В предыдущих разделах данной главы относительно подробно обсуждались ключевые аспекты применения химической техно­логии к биотехнологическим, преимущественно микробиологиче­ским, процессам, а также теория и экономика промышленных технологических систем. К сожалению, данных, необходимых для дальнейшего развития биотехнологии, удручающе мало. Так, нам практически ничего не известно о физических свойст­вах микроорганизмов. Вместе с тем за последние сто лет ог­ромных успехов достигли гидродинамика, химия поверхностей и процессов на границе раздела фаз, а также молекулярная биология, имеющие решающее значение для разработки био­технологических процессов. Такое несоответствие совершенно недопустимо, особенно если учесть, что существует много мето­дов, позволяющих получить необходимые физические данные о микроорганизмах, но ими просто не пользуются.

Напротив, кинетика биотехнологических процессов в боль­шинстве случаев хорошо изучена и в последние годы широко использовалась для развития технологии. Но даже в этом слу­чае еще не решены проблемы, возникающие при использовании полученных в лаборатории данных для анализа промышленных процессов и создания технологических схем. Остаются спорны­ми вопросы, связанные с вариабельностью данных и с теми предельными значениями величин, которые можно использо­вать для систем, отличных от тех, для которых эти величины были получены. Например, вариация в коэффициентах выхода или конверсии в 15% может привести как к значительным коммерческим выгодам, так и к полному краху. Однако лишь немногие микробиологи, занимающиеся биотехнологией, могут дать более точные оценки этих коэффициентов, особенно если анализ процесса или разработка технологии должны быть осу­ществлены за короткие сроки. Другие типичные примеры того же рода — это влияние давления и количества растворенного углекислого газа, а также условий роста на размер микробов.

Что касается таксономических аспектов, то слишком многие микробиологические данные получены при условиях, весьма далеких от тех, при которых протекают интересующие нас про­цессы. Экстраполяция подобных данных нередко приводит к таким результатам, которые можно назвать мистикой или фольклором в микробиологии. Для разработки эффективных биотехнологических процессов крайне важны два момента: по­строение как умозрительных, так и основанных на реальных данных гипотез, их тщательная проверка в соответствующих условиях с целью их подтверждения или опровержения и одно­временная разработка строгих теорий и установление законов, которым подчиняется поведение микробов в той среде, в кото­рой их предполагается использовать. Только при таких услови­ях можно надеяться на успешное применение биотехнологии во многих областях промышленности в ближайшие десятиле­тия.

ЛИТЕРАТУРА

Aiba S., Humphrey A. E., Millis N. F., 1973. Biochemical Engineering (2nd edn.), р. 434, Academic Press, New York.

Andrew S. P. S. (1982). Gas-liquid mass-transfer in microbiological reactors, Trans. Inst. Chem. Engrs, 60, 3—13.

Atkinson B., Sainter P. (1982). Development of downstream processing, J. Chem. Tech. Biotechnol., 32, IOO—108.

Bailey J. E., Ollis D. F., 1977. Biochemical Engineering Fundamentals, p. 753, McGraw-Hill, Kogakusha₁ Tokyo.

Calderbank P. H. (1967). Gas absorption from bubbles, Chem. Engr. Lond., No. 212, Oct., 209—233.

Cooney C. L., Wang D. I. C., Mateles R. I. (1968). Measurement of heat evolu­tion and correlation with oxygen consumption during microbial growth, Bio- technol. Bioengng, 11, 269—281.

Gaden E. L. (1959). Fermentation process kinetics, J. biochem. microbial. TechnoL Engng, 1, 413—429.

Harder W., Kuenen J. G., Matin A. (1977). Microbial selection in continuous culture, J. appl. Bacteriol., 43, 1—24.

Herbert D., 1961. A theoretical analysis of continuous culture systems. In: Conti­nuous Culture of Micro-organisms, S. C. L, Monograph No. 12, pp. 21—53, Soc. Chem. Industry, London.

Johnstone R. E., Thring M. W., 1957. Pilot Plants, Models, and Scale-up Methods in Chemical Engineering, p. 307, mcGraw-Hill, New York.

Monod J., 1958. Recherches sur la Croissanee des cultures bacteriennes 2nd edπ., p. 210, Herman, Paris.

Payne W. J. (1970). Energy yields and growth of heterotrophs, Ann. Rev Micro­biol, 24, 17—52.

Pirt S. J., 1975. Principles of Microbe and Cell Cultivation, p. 274, BlackwelT Scientific Publication, Oxford.

Rudd D. F., Watson C. C., 1968. Strategy of Process Engineering, p. 466, John Wiley and Sons, New York.

Richards J. W. (1961). Studies in aeration and agitation, Prog. ind. Microbioi 3, 141—172.