевея - каучуконос.

Сахарный тростник и сахарная свекла, составляющие сырьевую базу промышленности, имеют разные ареалы возделывания.

Сахарный тростник - многолетнее теплолюбивое и влаголюбивое растение, культивируется в тропических и субтропических районах Земного шара. Главные производители сахарного тростника страны Латинской Америки (Бразилия, Мексика, Куба), Азии (Индия, Филиппины, Китай, Таиланд, Вьетнам), Австралия.

Сахарная свекла - культура менее теплолюбивая, чем сахарный тростник, распространена в областях умеренного пояса. По сбору сахарной свеклы выделяются европейские страны (Франция, Германия, Польша, Украина, Россия) и США. Ведущие экспортеры сахара в мире - Бразилия, Таиланд, Индия, Австралия и Франция. Для успешного произрастания сахарной свеклы требуется большое количество солнечных дней, хорошее и равномерное увлажнение в течение всего лета. Сахарная свекла культивируется в районах лесостепной и на орошаемых землях степной: Молдова, Украина, Центрально-Черноземный, Северокавказский, Поволжский, Западносибирский (предгорья Алтая) и Дальневосточный (Приморье) районы России. Очаги свеклосеяния располагаются также на западе Белоруссии, на юге Казахстана и на севере Киргизии.

Хлопчатник требует много тепла, солнечного света и хорошо увлажненных, богатых питательными веществами почв. Более всего подходят для хлопчатника природные условия тропической и субтропической зоны Земного шара. Главные производители хлопка страны Северной и Латинской Америки (США, Мексика, Бразилия, Перу), Азии (Индия, Пакистан, Китай, Вьетнам, Сирия, Турция), Африки (Египет, Судан), Узбекистан.Основные экспортеры хлопка - США, Мексика, Бразилия, Гватемала, Перу, Пакистан, Турция, Египет, Судан.

Для его успешного выращивания важна не только длительность безморозного периода, но и высокие летние температуры, хорошая обеспеченность водой. Хлопчатник возделывается только на орошаемых землях Средней Азии (большую часть валового сбора хлопка дает Узбекистан), Закавказья (Азербайджан и Армения) и южных областях Казахстана (Джамбульская и Чимкентская область).

Подсолнечник отличается большой засухоустойчивостью, наибольшие площади занимает в районах степной полосы: Украина, Северный Кавказ, Нижнее Поволжье, юг Урала и Западной Сибири, Северный Казахстан.

Чай выращивают в районах влажных субтропиках Западной Грузии и Азербайджана, в Краснодарском крае.

Лен-долгунец начинает рост при невысоких температурах и имеет короткий период вегетации. Эта особенность делает эффективным возделывание льна в районах лесной зоны (полесье Украины, Беларусь, Северо-Западный, Центральный, Волго-Вятский и Уральский районы России), где в условиях прохладного, дождливого и облачного лета получают большой его урожай и высокое качество волокна.

Натуральный каучук производят из дерева влажных тропических лесов - гевеи. Ее родина - Бразилия. Крупнейшие в мире плантации каучуконосов сконцентрированы в Малайзии, Индонезии и Бразилии.

40)С/х - занимается выращиванием растений (раст-во) и разведением животных (жив-во). Основные принципы, условия и факторы, определяющие развитие и размещение отраслей с/х. В каждом р-не складывается свой набор видов производимой с/х продукции, определяющий его специализацию. Различия при этом зависят от : 1) природных условий(различная обеспеченность территории светом, теплом, влагой, а также качество почв); 2) наличия трудовых ресурсов; 3) транспортабельности с/х продукции и возможностей ее хранения; 4) наличия предприятий по ее переработке и условий вывоза (обеспеченность транспортными путями).

Природные условия на территории России изменяются зонально в направлении с Севера на Юг, поэтому выращивание растений и разведение разных пород животных также различается по зонам (зональная специализация с/х).

Так, в зоне тундры и лесотундры основной специализацией является оленеводство , сочетающееся с охотничьим промысломирыболовством . Для земледелия здесь условия неблагоприятные.

В зоне тайги , которая занимает очень большие территории земледелие развито очагами, преимущественно по долинам рек. Большее значение здесь имеет животноводство .

В южной части тайги и в зоне смешанных лесов (европейская часть России - Нечерноземье) выращивают лен ,зерновые (рожь, овес, ячмень) и кормовые культуры , картофель и овощи . В животноводстве преобладает разведение КРС молочного и мясомолочного направления . Получило развитие свиноводство и птицеводство .

В южной части западносибирской тайги посевные площади заняты в основном под зерновые культуры . Развито.

В лесостепях на юге Черноземной зоны европейской части России преобладает растениеводство . Выращиваютсязерновые и технические культуры (пшеница, рожь, овес, сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза, картофель, кормовые клубнеплоды). Важной отраслью является садоводство.

В степной зоне европейской части РФ (среднее Поволжье, Южный Урал) преобладают посевы пшеницы и кукурузы . Кукуруза служит кормом для скота и птицы.

В степных районах Западной Сибири выращивают яровую пшеницу . На естественных пастбищах разводят КРС (молочно-мясное направление), а в более засушливых районах разводят овец .

В степных районах Дальнего Востока (Приамурье) развито зерно-соевое земледелие и молочно-мясное животноводство .

В южных районах России на полупустынных и пустынных землях (Поволжье, Калмыкия, Дагестан) развитония.

В горных районах (Кавказ, Алтай, Саяны и др.), где развитие земледелия затруднено из-за рельефа, развито .

В местах сосредоточения пром-ного пр-ва , вокруг крупных городов сложилось пригородное хоз-во. Выращивают овощи (в т.ч. в теплицах), ягоды , разводят молочный скот , птицу , свиней , рыбу в прудах .

Развитие и размещение свиноводства в регионах России зависит от многих объективных факторов. Наиболее высокий уровень развития свиноводство получило там, где значительные земельные площади заняты под зерновыми культурами и картофелем. Такими регионами являются Северо-Кавказский, Поволжский, Центрально-Черноземный и Центральный регионы. Именно здесь размещена половина всего поголовья свиней. Не менее благоприятные условия для разведения животных этой отрасли и производства свинины имеются в Уральском и Западно-Сибирском регионах страны.

В южных регионах страны, как правило, в кормовых рационах свиней большая доля корма приходится на зерно. В пригородной зоне могут использоваться пищевые отходы города. Большое значение в увеличении производства свинины имеет развитие свиноводства в Нечерноземном регионе России с использованием сочных кормов при ограниченных расходах концентрированных кормов. Равным образом это имеет отношение и к объемам производства. Но главными показателями свиноводческих ферм были всегда: для молочных ферм – наличие свиноматок и выход деловых поросят в течение года, а для откормочных сельхозпредприятий – объем валового производства свинины и численность откармливаемого поголовья в течение года.

41)С/х - занимается выращиванием растений (раст-во) и разведением животных (жив-во). Основные принципы, условия и факторы, определяющие развитие и размещение отраслей с/х. В каждом р-не складывается свой набор видов производимой с/х продукции, определяющий его специализацию. Различия при этом зависят от : 1) природных условий(различная обеспеченность территории светом, теплом, влагой, а также качество почв); 2) наличия трудовых ресурсов; 3) транспортабельности с/х продукции и возможностей ее хранения; 4) наличия предприятий по ее переработке и условий вывоза (обеспеченность транспортными путями).

Природные условия на территории России изменяются зонально в направлении с Севера на Юг, поэтому выращивание растений и разведение разных пород животных также различается по зонам (зональная специализация с/х).

Так, в зоне тундры и лесотундры основной специализацией является оленеводство , сочетающееся с охотничьим промысломирыболовством . Для земледелия здесь условия неблагоприятные.

В зоне тайги , которая занимает очень большие территории земледелие развито очагами, преимущественно по долинам рек. Большее значение здесь имеет животноводство .

