Bioreaktorlar - biologik issiqlik ishlab-chiqarishda

|
Bioreaktorlar - biologik issiqlik ishlab-chiqarishda
|
bet | 2/2 | Sana | 11.12.2023 | Hajmi | 19,29 Kb. | | #115825 |
Bog'liq Mavzu4. Bioreaktorlar - biologik issiqlik ishlab-chiqarishda
Dunyoda uglevodlar zaxirasini tabora chegaralanib borayotganligi sababli, ko‘plab mamlakatlarda issiqlik olishni yangi usullarini qidirish ishlari olib borilmoqda. Shu jumladan, tirik organizmlar ishtirokida bioissiqlik olish bo‘yicha tadqiqot ishlari ham allaqachon boshlab yuborilgan. Mutaxassislami fikriga ko‘ra, 2050-yilda bioissiqlik butun dunyoda chiqariladigan issiqlikni choragidan ko‘proqni tashkil etadi. Bioissiqlik olish uchun qaysi organizmlar qulayroq? degan savol paydo boMgan. 182 Ko‘p olimlarni diqqat-e’tiborini ko‘k-yashil bakteriyalar o ‘ziga tortgan. Ayniqsa, ularni hosildorligi, o‘stirish va ko‘paytirish jarayonlarini oddiyligi bu bakteriyalarni bunday e ’tiborga sazovor bo‘lishiga sabab bo'lgan. Gen-injenerligi usuli yordamida ko‘k-yashil bakteriyalarni DNKsiga, katta miqdorda etil spirti - etanol hosil boMishini nazorat qiluvchi gen kiritilgan. Fotosintez qiluvchi m ikroorganizm 1 ar C 0 2 va ozuqa moddalar Saqlash uchun suv Separator Bioreaktorlar Quyosh energiyasi Suv va dizel yoqilg‘isining aralashmasi 99-rasm. «lssiqlik fermasi» deb ataluvchi bioreaktorlar sistemasi quyosh (yorug'ligini) nuriniyutib, CO2 (karbonat angidridi) va maxsus tarkibgaega bo Igan ozuqa muhitida o ‘stirilganda, fotosintez jarayonida bioissiqlik (biotoplivo) ishlab chiqaradi. Separator-ko ‘k-yashil bakteriyalarni hayotiy mahsulotlarini ajratadi va dizelyoqilg'isini ajratib olib, suvniyana sistemaga qaytaradi. Bu gen bilan birga (yonma-yon) shu bakteriyalarni DNKsiga «genetik pereklyuchatel!ar» deb atalgan ikkinchi gen ham kiritilgan. Bu gen ko‘k-yashil bakteriyalarni 0‘sishini va ko'payishini chegaralab qo'yish xususiyatiga ega boMgan. Mana shu gen yordamida bakteriyalarga faqat bir necha kun boMinishga «ruxsat qilingan». Keyin, «genetik pereklyuchatel» yordamida bakteriyaning ko‘payishini sekinlashtirib, butun kuchni etanol ishlab chiqarishga sarflashga qaratilgan. 183 Shu tartibda bakteriya biomassasining minimal holatida, maksimal miqdorda etanol chiqarishga imkon yaratilgan. Mana shu bakteriyalami ko'paytirish uchun maxsus fotobioreaktorlar konstruksiya qilingan. Bunday reaktorlar doimiy ravishda toza suv kirib turishga muhtojlik sezmaydi va unchalik katta joy ham egallamaydi (99-rasm). Ko‘k-yashil bakteriyalar fotosintez jarayonida o ‘zi yashab turgan suyuq muhitga to'xtovsiz bioissiqlik chiqarib turadi. Maxsus separator doimiy ravishda bioissiqlikni qolgan moddalardan ajratib turadi. Bioissiqlik ajratib olingandan keyin, qolgan suv va unda erigan boshqa moddalar yana bioreaktorlar sistemasiga qaytarib turiladi. Bioreaktorlami bunday sistemasi - «issiqlik firmasi» deyilib, u yuqori darajada iqtisodiy va ekologik xarakteristikaga ega, Bunday ustuvorlik hozirgacha m a’lum bo‘lgan bioissiqlik ishlab chiqarishga moslashgan biotexnologiyalarga nisbatan ham narnoyon bo‘ladi. Bioyoqilg‘i ishlab chiqarishda anaerob bakteriyalardan foydalansa bo‘ladimi? Kislorodsiz sharoitda yashaydigan bakteriyalar o ‘zlaridan vodorod chiqarish xususiyatiga ega bo‘lgani uchun, bu savol ko‘plab olimlarni diqqat-e’tiborini o'ziga tortdi. Anaerob-bakteriyalarga ichak tayoqchasi, enterobakter va boshqalar kiradi (100-rasm). 