Технология ферментационных процессов

Лекция № 11-12

Осаждение тонких пленок.

Наиболее распространенный метод получения пленок на поверхности полупроводника - термовакуумное напыление, но для оптимизации процесса может использоваться метод плазменного напыления.

Процесс заключается в выбивании атомов напыляемого вещества из мишени (распыление), их переносе к подложке и осаждении на ее поверхности. Разновидности этого метода (ионное, электронно-лучевое, лазерное распыление) отличаются способом испарения напыляемого вещества. В то же время вещество может образовываться за счет воздействия ионов плазмы на поверхность мишени. Таким образом получают, например, пленки SiO₂ за счет имплантации ионов кислорода в кремниевую подложку.

Образование пленки происходит за счет химической реакции атома, покидающего поверхность мишени при взаимодействии с ионом, с газовой атмосферой на поверхности подложки. Процесс образования пленки характеризуется некоторой пороговой энергией, необходимой для разрыва связей атома мишени. С другой стороны, при большой энергии ионов они глубоко проникают в объем мишени, легируя ее, и процесс распыления замедляется.

І. Тема: Физиологические подходы при биотехнологическом промышленном синтезе целевых продуктов: изменение условий культивирования (температура, давление, интенсивность аэрации); изменение количественного и качественного соотношения компонентов культуральной среды (соотношение азотно-углеродного питания, содержание макро- и микроэлементов и др.) и другие факторы.

ІІ. Цель: Ознакомить студентов с физиологическими подходами в биотехнологическом промышленном синтезе целевых продуктов.

ІІІ. Тезисы лекции:

При ферментационной технологии можно использовать цельные живые клетки (микробов, клетки животных и растений) или какие-нибудь клеточные компоненты (например, ферменты) с целью физических или химических преобразований органических веществ. Однако недостаточно получать требуемые изменения веществ, метод должен иметь преимущества перед другими, применяемыми в настоящее время, технологиями производства этих же самых продуктов.

Преимущества производства органических продуктов биотехнологическими способами перед чисто химическими методами достаточно многогранны:

• многие сложные органические молекулы, такие, как белки и антибиотики, не могут практически быть синтезированы химическими способами;

• биоконверсия обеспечивает значительно больший выход целевого продукта;

• биологические системы функционируют при более низких температурах, менее высоких значениях рН (близких к нейтральному) и т. п.;

• каталитические биологические реакции и намного специфичнее, чем реакции химического катализа;

• биологические процессы обеспечивают почти исключительно продукцию чистых изомеров одного типа, а не их смесей, как это часто бывает в реакциях химического синтеза.

Но вместе с тем биологические способы в сравнении с химическими методами обладают рядом явных недостатков:

1. Биологические системы могут легко быть загрязнены посторонней нежелательной микрофлорой.

2. Целевой продукт, синтезируемый биологическим способом, присутствует в довольно сложной смеси, что обусловливает необходимость разделения его от примеси ненужных веществ.

3. Биотехнологические производства требуют больших количеств воды, которую в итоге необходимо удалять, сбрасывая в окружающую среду.

4. Биопроцессы обычно идут медленнее в сравнении со стандартными химическими процессами.

Дата добавления: 2014-01-04