Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
БА БЕ БИ БЛ БО БР БУ БЫ БЮ

Биоконверсия

 
Биоконверсия состоит в получении из биомассы жидкого ( этанол и др.) и газообразного ( биогаз, водород) топлива, а также тепловой энергии, получаемой при биоокислении. Произвол -, ство биогаза из отходов получило широкое развитие в ряде стран ( так, в КНР в 1983 г. имелось до 7 млн биогазовых установок, что позволяет обеспечить топливом 30 млн крестьян, а в США широкое.
Биоконверсия возобновляемого растительного сырья в топливо, кормовые и пищевые продукты, полупродукты для химической и микробиологической промышленности рассматривается в настоящее время как одна из ключевых отраслей биотехнологии. В научной литературе по этим вопросам ежегодно появляются тысячи публикаций. Анализ показывает, что ситуация в этой области меняется к лучшему весьма быстрыми темпами. В изучение проблем биоконверсии растительной биомассы вовлекаются все новые и новые группы исследователей.
Продуктами биоконверсии являются 0 6 т / день бутанола и 0 4 т / день этанольно-ацетоновой смеси.
Процессы биоконверсии могут быть также использованы в комбинации с термохимическими методами, процессами электролиза. Наряду с плазменным фотолизом воды они могут служить тем запасом энергетической прочности, который необходим человеческому обществу.
Технология аэробно-анаэробной биоконверсии органических отходов сельскохозяйственных производств с торфом позволяет получить продукты с повышенным содержанием биологически активных веществ, которые могут использоваться в качестве кормовых добавок сельскохозяйственным животным и в качестве удобрения.
Высока эффективность биоконверсии у прудовых рыб. Испытываются новые организмы с высоким К.б. - виноградные улитки, дождевые черви ( см. Вермикулътура) и др. КРАСКИ ( К. К естественным пигментам, которые использовались с древности ( мел, охра, умбра, графит. Нитро-растворители ( толуол, ксилол) используются как растворители для получения лаков. Все синтетические красители и растворители представляют опасность для здоровья человека, и потому с такими К.
Для активации биоконверсии были использованы соли аскорбиновой кислоты и культуры кормовых дрожжей. Увеличение численности микроорганизмов, усиливающих в целом энергетику процесса, а значит и его интенсивность, наблюдали при внесении большинства биодобавок.
Важное значение в биоконверсии растительных материалов имеет ФГ гемицеллюлоз, находящихся в клеточной стенке растений или в нерастворимых продуктах, полученных на их базе, где гемицеллюлозы тесно связаны с другими компонентами. Считают, что ФГ полисахаридов, в том числе ГМЦ, в противоположность кислотному гидролизу тормозится экранирующим действием лигнина.
Небходимость исследования механизма биоконверсии растительного сырья обусловлена прогрессирующим дефицитом невозобновляемых источников энергии и материалов. Решение порождаемых этим проблем в значительной мере определяется возможностью эффективного использования колоссальных, практически неограниченных резервов растений и древесины, образующихся в процессе фотосинтеза. Общие запасы на Земном шаре возобновляемого сырья, представляющего собой растительную биомассу, оцениваются в 800 млрд т ( для сравнения можно отметить, что запасы ископаемого невозобновляемого топлива составляют 900 млрд т), причем ежегодно в результате фиксации 1021 кал солнечной энергии образуется примерно 50 млрд т биомассы, а также накапливается 4 - 5 млрд т отходов или вторичных продуктов промышленной и сельскохозяйственной переработки растений и древесины.
Был исследован процесс биоконверсии смеси органических отходов животноводства и трудногидролизуемого сырья растительного происхождения с дополнительным внесением в исходную смесь в качестве биостимуляторов солей аскорбиновой кислоты и металлов. Внесение БАД практически всегда интенсифицировало процесс биоферментации.