100-rasm. Substratni bakteriya ferment lari bilan parchalanish va vodorod ajralish jarayoni. Ichak tayoqchasi bakteriyasi (chapda) va enterobakter (o ‘ngda) Petri likopchasida, ozuqa muhit ida o 'stirilgan. Bakteriya glukozani parchalaganida vodorod ko'proq (kuchliroq) ajraladi. Boshqacha aytganda, mikrob fermentlari uchun substrat rolida glukoza bo‘lganida, ichak tayoqchasi va enterobakter issiqlik elementlari 184 uchun vodorod chiqarishi mumkin boMgan istiqboldagi tabiiy bioreaktorlar sifatida qaralmoqda. Eng qizig‘i shuki, bu bakteriyalar serovodorod ajratmaydi. Demak, ular m a’lum darajada issiqlik ishlab chiqarishni ekologik toza sharoitda olib boruvchilari sifatida qaralishlariga imkon bor. Anaerob sharoitda yashovchi boshqa bakteriyalar ham (masalan, klostridiumlar) vodorod chiqarish xususiyatiga ega. Ichak tayoqchasi va enterobakteriyalardan farqli oMaroq, klostridiumlar muhitga kuchli ta’sir etuvchi zaharli moddalar ham ajratadi. Ular (zaharlar) botulizm va gazli gangrena kabi o‘ta xavfli kasalliklarni kelib chiqishiga sababchi boMadi. Shuning uchun ham klostridium, vodorodli suyuqlikni istiqboldagi manbayi sifatida qaralmaydi.
Biotexnologiya yordamida fermentlar qatori aminokislotalar, vitaminlar, organik kislotalar, antibiotiklar, vaksinalar, zardoblar olinadi. Tabiiy bioreaktorlar (bakteriyalar) yordamida nanoboMakchalarni qanday olish mumkin? Bu muammoni yechish maqsadida maxsus bakteriyalar - magnetotaktil bakteriyalar tanlab olingan. Tadqiqotlar natijasida muhit sharoiti tanlanib, ma’lum bir muvaffaqiyatlarga ham erishilgan: bakteriyalar magnetitni (Fe30 4) nanoboMakchalarini sintez qilgan va to'plagan. 0 ‘sish sharoitlarini o‘zgartira turib, har xil oMchamga ega boMgan nanoboMakchalar olish mumkinligi kuzatilgan. Tajribalar asosida to‘piangan m a’lumotlar orasida eng muhimlaridan biri - magnetitlarni bakteriya hujayralarini sitoplazmasida aniqlanganligi hisoblanadi. Shuning uchun ham nanoboMakchalarni eritmadan yengil ajratib olish imkoni boMgan. Bakteriyalar yordamida nanoboMakchalar olish muammosini hal qilish bo'yicha qo'yilgan keyingi qadam, magnetotaktil bakteriyalarni DNK sini oM gangandan keyin qo'yilgan. Hozirgi vaqtda, magnetotaktil bakteriyalarni nanoboMakchalar sintezini nazorat qiluvchi geni ajratib olinib, uni strukturasi aniqlangan. Gen injenerligi usulidan foydalanib, bakteriyalar DNK sini yo‘naltirilgan holda o‘zgartirish mumkin. Bu esa, bakteriyalar sintez qiladigan nanoboMakchalarni parametrlarini xohlagan tomonga qarab o ‘zgartirish imkonini beradi. Mana shu usulda olingan nanoboMakchalar quyidagi maqsadlarda ishlatilishi mumkin: 185 - hujayralarni ajratish (hujayra separatsiyasi) va nuklein kislotalarini ajratish sistemalarida; - dorivor moddalami manzilga yetishini nazorat qilish; - imrnunokimyo ishlatib, tibbiy diagnostika qo‘yishda.
|
| |