Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

BIOMÉRNÖKI MŰVELETEK ÉS FOLYAMATOK és labor 4.: 4+0+O v (5) 5.: 0+0+3 f (3) 1.Bevezetés: Történet. A biotechnológia, a biotechnológiai iparok,termékek..

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "BIOMÉRNÖKI MŰVELETEK ÉS FOLYAMATOK és labor 4.: 4+0+O v (5) 5.: 0+0+3 f (3) 1.Bevezetés: Történet. A biotechnológia, a biotechnológiai iparok,termékek.."— Előadás másolata:

1 BIOMÉRNÖKI MŰVELETEK ÉS FOLYAMATOK és labor 4.: 4+0+O v (5) 5.: f (3) 1.Bevezetés: Történet. A biotechnológia, a biotechnológiai iparok,termékek.. 2.Enzimmérnöki ismeretek Az enzim hatás alapjai, enzimek szerkezete, tulajdonságai, csoportjai. Homogén fázisú enzim reakciók Heterogén fázisú enzimes reakciók. 3. Enzimes és mikrobiális biokonverziók (alapfolyamatok) 4.Fermentációs folyamatok és műveletek A mikroba növekedés kinetikai leírása (ferm. Rendszerek matematikai modellezésének alapjai) A mikroba növekedéshez és termeléshez szükséges tápanyagok, Anyagátadási műveletek (oxigén) Sterilezés Reaktorok TARTALOM Záróvizsga mindenkinek (Biológiai Iparok Elválasztási Műveletei) 2 szakirányon! De:vál!!!

2 IRODALOM (Sevella Béla: Biomérnöki műveletek és folyamatok Műegyetemi Kiadó ) MÁR NEM KAPHATÓ Sevella Béla: Biomérnöki műveletek példatár Műegyetemi Kiadó ((KÖVETELMÉNY: 70% jelenlét)) IRÁSBELI VIZSGA

3 =konyvek&series_id=42http://www.interkonyv.hu/index.php?page =konyvek&series_id=42 Kosárba Regisztráció vásárlás (0 forint) Könyvespolcom-ról kimenthető

4 EREKY KÁROLY 1919 A BIOTECHNOLÓGIA a BIOKÉMIA, MIKROBIOLÓGIA és a MÉRNÖKI TUDOMÁNYOK integrált alkalmazása mikroorganizmusok állati és növényi sejtek/szövetek vagy ezek részeinek (pl. enzimeinek) technológiai felhasználása céljából.

5 “Biotechnológia - (EREKY Károly, 1917) minden munka, amellyel alapanyagokból termékeket állítunk elő élő organizmusok segítségével.” Ereky Károly (Esztergom, okt Vác, 1952.): politikus, miniszter, gépészmérnök, közgazdasági szakember. Tanulmányait a Műegyetemen végezte, 1905-től az egy. adjunktusa ben megalapította az állatértékesítő egyesületet, 1912-ben pedig a nagytétényi sertéshízlaldát. Részt vett a Csilléry-Friedrich-féle ellenforradalmi csoport szervezkedésében. A Friedrich-kormányban aug. 27-től nov, 24-ig közélelmezési miniszter. A Nemzetgyűlésbe a Keresztény Nemzeti Egyesülés Pártja programjával került be, az 1922-i választásokon megbukott és visszavonult a politikai élettől. Elnöke volt a Magyar Gyorsírók és Gyorsírás Barátai Budai Egyesületének.(Bp.,1916). Forrás: Életrajzi lexikon

6 EFB General Assembly,1989 Biotechnology is the integration of natural sciences and engineering in order to achieve the application of organisms, cells, parts thereof and molecular analogues for products and services.

