Переробка органічних відходів – визначення, характеристики, методи, етапи, значення

Органічні відходи збільшують викиди парникових газів, забруднення ґрунту та води та інші екологічні проблеми. Компостування, анаеробне зброджування та вермікомпостування є одними з методів, які можна використовувати для управління органічними відходами.

Що таке органічні відходи?

Органічні відходи — це будь-які відходи, що утворюються від живих організмів або їх побічних продуктів. Ці відходи можуть утворюватися з різних джерел, включаючи домогосподарства, сільськогосподарську діяльність, харчову промисловість і тверді побутові відходи.

• Органічні відходи складаються з широкого спектру предметів, включаючи залишки їжі, обрізки двору, папір, деревину та фекалії тварин.
• Органічні відходи вносять значний внесок у глобальні викиди парникових газів і складають значну кількість сміття, яке утворюється в усьому світі.
• Розкладання органічних відходів на звалищах утворює метан, потужний парниковий газ, який сприяє глобальному потеплінню.
• Органічні відходи можна переробити в біогаз, добрива та інші предмети.
• Компостування — це процес, який перетворює органічні відходи на багатий поживними речовинами компост, що покращує ґрунт.
• Вермікомпостування – це метод, який використовує дощових черв’яків для розкладання органічних відходів.
• Процес анаеробного зброджування перетворює органічні відходи на біогаз, джерело сталої енергії.
• За допомогою міського садівництва органічні відходи можна збирати зі сміттєзвалищ і використовувати для розвитку місцевих стійких продовольчих систем.
• Покращуючи здоров’я ґрунту та зводячи до мінімуму використання синтетичних добрив, управління органічними відходами може допомогти зменшити вплив сільського господарства на навколишнє середовище.
• Ефективне поводження з органічними відходами може допомогти зменшити кількість сміття, що відправляється на звалища, зберегти природні ресурси та пом’якшити зміну клімату.

Матеріали, які вважаються органічними відходами

Органічні відходи можуть включати різні матеріали, які походять від живих організмів або їх побічних продуктів. Ось кілька прикладів матеріалів, які можна вважати органічними відходами:

1. Харчові відходи – це включає залишки фруктів, овочів, м’яса, риби, молочних продуктів та інших органічних матеріалів з домогосподарств, ресторанів і харчової промисловості.
2. Подвірні відходи – це включає скошену траву, листя, гілки та інше рослинне сміття, що утворюється під час догляду за газоном і садом.
3. Відходи тваринного походження – це включає гній худоби, птиці та інших тварин.
4. Деревні відходи – це включає в себе тирсу, деревну тріску та інші матеріали, отримані в результаті деревообробної та лісової діяльності.
5. Паперові відходи – сюди входять газети, журнали, картон та інші паперові вироби, виготовлені з рослинних волокон.
6. Текстильні відходи – це стосується натуральних волокон, таких як бавовна, вовна та шовк, які можуть розкладатися та генерувати метан, якщо їх відправляти на звалища.
7. Біорозкладаний пластик – це стосується певних типів пластику, виготовленого з органічних матеріалів, які можуть руйнуватися за правильних умов.
8. Зелені відходи – це включає в себе будь-які рослинні матеріали, отримані в результаті озеленення, садівництва та сільськогосподарської діяльності.
9. Біосоліди – це включає органічний матеріал, який залишається після очищення стічних вод.
10. Папір, забруднений їжею – сюди входять паперові вироби, які контактували з їжею, наприклад паперові рушники та серветки.

Характеристика органічних відходів

• Біодеструкція: Органічне сміття, також відоме як біорозкладане сміття, складається з речовин, які з часом розкладаються природним шляхом, як правило, в результаті діяльності мікробів, таких як бактерії та гриби.
• Високий вміст вологи: Органічні відходи зазвичай мають високий вміст вологи, що робить їх м’якими та неприємними для роботи.
• Багаті поживними речовинами: Багаті життєво важливими для росту рослин елементами, такими як азот, фосфор і калій, органічні відходи є цінним ресурсом.
• Високий вміст органіки: Органічні відходи містять високу концентрацію органічної речовини, яка є важливою для здоров’я та родючості ґрунту.
• Низька щільність: Органічне сміття має нижчу щільність, ніж більшість інших категорій відходів, що ускладнює керування та транспортування.
• Високий потенціал запахів: Можуть виникати сильні запахи, особливо якщо органічні відходи не обробляються належним чином.
• Можливість передачі захворювання: Небезпека передачі захворювання: деякі органічні відходи можуть містити інфекційні мікроорганізми, які можуть поширювати захворювання на людей або тварин.
• Виробництво метану: Якщо органічні відходи поводитися неправильно, вони можуть розпадатися на метан, потужний парниковий газ, який сприяє глобальному потеплінню.

