Л. Бабурин

Органические наночастицы в биотехнологии.

Область биотехнологии, которая связана с использованием микроорганизмов в качестве основного технологического элемента, представляет собой три основных этапа: выбор органического сырья, подбор соответствующего штамма (ассоциации), выделение конечного целевого продукта.

Разработка конкретной технологии происходит обычно в обратном порядке, от выбора целевого продукта (например, биомасса для получения кормовых концентратов, биогаз и пр.). Иногда технология создается на основе интересного штамма, способного синтезировать определенные вещества в избыточных количествах (антибиотики, L-лизин). Возможен вариант технологического процесса, который разрабатывается с целью утилизации определенного органического сырья. Типичный пример – очистные сооружения.

С нашей точки зрения, биотехнология должна являться замыкающим элементом любого технологического процесса, т.е исходным моментом является сырьевая база, которая определяется отходами основного технологического процесса (например, использование мелассы, отходов сахарной промышленности, в качестве сырьевой базы для промышленного культивирования микроорганизмов).

Городские отходы из канализации тоже перерабатывают тоже микробы в результате чего состав, доступный для растительности.

В принципе, все отходы техногенной цивилизации (кроме радиоактивных) деградируют и разлагаются в естественных условиях – вопрос ВРЕМЕНИ.

При технической реализации использования органических отходов в качестве сырья в биотехнологическом процессе, возникает ряд сложностей. Первое – подготовка питательной среды для культивирования микроорганизмов, это целый ряд параметров по концентрации источников углерода, азота, фосфора, микроэлементов, ростовых факторов и пр. Второе – поиск оптимальных условий (рН, температура, аэрация и пр.), при которых достигаются оптимальных показателей по скорости и по выходу. Но это уже отдельная тема.

Большой опыт лабораторных и промышленных процессов культивирования позволяет выдвинуть концепцию технологии подготовки органического сырья для питательных сред.

Основная суть сводится к тому, что органическое сырье необходимо подвергнуть дроблению до уровня наночастиц, т.е порядка 10÷100 нм.

При этом предлагается использовать метод криогенного дробления с использованием жидкого азота.

Во-первых,  это технологично, во-вторых, в этом есть определенный биологический смысл.

Такая методика подготовки субстрата проверена в лабораторных условиях при получении биогаза и позволила увеличить выход биогаза 25-30%.