В южной части тайги и в зоне смешанных лесов (европейская часть России - Нечерноземье) выращивают лен ,зерновые (рожь, овес, ячмень) и кормовые культуры , картофель и овощи . В животноводстве преобладает разведение КРС молочного и мясомолочного направления . Получило развитие свиноводство и птицеводство .

В южной части западносибирской тайги посевные площади заняты в основном под зерновые культуры . Развитоживотноводство молочного направления .

В лесостепях на юге Черноземной зоны европейской части Росси преобладает растениеводство . Выращиваютсязерновые и технические культуры (пшеница, рожь, овес, сахарная свекла, подсолнечник, кукуруза, картофель, кормовые клубнеплоды). Важной отраслью является садоводство.

В степной зоне европейской части РФ (среднее Поволжье, Южный Урал) преобладают посевы пшеницы и кукурузы . Кукуруза служит кормом для скота и птицы.

В степных районах Западной Сибири выращивают яровую пшеницу . На естественных пастбищах разводят КРС (молочно-мясное направление), а в более засушливых районах разводят овец .

В степных районах Дальнего Востока (Приамурье) развито зерно-соевое земледелие и молочно-мясное животноводство .

В южных районах России на полупустынных и пустынных землях (Поволжье, Калмыкия, Дагестан) развитоовцеводство мясошерстного направле ния.

В горных районах (Кавказ, Алтай, Саяны и др.), где развитие земледелия затруднено из-за рельефа, развито горно-пастбищное животноводство .

В местах сосредоточения пром-ного пр-ва , вокруг крупных городов сложилось пригородное хоз-во. Выращивают овощи (в т.ч. в теплицах), ягоды , разводят молочный скот , птицу , свиней , рыбу в прудах .

Птицеводство - отрасль животноводства, в задачу которой входит разведение сельскохозяйственной птицы. Основные направления птицеводства - яичное и мясное. Побочная продукция - пух, перо. Пищевое значение имеют в основном куриные яйца, для производства которых целесообразно разведение кур яичного направления продуктивности. В мясном птицеводстве используют кур мясных пород и линий, уток, индеек, гусей, реже цесарок и перепелов. Овцеводство как отрасль животноводства занимает важное место в народном хозяйстве страны. От овец получают шерсть (основная продукция), мясо, высококачественное шубно-меховое сырье, молоко.
Задачи, поставленные перед отраслью, должны решаться путем увеличения поголовья овец, повышения их продуктивности, улучшения качества продукции на базе концентрации, специализации и агропромышленной интеграции овцеводства с переводом ее на индустриальную основу.
В стране создана племенная база по совершенствованию овец всех направлений продуктивности. Большое внимание уделяется повышению качества-шерсти. Многое необходимо сделать для улучшения качества овец, продаваемых на мясо.
Наибольшее распространение откорм овец на механизированных площадках получил в Ставропольском и Алтайском краях, Оренбургской и Ростовской областях. Одно из основных условий интенсификации отрасли и дальнейшего увеличения производства продукции овцеводства – создание устойчивой кормовой базы. Решение проблемы производства кормов должно осуществляться путем улучшения малопродуктивных естественных кормовых угодий, создания долголетних культурных пастбищ, а также более широкого внедрения в практику прогрессивных систем заготовки и хранения кормов, использования в кормлении животных рассыпных и гранулированных кормосмесей.
Большие разнообразия природных и хозяйственных условий нашей страны, различный уровень интенсификации сельского хозяйства обусловливают использование различных систем и способов кормления и содержания овец. В современных условиях, когда происходит перевод производства продукции овцеводства на промышленную основу, применяют преимущественно стойлово-пастбищное или пастбищно-стойловое, а в ряде районов круглогодовое стойловое содержание овец.
Наиболее широкое распространение имеет стойлово-пастбищное содержание, при котором овцы в течение определенного периода в зависимости от климатических условий и организации кормовой базы ‑­содержатся в помещениях, а в летнее время – на культурных или естественных пастбищах.
Организация полноценного кормления овец имеет решающее значение для получения высококачественной мясной и шерстной продукции, а также шубного и кожевенного сырья для промышленности.
Овцы дают 99% производимой в стране шерсти. В структуре мясного баланса доля баранины - 4%. Породы овец по основной продукции подразделяются на 8 направлений: тонкорунное, полутонкорунное, полугрубошёрстное, шубное, смушковое, мясосальное, мясошёрстно-молочное, мясошёрстное грубошёрстное. Наиболее развито полутонкорунное и тонкорунное овцеводство, дающее высококачественные шерсть и мясо. Размещение овцеводства соответствует природно-экономическим условиям, требованиям к содержанию овец различных пород. Основное поголовье овец (85,7% общего поголовья) сосредоточено в Северо-Кавказском (32,6%) Поволжском (19,5%) Уральском (12,5%), Восточно-Сибирском (12,1%) и в Западно-Сибирском (9%) экономических районах.
Зона тонкорунного овцеводства - в степных районах Северного Кавказа, Калмыкии и Дагестане, областях Нижнего Поволжья, южной части Сибири. Зона полутонкорунного и тонкорунного овцеводства - в Среднем Поволжье, Башкортостане и Татарстане, в Центральном экономическом районе, областях Восточной Сибири. Зона шубного овцеводства - в северной и северо-западной части Нечернозёмной зоны, в ряде областей Сибири.

44. Гидроэлектропром-й ЭПЦ

Восточно-Сибирский р-н:

1.Вод.ресурсы: р. Ангара, Енисей, Витим, Хатанга

2.ГЭС: Красноярская, Саяно-Шушинская, Братская, Усть-Илимская, Колымская, Иркутская, Вилюйская

3.Ал.заводы: Братский, Красноярский, Саяно-Горский, Мелековский

45. Тепло-энэргопром.ЭПЦ

1.Добыча газа - Ямбургская

Нефтепереработка - мазут,добычакам.угля.

2.Омская,Ямбургская,Нижневартовская,Новосибирская,Кемеровская,

Южнокузбасская,Беловская ТЭС

3.Содовая пром-ть-Малиновое озеро, Ал.заводы-Новокузнецк

В структурном отношении микробиологическая промышленность включает две основных группы производств, отличающиеся друг от друга по используемому сырью:

· производство кормовых белковых веществ (главным образом кормовых дрожжей) из углеводородного сырья;

· производство кормовых дрожжей из сырья растительного происхождения, а также фурфурола и другой продукции, получаемой методом гидролиза древесины и растительных отходов сельского и лесного хозяйства.

Кроме того, к отрасли относятся производство аминокислот и ферментных препаратов, кормовых антибиотиков, бактериальных удобрений и микробиологических средств защиты растений и животных, а также различных растворителей из пищевого сырья, следовательно, в ее состав входят предприятия гидролизной промышленности и в то же время промышленности органического синтеза.

Продукция микробиологической промышленности способствует интенсификации сельского хозяйства, в первую очередь, животноводства, а также совершенствованию технологии в легкой, пищевой и некоторых других отраслях промышленного производства (в производстве моющих средств, для очистки сточных вод и др.).

Важным потребителем продукции является комбикормовая промышленность. Примерно 2/3 всей микробиологической продукции используется в сельском хозяйстве.

Кормовые дрожжи – основной продукт отрасли. Для животноводства они имеют такое же значение, как минеральные удобрения для земледелия.

Предприятия, использующие углеводородное сырье для производства дрожжей, ориентированы на центры нефтепереработки, что обусловлено достаточно высокой материалоемкостью производства. Для получения 1 т белка необходимо иметь 2,5 т углеводородного сырья, в качестве которого служат нефтяные дистилляторы и очищенные жидкие парафины нефти .

Производство дрожжей осуществляется в Беларуси на Новополоцком и Мозырском заводах белково-витаминных концентратов. Крупнейший из них – Новополоцкий завод БВК – начал свою работу в 1978 г., Мозырский – в 1983 г.

