- •Тема № 5 Микробиологическая переработка органических отходов. Биоконверсия растительного сырья в топливо (получение биогаза, биоэтанола, биодизеля) План:
- •1. Микробиологическая переработка органических отходов.
- •2. Биоконверсия растительного сырья в топливо (получение биогаза, биоэтанола, биодизеля).
- •1. Микробиологическая переработка органических отходов
- •1.1. Переработка растительного сырья и углеводсодержащих отходов в белок одноклеточных организмов
- •1.2. Силосование
- •1.3. Компостирование
- •2. Биоконверсия растительного сырья в топливо (получение биогаза, биоэтанола, биодизеля)
- •2.2. Экобиотехнологический процесс получения биоэтанола
- •Сырьё для производства биоэтанола
- •Промышленное производство спирта из биологического сырья.
- •Этанол как топливо
- •Топливные смеси этанола
- •Экологические аспекты применения этанола в качестве топлива.
- •2.3. Технология получения биодизеля, сырье для получения, биодизельные установки. Использование биодизеля в качестве топлива для автомобилей и с/х техники
- •Технология производства.
- •Применение.
- •Сырьё для производства.
- •Производство биодизеля
- •Экологические аспекты применения и производства.
- •Достоинства биодизеля:
- •Недостатки биодизеля:
- •Производство биодизеля из водорослей
- •Тема № 6 Вермикомпостирование План:
- •1. Биологические основы вермикультуры, вермикомпост (биогумус), вермисток (гумисол)
- •2. Вермитехнология: общие принципы разведения калифорнийского красного червя (содержание, кормление)
- •Агроэкологические требования к питательному субстрату
- •Ферментация субстрата
- •Выращивание вермикультуры зимой
- •Приготовление вермикомпоста на приусадебных и дачных участках
- •Вредители дождевых червей
- •3. Агроэкологическая характеристика копролита (биогумуса)
- •2. Энтомопатогенные препараты
- •Грибные энтомопатогенные препараты
- •Вирусные энтомопатогенные препараты
- •3. Бактерии, стимулирующие рост растений
- •4. Биоудобрения. Производство и применение, в том числе препаратов – азотфиксаторов и препаратов, улучшающих снабжение растений фосфором
- •Производство азотобактерина
- •Бактериальное удобрение фосфобактерин
- •5. Биологические средства защиты растений на основе антибиотиков
- •Кормовые антибиотики, антибиотики против фитопатогенов, биостимуляторы, пищевые консерванты
- •2. Биохимические методы анализа на основе микробных ферментов
- •3. Использование микроорганизмов и тканей живых организмов в качестве биосенсоров
- •4. Применение биосенсоров
- •Тестовые задания
- •Список литературы
Промышленное производство спирта из биологического сырья.
Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:
подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (прежде всего — ржи, пшеницы), картофеля, кукурузы и т. п.;
ферментация. На подавляющем большинстве спиртовых производств мира ферментативное расщепление крахмала до спирта при помощи дрожжей уже не применяют. Для этих целей используют рекомбинантные препараты α-амилазы, полученные биоинженерным путем — глюкамилаза, амилосубтилин;
брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»).
Отходами бродильного производства являются барда и сивушные масла. Барда используется для производства кормов, удобрений и биогаза.
Гидролизное производство.
В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению.
Этанол как топливо
Этанол является менее «энергоплотным» источником энергии чем бензин (это касается только смесей с высоким содержанием этанола; пробег машин работающих на Е85 (смесь 85 % этанола и 15 % бензина; буква «Е» от английского Ethanol) на единицу объёма топлива составляет примерно 75 % от пробега стандартных машин. Обычные автомобильные ДВС не могут работать на Е85, хотя прекрасно работают на Е10. На «настоящем» этаноле могут работать только так называемые машины «Flex-Fuel» (автомобиль с многотопливным двигателем). Эти автомобили также могут работать на обычном бензине (небольшая добавка этанола всё же требуется) или на произвольной смеси того и другого. Бразилия является лидером в производстве и использовании биоэтанола из сахарного тростника в качестве топлива. Автозаправки в Бразилии предлагают на выбор либо Е20 (иногда Е25) под видом обычного бензина, либо «acool» Е100, азеотроп этанола (96 % С2Н5ОН и 4 % (по весу) воды). Пользуясь тем, что этанол дешевле бензина, недобросовестные заправщики разбавляют Е20 азеотропом, так что его концентрация может негласно доходить до 40 %. Также все современные поршневые танковые двигатели являются многотопливными.
Топливные смеси этанола
Е5, Е7, Е10 — смеси с низким содержанием этанола (5, 7 и 10 весовых процентов, соответственно), наиболее распространённые в наши дни. В этих случаях добавка этанола не только экономит бензин путём его замещения, но и позволяет удалить вредную оксигенирирующую добавку МТБЭ (метил –трет-бутиловый эфир).
Е85 — смесь 85 % этанола и 15 % бензина. Стандартное топливо для т. н. «Flex-Fuel» машин, распространённых, в основном в Бразилии и США, и в меньшей степени — в других странах. Из-за более низкой энергоплотности продаётся дешевле, чем бензин.
Е95 — смесь 95 % этанола и 5 % топливной присадки. Компания Scania начала разрабатывать дизельный двигатель для автобуса, работающий на 95 % этаноле в середине 80-х годов. Создана программа испытаний городских автобусов с двигателями, работающими на 95 % этаноле — BEST (BioEthanol for Sustainable Transport).
Е100 — формально 100 % этанол, однако в силу того, что этанол гигроскопичен, получение и использование этанола без остаточной концентрации воды невыгодно. Поэтому в большинстве случаев под Е100 подразумевают стандартную азеотропную смесь этанола (96 % С2Н5ОН и 4 % воды, (по весу); 96,5 % и 3,5 % в объёмных процентах). Путём обычной дистилляции невозможно получить более высокую концентрацию этанола.