Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и подготовка промышленного освоения технических ферментных препаратов для целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, биосвязующих и биологически совместимых пластиков, отвечающих современному мировому уровню развития биотехнологии и промышленной микробиологии.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.467.11.3004

Реализация совокупности взаимосвязанных проектов и мероприятий (прикладные разработки, опытно-конструкторские, технологические и экспериментальные разработки, патентование результатов этих работ, мероприятия по развитию приборных баз и обеспечению функционирования уникальных стендов и установок научных организаций и вузов – участников комплексного проекта) с целью разработки технологий производства, подготовки промышленного освоения и создания методов применения технических ферментных препаратов, используемых в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, а также биосвязующих, биосовместимых и биоразлагаемых пластиков для использования в медицине, и в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Этапы проекта

1
01.04.2005 - 31.07.2005
2
01.08.2005 - 08.12.2005
В результате проведенных исследований процессы культивирования штаммов-продуцентов (ксиланазы, целлюлазы и лакказы) оптимизированы на лабораторном уровне (в 1, 5 и 10 л ферментационных аппаратах). Полученные ферментные препараты были проанализированы и охарактеризованы. Отработка ферментации штамм-продуцента ксиланазы Penicillium canescens ВКПМ F-832 проведена на полупромышленном уровне в 10000 л ферментере (АОО «Восток»). Завершен первый этап создания рекомбинантного штамма-продуцента внеклеточной лакказы, включающий клонирование центральной части гена лакказы Trametes sp. и определение ее нуклеотидной последовательности.
Были проведены испытания 12 препаратов комплексного целлюлитического, лигниназного и оксидазного действия. На основании проведенных исследований для проведения полупромышленных испытаний рекомендовано использовать препараты Ксибетен (#1143.2) и А. jap. (#349.93, mut 306-388) с дозировкой 0,5 г/л по массе (эквивалентно расходу 3-4 кг препарата на 1 т сухого волокна), продолжительностью обработки один (для Ксибетена) и три (для А. jap.) часа, при рН 5 и температруре 50 С.
В процессе работы исследована совместимость полигидроксибутирата и поликапролактона, структура и параметры пленок на основе их композиций (морфология, механические и вязкоупругие свойства, теплофизические параметры). На основании оценки параметров взаимодействия, полученной по расчетным данным о параметрах растворимости, сделан вывод о возможности ограниченной совместимости полигидроксибутирата и поликапролактона. Определено соотношение биополимеров в смешанном растворе, обеспечивающее формирование пористой структуры пленок, предназначенных для использования в качестве раневых покрытий.
В результате проведенных исследований отобраны грибы - суперпродуценты хитин-глюканового и хитин-хитозанового комплексов, оптимизированы условия культивирования и разработан лабораторный регламент на получение пищевых волокон на их основе. Проведен расчет стоимости сырья по получению пищевых волокон. Стоимость предлагаемой биотехнологии укладывается в рамки требований, предъявляемых для биотехнологического процесса по получению конечного продукта, используемого для медицины.
Развернуть
3
01.01.2006 - 30.06.2006
Проведены работы по масштабированию процесса ферментации «текстильной» целлюлазы до промышленного уровня (последовательные стадии – 500 л, 1000 л, 16 000 л). На базе ферментного цеха ООО «Фирма Макофарм» проведены производственные испытания технологии культивирования штамма Penicillium sp. ВКМ F-3796D в ферментерах объемом 16 м3, позволившие получить в культуральной жидкости 170-190 ед/мл КМЦ-азной активности. Получен сухой опытный образец ферментного препарата эндоглюканазы III c КМЦ-азной активностью 2070 ед/г.
Наработка опытной партии ферментного препарата с использованием пилотного оборудования на опытном участке ферментного цеха Мичуринского экспериментального завода показала возможность использования Мичуринского экспериментального завода в качестве производственной базы для выпуска технических препаратов ферментов целлюлазного действия.
Проведена оптимизация и масштабирование технологической линии послеферментационной обработки культуральной жидкости до стадии получения опытного образца - готовой формы технического фермента лакказы. Установлено, что отделение биомассы эффективно осуществляется методом микрофильтрации на керамических мембранах. Выбран метод выделения и концентрирования фермента баромембранными методами. Изучена стабильность фермента на разных этапах промышленного производства. Найдены условия хранения культуральной жидкости и культурального фильтрата до поступления их на дальнейшую переработку. Разработан опытно-промышленный регламент производства лакказы. Получены опытные образцы ферментных препаратов лакказы. Проведенные патентные исследования показали, что разработанная технология получения препарата лакказы является патентноспособной.