7 OECD statistical def. Of biotechnology (2005) The application of science and technology to living organisms, as well as parts, products and models thereof, to alter living or non-living materials for the production of knowledge, goods and services. A listaalapú def: The list ‑ based definition The following list of biotechnology techniques functions as an interpretative guideline to the single definition. The list is indicative rather than exhaustive and is expected to change over time as data collection and biotechnology activities evolve. The list ‑ based definition of biotechnology techniques: DNA/RNA: Genomics, pharmacogenomics, gene probes, genetic engineering, DNA/RNA sequencing/synthesis/amplification, gene expression profiling, and use of antisense technology. Proteins and other molecules: Sequencing/synthesis/engineering of proteins and peptides (including large molecule hormones); improved delivery methods for large molecule drugs; proteomics, protein isolation and purification, signaling, identification of cell receptors. Cell and tissue culture and engineering: Cell/tissue culture, tissue engineering (including tissue scaffolds and biomedical engineering), cellular fusion, vaccine/immune stimulants, embryo manipulation. Process biotechnology techniques: Fermentation using bioreactors, bioprocessing, bioleaching, biopulping, biobleaching, biodesulphurisation, bioremediation, biofiltration and phytoremediation. Gene and RNA vectors: Gene therapy, viral vectors. Bioinformatics: Construction of databases on genomes, protein sequences; modelling complex biological processes, including systems biology. Nanobiotechnology: Applies the tools and processes of nano/microfabrication to build devices for studying biosystems and applications in drug delivery, diagnostics etc. OECD statistical def. Of biotechnology (2005) The application of science and technology to living organisms, as well as parts, products and models thereof, to alter living or non-living materials for the production of knowledge, goods and services. A listaalapú def: The list ‑ based definition A következő, biotechnológiai tehnikákat felsoroló listát mint magyarázó útjelzést kell tekinteni az egyszerű definícióhoz. Ez nem teljes lista és időről időre nyilván változik illetve bővül, módosul!, amint a biotechnológiai technikák, metodikák fejlődnek: DNS/RNS: Genomika proteomika…”omikák”, genetic engineering, DNS/RNS sequencing/synthesis/amplification, gene expression profiling, and use of antisense technology. Proteinek és más molekulá: Sequencing/synthesis/engineering of proteins and peptides (including large molecule hormones); improved delivery methods for large molecule drugs; proteomics, protein isolation and purification, signaling, identification of cell receptors. Cell and tissue culture and engineering: Cell/tissue culture, tissue engineering (including biomedical engineering), cellular fusion, vaccine/immune stimulants, embryo manipulation. Process biotechnology techniques: Fermentation using bioreactors, bioleaching, biopulping, biobleaching, biodesulphurisation, bioremediation, biofiltration and phytoremediation. Gene and RNA vectors: Gene therapy, viral vectors. Bioinformatics: Construction of databases on genomes, protein sequences; modelling complex biological processes, including systems biology. Nanobiotechnology: Applies the tools and processes of nano/microfabrication to build devices for studying biosystems and applications in drug delivery, diagnostics etc.

8 Piros: egészség, orvosi, diagnosztika Sárga: (élelmiszer és táplálkozás) Kék: vízkultúrák, tengeri biotech Fehér: Bioipar Arany: bioinformatika,nanobiotechnológia Zöld: mezőgazdaság Zöld: mezőgazdaság, (élelmiszer és táplálkozás) környezet: bioüzemanyag, biotrágya,bioremediáció, szennyvíztisztítás, geomikrobiológia Barna: száraz, sivatagi Fekete: bioterrorizmus, biofegyver Fekete: bioterrorizmus, biofegyver… Bíbor: szabadalom, publikálás,újítás… Szürke: klasszikus fermentáció és biofolyamat technológia E. J. DaSilva(2005): The Colours of Biotechnology: Science, Development and Humankind ELECTRONIC JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY Klasszikus és Modern biotechnológia.

9

10 biotechno- lógia mérnöki tudományok bioenginee bioenginee- ring vegyészmérnöki tudományok kémia biológia biokémia informatika

11 BIOLÓGIAI TUDOMÁNYOK MÉRNÖKI TUDOMÁNYOK BIOTECHNOLÓGIA bioinformatika BIOLÓGIA MIKROBIOLÓGIA GENETIKA BIOFIZIKA BIOKÉMIA ENZIMOLÓGIA KÉMIA VEGYIPARI MŰVELETEK GÉPTAN MÉRÉS- ÉS SZABÁLYO- ZÁSTECHNIKA ÜZEM-TERVEZÉS ÜZEMSZERVEZÉS IMMUNOLÓGIA

12 20. ANDNOAH BEGAN TO BE A HUSBANDMAN, AND HE PLANTED VINEYARD. 21. AND HE DRANK OF VINE, AND WAS DRUNKEN, AND HE WAS UNCOVERED WITHIN HIS TENT (Genesis 9,20-21.) 20. ÉSNOÉ MEGHÁZASODOTT ÉS SZŐLŐT ÜLTETETT, 21. ÉS IVÉK A BORBÓL ÉS LERÉSZEGEDÉK ÉS MEZTELEN VALA SÁTRÁNAK KÖZEPÉN

13 SÖRFŐZÉS ÉS SÖRÁLDOZAT NIN-HARRA ISTENNŐNEK Momument Blau Kr.e Mezopotámia: URUK, Gilgames Sumérek Babilónia Hammurábi (Kr.e ) Egyiptom