Види органічних відходів

1. Харчові відходи: Це включає в себе відходи харчової промисловості, ресторанів і домашніх господарств, такі як фрукти та овочі, м’ясо, риба, молочні продукти, хлібобулочні вироби тощо.
2. Сільськогосподарські відходи: Сюди входять органічні відходи, що утворюються під час сільськогосподарської діяльності, такі як рослинні залишки, тваринний гній, солома та інші побічні продукти сільського господарства.
3. Садові відходи: Сюди входять органічні відходи, які утворюються під час озеленення та садівництва, такі як листя, скошена трава, гілки та інші рослинні залишки.
4. Деревні відходи: Сюди входять органічні відходи, які утворюються під час деревообробної та деревообробної діяльності, такі як тирса, деревна стружка та інше деревне сміття.
5. Паперові відходи: Це включає в себе органічні відходи, які утворюються з паперових і картонних виробів, таких як газети, журнали та пакувальні матеріали.
6. Відходи тваринного походження: Сюди входять органічні відходи, утворені тваринництвом, птахівництвом та іншими тваринницькими фермами, такі як гній і підстилка.
7. Біосоліди: Сюди входять органічні відходи, які утворюються на очисних спорудах, наприклад осад стічних вод.
8. Біорозкладна пластмаса: Це включає в себе органічні відходи, утворені з біопластику, який виготовляється з органічних матеріалів і може розкладатися за правильних умов.
9. Текстильні відходи: Сюди входять органічні відходи, які утворюються з одягу та інших текстильних виробів із натуральних волокон, таких як бавовна, вовна та шовк.
10. Забруднений харчовими продуктами папір: Сюди входять органічні відходи, які утворюються з паперових виробів, які контактували з їжею, наприклад паперових рушників і серветок.

Що таке переробка органічних відходів?

Переробка органічних відходів — це процес управління органічними відходами за допомогою різних методів, щоб запобігти їх потраплянню на звалища та замість цього перетворити їх на цінні ресурси. Він передбачає перетворення органічних відходів у корисні продукти, такі як компост, біогаз та інші органічні добрива.

Важливість переробки органічних відходів полягає в тому, що органічні відходи є основним джерелом викидів парникових газів та інших екологічних проблем. Коли органічні відходи відправляються на звалища, вони розкладаються та виробляють метан, потужний парниковий газ, який сприяє зміні клімату. Крім того, органічні відходи на звалищах займають дорогоцінний простір, збільшують ризик забруднення ґрунтових вод, створюють запахи та інші неприємні відчуття.

Переробляючи органічні відходи, ми можемо зменшити кількість відходів, що відправляються на звалища, зберегти природні ресурси та пом’якшити зміну клімату. Ось деякі з переваг переробки органічних відходів:

1. Зменшує викиди парникових газів: Переробка органічних відходів шляхом компостування, анаеробного зброджування та інших методів може зменшити викиди метану зі звалищ і допомогти пом’якшити зміну клімату.
2. Зберігає природні ресурси: Переробка органічних відходів може зменшити потребу в синтетичних добривах завдяки виробництву високоякісного компосту та інших органічних добрив.
3. Вивозить відходи зі звалищ: Переробляючи органічні відходи, ми можемо зменшити кількість відходів, що відправляються на звалища, продовжити термін служби звалищ і зменшити ризик забруднення ґрунтових вод.
4. Виробляє цінні ресурси: Переробка органічних відходів може виробляти цінні ресурси, такі як компост, який можна використовувати для покращення стану ґрунту, і біогаз, який можна використовувати як відновлюване джерело енергії.
5. Підтримує стійке сільське господарство: Переробка органічних відходів може допомогти створити місцеві стійкі харчові системи шляхом виробництва високоякісного компосту та зменшення використання синтетичних добрив.

Загалом переробка органічних відходів є важливою стратегією для зменшення кількості відходів, збереження природних ресурсів і пом’якшення кліматичних змін. Управляючи органічними відходами ефективніше, ми можемо створити більш стійке майбутнє для себе та планети.