Гидролизное производство кормового белка на отходах древесины происходит в Бобруйске и Речице. Речицкий гидролизно-дрожжевой завод действует с 1931 г. Сначала он выпускал дубильный экстракт, а кормовые дрожжи поставляет хозяйствам с 1977 г. Бобруйский гидролизный завод дал первую продукцию – этиловый спирт – в 1936 г. После реконструкции в 1967 г. производит и кормовые дрожжи (более 10 тыс. т. в год).

К микробиологической отрасли относятся также:

· Несвижский биохимический завод, который производит около 25 т кормового антибиотика (биомицина) и до 10 млн. гектарных порций в год ризоторфина – бактериального удобрения для бобовых растений;

· Пинский биохимический завод по производству рибофлавина (витамин В 2);

· Обольский цех Новополоцкого завода БВК, который выпускает кормовую добавку – аминокислоту лизин (до 180 т в год).

В Беларуси работает крупнейшее в СНГ научно-производственное объединение "Белмедбиопром" (Минск) по выпуску биопрепаратов.

Следует сказать об экологической вредности как самого производства белка на основе углеводородного сырья, так и присутствии этого белка в кормах.

Заключение

Химическая промышленность – одна из авангардных отраслей научно-технической революции, так как современная химическая технология дает возможность превращать в ценные промышленные продукты практически неограниченный круг сырья.

Химический комплекс Беларуси специализируется на выпуске минеральных удобрений, синтетических волокон, автомобильных шин, резинотехнических изделий, пластмасс, лаков и красок. На его долю приходится около 15 % объема промышленной продукции.

Развитию экономического комплекса в Беларуси способствовал ряд факторов, важнейшими из которых являются наличие богатых отложений калийных солей, выгодность экономико-географического положения, обеспеченность водным источниками, наличие высококвалифицированных трудовых ресурсов.

Развитие химической промышленности в 60-е годы прошлого столетия происходило в условиях жесткого централизованного планирования, в рамках единого народнохозяйственного комплекса СССР. Производство многих видов продукции было сориентировано на привозное сырье и на вывоз его за пределы республики. Большинство производств характеризуется высокой энергоемкостью, что ведет к большим затратам при ограниченности собственных энергоресурсов и удорожанию продукции.

Созданная в 60-70-е годы с ориентацией на закупку зарубежных технологий и оборудования, производственная база химической индустрии уже к концу 80-х годов устарела морально и физически, износ основных производственных фондов составляет 60-80 %.

Необоснованно высокая территориальная концентрация химической промышленности в республике обусловила острые экологические проблемы в Солигорске, Новополоцке, Могилеве, Бобруйске, Светлогорске и других центрах.

Главной проблемой химического комплекса в настоящее время является его внутриструктурная перестройка, перепрофилирование производств на новые, более прогрессивные и конкурентоспособные виды продукции.

Литература

1. Беларусь: государство для человека. Нац. отчет о человеческом развитии – Мн.: Республика Беларусь, 1997– 104 с.

2. Геаграфiя Беларусi: Энцыклапедычны даведнIк. – Мн.: БелЭн, 1992– 381с.

3. О работе народного хозяйства Республики Беларусь за январь –декабрь 2001 г. – Мн: 2002.

4. Программа развития промышленного комплекса Республики Беларусь на 1998–2015 г.г// БЭЖ. – 1998. – №2.

5. Программа социально–экономического развития Республики Беларусь на 2001 – 2005 г.г. – Мн: 2001.

6. Промышленность Республики Беларусь. Стат. сб. – Мн.: 1995.

7. Рогач П.И., Сосновский В.М. Коммерческая география Республики Беларусь. – М., 1993.

8. Рогач П.И., Сосновский В.М. Размещение производительных сил. Учебн. пособие – Мн.: Экоперспективы, 2000.

9. Сацыяльна–эканамiчная геаграфiя Рэспублiкi Беларусь: Вучэб. дапам. для студэнтаў ВНУ/ Пад рэд. А.В. Саломкi, К.Р. Кiрэенка) – Мн: Унiверсiтэцкае, 1997. – 230 с.

10. Сiдор А. Рэгiянальныя асаблiвасцi структуры прамысловасцi Беларусi. // Геаграфiя: праблемы выкладання. – 1996. – вып.3

11. Геаграфiя Беларусi у пытаннях i адказах: Сiдор С. I. i iншыя. Дапаможнiк для вучняў. – Мн.: Нарасвета 1998. – 111 с.

12. Социально-экономическое развитие Республики Беларусь в 2000 году. Белорусская экономика: анализ, прогноз, регулирование. – 2001 – №2.

13. Хрущев А.Т. География промышленности СССР: Учебник для геогр. спец. вузов. –М.: Высш. шк., 1990. – 223 с.

14. Шимова О.С., Соколовский Н.К. Основы экологии и экономика природопользования: Учебник – Мн.: БГЭУ, 2001. – 368 с.

1) Микроорганизмы использовались человечеством в быту и производстве еще задолго до того как, собственно говоря, они были открыты. Еще в древние времена, не задумываясь об их существовании человечество, использовало их в хлебопечении, виноделии, производстве сыров и кисломолочных продуктов, пивоварении и т.д.

Значение и роль их для производства впервые были открыты Пастером в середине 19 века. Однако знания по физиологии микроорганизмов и закономерностям их роста начали пополняться, только начиная с 20 века.

В результате появилась реальная возможность сделать микроорганизмы неисчерпаемым источником получения биологически активных веществ: белков, аминокислот, ферментов, витаминов, антибиотиков и т.д.

Во второй половине 20 века в промышленно развитых странах зарождается новая отрасль промышленности – микробиологическая промышленность или биотехнология.

Основное преимущество биотехнологии – получение белковых веществ и др. продуктов путем микробного синтеза со огромной скоростью, которая на несколько порядков выше, чем у растений и животных.

Развитие промышленности вызывает потребность в специалистах, технологии, оборудовании и само по себе, разумеется, в соответствующих научных исследованиях.

Данное УМКД написано на основе курса лекции «Оборудование биотехнологии», который на протяжении ряда лет, начиная с 90-х годов, читался авторами в Семипалатинском государственном университете имени Шакарима для студентов-биотехнологов.

2) Биотехнология, биотехнологическая промышленность, оборудование биотехнологии – сравнительно новые термины, которые вошли в практику сравнительно недавно (70 – 80 – 90 годы 20 века).

До этих лет более широко использовался термины:

· микробиология и микробиологическая промышленность,

· а также соответствующее оборудование.

Основная цель биотехнологии –

· производство методами микробиологического синтеза, прежде всего, биологически активных веществ,

· и других продуктов микробиологического производства, например:

Концентрата витамина В 2 ;

Белково-витаминных концентратов;

Кормовых дрожжей на жидких гидролизатах растительных материалов и сульфитных щелоках;

Кормовых дрожжей на отходах пищевой промышленности;

Кормовых дрожжей на очищенных парафинах;

Кормовых дрожжей на газообразных углеводородах;

Лимонной кислоты;

Лизина на свекловичной мелассе, а также других аминокислот, в частности гистидина, аргинина, триптофана и др;

Кормовых антибиотиков (препараты биовит, терравит, бацелихин, бацитрацин и др);

Бактериальных препаратов или удобрений, а также средств защиты растений (нитрагин, азотобактерин, фосфобактерин и др);

Ферментных препаратов;

Солода и т.п.

Для популяции микроорганизмов характерны такие замечательные свойства как:

Высокая интенсивность жизнедеятельности, т.е. роста, размножения и отмирания;

И большое своеобразие обмена веществ (метаболизма).

Например, скорость образования биомассы у микроорганизмов:

В почти, что в 500 раз больше чем у самых урожайных растений;

И в примерно 1000 – 5000 раз больше чем у самых продуктивных пород скота.

За всего лишь каких-нибудь 0,3 – 2,0 часа биомасса микроорганизмов может увеличиться вдвое.

Кроме того, в ряде случаев вся биохимическая активность микроорганизмов направляется на синтез какого-нибудь полезного вещества. Например:

Один из высокопродуктивных мутантов для синтеза пенициллина образует до 0,5 кг пенициллина на каждый 1,0 кг биомассы;

Некоторые из штаммов могут синтезировать витамин В 12 в количествах превышающих их жизненные потребности в 100 – 200 раз.