14 Borkészítés, Babilonban

15

16

17 XVI. Sz-i sörfőzde

18 1.1. A biotechnológia vázlatos története oldal

19 A magyar bioiparok kezdeti lépései ÉvHely technológia/termék 1720Szentgyörgyhabzóbor 1787 PozsonyEcet 1790Pest nyövényolaj termelés 1790Kismartonbor pincészet (1) 1797Fiumecigaretta,szivar,burnót 1804Ujlakbrandy (2) 1808Ercsirépacukor 1825Pozsonvpezsgő (3) 1844Budapestsörgyár (4) 1845Temesvárállami dohánymonopólium 1853Budapest élesztő 1862Budapestszalámi (5) 1872Rohonckonzervgyár 1882Szombathelyszövetkezeti tejüzem 1887Fűzfőkeményítő 1912Budapestoltóanyag/vakcina 1923Budapest tejsav 1924Budapest aceton-butanol 1927Tiszavasvárialkaloid (morphine) mákgubóból 1941Kisperkáta glicerin 1946Budapest penicillin 1951Debrecen neomycin, oxytetracycline, tobramycin 1953BudapestVitamin B 12 (6) 1965Ácslevélfehérje(VEPEX) 1969Sopronenzimes sörfőzés 1971Szabadegyházakukoricaalapú HFRS, alkohol (1)1857: ELS Ő MAGYARORSZÁGI BORVERSENY (2)1850: nagyobb szeszüzemek száma: 5671 ( 17 hl –nél több napi) (3)1898: 17 pezsgő üzem (4) 1851: 773 sörgyár (5) 1890: 13 szalámi üzem (6)1950-es évek: 20% -a a Vitamin B 12 világtermelésének

20 A BIOTECHNOLÓGIA KORSZAKAI ŐSI KORSZAK NEM TUDATOS BIOTECHNOLÓGIA NEM STERIL KORSZAKPRE-ANTIBIOTIKUM ÉRA Aceton, butanol, glicerin,citromsav STERIL KORSZAKANTIBIOTIKUM ÉRA ANTIBIOTIKUMOK UTÁNI KORSZAK MODERN BIOTECHNOLÓGIA Folytatódnak!!!!!!!

21 FERMENTÁLT ÉLELMISZERIPARI TERMÉKEK-1 ecet Zöld

22 FERMENTÁLT ÉLELMISZERIPARI TERMÉKEK-2 Zöld

23 BIOTECH TERMÉKEK AZ ÉLELMISZERI- PARBAN-1 termékfelhasználástermelő mikroorganizmus (forrás) gyümölcssavak citromsavitalok, dzsemek,szörpökAspergillus niger tejtermékekCandida lipolytica itakonsavmargarinAspergillus terreus glükonsavsütőpor, kolbászAspergillus niger fémtisztítás Penicillium chrysogenum fumársavdesszert,tejtermékekRhizopus, Mucor húskészítmények almasavitalok, dzsemek, zselék,Aspergillus niger, cukorkák, olajok, kenyérkész.Pen. brevicompactum élesztők borkősavitalok, desszertek,zselékPenicillium notatum Aspergillus griseus borostyákősavízesítő, K-,Ca-,Mg-sók mint NaCl helyettesítőkRhizopus,Mucor,Fusarium tejsavgyümölcslé, majonéz,desszertek,Lactobacillus sütőipar, tejtermékek és hús-delbrueckii készítmények aminosavak Gluizerősítő, ízesítőCorynebacterium glutamicum Brevibacterium flavum Lysétel-kiegészítésCorynebacterium glutamicum TrpantioxidánsCorynebacterium glutamicum vitaminok kobalamin (B 12 )élelm. kiegészítésPropionibacterium shermanii riboflavin (B 2 )"Ashbya gossipii Eremothecium ashbii β-karotin"Blakeslea trispora aszkorbinsav"biotranszformáció (pl.Gluconobacter) izesítő anyagok inozinsav (IMP)ízkiemelő, levesporok,Brevibacterium ammoniagenes konzervek...Corynebacterium glutamicum ITA tejsav aminosavak citromsav glükonsav E E E E620 E630 E300 E101 Zöld

24 citromsav itakonsav

25 glükonsav tejsav

26

27 BIOTECH TERMÉKEK AZ ÉLELMISZERI- PARBAN-2 E415 E400 E440 Zöld

28 Nagy mennyiségben termelt mikrobiális enzimek

29 ENZIMEK A VILÁGPIACON (Cellulázok nélkül) ALKALIKUS PROTEÁZOK25% EGYÉB PROTEÁZOK20 58% RENNIN10 TRIPSZIN3 AMILÁZOK18 GLÜKÓZ IZOMERÁZ6 PEKTINÁZOK3 LAKTÁZ1 LIPÁZOK3 Gyógyszer és analitika 10