В Англии работа по биоконверсии энергии проводится в рамках Программы по использованию солнечной энергии ( министерства энергетики); за счет этой программы финансируются и проекты ЕЭС по получению энергии биологическими способами. В США используется множество подходов; так, одно очистное сооружение за счет биологической конверсии бытового мусора позволяет получить газ в количестве, достаточном для обеспечения им 12 тыс. домов. Основные микробиологические и технологические проблемы этой технологии и перспективы ее применения в развивающихся странах были рассмотрены на Первой международной конференции по анаэробному разложению, состоявшейся в Кардиффе в 1979 г. Анаэробные ферментеры могут применяться также в целях получения промежуточных продуктов для химической промышленности ( например, уксусной, молочной и акриловой кислот в качестве химического сырья, идущего на переработку; гл.
Возможны и другие разновидности непрямой биоконверсии.
Нами был исследован процесс биоконверсии смеси органических отходов животноводства и трудногидролизуемого сырья растительного происхождения с дополнительным внесением в исходную смесь в качестве биостимуляторов солей аскорбиновой кислоты следующих металлов: кальция, калия, натрия, кобальта, марганца, магния, цинка и железа.
Эти кетоны образуются при последующем химическом окисления спиртов, полученных в результате биоконверсии.
К основным методам преобразования солнечной энергии относятся фотоэлектрическое преобразование, термодинамический цикл, биоконверсия. Кратко, следуя [6, 31, 108], рассмотрим методы получения солнечной энергии.

Данный проект ориентирован на разработку оптимальных высокоэффективных, экологически чистых и малоотходных процессов биоконверсии растительного сырья с целью утилизации сельскохозяйственных, промышленных и городских отходов и получения экологически чистых натуральных пищевых продуктов, а также созданию и оптимизации оборудования и производственных процессов в области биотехнологии. В основе разрабатываемых технологий лежит ферментативный гидролиз целлюлозы, крахмала, метаболизм этанола и глубинное культивирование микроорганизмов - продуцентов целлюлозы.
Сравнение методов переработки твердых отходов. Для преобразования твердых отходов в топливо применяются три различные технологии: гидрогенизация, пиролиз и биоконверсия. Сравнительные характеристики этих технологий и данные о получаемой продукции приведены в табл. 6.7. Эти альтернативы прямому сжиганию отходов и размещению их на свалках ( именно так в США ликвидируют 98 % всех твердых отходов) являются во многих отношениях результатом выполнения требований закона о восстановлении ресурсов, принятого в 1970 г. Этот закон особо предусматривает использование вторичных сырьевых ресурсов как в энергетических целях, так и для производства необходимых материалов; он разрешает субсидировать создание соответствующих демонстрационных установок.
Многообещающей и перспективной альтернативой промышленным процессам получения водорода является разложение воды с использованием солнечной энергии в процессах фотосинтеза и биоконверсии.
В настоящее время разрабатывается несколько новых технологий получения водорода, в том числе термохимическое разложение воды, фотолиз и биоконверсия.
В ряде лабораторий ведутся исследования по поиску микроорганизмов, способных трансформировать дибензотиофен и его монометильные производные, а также по изучению путей биоконверсии этих соединений. Так, в институте биохимии и физиологии микроорганизмов РАН была проведена работа, в ходе которой осуществлялся поиск микроорганизмов, способных деградировать дибензотиофен ( ДБТ) и 4 6-диметилдибензотиофен ( 4 6 - ДМДБТ), изучение условий, оптимальных для превращения этих поллютантов.
В настоящее время применительно к залежам терригенной толщи нижнего карбона Башкортостана разработана новая группа высокопотенциальных технологий повышения нефтеотдачи - микробиологические методы увеличения нефтеотдачи на основе биоконверсии сырья растительного и животного происхождения.
В настоящее время применительно к залежам терригенной толщи нижнего карбона Башкортостана разработана новая группа высокопотенциальных технологий повышения нефтеотдачи - микробиологические методы увеличения нефтеотдачи на основе биоконверсии сырья растительного и животного происхождения.