Differenet Методи переробки органічних відходів

Існує кілька методів переробки органічних відходів, кожен з яких має свої переваги та недоліки. Деякі з найпоширеніших методів включають:

1. компостування: Компостування – це природний процес, під час якого органічні відходи розщеплюються на багату поживними речовинами поправку для ґрунту. Компостування можна робити в невеликих масштабах на присадибних ділянках або в більших масштабах на промислових підприємствах. Компостування може зменшити кількість органічних відходів, що відправляються на звалища, покращити стан ґрунту та зменшити викиди парникових газів.
2. Анаеробне травлення: Анаеробне зброджування – це процес, під час якого органічні відходи розщеплюються мікроорганізмами за відсутності кисню, утворюючи біогаз і багатий поживними речовинами дигестат. Біогаз можна використовувати як відновлюване джерело енергії, а дигестат можна використовувати як добриво. Анаеробне зброджування може зменшити кількість органічних відходів, що відправляються на звалища, виробляти відновлювану енергію та зменшити викиди парникових газів.
3. Вермікомпостинг: Вермікомпостування — це форма компостування, у якій дощові черв’яки використовуються для розщеплення органічних відходів на багатий поживними речовинами вермікомпост. Вермікомпостування можна проводити в невеликих масштабах на присадибних ділянках або в більших масштабах на промислових підприємствах. Вермікомпостування може зменшити кількість органічних відходів, що відправляються на звалища, покращити стан ґрунту та зменшити викиди парникових газів.
4. Корми для тварин: Деякі види органічних відходів, наприклад харчові, можна використовувати як корм для тварин. Це може зменшити кількість органічних відходів, що відправляються на звалища, і стати джерелом їжі для худоби.
5. Біогаза: Біовугілля — це форма деревного вугілля, що виробляється з органічних відходів, нагрітих за відсутності кисню. Біовугілля можна використовувати як доповнювач ґрунту для покращення стану ґрунту та поглинання вуглецю. Виробництво біовугілля також може виробляти відновлювану енергію.
6. Іммобілізований фермент реакція: У цьому процесі ферменти закріплюються на твердій основі та використовуються для розщеплення органічних відходів. Цей процес можна використовувати для виробництва високоякісного компосту або виробництва продуктів з доданою вартістю, таких як біопаливо.
7. Швидке термофільне травлення: Цей процес використовує високі температури та короткий час перебування для швидкого розщеплення органічних відходів. Швидке термофільне зброджування може давати високоякісний компост або біогаз, і це можна робити в невеликих масштабах або на більших потужностях.
8. надання: Переробка — це процес, у якому побічні продукти тваринного походження, такі як жир і кістки, переробляються для виробництва таких продуктів, як корм для тварин, біодизель і добрива. Переробка може допомогти зменшити кількість органічних відходів, що відправляються на звалища, і може виробляти цінні продукти.

Процес переробки органічних відходів/Загальні етапи переробки органічних відходів/ Механізм переробки органічних відходів

1. COLLECTION: Першим етапом переробки органічних відходів є збір. Багато джерел органічних відходів збираються та транспортуються на центральне місце для утилізації. Після збору органічні відходи можна розділити та перетворити на ресурси, які можна повторно використовувати.
2. Очищення та дезактивація: Другий етап у переробці органічних відходів – очищення та дезінфекція. Процедура передбачає видалення забруднюючих речовин із відходів (пластику, цегли, скла), щоб їх можна було безпечно повторно використати або викинути. Існують варіанти фізичного видалення, хімічної обробки та біологічної обробки для знезараження.
3. Підготовка: Третій крок у переробці органічних відходів – підготовка. Під час цієї фази органічні відходи зменшуються на більш дрібні частини, щоб полегшити переробку. Цей крок також передбачає класифікацію біологічних відходів на кілька груп для підвищення ефективності переробки.
4. Вибір способу переробки: Вибір методу переробки є четвертим етапом переробки органічних відходів. Компостування та анаеробне зброджування є найбільш поширеними методами, але є й інші. Ця тема детально висвітлена нижче. Можливість переробки залежить від ряду змінних, включаючи тип відходів, кінцеве використання відновлених матеріалів і бюджет.
5. Оцінка та огляд: Оцінка та рецензування є завершальними етапами процедури. Цей метод гарантує, що в садах, посівах та на інших ділянках буде використовуватися тільки найякісніший компост з найбільшою кількістю поживних речовин. Крім того, переробники роблять це, щоб вони могли продавати ресурси фірмам, які можуть використовувати їх для створення нових продуктів.