30

31

32 (scents,fragrance)

33 Piros

34 rDNS termékek TERMÉK FELHASZNÁLÁS Humán inzulincukorbaj Humán interferonok (  -,   -IFN)antivírus/antitumor terápia HGH (emberi növekedési hormon)törpenövekedés Hepatitisz B vírusproteinvakcina elôállítás Urokináztrombolitikus hatás L-fenil-alaninaz aszpartám édesítôszer elôanyaga  -amiláz keményítôhidrolizálás (maltózszirup) Állati növekedési hormonoktej/hústermelés fokozása Száj-és körömfájás vírusproteinállatgyógyászati vakcina E.coli K-88 és K-99 proteinvakcina a borjú és malacneveléshez (toxikus hasmenés) L-triptofántakarmánykiegészítô L-treonintakarmánykiegészítô Véralvadás VIII és IX faktorahemofilia Eritropoietin (EPO)anémia, krónikus vese elégtelenség esetén Humán szérumalbuminvérkiegészítô anyag Humán gonadotrop anyagok (hCG,HMG)terméketlenség A herpesz, a malária és az influenza fehérjeantigénjeivakcina Immunglobulinokmonoklonális antitestek Limfokinek, elsôsorba interleukin-2az immunrendszer serkentése (baktérium /vírusfertôzések,antitumor-terápia Szöveti Plasminogen Aktivator (TPA)trombolitikus hatás Tumor Nekrosis Faktor (TNF)antitumor-terápia Borjúoltó (rennin)sajtgyártás Piros

35 A fermentációs ipar termelése évi adatok szerint

36 USA BIOTECH IPARA - kereskedelmi forgalom 1998-as árakon Key SectorsBaseForecast Years‘98-08 Year Growth* 1998 Human Therapeutics 9,12016,100 27, Human Diagnostics 2,100 3,100 4,300 7 Agriculture 420 1,000 2, Specialties , Non-Medical Diagnostics Source: Consulting Resources Corp. *% year

37 A BIOTECHNOLÓGIA GAZDASÁGI EREJE 2002: USA1300 biotech vállalat dolgozó 26 Mrd $ prod value EU1179 Biotech vállalat dolgozó 7,6 Mrd € prod value 2012: 6213 biotech vállalat 2012: 5398 biotech vállalat (18 ország) Fr.o.: 1359 Spanyolo.:1095

38 A biotechnológiai termékek kereskedelmi értékének és a koncentrációjának összefüggése Inzulin:100 $/g Növ.hormon:35000$/g

39 2005-ben készült piaci elemzés teljes fermentációs ipar 2004: 14,1 milliárd dollár /év jellemzi, 2009 : 17,8 milliárd prognosztizáltak. nyers antibiotikumok: 5 mrd, (ami érdekes módon ugyanannyi mint 1998-ban és ez a növekvő termelés melleti árcsökkenéseket jelez) aminosav: 2004-ben 3,5 mrd 2009-re 5 mrd-t jósolnak. szerves savak: mrd dollárra várják Fejezetcímek: –β-laktám antibiotikumok, –nem β-laktám antibiotikumok, –citromsav, –glükonsav, –tejsav, –itakonsav, –lizin, –treonin, –triptofán, –Na-glutamát, –xantán, –ipari enzimek, –riboflavin, cianokobalamin, –eritorbinsav, –karotinoidok: β-karotin, asztaxantin, likopén –finomkemikáliák. A fementációs termékek 2004-ben és várható értékei 2009-ben (http://www.bccresearch.com/print/fod_p)

40 Bioeljárások részaránya a kémiai iparokban Előrejelzés re (12%) % Finomkémiai iparok 60 Polimerek10-15 Tömegtermékek `bulk`10-15 Specialitások50 Műanyag adalékok : 18% : 25% Ma: ~5% fehér

41 A modern fermentációs ipar céljai-lehetőségei SEJTTÖMEG TERMELÉS pékéleszt ő, SCP SEJTKOMPONENSEK EL ŐÁLLÍTÁSA - intracelluláris enzimek, nukleinsavak, poliszaharidok,rDNS termékek,… METABOLIT TERMELÉS PRIMER: etanol, tejsav,….. SZEKUNDER:antibiotikumok EGYSZER Ű SZUBSZTRÁT KONVERZIÓ: glükóz  fruktóz penicillin  6-NH 2 -penicillánsav MULTI-SZUBSZTRÁT KONVERZIÓ : biológiai szennyviztisztitás

