Техника - молодёжи 1987-08, страница 10

тяжелые заболевания — сердечно-сосудистые, наследственные, инфекционные, злокачественные опухоли, но и осуществлять раннюю диагностику.

Расширится производство кормового белка, аминокислот, ферментов, витаминов, ветеринарных препаратов, что, несомненно, скажется на продуктивности животноводства. Кроме того, увеличится выпуск бактериальных удобрений и регуляторов роста растений, микробиологических средств их защиты от болезней и вредителей.

— Поставленные задачи выполнить непросто. Что ваше министерство намечает сделать в ближайшее время?

— Прежде всего использовать новейшие достижения смежных областей науки и производства. Скажем, внедрить на наших предприятиях гибкие производственные системы (ГПС).

Ведь гибкость производства обеспечивает выпуск изделий весьма разнообразной номенклатуры. А именно разнообразие и характерно для медицинской и микробиологической продукции.

Особенно эффективны ГПС на конечных стадиях производства, когда биологически активным веществам или другой продукции придают товарный вид — гранулируют, сушат, запаивают в ампулы, фасуют, пакуют, складируют. Соответствующие автоматы и роботы уже созданы, правда, применительно к химическим или машиностроительным технологиям, но можно и перенастроить их с учетом специфики выпускаемого продукта. Внедрение ГПС резко сокращает затраты людского труда на наиболее тяжелых участках производства.

— Можно ли сегодня ставить вопрос о создании ГПС специально для биотехнологического производства?

— Можно и нужно. Хотя задача представляется сложной и вследствие этого отдаленной. Ведь предстоит формализовать многочисленные стадии органического синтеза, а также специфические процессы, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов. Специалисты знают, сколь непросто поддаются автоматизации такие деликатные операции, как подготовка эталонной культуры микроорганизмов, подбор оптимального состава питательной среды и условий ферментации, выделение целевого продукта и т. п. Все это требует тщательного изучения физико-химических и кинетических закономерностей данных процессов, знания особенностей физиологии и биохимии продуцента, учета свойств сырья и характера воздействия внешних факторов на рост или инактивацию клеток.

Словом, решение этой задачи предполагает разработку оборудования и приборов нового поколения, компьютерную грамотность сотрудников на всех участках производства — от директора предприятия до оператора.

— Что, на ваш взгляд, мешает ускорению перехода к безлюдным биотехнологиям?

— Прежде всего сложность полного

математического описания биотехнологических процессов. Без этого невозможно ни оптимальное управление производством, ни тем более создание автоматизированных систем (АС). Лишь задействовав подсистемы АС НИ (автоматизированной системы научных исследований) и АСУ ТП (автоматизированной системы управления технологическими процессами), можно переходить на ГПС, а от них к безлюдной технологии.

К сожалению, существующие инженерные подходы в биотехнологии обычно учитывают лишь специфику отдельных процессов, направленных на получение конкретных продуцентов. Между тем сам вид продуцента, физиолого-биохими-ческие особенности его роста и развития играют ведущую роль в совершенствовании технологии и аппаратуры.

— В таком случае снова вопрос, затронутый в начале статьи. Кто кому диктует: естественное — искусственному или наоборот?

— Пока естественное — искусственному. Но давайте посмотрим на проблему с другой .стороны. Нельзя ли микроорганизм-продуцент приспособить к имеющимся и специально разрабатываемым техническим средствам и технологиям? В этом случае можно целенаправленно воздействовать на рост и развитие микробной популяции (ее фенотипические, как говорят специалисты, признаки). Тогда на первый план выступают требования к «технологичности» микроорганизма, и чтобы их удовлетворить, придется использовать самые современные достижения молекулярной биологии, генной инженерии и селекции.

С дальнейшим расширением номенклатуры выпускаемых биопрепаратов, включением нового сырья в технологические процессы требования к «технологичности продуцента» и аппаратурному оформлению процесса будут возрастать. Совместить их возможно только на базе создания ГПС, сформированных с учетом использования генетически измененных штаммов, различных видов сырья, способов культивирования и принципов выделения продуктов.

Такие гибкие системы, имея определенный набор биотехнологического и вспомогательного оборудования, могут обеспечить достаточно быструю (с учетом разработки соответствующих АСУ ТП) перенастройку на заданную технологию и выпуск нового биопродукта.

— Кто ведет работу в данной области?

— Институты нашего министерства, а также связанные с ними координационными планами и заданиями институты и лаборатории АН СССР, Минприбора, Минхиммаша, Минхимпрома и Минвуза. Важные задачи поставлены перед новым межотраслевым научно-техническим комплексом «Биоген», объединяющим усилия академических институтов, наших двух научно-производственных объединений «Биотехника» и «Фермент», а также ВНИИГенетики. Как видим,

силы сосредоточены немалые, направления работы выбраны самые перспективные.

На ряде промышленных предприятий Минмедбиопрома СССР уже внедрены АСУ ТП — например, на Мозырском заводе кормовых дрожжей, Курганском комбинате «Синтез» (производство антибиотиков), Белгородском витаминном комбинате (аскорбиновая кислота), заводе «Акрихин» (амидопирин) и др.

— Значит, с внедрением новых биотехнологических процессов у нас все в порядке?

— Нет и еще раз нет! Вы и не представляете, сколько существует нерешенных проблем. Нашей отрасли нужна принципиально новая приборная база. Пока не создано надежных средств автоматизации, которые позволили бы получать достаточно качественную информацию о параметрах микробиологических процессов (и на ее основе, соответственно, управлять этими процессами). Не будет преувеличением сказать, что мы побуждаем заинтересованные ведомства совершать своего рода малую научно-техническую революцию.

— Успешно?

— Будем оптимистами. Особые надежды мы возлагаем на безынерционные оптико-волоконные датчики, которые в сочетании с лазерной техникой позволят практически мгновенно оценивать направление процесса биосинтеза. Ведь на ход реакции влияют масс-обменные, тепловые, гидродинамические эффекты и параметры, определяющие состояние клеточных популяций. Даже незначительные отклонения от технологического режима резко сказываются на качестве получаемого продукта. По своей деликатности биотехнологические процессы несравнимы даже с реакциями тонкого химического синтеза.

Чтобы успешно управлять процессом, необходимо знать о нем как можно больше. С помощью голографических интерференционных микроскопов специалисты заглянут в глубь живой клетки, смогут наблюдать ее в естественной среде, лучше понять, детальнее представить протекающие в ней реакции.

Новая техника, надеюсь, позволит внедрить гибкие производственные биотехнические системы. Чтобы не приходилось, как это, к сожалению, еще бывает, отлаживать дорогостоящее оборудование, приспособленное для производства лишь одного какого-то продукта.

— Если я вас правильно понял, ставка делается прежде всего на новую, сверхсложную и сверхточную технику...

— Не все новое — сложно. Нам, например, очень хотелось бы получить простые и экономичные термостаты, в которых можно длительное время поддерживать оптимальную для каждого вида микроорганизмов температуру.

Микробы очень чувствительны к тепловым колебаниям. Плюс-минус несколько градусов — и продуктивность сокращается в несколько раз. А ведь только при перемешивании, необходимом для успешного хода процесса, выде

8