Использование фотосинтеза для выращивания быстрорастущих растений - сахарного тростника, кенафа, подсолнечника, сорго, маниоки, сине-зеленых водорослей, переработка биомассы с помощью солнечной энергии, биофотолиз воды для производства водорода, биоконверсия органических материалов в метан, пиролиз и химическое восстановление органических материалов с получением твердых, жидких и газообразных топлив - вот те технологии, которые разрабатываются для получения экологически чистого топлива с помощью солнечной энергии.
Эту задачу, как показано выше, практически можно решить различными технологическими методами: газификацией углей; паровой каталитической конверсией углеводородов; паро-кислородной каталитической конверсией углеводородов; высокотемпературной конверсией углеводородов; металлопаровым процессом разложения воды; электроли ом воды; термохимическими и фотокаталитическими методами разложения воды; радиолизом и прямым термическим разложением воды; фотолизом воды в ультрафиолетовой области спектра при энергии фотона в диапазоне 5 - 12 59 эВ; биоконверсией воды и другими методами.
Эффективность биоконверсии измеряется количеством растительного белка, необходимого для производства 1 кг животного белка. Для производства 1 кг говядины требуется 20 кг растительного белка, свинины - 10 кг, мяса бройлера - 8 кг, яиц - 6 кг, козеина ( молочного белка) - 4 кг.
Нередко эффективность биоконверсии оценивают в зерновом эквиваленте корма: для получения 1 кг мяса говядины, свинины и бройлера нужно затратить количество корма, соответственно эквивалентное 6, 4 и 2 кг зерна. На К.б. влияет даже характер травостоя на пастбище: при слишком высоком или низком травостое корова затрачивает больше энергии на процесс поедания травы, чем при оптимальной ( 10 - 30 см) высоте травостоя.
Учебник отражает современное состояние биотехнологии как важнейшего приоритета науки XXI в. Рассмотрены проблемы биобезопасности и биоинженерии, а также биогенетики и биоконверсии органических отходов в сельском хозяйстве.
Разработан способ дальнейшей деградации сорбента с извлеченными фенолами. Результаты этого процесса дают основание полагать, что фенолы разрушаются или подвергаются существенным изменения в процессе биоконверсии, о чем свидетельствует увеличение количества микроорганизмов и массы аминокислот в конце процесса.
Схема гибридной солнечной станции.
Фотоэлектрическая часть системы может производить энергию только в светлое время суток, используя прямую и рассеянную радиацию. Часть солнечной станции, использующая термодинамический цикл, преобразует только прямую солнечную радиацию и может обеспечить производство электроэнергии в темное время суток или при кратковременном отсутствии прямой радиации. Применение биоконверсии обеспечивает долгосрочную аккумуляцию энергии.
Способность многих травоядных животных, в частности жвачных и грызунов, усваиваить целлюлозу связана с наличием в их органах пищеварения ( рубец у жвачных, кишечник у грызунов) многочисленной и разнообразной целлюлолитической микрофлоры, состоящей главным образом из бактерий и микроскопических грибов. Внутри этих животных функционирует своеобразный ферментер, в котором происходит эффективная биоконверсия целлюлозы в сахар и микробный белок, потребляемые организмом хозяина.
Ферментативный гидролиз ( ФГ) гемнцеллюлоз постоянно в огромных масштабах происходит в природе. Под действием ферментов гидро-лизуются ГМЦ растительных материалов, и образующиеся продукты используются для жизнеобеспечения микроорганизмов и высших форм живых организмов. Продукты биоконверсии растительных полисахаридов, в том числе ГМЦ, потенциально играют значительную роль в создании кормовой базы животноводства. Однако большая часть этих полисахаридов не используется в данном направлении, а разлагается ферментами почвенных микроорганизмов, включаясь в общий кругооборот веществ на Земле. Важное значение ФГ гемнцеллюлоз имеет в живой клетке при образовании клеточных оболочек ( см. гл.