42 FERMENTÁCIÓS FOLYAMAT (BIOSZINTÉZIS )  TÁPANYAGOK  TERMÉKEK SZAPORODÓ SEJTEK BIOTRANSZFORMÁCIÓ / BIOKONVERZIÓ A ANYAG B SEJT SEJTALKOTÓRÉSZ ENZIM

43 BIOTECHNOLÓGIAI ELJÁRÁSOK BIOTRANSZFORMÁCIÓK S + X P + X sejt(alkotórész) S + E P + E enzim De novo FERMENTÁCIÓK  S i + X  Pj + (X+  X) mikroorganizmus növényi sejttenyészet állati szövettenyészet

44 Biotechnológia: fermentációk és biokonverziók FERMENTÁCIÓBIOKATALIZÁTOR TERMÉK

45

46 Sokoldalú, többcélú készülékpark

47 ☻Ma sokszor még a fosszilis alapanyagokon alapuló kémiai eljárások produktivitása és gazdasági eredményessége felülmúlja a bioeljárásokéit (fehér biotechnológia elterjedésének gátja) ☻A bonyolult szerkezetű termékek, amelyek rendszerint híg oldatokban vannak jelen, kinyerése és tisztítása bonyolult és drága. ☻Nagy mennyiségű és nagy BOD tartalmú szennyvíz keletkezik, amely azonban általában könnyen tisztítható. ☻Fertőződés veszély idegen (mikro)organizmusok által: idegen mikrobák, vírusok. ☻Fertőzés veszély. Szigorú előírásokat kell betartani a biológiai biztonság garantálására (kontéinment szempontok betartása). Különös szigorúság az GMO-k felhasználása esetében. ☻Kétoldali változékonyság. Megújuló alapanyagok és természetes eredetű kiegészítők (melasz, kukoricalekvár, élesztőkivonat, stb) minősége és Felhasznált organizmusok tekintetében (mikroba reverzió, sejtvonal- degenerálódás,stb) ☻Társadalmi idenkedés, elutasítás a mikroorganizmusokkal és különösen a genetikai manipulációval kapcsolatosan.

48 TÖRZS 1  SiSi TÁPANYAGOK 2 ? ? BIOREAKTOR 3 STERILEZÉS 2A KEVERÉS ANYAGÁTADÁS 4A LEVEGŐZTETÉS ANYAGÁTADÁS 4B MÉRÉS SZABÁLYOZÁS VEZÉRLÉS 5 ADATOK MATEMATIKAI MODELL 6 TERMÉK FELDOLGOZÁSI MŰVELETEK 7 OLTÓANYAG

49 BIOREAKTOROK

50 BIO- ALAPANYAG ENERGIA TECHNOLÓGIA IPAR VEGYIPAR EGÉSZSÉG ENERGIA MEZ Õ ÕGAZDASÁG KÖRNYEZET BIOETANOL METÁN ÚJ GYÓGYSZEREK GÉNTERÁPIA DIAGNOSZTIKA KÖRNYEZETVÉDELEM REZISZTENS NÖVÉNYEK TRANSZGÉNIKUS ÁLLATOK B I O T Á R S A D A L O M Vörös biotech egészségügyi felhasználású termékek Fehér biotech ipari felhasználású termékek Zöld biotech mezőgazdasági, élelmiszer és környezeti felhasználású biotechológia ÁLLATEGÉSZSÉGÜGY BIOGÁZ ÉLELMISZERIPAR

51 Microorganism is always right your friend a sensitive partner. There are no stupid microorganisms. Microorganisms can do anything. will Microorganisms are smarter wiser more energetic than chemists, engineers, etc. If you take care of your (microbial) friends they will take care of your future (and you will live happily everafter). (PERLMAN)

52 ………. tulajdonképpen ki is dolgozik kinek??? Háziasítottuk a mikroorganizmusokat!

53 TECHNOLÓGIA ÉRÉSE BIOTECHNOLÓGIA FOLYAMAT ORIENTÁCIÓ TERMÉK ORIENTÁCIÓ ELTERJEDTSÉG


Letölteni ppt "BIOMÉRNÖKI MŰVELETEK ÉS FOLYAMATOK és labor 4.: 4+0+O v (5) 5.: 0+0+3 f (3) 1.Bevezetés: Történet. A biotechnológia, a biotechnológiai iparok,termékek.."

Hasonló előadás


Google Hirdetések