54.Задачи экологической биотехнологии.

Специфическое применение биотехнологических методов для решения проблем окружающей среды, таких, как переработка отходов, очистка воды, устранение загрязнений, составляет пред мет экологической биотехнологии. Экологическая биотехнология - это новейший подход к охране и сохранению окружающей среды при совместном использовании достижений биохимии, микро биологии, генетической инженерии и химических технологий.

Круг проблем, решаемых экобиотехнологией, чрезвычайно широк — от разработки и совершенствования методологии комплексного химико-биологического исследования экосистем вблизи источников техногенных воздействий до разработки технологий и рекомендаций по рекультивации почвы, биологической очистке воды и воздуха и биосинтезу препаратов, компенсирующих вредное влияние изменения окружающей среды на людей и животных. В процессе круговорота загрязняющих веществ в экосистемах огромную роль играют м/о. Помимо использования деятельности м/о в пищевой, фармацевтической, хим.пром-ти и в ген.нженерии появилась возм-ть их применения для переработки отходов жизнедеятельности человека. В связи с ростом городов и развитием промышленности возникли серьезные экологические проблемы: загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ, в том числе канцерогенных, бытового мусора и отходов, загрязнение воздуха. Однако многие из созданных человеком низкомолекулярных соединений (ядохимикаты, детергенты) и высокомолекулярных полимеров оказались устойчивыми и не разлагаются микро- организмами, т. е. требуется разработка более усовершенствованных технологий.

Обычно для утилизации отходов применяют комплексы м/о и специальные приборные устройства. Многие из созданных человеком химических веществ проявляют биологическую активность: обладают мутагенными, канцерогенными свойствами, нарушают структуру клетки. Некоторые загрязняющие биосферу вещества по своему происхождению являются природными соединениями. Например, компонент древесины ЛИГНИН, образующийся в значительных количествах как отход целлюлозно промышленности, — опасный поллютант. К числу загрязняющих биосферу веществ природного происхождения принадлежат и многие ароматические и галогенсодержащие углеводороды.

55. Производство этанола.

Этанол может быть произведен как из ископаемого топлива, как например, природный газ или сырая нефть, так и из биомассы (зерна, древесины и т.п.) как биоэтанол.Биоэтанол используется в различных пропорциях смеси с бензиновым или дизельным топливом;Этанол может быть произведен разными путями с использованием разного сырья. Бразилия использует сахарный тростник как первичное сырье, но возможны и другие компоненты. Более, чем 90% этанола изготовленного в США производится из зерна.

Основные этапы производства для сухого способа производства этанола: очистка и подготовка содержащего крахмал сырья, сжижение и осахаривание (гидролиз крахмала в глюкозу), брожение, дистилляция, обезвоживание, и денатурирование (при необходимости). Углекислый газ, получаемый в процессе брожения, это потенциально вредный тепличный газ (создающий тепличный эффект в атмосфере Земли и вызывающий глобальное потепление на планете).

Этанол производился в результате брожения. В течение спиртового брожения, глюкоза превращается в этанол и углекислый газ по уравнению:C6H12O6 > 2 CH3CH2OH + 2 CO2. Чтобы сделать спирт пригодным в качестве топлива его обезвоживают (абсолютируют). Основной метод - это дистилляция, но концентрация этанола в этом случае ограничивается содержанием этанола в смеси этанол-вода 95-96%. Дальнейшее увеличение доли спирта в смеси этанол-вода экономически не целесообразно, так как требует больших расходов энергии. Смесь 96% этанола + 4% Воды может быть использована как топливо, и называется очищенным топливом этилового спирта. К настоящему времени, широко используемым методом обезвоживания является физический процесс адсорбции, использующий молекулярные сита. Другой метод - это азеотропная дистилляция, достигаемая введением в смесь этанол + вода углеводородного бензола. Тем не менее, бензол является мощным канцерогеном и вероятно будет скоро запрещен к использованию.