Проведены работы по клонированию гена лакказы: сконструированы экспрессионные вектора с регуляторными элементами генов глюкоамилазы Aspergillus niger и ксиланазы Penicillium sp. На основе этих векторов созданы генетические конструкции, содержащие ген лакказы Trametes sp. под контролем регулируемых промоторов генов глюкоамилазы и ксиланазы.
Развернуть
4
01.07.2006 - 31.10.2006
Проведены ферментации штамма Penicillium sp. ВКМ F-3796D, разработан опытно-промышленный регламент на производство ферментного препарата технической лакказы и технические условия на препарат. Наработаны опытные образцы и опытно-промышленная партия технического ферментного препарата лакказы. Оптимизированы условия культивирования и произведена серия ферментаций нового штамма Penicillium canescens ВКПМ F-912. Разработан проект технических условий для производства ферментного препарата «Ксиланаза очищенная».
Проведены лабораторные исследования и опытные испытания процесса отбелки сульфатной целлюлозы с включением стадии обработки ферментом – ксиланазой (штамм F-912). Проведены работы по препаративному синтезу «гибридного» сорбента на основе сферического силикагеля с иммобилизованным эремомицином, дополнительно модифицированным полианилином методом in situ. Прошла промышленную апробацию технология получения ДВП мокрым способом на основе биосвязующих и выпущена опытно-промышленная партия ДВП на биосвязующем. Проведена серия ферментаций штамма-продуцента ПГБ - Azotobacter chroococcum 7Бв полупромышленных условиях. Оптимизирована технология очистки и разработана нормативная и технологическая документация, осуществлено внедрение технологии на существующем в ОАО «Институт пластмасс» производстве. Выпущено две опытно-промышленные партии ПГБ медицинского назначения (Сертификат качества).
Разработаны технологии создания новых медицинских изделий для общей хирургии и стоматологии – пародонтологических систем, способных к резорбции и контролируемому высвобождению ЛВ в область периодонтального дефекта, и сетчатых эндопротезов, модифицированных покрытием из ПГБ, также аккумулирующих различные ЛВ. Наработаны опытные образцы модифицированных ПГБ нитей и полимерных раневых покрытий.
Разработаны технологии модифицирования кардиохирургических заплат. Проведены предварительные физико-химические, физико-механические, электрофизиче-ские, биологические испытания полученных изделий.
Наработаны опытно-промышленные партии двух типов пищевых волокон, соответствующие требованиям регламентов по критериям качества.
Организована научно-исследовательская и учебная работа студентов и аспирантов. Функционирует центр интерактивной координации выполнения проекта -www.inbi.ras.ru/bioplastics.
Проведены маркетинговые анализы российского рынка шовных хирургических нитей и древесно-волокнистых плит. Разработана инструкция и составлен комплект нормативной документации для разработки и выпуска изделий медицинского назначения, технических ферментных препаратов и биологически активных добавок. Разработан бизнес-план для внедрения в производство шовных хирургических нитей с покрытием из ПГБ
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.3 Прикладные разработки в рамках системы приоритетных направлений
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
9 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Организация
ИБФМ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2005 - 2006, 20 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Организация
ИБХ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
8,6 млн
профинансировано
Тема
Разработка и подготовка промышленного освоения технических ферментных препаратов для целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, биосвязующих и биологически совместимых пластиков, отвечающих современному мировому уровню развития биотехнологии и промышленной микробиологии.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
6
Тема
Разработка и подготовка промышленного освоения технических ферментов для пищевой промышленности и сельского хозяйства, отвечающих современному мировому уровню развития биотехнологии и промышленной микробиологии
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
6
Тема
Разработка и подготовка промышленного освоения иммунохроматографических, мембранных и латексных диагностикумов и регистрирующих систем на основе видеоцифрового анализа
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
0
Тема
Создание ферментов для использования в промышленной биотехнологии.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 20 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
11
Тема
Создание универсальной постгеномной технологии для разработки нового поколения лекарственных препаратов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
11