Proiectarea Bioreactorului Pentru Proteze

MEMORIU TEHNIC

Industria biochimică se caracterizează printr-un ritm rapid de dezvoltare, în ultimele decenii luând o amploare deosebită. Se observă pe plan mondial o creştere a cerinţei de produse obţinute prin biosinteză: proteine, vitamine, medicamente, enzime.

Proteazele constituie un grup omogen de enzime care diferă între ele prin sursa de obţinere, specificitatea de substrat, mecanismul de reacţie, dependenţa activităţii enzimatice şi a stabilităţii, de pH şi temperatură.

Lucrarea de faţă este structurată pe capitol şi prezintă pe larg proiectarea bioreactorului pentru obţinerea proteazelor prin procedeul de fermentaţie discontinuu.

În capitolul I, s-a făcut o prezentare a produsului cuprinzând diferite utilizări ale acestora în industrie, structura enzimelor, aspecte legate de fermentaţie, precum şi date extrase din bilanţul de materiale referitoare la productivitate, volumul util şi procesul de fermentaţie.

Capitolul II, cuprinde proiectarea bioreactorului, referindu-se la alegerea materialului de construcţie şi probleme de coroziune precum şi calculele de rezistenţă mecanică şi dimensionarea mantalei. Mai departe s-a dimensionat şi verificat suprafaţa de transfer termic, s-a realizat bilanţul termic, precum şi calculul suprafeţei de transfer termic şi determinarea grosimei izolaţie.

Tot în acest capitol ne-am referit la consumul de energie la amestecare, cuprinzând calculul de rezistenţă al arborelui agitatorului şi dimensionarea barbotorului. În final s-a dimensionat racordurile şi suporţii.

În următorul capitol, III, sunt evidenţiate aspecte legate de automatizarea bioreactorului.

În ultimul capitol, IV, sunt prezentate câteva Norme de protecţie a muncii, de prevenire şi stingerea incendiilor.

CAPITOLUL I.

Prezentarea produsului

Utilizări ale enzimelor în industrie:

- fabricarea unor produse prin transformarea enzimatică a amidonului;

- la fabricarea altor produse alimentare (produse lactate, bere, sucuri, vin, panificaţie);

- în compoziţia detergenţilor;

- industria textilă, hârtiei şi a furajelor pentru animale;

- sinteza catalitică a unor substanţe chimice;

- analiza alimentelor, diagnoză chimică şi terapie;

- inginerie genetică.

Structura enzimelor:

Enzimele sunt catalizatori care au drept caracteristică principală natura proteică a moleculei, cea care de fapt este responsabilă de proprietăți esențial diferite de proprietățile catalizatorilor obișnuiți, omogeni sau eterogeni. Fiind proteine, enzimele prezintă toate cele 4 structuri specifice macromoleculelor proteice:

Structura primară: este dată de numărul, natura și succesiunea resturilor de aminoacizi din catena polipeptidică. Acest nivel de organizare structurala nu ține cont deci de aranjamentele spațiale ale catenei polipeptidice:

legătură peptidică

Atomul central din structura aminoacidului este desemnat ca atom de carbon alfa (Cα) și așa cum se vede în această schemă este un atom chiral, iar substituientul Ri la acest atom este cunoscut drept catenă laterală a amoinoacidului.

Structură secundară:enzimele sunt macromolecule proteice constituite dintr-un număr mare de unități structurale (resturi de aminoacizi) unite prin legături covalente (legături peptidice).

Un prim nivel de organizare cunoscut ca structura secundară a enzimelor este datorat exclusiv legăturilor de hidrogen care se stabilesc între componentele legăturilor peptidice.

Punte de hodrogen între două legături peptidice

Legăturile de hidrogen intercatenare stau la baza celei de-a doua structuri secundare cunoscută sub numele de structură pliată sau β-conformație.