Важливість/Значення переробки органічних відходів

• Екологічні переваги: Переробляючи органічні відходи, ми можемо зменшити кількість відходів, що відправляються на звалища, що допомагає зменшити викиди парникових газів і запобігти викиду шкідливих забруднювачів у навколишнє середовище. Крім того, переробка органічних відходів може допомогти зберегти природні ресурси, такі як вода та викопне паливо.
• Здоров’я ґрунту: Органічні відходи містять важливі поживні речовини, які можуть допомогти покращити здоров’я та родючість ґрунту. Коли органічні відходи переробляються в компост або інші органічні добрива, це може допомогти відновити поживні речовини в ґрунті та сприяти здоровому росту рослин.
• Економічні переваги: Переробка органічних відходів може створити економічні можливості, забезпечуючи джерело сировини для таких галузей, як сільське господарство та озеленення. Крім того, переробка органічних відходів може допомогти зменшити витрати на утилізацію відходів і подовжити термін служби звалищ.
• Виробництво енергії: Органічні відходи можна використовувати для виробництва відновлюваної енергії, наприклад біогазу. Біогаз можна використовувати для виробництва електроенергії або тепла, що може допомогти зменшити нашу залежність від викопного палива.
• Стійке сільське господарство: Переробка органічних відходів може допомогти підтримувати практику сталого сільського господарства, надаючи джерело багатих поживними речовинами органічних добрив, які можуть допомогти зменшити використання синтетичних добрив і сприяти здоровому ґрунту.
• Пом’якшення наслідків зміни клімату: Зменшуючи кількість органічних відходів, що відправляються на звалища, і генеруючи відновлювану енергію з біогазу, переробка органічних відходів може допомогти пом’якшити зміну клімату шляхом скорочення викидів парникових газів.
• Зменшує простір на звалищі: Органічні відходи є значним джерелом звалищ, займаючи цінний простір і скорочуючи термін служби цих об’єктів. Переробка органічних відходів може допомогти продовжити термін служби сміттєзвалищ і зменшити потребу в будівництві нових.
• Покращує якість повітря: Органічні відходи, які не обробляються належним чином, можуть створювати неприємні запахи та шкідливі забруднювачі повітря. Переробляючи органічні відходи, ми можемо зменшити потенційні запахи та забруднення повітря, покращуючи якість життя мешканців поблизу.
• Створює зелені робочі місця: Переробка органічних відходів може створити нові робочі місця в таких сферах, як компостування, утилізація відходів і виробництво відновлюваної енергії, сприяючи зростанню зеленої економіки.
• Підтримує циркулярну економіку: Переробка органічних відходів є ключовим елементом циркулярної економіки, у якій ресурси зберігаються у використанні якомога довше, зменшуючи відходи та сприяючи сталому розвитку.
• Сприяє здоров’ю населення: Правильне поводження з органічними відходами може допомогти зменшити ймовірність передачі захворювань і покращити результати для здоров’я населення. Переробляючи органічні відходи, ми можемо зменшити ризик забруднення навколишнього середовища шкідливими патогенами.
• Демонструє дбайливе ставлення до довкілля: Переробка органічних відходів демонструє зобов’язання піклуватися про навколишнє середовище, сприяючи відповідальному використанню ресурсів і зменшенню відходів.

Перешкоди та виклики переробки органічних відходів

• Відсутність інфраструктури: Однією з найбільших перешкод для переробки органічних відходів є відсутність інфраструктури, включно з установками для компостування та біогазовими установками. Без цих засобів може бути складно управляти та переробляти органічні відходи у великих масштабах.
• Забруднення: Органічні відходи можуть легко забруднюватися неорганічними матеріалами, такими як пластмаси та метали. Це забруднення може ускладнити ефективну переробку органічних відходів і може знизити якість кінцевого продукту.
• Обмежений збір і транспортування: Переробка органічних відходів вимагає ефективної системи збору та транспортування, щоб забезпечити належне поводження з відходами. Однак у багатьох регіонах системи збору та транспортування органічних відходів обмежені або взагалі відсутні.
• Недостатня обізнаність: Багато людей не знають про переваги переробки органічних відходів або не розуміють, як правильно переробляти органічні відходи. Це може призвести до низького рівня участі та обмеженого успіху у впровадженні програм переробки органічних відходів.
• Висока вартість: Впровадження програм переробки органічних відходів може бути дорогим, особливо для невеликих громад або організацій. Вартість обладнання, інфраструктури та персоналу може стати перешкодою для реалізації ефективних програм переробки органічних відходів.
• Регуляторні бар’єри: Правила та політика, пов’язані з управлінням та переробкою відходів, можуть створювати перешкоди для реалізації програм переробки органічних відходів. Наприклад, правила, пов’язані з землекористуванням, зонуванням і отриманням дозволів, можуть ускладнити створення установок для компостування або біогазу в певних районах.
• Сезонна мінливість: Утворення органічних відходів може змінюватися залежно від сезону, що може створити труднощі для управління та переробки цих відходів. Наприклад, взимку органічні відходи можуть замерзнути, що ускладнить їх обробку та транспортування.

