Разработанная в последние годы инновационная технология биореактора VBTech позволяет кардинальным образом разрешить не только вопрос значительных затрат промышленной биотехнологии, но и дать импульс широкомасштабному распространению и развитию биотехнологии: от идеи до внедрения законченных разработок в промышленное производство.
Решение глобальных проблем человечества
В последние годы биотехнологический рынок быстро и неуклонно растет. Основной причиной и стержнем такого роста можно назвать реальную возможность с помощью биотехнологии разрешить несколько глобальных вопросов: в частности, проблемы нехватки продовольствия и деградации почв.
Деградация сельхозземель – главная проблема мирового земельного фонда
Мировые почвы деградируют из-за многих факторов; основным из них сегодня можно назвать тотальную химизацию сельского хозяйства, которая наносит непоправимый вред не только окружающей среде, но и здоровью самого человека.
- По оценке ООН, ежегодно на планете деградирует до 12 млн га плодородных земель;
- В России деградации подвержено 80% сельхозземель.
Другой фактор, нарушающий почвенное здоровье, это техногенное нарушение земель: загрязнение почвы твердыми, жидкими и газообразными выбросами, отравление радиоактивными отходами. Все это приводит к накоплению глобальной экологической проблемы: по данным 2019 года, ежегодно по одним только российским территориям разливается 5 млн тонн нефти. Химическими же методами состояние почвы восстановить практически невозможно.
Проблема нехватки продовольствия
В настоящее время, по данным ООН, в странах, где ощущается постоянная нехватка продуктов питания, проживает почти 2/3 человечества. Использование биотехнологий позволяет радикально повысить отдачу от сельскохозяйственных производств.
Проблема биотехнологической отрасли
Биотехнология сегодня представляет собой сверхприоритет XXI века, который наряду с информационными и когнитивными технологиями, наноиндустрией можно назвать решающим фактором научно-технического прогресса и экономического благополучия. В наши дни биотехнология объединяет в себе науку, промышленность и многомиллиардный бизнес. Однако широкому проникновению биотехнологий в экономику мирового хозяйства препятствуют современные проблемы этой отрасли. «Болевая точка» биотехнологической отрасли, по всем направлениям развития, заключается в высокой затратности производства:
- Дорогостоящее биотехнологическое оборудование
- Энергоемкие технологии производства
Сегодня одна из основных проблем заключается в том, что в конструировании биотехнологического оборудования наблюдается научный и производственный застой, стагнация, особенно это касается производства биологического оборудования для промышленного производства биопрепаратов. В этой сфере на данный момент нет или очень мало инновационных разработок, что сильно тормозит развитие биотехнологий из-за высокой капиталоемкости проектов внедрения биотехнологий, а следовательно, длительной окупаемости.
Отметим, что значительная часть затрат при строительстве биозаводов приходится на приобретение биотехнологического оборудования: при этом основу любого биотехнологического производства составляют биореакторы. Сегодня промышленные биореакторы во всем мире имеют типовую традиционную конструкцию; основные поставщики этого оборудования на мировом рынке – это компании Applikon Biotechnology, Bioengineering и Sartorius. Среди российских производителей распространены промышленные биореакторы Biotechno и BIORUS, доля рынка которых в нашей стране составляет не более 20%.
Биореактор нового типа
Недавно разработанная инновационная технология VBTech позволяет разрешить вопрос затратности промышленной биотехнологии, а также дать импульс широкомасштабному распространению биотехнологии от идеи до внедрения законченных разработок в промышленное производство. В основе разработки лежит биореактор нового типа, который позволяет создать биотехнологическое производство в помещении размером с лабораторию. Конструкция этого биореактора/ферментера уникальна; в нем применяется прогрессивный способ выращивания микроорганизмов – непрерывно-проточное культивирование, а стерилизация проводится без применения пара. Производственная мощность реактора соответствует крупнотоннажному промышленному биопроизводству. Он компактен, низкозатратен – более, чем в 10 раз рентабельней традиционного производства; дает энергоэффективность, сравнимую с «малотоннажным» биопроизводством. Технология производства VBTech универсальна для производства аэробных микробных удобрений и препаратов.
На мировом рынке традиционных промышленных биореакторов биореактор/ферментёр VBTech пока не имеет прямых аналогов. Разрабатывалась эта конструкция в начале 2000-х годов как инженерное хобби, в то время промышленные технологии не были настолько распространены и актуальны как в мире, так и в России. И только в 2017 году, когда наша страна проявила интерес к этой сфере промышленности, был доработан окончательный проект этого реактора. Технология и полученная с ее помощью продукция прошли успешные испытания в России и других странах – в Китае, Белоруссии и Вьетнаме.
Во Вьетнаме разработчики VBTech в 2012 году принимали участие в госпрограмме по восстановлению плодородия земель совместно с Няньчангским институтом технологических исследований и их применений; тогда в г. Няньчанг и создали пилотное производство – базу развития госпрограммы. В последнее время, до пандемии, разработчики проводили активные маркетинговые исследования в Китае, участвуя в выставках, форумах и конкурсах. В 2020 году компания стала резидентом Технопарка Русский во Владивостоке, а в 2021г. проект приняло на сопровождение «Инвестиционное Агентство Приморского края».
На данный момент работает пилотный образец этого биореактора емкостью 30 литров и производительностью 3 тысячи литров в месяц. Сделан он их стекла и акрила, имеет размеры 1,2 м х0,8 м х 0,8 м. Достоинства такой конструкции – крайняя простота и дешевизна, а также низкая себестоимость производства биопрепаратов. Сегодня освоена и внедрена технология производства старейшего азотного микробиологического удобрения комплексного действия Азотобактерин (аналоги – Азотовит, Азотофит), получаемого на основе почвенной азотфиксирующей бактерии Azotobacter chroococcum.
И.С. Сысоев, профессор ДВ НАН
заместитель генерального директора по науке и инновациям компании «Бриг-МВ», руководитель Группы компаний «НИИ Высоких Технологий», Россия, г.Владивосток.
#микробы #инновации #биотехнологии #фермерство #бактерии #биореактор
Еще по теме здесь: Фермер.
Источник: Инновационная технология производства микробных препаратов.