Статьи автора

Газовая ферментация – технология, меняющая правила игры. От молекулярной инженерии до биореакторов, моделирование и оптимизация процессов и аппаратов

Номер выпуска 4 от 01.04.2024

На фоне растущей потребности в устойчивых источниках энергии, конструкционных материалах и качественном продовольствии для увеличивающегося населения планеты все большее внимание исследователей сосредоточено на возможности биотрансформации газовых субстратов – источников углерода и энергии для уникальных микроорганизмов, использующих метан, моно- и диоксид углерода, водород в качестве питания. Помимо чистого научного интереса к изучению фундаментальных задач математического моделирования в биофизике и биохимии микроорганизмов, направление характеризуется высокой практической значимостью результатов исследований. В фокусе внимания исследователей несколько классов задач, включающих как использование возможностей генной инженерии по оптимизации метаболизма как эффективного способа получения широкого спектра продуктов, так и ключевые биокаталитические ферменты, а также разработку новых инженерных решений для биореакторов, подразумевающих повышение управляемости, безопасности и эффективности процесса биосинтеза, снижение затрат на получение продукта. Для изучения сравнительной эффективности существующих и перспективных биореакторов, прежде всего в части массообменных характеристик аппаратов и оптимизации показателей расхода энергии, сегодня доступен значительный спектр инструментов, включающий как методы математического описания двухфазной газожидкостной среды и гидродинамических процессов, так и возможности суперкомпьютерных вычислений, использование алгоритмов машинного обучения и нейросетей – в работе рассмотрен ряд примеров и современных тенденций по развитию направления газовой ферментации.

102 0