Bacterial nanocellulose (BNC) is a unique product of microbiological synthesis, having a lot of applications among which the most important is biomedicine. Objective complexities in scaling up the biosynthesis of BNC are associated with the nature of microbial producers for which BNC is not the target metabolite, therefore biosynthesis lasts long, with the BNC yield being small. Thus, the BNC scale-up problem has not yet been overcome. Here we performed biosynthesis of three scaled sheets of BNC (each having a surface area of 29,400 cm2, a container volume of 441 L, and a nutrient medium volume of 260 L and characterized them. The static biosynthesis of BNC in a semisynthetic nutrient medium was scaled up using the Medusomyces gisevii Sa-12 symbiotic culture. The experiment was run in duplicate. The BNC pellicle was removed once from the nutrient medium in the first experiment and twice in the second experiment, in which case the inoculum and glucose were not additionally added to the medium. The resultant BNC sheets were characterized by scanning electron microscopy, capillary viscosimetry, infrared spectroscopy, thermomechanical and thermogravimetric analyses. When the nutrient medium was scaled up from 0.1 to 260 L, the elastic modulus of BNC samples increased tenfold and the degree of polymerization 2.5-fold. Besides, we demonstrated that scaled BNC sheets could be removed at least twice from one volume of the nutrient medium, with the yield and quality of BNC remaining the same. Consequently, the world’s largest BNC sheets 210 cm long and 140 cm wide, having a surface area of 29,400 cm2 each (weighing 16.24 to 17.04 kg), have been obtained in which an adult with burns or vast wounds can easily be wrapped. The resultant sheets exhibit a typical architecture of cellulosic fibers that form a spatial 3D structure which refers to individual and extremely important characteristics of BNC. Here we thus demonstrated the scale-up of biosynthesis of BNC with improved properties, and this result was achieved by using the symbiotic culture.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Бийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ, БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Материалы XV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием (1820 мая 2022 года, г. Бийск) Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова 2022 УДК 66.02(045) ББК 34.7 Т38 Т38 Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности: материалы XV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием (1820 мая 2022 года, г. Бийск) / Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. -Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. унта, 2022. -458 с. ISBN 978-5-9257-0336-6 В сборнике представлены материалы конференции в виде научных статей преподавателей, инженеров, аспирантов и студентов вузов России, а также работников научных и производственных объединений, подготовленных в рамках тематики XV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (1820 мая 2022 года, г. Бийск). Освещены актуальные вопросы по проблемам моделирования и интенсификации технологических процессов, подготовке кадров, оптимальному выбору рецептур, технологических режимов и оборудования с последующей экономической оценкой при их адаптации для промышленных предприятий. В сборнике материалы расположены по секциям: -химические технологии и аппаратурное оформление процессов; -биотехнологии и аппаратурное оформление процессов; -пищевые технологии и аппаратурное оформление процессов. УДК 66.02(045) ББК 34.7 Редакционная коллегия конференции «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» д. т. н., профессор А.Н. Блазнов к. х. н., доцент В.В. Будаева к. т. н., доцент И.Н. Павлов Часть докладов воспроизведена в виде, представленном авторами ISBN 978-5-9257-0336-6  БТИ АлтГТУ, 2022МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Бийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Кафедра «Машины и аппараты химических и пищевых производств» Кафедра «Биотехнология» Кафедра «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» Кафедра «Ракетные двигатели и Высокоэнергетические установки автоматических систем» Кафедра «Естественнонаучных дисциплин» Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химикоэнергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова Администрация г. Бийска -наукограда РФ АО «Федеральный научно-производственный центр «Алтай» Малое инновационное предприятие ООО «Наука и технологии» ЗАО «Эвалар» ЗАО «Алтайвита...

No abstract

The extended cultivation with metabolite extraction and the cyclic cultivation of bacterial nanocellulose (BNC) have, for the first time, been examined herein. The biosynthesis of BNC has been scaled up in a 440-L vessel, which is currently the largest scale-up in the world practice.