FAQ

Що таке переробка органічних відходів?

Переробка органічних відходів — це процес перетворення органічних відходів, таких як харчові відходи, відходи з двору та сільськогосподарські відходи, на корисні продукти, такі як компост, біогаз і добрива.

Які поширені методи переробки органічних відходів?

Загальні методи переробки органічних відходів включають компостування, анаеробне зброджування, вермикультуру, корм для тварин, біовугілля, іммобілізовану ферментну реакцію, швидке термофільне зброджування та переробку.

Які види органічних відходів можна переробити?

До органічних відходів, які можна переробити, належать харчові відходи, відходи з подвір’я, сільськогосподарські відходи та побічні продукти тваринного походження.

Чому переробка органічних відходів важлива?

Переробка органічних відходів може допомогти зменшити кількість відходів, що відправляються на звалища, сприяти стійкості та пом’якшити зміну клімату шляхом зменшення викидів парникових газів.

Як переробка органічних відходів може принести користь навколишньому середовищу?

Переробка органічних відходів може принести користь навколишньому середовищу, зменшивши кількість відходів, що відправляються на звалища, скорочуючи викиди парникових газів і покращуючи стан ґрунту.

Чи може переробка органічних відходів давати відновлювану енергію?

Так, деякі методи переробки органічних відходів, такі як анаеробне зброджування, можуть виробляти відновлювану енергію у формі біогазу.

Які проблеми переробки органічних відходів?

Проблеми переробки органічних відходів можуть включати забруднення потоків відходів, високі витрати на переробку та відсутність інфраструктури.

Чи можна переробляти органічні відходи вдома?

Так, деякі способи переробки органічних відходів, такі як компостування та вермикультура, можна здійснити в домашніх умовах.

Які переваги використання компосту?

Переваги використання компосту включають покращення здоров’я ґрунту, зменшення потреби в хімічних добривах та прискорення росту рослин.

Як окремі особи та підприємства можуть розпочати переробку органічних відходів?

Окремі особи та підприємства можуть розпочати переробку органічних відходів, дізнавшись про доступні методи, визначивши типи відходів, які вони утворюють, і визначивши, який метод найбільше відповідає їхнім потребам. Органи місцевого самоврядування та компанії з утилізації відходів також можуть надати ресурси та рекомендації щодо переробки органічних відходів.

посилання

• https://www.avristech.com/organic-waste-recycling/#:~:text=Organic%20waste%20recycling%20is%20a,waste%20generated%20naturally%20or%20artificially.
• https://tipa-corp.com/blog/whats-organic-recycling/
• https://millerrecycling.com/organic-waste-and-how-to-handle-it/
• https://www.iwapublishing.com/sites/default/files/ebooks/9781780402024.pdf
• https://www.slideshare.net/SHIVAJISURYAVANSHI2/recycling-of-organic-waste
• https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/organic-waste
• https://wastecontrolinc.com/2022/06/16/organic-waste-recycling-compliance/
• https://agritech.tnau.ac.in/org_farm/orgfarm_recycling%20of%20farm%20waste.html
• https://www.cityofsignalhill.org/DocumentCenter/View/4118/organic-recycling?bidId
• https://www.encyclopedia.com/environment/encyclopedias-almanacs-transcripts-and-maps/organic-waste
• https://oclandfills.com/residential-organics-recycling
• https://www.cityofpasadena.net/public-works/recycling-resources/organics-recycling/
• https://www.earthreminder.com/organic-waste-recycling-process-and-steps/
• https://www.cityofsacramento.org/Public-Works/RSW/Collection-Services/Yard-Waste/Organics-Recycling/Tips-on-Collecting-Food-Waste-at-Home
• https://www.rubicon.com/blog/organics-recycling-101/
• https://www.sandiegocounty.gov/content/sdc/dpw/recycling/OrganicWasteRecycling.html
• https://www.wm.com/us/en/inside-wm/sustainable-technology/organics-recycling