Одним из главных достоинств биотехнологии является то, что при микробиологическом синтезе используется:

Не дефицитное, не дорогое сырье в виде отходов пищевой промышленности,

А также такое широко распространенное сырье как нефть и природный газ.

3) Используемое в биотехнологии оборудование, классифицируется на соответствующие группы по ряду основных признаков. К таким признакам относятся.

I. Характер воздействия на обрабатываемый материал, либо сырье или продукт.

II. Структура рабочего цикла машины или аппарата.

III. Степень механизации и автоматизации.

IV. Принцип сочетания в технологическом потоке.

V. Функциональное (производственное) назначение.

I. По характеру воздействия на обрабатываемый продукт оборудование делится на три группы:

а) оборудование, в котором на материал оказывается механическоевоздействие без изменения свойств самого материала (т.е. изменяется только форма и размеры продукта, например при измельчении, дроблении или резании);

б) оборудование, в котором на материал оказывается физико-химические, биохимические и тепловые воздействия в результате чего изменяются большинство свойств сырья и даже агрегатное состояние (т.е. изменяется вязкость, плотность, структура и т.д. например, при выпарке, концентрации, экстракции, сушке и т.п.);

в) оборудование, в котором на материал оказываются все виды воздействия.

II. По структуре рабочего цикла оборудование делится на две группы:

а) оборудование периодического действия;

б) оборудование непрерывного действия.

III. По степени механизации и автоматизации оборудование делится на три группы:

а) простые рабочие машины и аппараты (т.е. оборудование, в котором выполняется одна технологическая операция, например дробилка, мешалка, сепаратор и т.п. выполняют, несмотря на свою в некоторых случаях конструктивную сложность только одну технологическую операцию):

б) машины полуавтоматы (т.е. оборудование, в котором имеется несколько рабочих органов выполняющих несколько технологических операции и в котором требуется участие рабочего для выполнения некоторых контрольных функций).

в) машины автоматы (т.е. оборудование, в котором также имеется несколько рабочих органов выполняющих несколько технологических операции в автоматическом режиме и в котором не требуется участие рабочего).

IV. По принципу сочетания в потоке

а) отдельные машины и аппараты;

б) агрегаты или комплексы;

в) комбинированные и автоматизированные виды оборудования (это прежде всего поточно-механизированные линии)

Машины и аппараты отличаются друг от друга по структурной форме. Машина, как правило, состоит из трех частей:

Рабочего органа установленного внутри рабочей камеры;

Передаточного механизма, передающего движение рабочему органу;

И источника движения, т.е. двигателя.

Таким образом, в машине обработка сырья происходит в результате преобразования в движение механической работы двигателя.

V. По производственному назначению оборудование делится на большое количество групп, а именно:

Для проведения вспомогательных и подъемно-транспортных операций по доставке, хранению, дозированию сырья и материалов;

Для стерилизации питательных сред и воздуха;

Для экстрагирования, отжима, фильтрования и флотации;

Для культивирования (т.е. выращивания) микроорганизмов на твердых питательных средах;

Для культивирования микроорганизмов на жидких питательных средах;

Для разделения жидкой и твердой фаз из неоднородных систем (т.е. центрифуги и сепараторы);

Для концентрирования и очистки растворов биологически активных веществ (т.е. вакуум-выпарные установки);

Для мембранного разделения растворов биологически активных веществ(т.е. ультрафильтрационные установки);

Для сушки продуктов микробиологического производства;

Для измельчения, стандартизации, гранулирования и микрокапсулирования продуктов микробиологических производств.

Лекция № 2. Машинно-аппаратурные схемы производства продуктов микробиологического синтеза.

План лекции:

1) Особенности технологии микробиологических производств.

2) линия производства солода.

3) линия производства этилового ректификационного пищевого спирта.

4) линия производства хлебопекарных дрожжей.

5) технологическая линия производства ферментных препаратов.

1) Типовой технологический процесс микробиологического синтеза может быть представлен в виде следующих последовательных стадий:

Приготовление посевного материала;

Приготовление и стерилизация питательной среды;

Культивирование, т.е. микробиологический синтез;

Выделение целевого продукта;

Помол (измельчение);

Стандартизация;

Фасовка.

В отдельных случаях некоторые из этих стадий могут отсутствовать.

В частности,

– если готовый продукт выпускается в жидком виде,

– то отсутствуют операции сушки и измельчения.

Основной стадией микробиологического синтеза является культивирование.

Культивирование есть ни что иное, как развитие популяции микроорганизмов в специальном аппарате, который называют ферментатором.

При этом в аппарате имеет место в большей части жидкая питательная среда.

Это так называемый глубинный (суспензионный) способ культивирования.

На стадии культивирования осуществляется производство:

Во-первых, как самой биомассы;

Так и, во-вторых, продуктов жизнедеятельности (метаболизма).

В ряде случаев – синтезируемые продукты – антибиотики, ферменты, аминокислоты и т.п.

Необходимость осуществления специфических процессов повлекла за собой разработку и создание специального оборудования, которое будет рассматриваться в данном курсе.

2) Солод − проращенное зерно злаковых культур (ячмень, рожь, рис, пшеница, овес, просо) в специально созданных и регулируемых условиях.

Солодоращение − накопление в зерне максимально возможного или заданного количества ферментов (в основном гидролитических).

Под действием ферментов при солодоращении часть сложных веществ зерна превращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстрины и высшие декстрины, лептоны, лептиды, аминокислоты и др.

Солод используют при производстве

· пива, полисолодовых экстрактов, получаемых из смеси кукурузного, овсяного и пшеничного солодов,

· концентрата квасного сусла, хлебного кваса,

· безалкогольных напитков, этилового спирта

· хлебобулочных изделий.

Приготовление солода - сложный комплекс специфических процедур, состоящий из следующих стадий:

Очистка и сортировка зерна;

Мойка, дезинфекция и замачивание ячменя;

Проращивание ячменя (свежепроросший солод для производ-ства спирта и ферментации);

Сушка солода;

Обработка сухого солода (солод для производства хлебобулоч-ных изделий, солодовых экстрактов и концентрата квасного сусла);

Выдержка сухого солода (выдержанный солод для производства пива).

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования, состоящего из зерноочистительных и сортирующих машин - воздушных и зерновых сепараторов, цилиндрических и дисковых триеров, магнитных сепараторов.

Следующий комплекс линии включает аппараты для мойки и за­мачивания ячменя. К ним относятся моечные и замочные аппараты, входящие в комплекс замочного отделения, а также установки непре­рывного замачивания зерна.

Ведущий комплекс линии состоит из оборудования для солодора­щения, представленного

· ящичными солодорастильными установками,

· солодовнями с передвижной грядкой,

· статическими солодовнями с совмещенным способом,

· солодорастильными барабанами и кондиционерами для пнев­матических солодовен.

Наиболее значимым комплексом оборудования линии является оборудование для сушки солода.

К нему относятся:

· сушилки периодического действия (горизонтальные и верти­кальные)

· и сушилки непрерывного действия (шахтные и сельные) с то­почными устройствами и калориферами.

Завершающий комплекс оборудования линии обеспечивает обра­ботку сухого солода и содержит

· росткоотбойные, солодополировочные машины и измельчители солода.

3) Спирт этиловый (этанол, винный спирт), выработанный из пищевых видов сырья (зерно, картофель, сахар, свеклосахарная и тростниковая меласса, сахарная свекла), - прозрачная бесцветная жидкость без привкуса и запаха посторонних веществ.

Спирт этиловый пищевой получают микробиологическим способом, в основе которого лежит сбраживание сахара в спирт дрожжами семейства сахаромицетов.

Спирт этиловый ректификационный получают на брагоректифи­кационных и ректификационных установках из бражек крахмалосодержащего и сахаросодержащего сырья и из спирта-сырца, полученного из тех же видов сырья.