Биоконверсия возобновляемого растительного сырья в топливо, кормовые и пищевые продукты, полупродукты для химической и микробиологической промышленности рассматривается в настоящее время как одна из ключевых отраслей биотехнологии. В научной литературе по этим вопросам ежегодно появляются тысячи публикаций. Анализ показывает, что ситуация в этой области меняется к лучшему весьма быстрыми темпами. В изучение проблем биоконверсии растительной биомассы вовлекаются все новые и новые группы исследователей.
Характеристика сточных вод до и после обработки флокулянтом в процессе Alprecin. В связи с прогрессирующим дефицитом нефтяного сырья особую актуальность получают микробиологические процессы производства этанола, используемого в качестве добавок в автомобильное топливо. Традиционные способы ферментации вследствие их малой эффективности ( как правило, концентрация этанола не превышает 20 - 40 г / л) и производительности ( ферментация протекает при концентрациях глюкозы не выше 50 - 80 г / л) экономически малопригодны для решения этой проблемы. Поэтому в настоящее время значительное внимание уделяется разработке процессов и оборудования, позволяющих увеличить производительность биоконверсии Сахаров.
В работах по пол-учению белковых препаратов и БАВ ( биологически активных веществ) проводится культивирование микроорганизмов в различных на различных субстратах. На занятиях студенты-биотехнологи осваивают методы и приемы работы с микроорганизмами, знакомятся с методами изучения их обмена веществ и управления этими процессами с целью увеличения выхода целевого продукта жизнедеятельности микроорганизмов. По окончании процесса ферментации культуральную жидкость отделяют от биомассы центрифугированием и из нее выделяют продукт метаболизма клеток по известной технологии. На основании характеристик роста и продуктивности микроорганизмов делается вывод об эффективности процессов получения биомассы продуцентов на отдельных субстратах или биоконверсии субстрата в получаемый продукт.
Микроводоросль спи-рулина, содержащая до 70 % белка, 19 % углеводов, является ценным питательным продуктом. В настоящее время во многих странах мира широко практикуется выращивание микроводорослей для изготовления пищевых добавок. Хорошо известный в нашей стране препарат Оплат является типичным образцом такой продукции. С начала 50 - х гг. проводятся исследования по культивированию микроводорослей для биоконверсии солнечной энергии. Некоторые виды микроводорослей продуцируют углеводороды, которые можно использовать для получения газообразного, жидкого или твердого топлива.
Для производства этилового спирта наиболее широко используется сахарный тростник. В Бразилии чистый этанол и смесь этанола с бензином являются широко распространенным видом топлива. Такое биотопливо легко хранить и транспортировать, оно обладает высокой теплотворной способностью, более полно сгорает в двигателе. При сгорании такого топлива атмосфера загрязняется гораздо меньше, чем при сжигании обычного топлива. Бразилия, приступившая к использованию этанола в качестве автомобильного топлива в 70 - е гг., обладает лучшей в мире технологией его производства. К числу перспективных методов биоконверсии относится способ получения моторного топлива ( метилового эфира) из семян рапса. Моторное топливо на основе рапса, обладая характеристиками, близкими к дизельному топливу, практически не дает выбросов вредных веществ. В Чехии производится около 1 млн т биодизельного топлива в год. В США разработан способ производства спирта из кукурузы, в Италии ведутся работы над разработкой способа рентабельного производства спирта из сорго. Около 200 автобусов в Стокгольме уже работают на спирте.
Их начальные опыты были просты. Например, 1 г прогестерона подвергали действию Rkizopus arrhizns, после чего непосредственно из метилеихлоридного экстракта был выделен с 10 % - ным выходом 11-а-оксипрогестерон и с 7 % - ным выходом 6 - р - И-а-диоксипрогестерон. В дальнейшем выход 11-а-оксипрогестеропа был существенно повышен. Данные о превращении соединения Рейхштейна S в гидрокортизон с малым выходом под действием Slrc. Из новейших обзоров по микробиологическим превращениям стероидов следует указать на статью Биша и Шалла 17 ]; на основе этой статьи в табл. 4 суммированы данные по биоконверсии стероидов, включающие окисление и введение оксигруппы.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11