культивування мікроорганізмів

Культивування мікроорганізмів це один з основних прийомів в мікробіології. Для росту і розвитку мікроорганізмів в природі і в лабораторних умовах необхідна наявність поживних речовин для енергетичних і конструктивних реакцій. Вимоги різних груп мікроорганізмів до джерел енергії і хімічних елементів визначаються їх метаболічними можливостями. Вирощування і підтримання мікробних культур в лабораторії засноване на моделюванні природних умов проживання даного організму в лабораторії, а також на знанні особливостей обміну речовин.

Культивування є основною стадією технологічного процесу і багато в чому визначає кількісні та якісні ха-рактеристики виробництва біопрепаратів. На стадії культивування здійснюється накопичення як самої біомаси, так і продуктів метаболізму (життєдіяльності) мікро-організмів.

Початком досліджень по культивуванню мікроорганізмів є 1830 рік, коли Каньяр де Латур, Кютцінг і Шван встановили, що у багатьох бродильних процесах «винні» зростання і розмноження дріжджів та інших мікроорганізмів. Лібіх і багато інших хіміки були противниками такої думки, що загальмувало ці дослідження на 20 років. У 1850 році Луї Пастер, досліджуючи фізіологію дріжджів і бактерій, ввів асептичні методи досліджень і на мінімальних живильних середовищах довів, що спіртово-, молочно, уксусно- і маслянокислое бродіння викликаються різними мікроорганізмами, що володіють різними потребами в поживних речовинах і кисні.

Перша найбільш повноцінна сфера була приготовлена ​​учнем Л. Пастера Роленомв 1869 році для грибів роду Aspergillus. Хоча в розпорядженні Л. Пастера не було методу чистих культур, але йому з учнями вдалося, користуючись елективних середовищами, довести потребу мікроорганізмів в головних і другорядних компонентах середовища і в джерелах енергії.

У 1870 році Р. Кох ввів в практичну мікробіологію метод чистих культур, які гарантували отримання на запропонованих ним щільних поживних середовищах чистих культур тільки певних видів бактерій.

Потреба в складних речовинах, необхідних для мікроорганізмів і іменованих в даний час «факторами зростання», вперше встановив Вільде в 1901 році. Він довів, що вітамін В є одним з факторів, необхідних для росту дріжджів. На перших етапах мікробіологічних дослідженні культивування мікроорганізмів здійснювали в пробірках або колбах шляхом вирощування їх на поверхні щільних або рідких середовищ. Для більш об’ємного промислового культивування мікроорганізмів з метою отримання з них різних біопрепаратів стали переходити на використання скляного посуду великої місткості (матраци, бутлі). Причому, в такому посуді вирощували мікроорганізми головним чином на щільних агарових середовищах. Новим етапом в культивуванні мікроорганізмів з’явився застосований в 1933 році Клюйвер і Пергін спосіб струшування колб з рідким середовищем на гойдалках з примусовою подачею стерильного повітря. На цій основі було розроблено так званий глибинний метод вирощування мікроорганізмів.

Промисловий біотехнологічний процес, в якому для виробництва комерційних продуктів використовують клітинні системи або мікроорганізми, зазвичай включає три ключові стадії:

– підготовчу (обробка сировини, використовуваного в якості джерела поживних речовин, і приготування. Якщо це необхідно, поживних середовищ);

– біотехнологічну (зростання мікроорганізмів-мішеней у великому – зазвичай обсягом понад 100 л – біореакторі (ферментація) з подальшим утворенням потрібного метаболіти, наприклад антибіотика, амінокислоти або білка (біотрансформація));

– отримання готової продукції (очищення цільового продукту від компонентів культурального середовища або від клітинної маси).

Ключовим напрямком біотехнології є інтенсифікація виробничих процесів. Цього можна досягти як шляхом використання нових високопродуктивних біооб’єктів, так і шляхом застосування ефективних технологічних режимів. Необхідно підібрати оптимальний субстрат, розробити конструкцію апарату, оптимізувати умови культивування біооб’єкту, забезпечити автоматичний контроль за перебігом процесу, розробити спосіб виділення та очищення готового цільового продукту.