Переработка зерна и картофеля на спирт осуществляется по однотипной технологии и состоит из следующих стадий:

Подготовка сырья к переработке;

Разваривание крахмалосодержащего сырья;

Осахаривание крахмалосодержащего сырья;

Культивирование дрожжей;

Сбраживание осахаренной массы;

Перегонка бражки;

Ректификация спирта.

Линия начинается с комплекса оборудования для мойки, очистки и измельчения крахмалосодержащего сырья.

В состав этого комплекса входят картофелемойки, камнеловушки, водоотделители, барабанные камнеловушки, дробилки для измельчения картофеля и зерна, а также измельчители для тонкого измельчения зернового сырья.

Далее в состав линии входят комплекс, состоящий из установок для тепловой обработки крахмалосодержащего сырья - смесителей предразварников, варочных аппаратов и паросепараторов, аппаратов гидродинамической обработки замеса, обеспечивающих различные схемы разваривания.

Следующим в линии является комплекс оборудования для охлаждения и осахаривания заторов. В состав этого комплекса входят:

· аппараты с непрерывным осахариванием и вакуум-охлаждением,

· аппараты с двухступенчатым вакуум-охлаждением,

· а также аппараты с непрерывным охлаждением и осахариванием при атмосферном давлении.

Комплекс оборудования для брожения и культивирования дрожжей состоит из бродильных аппаратов и устройств для мойки, спиртоловушек и дрожжевых аппаратов.

В линии для производства спирта из мелассы комплекс оборудования состоит из рассиропников, аппаратов для размножения дрожжей и пеноловушек, а также устройств для отбора проб, измерения расходов мелассы и контроля плотности рассиропки.

Ведущий комплекс оборудования в линии предназначен для перегонки и ректификации спирта. В его составе имеются брагоректификационные и ректификационные установки, установки для получения безводного спирта, холодильники и кипятильники брагоперегонных аппаратов, вспомогательное оборудование ректификационных установок, а также оборудование для учета и хранения спирта.

4) Хлебопекарные дрожжи – одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу грибов сахаромицетов.

Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться.

Процесс получения хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах складывается из следующих стадий:

Приготовление питательной среды;

Выращивание маточных и товарных дрожжей;

Выделение товарных дрожжей из дрожжевой суспензии;

Формование и упаковка прессованных дрожжей;

Сушка дрожжей.

Получение дрожжей из спиртовой бражки на спиртовых заводах состоит из стадий:

Выделение дрожжей из зрелой бражки сепарированием;

Промывание и концентрирование дрожжевой суспензии;

Дозревание дрожжей;

Окончательное промывание и концентрирование дрожжей;

- прессование, формование и упаковка дрожжей;

Хранение.

Линия начинается с комплекса оборудования для обработки сырья, состоящего из аппаратов для приготовления питательных сред, сепараторов-кларификаторов для мелассы и пароконтактных установок для стерилизации.

Ведущий комплекс линии представляют дрожжерастильные аппараты, снабженные аэрационной системой для насыщения суспензии кислородом, и воздуходувные машины.

Следующий комплекс линии состоит из аппаратов для выделения дрожжей, в составе которого имеются дрожжевые сепараторы, фильтр-прессы и барабанные вакуум-фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии являются сушильные установки, представленные конвейерными ленточными сушилками, установками с виброкипящим слоем, а также вакуумными и сублимационными сушилками.

Завершающий комплекс оборудования состоит из машин для формования и завертывания брикетов дрожжей.

На рис. 2.3 представлена машинно-аппаратурная схема линии производства хлебопекарных дрожжей.

5) Ферментные препараты представляют собой концентраты ферментов, полученные с помощью микроорганизмов. В состав ферментных препаратов наряду с ферментами входят и балластные вещества. Ферментные препараты применяют в пищевых производствах как катализаторы соответствующих биохимических процессов.

В качестве продуцентов ферментов используют разнообразные источники: растения, животные ткани и микроорганизмы.

Производство ферментных препаратов наиболее перспективным глубинным способом на жидких питательных средах можно разделить на следующие стадии:

Приготовление, стерилизация и охлаждение питательной среды;

Приготовление посевного материала и выращивание производственной культуры;

Отделение и сушка биомассы;

Фасовка отходов и отделение фильтрата;

Концентрирование и сушка концентрата;

Осаждение, сушка и стандартизация препарата;

Фасование препарата.

Линия начинается с комплекса оборудования, в состав которого входят:

· циклон – разгрузитель, экстракторы, стекатель, шнек-пресс, ленточный вакуум-фильтр, смеситель,

· а также нагревательная колонка, выдерживатель и теплообменники.

В состав линии входит комплекс оборудования, состоящий из инокулятора и ферментатора.

Следующий комплекс оборудования представляют камерный фильтр-пресс и барабанная сушилка.

Ведущим является комплекс оборудования, включающий вакуум-выпарные аппараты и распылительные (сублимационные) сушилки.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит:

· из установки непрерывного осаждения, аппарата обсушки препарата, центрифуги, барабанной вакуум-сушилки, установки для измельчения и смешивания.

Финишным комплексом оборудования являются фасовочные машины.

Машинно-аппаратурная схема линии производства ферментных препаратов глубинным способом на жидких питательных средах представлена на рис. 2.4.

Лекция № 3. Транспортное оборудование в биотехнологии.

План лекции:

1) Насосы. Классификация насосов.

2) Центробежные насосы.

3) Осевые насосы.

4) Роторные насосы.

1) Насосы, используемые в микробиологической промышленности, делятся на две группы: динамические и объемные.

В динамических насосах преобразование энергии происходит под влиянием динамического взаимодействия между потоком жидкости и рабочим органом насоса.

В объемных насосах перемещение жидкости происходит при изменении объема рабочей камеры насоса при вращательном или возвратно-поступательном движении рабочего органа.

К основным характеристикам насосов относятся

Объемная производительность (м 3 /с);

Напор или давление создаваемое насосом, м. жид. ст. или Па;

Потребляемая мощность, кВт;

Допускаемая высота всасывания, м.

Классификация насосов используемых в биотехнологии:

I. Динамические насосы

1. Лопастные 2. Насосы трения

а) центробежные; а) струйные

б) диагоналевые; б) эрлифтные

в) осевые;

г) вихревые.

I.Объемные или роторные насосы

1. С возвратно-поступательным движением

а) поршневые;

б) плунжерные;

в) диафрагменные;

г) шланговые;

д) пневматические.

2.С вращательным движением.

а) шестеренные

б) винтовые;

в) шиберные или эксцентриково-лопастные

2) Центробежные насосы получили наибольшее распространение в биотехнологии.

Они могут быть:

Либо одноступенчатыми, либо многоступенчатыми.

Большая часть насосов в биотехнологии относится к насосам консольного типа.

Центробежный насос типа К состоит:

Из рабочей камеры – собственно корпуса насоса улиткообразной (спиральной) формы с всасывающим и нагнетательным патрубками,

Рабочего органа – рабочего многолопастного колеса (крыльчатки) закрепленного на горизонтальном валу,

И электродвигателя, который посредством муфты соединен с горизонтальным валом.

Все узлы насоса закреплены на литой чугунной раме. Рабочая спиральная камера насоса спереди закрыта крышкой отлитой совместно с входным патрубком.

Горизонтальный вал, установлен в корпусе на подшипниках качения и приводится в действие через муфту от электродвигателя.

Насосы типа К в основном предназначены для перекачивания воды и других маловязких жидкостей.

По такой же схеме выполнены и другие центробежные насосы предназначенные для агрессивных сред.

К ним относятся:

Консольные насосы на отдельной стойке;

Химические консольные насосы типа Х;

Химические консольные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями типа АХ;

Химические моноблочные насосы типа ХМ;

Химические погружные насосы типа ХП;

Химические погружные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями типа ХПА;

Химические с обогревом корпуса ХО;

Химические погружные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями и суспензий типа ПХП.

