Біомаса та її властивості. Основні технології використання біомаси.
Біомаса – сукупна маса рослинних і тваринних організмів, які присутні в біоценозі в момент дослідження. Біомаса є 6 по запасам і доступним на сьогодні джерело енергії після горючих сланців, урану, вугілля, нафти, природного газу. Е 5 по виробництву поновлюваних джерел енергії після прямої сонячної енергії, вітрові, гідро- і геотермальної енергії. Є найбільшим джерелом по використанню у світовому господарстві. Хімічний склад біомаси:
25% - лігнін, 75% - вуглеводи і сахариди. Вуглеводнева фракція складається з сахаридів, які між собою сполучаються альфа, бета зв’язками у довгі полімерні ланцюги. Найпоширенішим є целюлоза. Лігнінова фракція – з невуглеводневого типу. Це складні довгі полімерні ланцюги, які склеюють молекули целюлози між собою і надають їм міцності.
Біомаса може використовуватись:
для виробництва тепла (спалювання)
електроенергії
біопалива
біогазу (метан, водень)
Біопаливо може бути:
тверде (деревина, солома, органічні відкладення)
рідке (біоетанол, біоспирт)
Для трансформації в енергію:
газоподібне (біоводень, метан)
зелений бензин
Первинна біомаса – рослини,м/о, тварини.
Вторинна – продукти життєдіяльності людини
Для переробки біомаси запропонована ферментація цукру, гідроліз вуглеводів, гідрування або окиснення, піроліз, газифікація з утворенням синтез газу.
З біомаси можна отримати аргінін. Це базовий хімікат, бо з неї можна отримати полімерні матеріали. Глутамін отримають ферментатацією з меляси і глюкози, використовують як харчову домішку. Гліцерин можна отримати ферментацією, з рослинних олій.
23.Біотехнології переробки біомаси
Біопереробка:
Аеробне розкладання відходів в траншеї: консервні, овочеві підприємства.
Траншею заповнюють так,щоб можна було встановити склад і щільність відходів. Повинні бути свердловин,щоб контролювати якість підземних вод. Метод дозволяє скоротити час утилізації, зменшити кількість паразитів,мух,неприємний запах, не потребує великих коштів.
Анаеробне розкладання відходів:
Для
отримання палива при певних умовах.
Температура 30-35
Деякі відходи можуть утворювати водень.
Вермикультивування: Це переробка відходів з використанням хробаків.
Хробаки:
1)Ті,що живуть на поверхні і в компостах Eisenia foetida, Lumbricus castaneus,E. Nordenecioci.
2)грунтов-підстилкові Lumbricus castaneus,E. Nordenecioci.
3)у глибоких шарах чи в нірках. L. terestis, Dentroboena flatura.
Біомаса червяків складає 50-70% біомаси грунту. Їдять рослинний детрит, м/о, гриби,водорості.Вони їх перетравляють і виділяють із копролітами велику кількість мікрофлори, ферментів,БАР, які володіють антибіотичними властивостями і попереджає розвиток патогенної мікрофлори, гнилистих процесів. У травному каналі червяків є гумусні речовини. Вони залежать від складу гумусу. В копролітах червяків 10-15% гумусу. Хробаки працюють у значному діапазоні температур: 8-29 °С.кокони відкладають при 8-10. Потомство 1500 особин і 1 т гумусу на рік.
З 1 т компосту = 600кг біогумусу і 10-15 кг хробаків.при оптимальних умовах 4-16 років життя.
Переваги:екологічно безпечно, безперервність процесу, збільшення біогумусу і підвищення якості грунтів, безвідходність, невелика вартість, відновлення ландшафтів.
Недоліки: тривалість, великі площі, низіка швидкість переробки, необхідність сортування відходів.
Компостування
Спосіб знешкодження твердих відходів,який базується нна розкладанні орг. Речовин мікроорганізмами.
Під час компостування в матеріалі висока температура,яка згубна для насіння шкідників, патогенних м/о, яєць гельмінтів і грибів.
Найбільш поширений метод – компостування в Буртах(штабелях) без попередньої обробки відходів. Висота бурт 1,5-2 м, ширина основи 2-4м, довжина 10-25м.Для покращення компостування вносяться різні речовини(вапно,дріжджі). При компост-ні великої кількості кори,хвох – вносять гашене вапно 10 кг/м3.це покращює структуру грунту, перешкоджає накопиченню важких Ме, зв’язує вологу.
Травяні настої каналізують розкладення, стимулюють діяльність деяких м/о. настої: 2-3 дні в бочках з водою. В погану погоду вноситься закваска для кращого розкладання.