Для культивування бактерій використовують поживні середовища, до яких пред’являється ряд вимог.

1. Поживність. Бактерії повинні містити всі необхідні поживні речовини.

2. Ізотонічність. Бактерії повинні містити набір солей для підтримки осмотичного тиску, певну концентрацію хлориду натрію.

3. Оптимальний рН (кислотність) середовища. Кислотність середовища забезпечує функціонування ферментів бактерій; для більшості бактерій становить 7,2-7,6.

4. Оптимальний електронний потенціал, який свідчить про вміст у середовищі розчиненого кисню. Він повинен бути високим для аеробів і низьким для анаеробів.

5. Прозорість (спостерігалося зростання бактерій, особливо для рідких середовищ).

6. Стерильність (відсутність інших бактерій).

Класифікація поживних середовищ

1. За походженням:

1) природні (молоко, желатин, картопля і ін.);

2) штучні – середовища, приготовані з спеціально підготовлених природних компонентів (пептона, аминопептид, дріжджового екстракту і т. П.);

3) синтетичні – середовища відомого складу, приготовлені з хімічно чистих неорганічних і органічних сполук (солей, амінокислот, вуглеводів і т. Д.).

1) прості – мясопептонний агар, мясопептонний бульйон, агар Хоттингера і ін .;

2) складні – це прості з додаванням додаткового живильного компонента (кров’яного, шоколадного агару): цукровий бульйон,

жовчний бульйон, сироватковий агар, желточно-сольовий агар, середа Китта-Тароцці, середа Вільсона-Блера і ін.

3. За консистенцією:

1) тверді (містять 3-5% агар-агар);

2) напіврідкі (0,15-0,7% агар-агар);

3) рідкі (не містять агар-агар).

Агар- полісахарид складного складу з морських водоростей, основний затверджувач для щільних (твердих) середовищ.

4. В залежності від призначення ПС розрізняють:

• середовища для підтримки культури

• накопичувальні (насичення, збагачення)

Диференційно-діагностичні – це складні середовища, на кото-яких мікроорганізми різних видів ростуть по-різному, в залежності від біохімічних властивостей культури. Вони призначені для иденти-ції видової приналежності мікроорганізмів, широко викорис-ся в клінічній бактеріології та проведенні генетичних ис-ліджень.

Селективні, інгібіторні і елективні ПС призначені для вирощування строго певного виду мікроорганізму. Ці середовища служать для виділення бактерій з змішаних популяцій і диффе-ренцірованія їх від подібних видів. До їх складу додають різні речовини, що пригнічують ріст одних видів і не впливають на зростання дру-гих.

Середу можна зробити селективної за рахунок величини рН. Останнім часом в якості речовин, що додають середах селективний характер, застосовують антимікробні агенти, такі як антибіотики і інші хіміотерапевтичні речовини.

Електівниє ПС знайшли широке застосування при виділенні возбу-ників кишкових інфекцій. При додаванні малахітовою або голив-ліантовой зелені, солей жовчних кислот (зокрема, таурохолевой-кислого натрію), значної кількості хлориду натрію або ли-моннокіслих солей пригнічується ріст кишкової палички, але зростання па-тогенних бактерій кишкової групи не погіршується. Деякі елек-тивні середовища готують з додаванням антибіотиків.

Середовища для підтримки культури складають так, щоб в них не було селективних речовин, здатних викликати мінливість куль-тур.

Накопичувальні ПС (збагачення, насичення) – це середовища, на кото-яких певні види культур або групи культур ростуть швидше й інтенсивніше супутніх. При культивуванні на цих середовищах зазвичай не застосовуються інгібіторні речовини, а, навпаки, створюють сприятливі умови для певного присутнього в суміші виду. Основою середовищ накопичення є жовч і її солі, тетратионат натрію, різні барвники, селенітовий солі, антибіотики та ін.

Консервуючі середовища служать для первинного посіву та транспор-вання досліджуваного матеріалу.

Виділяють також контрольні ПС, які застосовують для контро-ля стерильності і загальної бактеріального обсіменіння антібіоті-ков.

5. По набору поживних речовин виділяють:

• мінімальні середовища, які містять лише джерела живлення, достатні для зростання;

• багаті середовища, до складу яких входять багато додаткові речовини.

6. За масштабами використання ПС поділяються на:

> Середовища для наукових досліджень з обмеженим за обсягом застосуванням.