Они используются для перекачивания кислых, щелочных, слабокислых, аммиачных сред и кислот. Числа оборотов рабочих колес достигает от 24, 1 до 48,3 об/с.

Помимо этих насосов в биотехнологии используются герметические центробежные насосы во взрывозащищенном исполнении типа ЦНГ-70; ХГ; ХГВ.

Они используются для перекачивания агрессивных, токсичных, взрывоопасных и пожароопасных жидкостей.

Особенностью конструкции этих насосов является то, что они не имеют сальниковых и торцевых уплотнений.

3) В осевых насосах жидкость перемещается в осевом направлении. Приращение давления происходит за счет преобразования кинетической энергии в потенциальную.

Жидкость поступает в проточную полость 1 насоса (рис. 3.2), в которой находится рабочее колесо, состоящее из ступицы 2 с закрепленными на ней лопастями 3. Число лопастей обычно от 3 до 6.

Ступица рабочего колеса 2 насажена на вал 5, который приводится в действие электродвигателем.

При прохождении через рабочее колесо жидкость одновременно участвует в поступательном и вращательном движении.

После рабочего колеса жидкость поступает в неподвижно установленный направляющий аппарат 4, состоящий из ряда неподвижных лопастей.

Этот направляющий аппарат предназначен для устранения закрутки потока на выходе из насоса и уменьшения потерь напора внутри проточной полости.

Рабочее колесо по своей форме похоже на гребной винт. Лопасти его изогнуты по винтовой линии.

Осевые насосы могут быть:

Одноступенчатыми и многоступенчатыми,

Жестколопастными и поворотно-лопастными.

Регулирование подачи производится:

В жестколопастных насосах – изменением частоты вращения колеса,

А в поворотно-лопастных – изменением угла наклона лопастей.

Подача в них может достигать 750– 6000 м 3 /ч, а напоры от 1,3 до 23 м.

Используются они в качестве циркуляционных насосов в системах промышленного водоснабжения, а также для циркуляции суспензий в вакуум-выпарных установках.

4) Роторные насосы состоят, как правило, из трех частей:

Неподвижного корпуса со всасывающей и нагнетательной камерами;

И непрерывно вращающихся замыкателей, расположенных на роторе.

По виду замыкателей роторные насосы делятся:

На коловратные (или шестеренчатые);

Поршневые и плунжерные;

И шиберные (пластинчатые или эксцентриково-лопастные).

Одними из наиболее распространенных роторных насосов являются шестеренчатые или шестеренные насосы.

Они состоят из пары цилиндрических зубчатых колес расположенных внутри эллисообразного корпуса.

При вращении шестерен жидкость:

Из всасывающего патрубка попадает в пространство между соседними зубьями каждой из шестерен,

Достоинством этих насосов является простота конструкции, малые масса и габариты.

Эти насосы имеют следующие характеристики:

Вязкость перекачиваемых жидкостей составляет от 2 * 10 -6 до 10 -4 м 2 /с;

Подача (производительность) достигает до 200 м 3 /ч;

Напор до 250 метров жидкостного столба (т.е. давление 25 атм);

Температура перекачиваемой жидкости до 200 0 С.

Лекция № 4. Вспомогательное оборудование в биотехнологии.

План лекции:

1) Классификация емкостного оборудования. Резервуары.

2) Реакторы-смесители.

3) Питатели и дозаторы для сыпучих и жидких сред.

4) Тарельчатые и весовые дозаторы.

1) На любом предприятии большой объем занимают вспомогательные операции:

По транспортировке, хранению, дозированию сырья, материалов и продуктов.

Для этих целей используется вспомогательное оборудование, которое делится на несколько групп:

I. Емкостное оборудование.

А) Резервуары для длительного и временного хранения жидких материалов.

Б) Реакторы-смесители для смешивания компонентов питательных сред.

В) Мерники жидких сред.

Д) Сборники приемники для приема и кратковременного хранения жидких продуктов (культуральной жидкости и др.)

II. Насосы для транспортировки жидких материалов.

III. Дозаторы и питатели для сыпучих и жидких сред.

IV. Машины для мойки оборудования.

Длительному хранению в биотехнологии подвергаются:

Жидкие парафины, свекловичная меласса, метанол, этанол;

Ацетон и др. сырье.

Временному хранению подвергаются такие продукты как:

Растворы солей, компоненты жидких питательных сред и пр.

Резервуары длительного хранения это, как правило, резервуары большой емкости от 100 до 10000 м 3 .

Форма емкости – в основном, вертикальная цилиндрическая с соотношением диаметра к высоте D/H = (1,0 ÷ 2,0).

Для перемешивания жидкости, т.е. придания ей однородности резервуары снабжаются:

Либо переливными трубами, расположенными внутри емкости на разных уровнях;

Либо гомогенизирующими системами, расположенными вне емкости.

Резервуары снабжаются соответствующими средствами контроля и арматурой (штуцерами или патрубками):

Для подачи жидкости и сжатого воздуха в емкость;

Установки манометра контроля давления;

Установки предохранительного клапана для стравливания избыточного давления;

Установки указателя уровня жидкости в емкости;

Спуска остатка жидкости из емкости;

Трубой передавливания, люками и воздушником;

А также подогревателями, внутрь которых подается пар.

В последнее время современные микробиологические производства позволяют эффективно бороться с вредными микроорганизмами, чтобы предотвратить размножение бактерий и вирусов и не допустить образования очагов инфекции. Благодаря достижениям генной инженерии и инновационным разработкам производятся качественные и эффективные дезинфицирующие средства и антисептики, которые широко используются в лечебно-профилактических учреждениях, производственных предприятиях, химчистках и прачечных. Микробиология в производственных масштабах представляет собой область науки и техники, которая опирается на практические и теоретические знания таких сфер как молекулярная биология, генетика, физиология и использует для этого современные химические технологии.

Привлечение передовых технологий и научных возможностей позволили создать антибиотики, действие которых направлено на эффективную борьбу с вредными микробами и вирусами. Таким образом, удалось уменьшить число инфекционных заболеваний за счет применения антибиотиков в лечении многих болезней. Развитие генной инженерии потребовало от микробиологических производств усовершенствование технологий и использование новейшего оборудования. Следует отметить, что впервые в Японии был разработан инсулин, что является огромным достижением в отрасли микробиологической промышленности. Японские моющие средства и дезинфектанты от известной компании Saraya также высококачественные, эффективные, надежные и безопасные, при этом не вызывают аллергических реакций и раздражений кожного покрова. Вся продукция сертифицирована и разрешена к применению не только в медицинских организациях, но и в химчистках и прачечных, производстве для обработки и дезинфекции помещений и поверхностей. Таким образом, удается уменьшить число бактерий и защититься от инфекций.

С точки зрения прикладной микробиологии, микробиологические производства можно разделить на несколько групп. К первой подгруппе относится применение живой биомассы микроорганизмов, которая используется, в основном, в пищевой промышленности. Вторая подгруппа основана на производстве продуктов биосинтеза микробного характера, а именно антибиотики, аминокислоты, гормоны и ферменты, а также различные витаминные комплексы. К третьей группе относятся микробиологические производства, деятельность которых направлена на получение продуктов путем гниения и брожения. В результате получаются спирты, растворители, органические кислоты, которые применяются для дезинфекции и обработки поверхностей и помещений. Микробиологические производства занимают важное место в сфере здравоохранения и медицины, а постоянные разработки обеспечивают эффективную и надежную защиту от вредной микрофлоры и вирусов.

Современные природоохранные технологии позволяют эффективно очищать сточные воды и почву от химически вредных соединений, что препятствует загрязнению окружающей среды, а также снижает вероятность инфекционных болезней среди населения. Особенно важным условием поддержания санитарно-гигиенических норм является применение качественных и эффективных дезинфицирующих средств и антисептических препаратов, чтобы максимально снизить концентрацию бактерий и микробов. Благодаря развитию микробиологии медицина сегодня получила такие лечебные препараты как антибиотики, гормональные средства, а также вакцину новейшего поколения и различные способы диагностики генетических и онкологических заболеваний.