Виробничі ПС повинні бути доступними, економічними, зручними в приготуванні і використанні для великомасштабного культивування. Середовища для наукових досліджень, як правило, б-вают синтетичними і багатими по набору поживних речовин.

Вибір сировинних джерел для конструювання поживних середовищ

Якість ПС багато в чому визначається повноцінністю складу пі-тательних субстратів і вихідної сировини, використовуваного для їх при-виготовлених. Велика розмаїтість видів сировинних джерел ставить складне завдання вибору найбільш перспективних, придатних для кон-струірованія ПС необхідної якості. Визначальну роль в даному питанні грають, перш за все, біохімічні показники складу си-рья, від яких залежить вибір способу і режимів його переробки з метою найбільш повного і ефективного використання містять-ся в ньому поживних речовин.

Для отримання ПС з особливо цінними властивостями застосовують насамперед традиційні джерела білка тваринного походження, а саме м’ясо великої рогатої худоби (ВРХ), казеїн, рибу і продукти її переробки. Найбільш повно розроблені і широко застосовуються ПС на основі м’яса ВРХ.

З огляду на дефіцит кільки каспійської, широко застосовується в не-далекому минулому, для отримання рибних поживних основ стала використовуватися більш дешева і доступна нехарчова продукція риб-ної промисловості – сухий криль, відходи переробки м’яса криля, філетірованний минтай і його перезрілу ікру. Найбільше ж рас-рення отримала рибна кормова мука (РКМ), задовольняю-щая вимогам біологічної цінності, доступності та щодо відповідності-ної стандартності.

Досить широкого поширення набули ПС на основі казеі-на, який містить всі компоненти, наявні в молоці: жир, лак-тозу, вітаміни, ферменти і солі. Однак необхідно відзначити, що в зв’язку з подорожчанням продуктів переробки молока, а також вище-ням попиту на казеїн на світовому ринку, застосування його носить не-скільки обмежений характер.

З нехарчових джерел білка тваринного походження в якост-стве сировини для конструювання повноцінних ПС необхідно виокрем-лити кров забійних тварин, яка багата біологічно активні-ми речовинами і мікроелементами і містить продукти клітинного і тканинного обміну.

Гідролізати крові сільськогосподарсь-ських тварин використовуються в якості замінників пептона в диференційно-діагностичних поживних середовищах.

До інших видів белоксодержащіх сировини тваринного происхожде-ня, які можуть бути використані для конструювання ПС, від-носяться: плацента і селезінка ВРХ, сухий білковий концентрат – про-дукт переробки м’ясних відходів, спилковий обріз, що отримується при обробці шкіри, ембріони домашніх птахів – відхід вакцинного вироб-ництва, кровозамінники з вичерпаним терміном придатності, сирна сироватка, м’які тканини молюсків і ластоногих.

Перспективно використання тушок хутрових звірів з зверохозяйств, крові ВРХ, одержуваної на м’ясокомбінаті, знежиреного молока і молочної сироватки (відходи маслозаводів).

З продуктів рослинного походження в якості білкового субстрату для ПС можливе використання кукурудзи, сої, гороху, кар-тофель, люпину та ін. Однак, рослинне сільськогосподарське си-рье містить білок, незбалансований склад якого залежить від умов вирощування культур, а також ліпіди в великих кількісних-вах, ніж продукти тваринного походження.

Розроблено цілий ряд ПС комбінованого складу з білкових субстратів різного походження. До них відносяться дріжджова казеїнова живильне середовище, дріжджова м’ясна і т.д. Основою більшості відомих ПС є гідролізат казеі-на, м’яса великої рогатої худоби та риби (до 80%).

Питома ж вага нехарчової сировини в технології конструювання ПС становить всього 15% і в далекій-шем вимагає збільшення.

Що використовується для отримання поживної основи (ПС) нехарчове сировина повинна відповідати певним вимогам, а саме бути:

^ Повноцінним (кількісний і якісний склад сировини повинен, в основному, задовольняти живильним потребам мікро-організмів і клітин, для яких розробляються ПС);

^ Доступним (мати досить велику сировинну базу);

^ Технологічним (витрати на впровадження у виробництво повинні здійснюватися з використанням наявного обладнання або су-суспільством технології);

^ Економічним (витрати на впровадження технології при переході на нову сировину і його переробку не повинні перевищувати норми за-трат для отримання цільового продукту);

^ Стандартним (мати тривалі терміни зберігання без зміни фізико-хімічних властивостей і поживної цінності)

Схожі статті