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Н. П. ОГАРЁВА»

Факультет географический

Кафедра экологии и природопользования

Досье на тему:

Химическая и микробиологическая промышленность Мордовии

Подготовил: студент 402 группы

специальности геоэкология

Подмарёв Алексей

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ, производство какого-либо продукта с помощью микроорганизмов. Осуществляемый микроорганизмами процесс называют ферментацией; емкость, в которой он протекает, называется ферментером (или биореактором).

Процессы, протекающие при участии бактерий, дрожжей и плесневых грибов, человек применял сотни лет для получения пищевых продуктов и напитков, обработки текстиля и кожи, но участие в этих процессах микроорганизмов было четко показано только в середине 19 в.

В 20 в. промышленность использовала все разнообразие замечательных биосинтетических способностей микроорганизмов, и теперь ферментация занимает центральное место в биотехнологии. С ее помощью получают разнообразные химикалии высокой степени чистоты и лекарственные препараты, изготавливают пиво, вино, ферментированные пищевые продукты. Во всех случаях процесс ферментации разделяется на шесть основных этапов.

Создание среды.

Прежде всего необходимо выбрать соответствующую культуральную среду. Микроорганизмы для своего роста нуждаются в органических источниках углерода, подходящем источнике азота и различных минеральных веществах. При производстве алкогольных напитков в среде должны присутствовать осоложенный ячмень, выжимки из фруктов или ягод. Например, пиво обычно делают из солодового сусла, а вино – из виноградного сока. Помимо воды и, возможно, некоторых добавок эти экстракты и составляют ростовую среду.

Среды для получения химических веществ и лекарственных препаратов намного сложнее. Чаще всего в качестве источника углерода используют сахара и другие углеводы, но нередко масла и жиры, а иногда углеводороды. Источником азота обычно служат аммиак и соли аммония, а также различные продукты растительного или животного происхождения: соевая мука, соевые бобы, мука из семян хлопчатника, мука из арахиса, побочные продукты производства кукурузного крахмала, отходы скотобоен, рыбная мука, дрожжевой экстракт. Составление и оптимизация ростовой среды являются весьма сложным процессом, а рецепты промышленных сред – ревниво оберегаемым секретом.

Стерилизация.

Среду необходимо стерилизовать, чтобы уничтожить все загрязняющие микроорганизмы. Сам ферментер и вспомогательное оборудование тоже стерилизуют. Существует два способа стерилизации: прямая инжекция перегретого пара и нагревание с помощью теплообменника. Желаемая степень стерильности зависит от характера процесса ферментации. Она должна быть максимальной при получении лекарственных препаратов и химических веществ. Требования же к стерильности при производстве алкогольных напитков менее строгие. О таких процессах ферментации говорят как о «защищенных», поскольку условия, которые создаются в среде, таковы, что в них могут расти только определенные микроорганизмы. Например, при производстве пива ростовую среду просто кипятят, а не стерилизуют; ферментер также используют чистым, но не стерильным.

Получение культуры.

Прежде чем начать процесс ферментации, необходимо получить чистую высокопродуктивную культуру. Чистые культуры микроорганизмов хранят в очень небольших объемах и в условиях, обеспечивающих ее жизнеспособность и продуктивность; обычно это достигается хранением при низкой температуре. Ферментер может вмещать несколько сотен тысяч литров культуральной среды, и процесс начинают, вводя в нее культуру (инокулят), составляющей 1–10% объема, в котором будет идти ферментация. Таким образом, исходную культуру следует поэтапно (с пересеваниями) растить до достижения уровня микробной биомассы, достаточного для протекания микробиологического процесса с требуемой продуктивностью.

Совершенно необходимо все это время поддерживать чистоту культуры, не допуская ее заражения посторонними микроорганизмами. Сохранение асептических условий возможно лишь при тщательном микробиологическом и химико-технологическом контроле.

Рост в промышленном ферментере (биореакторе). Промышленные микроорганизмы должны расти в ферментере при оптимальных для образования требуемого продукта условиях. Эти условия строго контролируют, следя за тем, чтобы они обеспечивали рост микроорганизмов и синтез продукта. Конструкция ферментера должна позволять регулировать условия роста – постоянную температуру, pH (кислотность или щелочность) и концентрацию растворенного в среде кислорода.

Обычный ферментер представляет собой закрытый цилиндрический резервуар, в котором механически перемешиваются среда и микроорганизмы. Через среду прокачивают воздух, иногда насыщенный кислородом. Температура регулируется с помощью воды или пара, пропускаемых по трубкам теплообменника. Такой ферментер с перемешиванием используется в тех случаях, когда ферментативный процесс требует много кислорода. Некоторые продукты, напротив, образуются в бескислородных условиях, и в этих случаях используются ферментеры другой конструкции. Так, пиво варят при очень низких концентрациях растворенного кислорода, и содержимое биореактора не аэрируется и не перемешивается. Некоторые пивовары до сих пор традиционно используют открытые емкости, но в большинстве случаев процесс идет в закрытых неаэрируемых цилиндрических емкостях, сужающихся книзу, что способствует оседанию дрожжей.

В основе получения уксуса лежит окисление спирта до уксусной кислоты бактериями Acetobacter . Процесс ферментации протекает в емкостях, называемых ацетаторами, при интенсивной аэрации. Воздух и среда засасываются вращающейся мешалкой и поступают на стенки ферментера.

Выделение и очистка продуктов.

По завершении ферментации в бульоне присутствуют микроорганизмы, неиспользованные питательные компоненты среды, различные продукты жизнедеятельности микроорганизмов и тот продукт, который желали получить в промышленном масштабе. Поэтому данный продукт очищают от других составляющих бульона. При получении алкогольных напитков (вина и пива) достаточно просто отделить дрожжи фильтрованием и довести до кондиции фильтрат. Однако индивидуальные химические вещества, получаемые путем ферментации, экстрагируют из сложного по составу бульона. Хотя промышленные микроорганизмы специально отбираются по своим генетическим свойствам так, чтобы выход желаемого продукта их метаболизма был максимален (в биологическом смысле), концентрация его все же мала по сравнению с той, которая достигается при производстве на основе химического синтеза. Поэтому приходится прибегать к сложным методам выделения – экстрагированию растворителем, хроматографии и ультрафильтрации.

Переработка и ликвидация отходов ферментации.

При любых промышленных микробиологических процессах образуются отходы: бульон (жидкость, оставшаяся после экстракции продукта производства); клетки использованных микроорганизмов; грязная вода, которой промывали установку; вода, применявшаяся для охлаждения; вода, содержащая в следовых количествах органические растворители, кислоты и щелочи. Жидкие отходы содержат много органических соединений; если их сбрасывать в реки, они будут стимулировать интенсивный рост естественной микробной флоры, что приведет к обеднению речных вод кислородом и созданию анаэробных условий. Поэтому отходы перед удалением подвергают биологической обработке, чтобы уменьшить содержание органического углерода.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Промышленные микробиологические процессы можно разбить на 5 основных групп: 1) выращивание микробной биомассы; 2) получение продуктов метаболизма микроорганизмов; 3) получение ферментов микробного происхождения; 4) получение рекомбинантных продуктов; 5) биотрансформация веществ.

Микробная биомасса.

Микробные клетки сами по себе могут служить конечным продуктом производственного процесса. В промышленном масштабе получают два основных типа микроорганизмов: дрожжи, необходимые для хлебопечения, и одноклеточные микроорганизмы, используемые как источник белков, которые можно добавлять в пищу человека и животных. Пекарские дрожжи выращивали в больших количествах с начала 20 в. и использовали в качестве пищевого продукта в Германии во время Первой мировой войны.

Однако технология производства микробной биомассы как источника пищевых белков была разработана только в начале 1960-х годов. Ряд европейских компаний обратили внимание на возможность выращивания микробов на таком субстрате, как углеводороды, для получения т.н. белка одноклеточных организмов (БОО). Технологическим триумфом было получение продукта, добавляемого в корм скоту и состоящего из высушенной микробной биомассы, выросшей на метаноле. Процесс шел в непрерывном режиме в ферментере с рабочим объемом 1,5 млн. л. Однако в связи с ростом цен на нефть и продукты ее переработки этот проект стал экономически невыгодным, уступив место производству соевой и рыбной муки. К концу 80-х годов заводы по получению БОО были демонтированы, что положило конец бурному, но короткому периоду развития этой отрасли микробиологической промышленности. Более перспективным оказался другой процесс – получение грибной биомассы и грибного белка микопротеина с использованием в качестве субстрата углеводов.

Продукты метаболизма.

После внесения культуры в питательную среду наблюдается лаг-фаза, когда видимого роста микроорганизмов не происходит; этот период можно рассматривать как время адаптации. Затем скорость роста постепенно увеличивается, достигая постоянной, максимальной для данных условий величины; такой период максимального роста называется экспоненциальной, или логарифмической, фазой. Постепенно рост замедляется, и наступает т.н. стационарная фаза. Далее число жизнеспособных клеток уменьшается, и рост останавливается.

Следуя описанной выше кинетике, можно проследить за образованием метаболитов на разных этапах. В логарифмической фазе образуются продукты, жизненно важные для роста микроорганизмов: аминокислоты, нуклеотиды, белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и т.д. Их называют первичными метаболитами.

Многие первичные метаболиты представляют значительную ценность. Так, глутаминовая кислота (точнее, ее натриевая соль) входит в состав многих пищевых продуктов; лизин используется как пищевая добавка; фенилаланин является предшественником заменителя сахара аспартама. Первичные метаболиты синтезируются природными микроорганизмами в количествах, необходимых лишь для удовлетворения их потребностей. Поэтому задача промышленных микробиологов состоит в создании мутантных форм микроорганизмов – сверхпродуцентов соответствующих веществ. В этой области достигнуты значительные успехи: например, удалось получить микроорганизмы, которые синтезируют аминокислоты вплоть до концентрации 100 г/л (для сравнения – организмы дикого типа накапливают аминокислоты в количествах, исчисляемых миллиграммами).

В фазе замедления роста и в стационарной фазе некоторые микроорганизмы синтезируют вещества, не образующиеся в логарифмической фазе и не играющие явной роли в метаболизме. Эти вещества называют вторичными метаболитами. Их синтезируют не все микроорганизмы, а в основном нитчатые бактерии, грибы и спорообразующие бактерии. Таким образом, продуценты первичных и вторичных метаболитов относятся к разным таксономическим группам. Если вопрос о физиологической роли вторичных метаболитов в клетках-продуцентах был предметом серьезных дискуссий, то их промышленное получение представляет несомненный интерес, так как эти метаболиты являются биологически активными веществами: одни из них обладают антимикробной активностью, другие являются специфическими ингибиторами ферментов, третьи – ростовыми факторами, многие обладают фармакологической активностью. Получение такого рода веществ послужило основой для создания целого ряда отраслей микробиологической промышленности. Первым в этом ряду стало производство пенициллина; микробиологический способ получения пенициллина был разработан в 1940-х годах и заложил фундамент современной промышленной биотехнологии.

Фармацевтическая промышленность разработала сверхсложные методы скрининга (массовой проверки) микроорганизмов на способность продуцировать ценные вторичные метаболиты. Вначале целью скрининга было получение новых антибиотиков, но вскоре обнаружилось, что микроорганизмы синтезируют и другие фармакологически активные вещества. В течение 1980-х годов было налажено производство четырех очень важных вторичных метаболитов. Это были: циклоспорин – иммунодепрессант, используемый в качестве средства, предотвращающего отторжение имплантированных органов; имипенем (одна из модификаций карбапенема) – вещество с самым широким спектром антимикробного действия из всех известных антибиотиков; ловастатин – препарат, снижающий уровень холестерина в крови; ивермектин – антигельминтное средство, используемое в медицине для лечения онхоцеркоза, или «речной слепоты», а также в ветеринарии.

Ферменты микробного происхождения.

В промышленных масштабах ферменты получают из растений, животных и микроорганизмов. Использование последних имеет то преимущество, что позволяет производить ферменты в огромных количествах с помощью стандартных методик ферментации. Кроме того, повысить продуктивность микроорганизмов несравненно легче, чем растений или животных, а применение технологии рекомбинантных ДНК позволяет синтезировать животные ферменты в клетках микроорганизмов. Ферменты, полученные таким путем, используются главным образом в пищевой промышленности и смежных областях. Синтез ферментов в клетках контролируется генетически, и поэтому имеющиеся промышленные микроорганизмы-продуценты были получены в результате направленного изменения генетики микроорганизмов дикого типа.

Рекомбинантные продукты.

Технология рекомбинантных ДНК, более известная под названием «генная инженерия», позволяет включать гены высших организмов в геном бактерий. В результате бактерии приобретают способность синтезировать «чужеродные» (рекомбинантные) продукты – соединения, которые прежде могли синтезировать только высшие организмы. На этой основе было создано множество новых биотехнологических процессов для производства человеческих или животных белков, ранее недоступных или применявшихся с большим риском для здоровья. Сам термин «биотехнология» получил распространение в 1970-х годах в связи с разработкой способов производства рекомбинантных продуктов. Однако это понятие гораздо шире и включает любой промышленный метод, основанный на использовании живых организмов и биологических процессов.

Первым рекомбинантным белком, полученным в промышленных масштабах, был человеческий гормон роста. Для лечения гемофилии используют один из белков системы свертывания крови, а именно фактор VIII. До того как были разработаны методы получения этого белка с помощью генной инженерии, его выделяли из крови человека; применение такого препарата было сопряжено с риском заражения вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).

Долгое время сахарный диабет успешно лечили с помощью инсулина животных. Однако ученые полагали, что рекомбинантный продукт будет создавать меньше иммунологических проблем, если его удастся получать в чистом виде, без примесей других пептидов, вырабатываемых поджелудочной железой. Кроме того, ожидалось, что число больных диабетом будет со временем увеличиваться в связи с такими факторами, как изменения в характере питания, улучшение медицинской помощи беременным, страдающим диабетом (и как следствие – повышение частоты генетической предрасположенности к диабету), и, наконец, ожидаемое увеличение продолжительности жизни больных диабетом. Первый рекомбинантный инсулин поступил в продажу в 1982, а к концу 1980-х годов он практически вытеснил инсулин животных.

Многие другие белки синтезируются в организме человека в очень небольших количествах, и единственный способ получать их в масштабах, достаточных для использования в клинике, – технология рекомбинантных ДНК. К таким белкам относятся интерферон и эритропоэтин. Эритропоэтин совместно с миелоидным колониестимулирующим фактором регулирует процесс образования клеток крови у человека. Эритропоэтин используется для лечения анемии, связанной с почечной недостаточностью, и может найти применение как средство, способствующее повышению уровня тромбоцитов, при химиотерапии раковых заболеваний.

Биотрансформация веществ.

Микроорганизмы можно использовать для превращения тех или иных соединений в структурно сходные, но более ценные вещества. Поскольку микроорганизмы могут проявлять свое каталитическое действие в отношении лишь каких-то определенных веществ, протекающие при их участии процессы более специфичны, чем чисто химические. Наиболее известный процесс биотрансформации – получение уксуса в результате превращения этанола в уксусную кислоту. Но среди продуктов, образующихся при биотрансформации, есть и такие высокоценные соединения, как стероидные гормоны, антибиотики, простагландины. См. также ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/MIKROBIOLOGICHESKAYA_PROMISHLENNOST.html?page=0,1

Химическая промышленность - отрасль промышленности, включающая производство продукции изуглеводородного, минерального и другого сырья путём его химической переработки.

Валовой объём производства химической промышленности в мире составляет около 2 трлн. долл. Объем промышленного производства химической и нефтехимической промышленности России в 2004 году составил 528,156 млрд. рублей.