Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій

Всі цитати, цифровий та фактичний

матеріал, бібліографічні відомості

перевірені. Написання одиниць

відповідає стандартам

Підпис(и) автор(ів)

Красінько В.О. _____________

«_____» _____________2013 р.

Реєстраційний номер електронного конспекту лекцій у НМВ №69.25 – 04.12.2013

СХВАЛЕНО

на засіданні кафедри

біотехнології і мікробіології.

Протокол № 6

від 14.11. 2013 р.

1. АЛЬТЕРНАТИВНІСТЬ БІОЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЇ.........................

6

1.1. Джерела енергії. Розвиток нетрадиційних і відновних джерел енергії...........................................................................................

6

1.2. Основні теорії і концепції в галузі технологічної біоенергетики............................................................................................

6

1.3. Характеристика паливно-енергетичного комплексу України......................................................................................................

8

1.3.1. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії (НВДЕ) у структурі ПЕК України..........................................................

9

1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики...................

10

1.5. Енергоощадні технології......................................................

11

2. БІОЕНЕРГЕТИКА І БІОКОНВЕРСІЯ ЕНЕРГІЇ................................

12

2.1. Напрями технологічної біоенергетики...............................

12

2.2. Біоконверсія сонячної енергії..............................................

13

2.2.1. Трансформація сонячної енергії............................

13

2.3. Сировинна база для біоенергетики.....................................

14

2.4. Біоконверсія продуктів фотосинтезу..................................

16

2.4.1. Біомаса - відновне джерело енергії........................

16

2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії......

19

2.6. Обмеження у використанні біомаси...............................

20

3. АЛЬТЕРНАТИВНІСТЬ БІОПАЛИВА...............................................

20

3.1. Види біопалива.....................................................................

22

3.2. Тверде біопаливо..................................................................

23

3.3. Одержання енергії з твердої біомаси..................................

25

3.3.1.Пряме спалювання....................................................

25

3.3.2. Газифікація біомаси................................................

25

3.4 Рідке біопаливо......................................................................

27

3.5. Характеристики моторних видів палива............................

27

3.6. Біоетанол...............................................................................

27

4. ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ОДЕРЖАННЯ БІОЕТАНОЛУ

31

4.1. Етапи виробництва біоетанолу на крохмалевмісній сировині.....................................................................................................

31

4.1.1. Підготовка сировини...............................................

31

4.1.2. Стадія ферментації..................................................

32

4.1.3. Виділення і очищення біоетанолу.........................

32

4.2. Виробництва біоетанолу на мелясі.....................................

33

4.3. Алкогольна ферментація гідролізатів деревини................

36

4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні..................

41

4.6. Продуценти біоетанолу........................................................

45

4.6.1. Метаболічна інженерія дріжджів Saccharomyces cerevisiae....................................................................................................

45

4.7. Екологічні аспекти одержання біоетанолу.........................

45

5. ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОСБЛИВОСТІ ОДЕРЖАННЯ БІОДИЗЕЛЮ

49

5.1. Сировинна база для одержання біодизелю........................

51

5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю...........

52

5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку....................................................................................

52

5.2.2.Технологія ріпаково-метильованого ефіру (РМЕ)

53

5.3. Потенціал України у виробництві біодизелю....................

53

5.4. Переваги та недоліки біодизелю як пального....................

54

5.5. Питання охорони довкілля за виробництва біодизелю.....

56

6. МЕТАНОГЕНЕЗ ЯК БІОЕНЕРГЕТИЧНИЙ ПРОЦЕС.....................

57

6.1. Характеристика асоціації мікроорганізмів – продуцентів біогазу........................................................................................................

58

6.1.1. Гідролітичні бактерії...............................................

58

6.1.2. Гетероацетогенні бактерії.......................................

58

6.1.3. Метаногенні бактерії...............................................

58

6.2. Сировина для виробництва біогазу.....................................

59

6.3. Технологічні особливості виробництва біогазу................

59

6.4. Промислові апарати для одержання біогазу......................

61

6.5. Переваги біогазових технологій..........................................

63

6.6. Недоліки біогазових технологій..........................................

64

7. БІОСИНТЕЗ І ФОТОСИНТЕЗ ЕНЕРГЕТИЧНО БАГАТИХ РЕЧОВИН..................................................................................................

64

7.1. Біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу..............

65

7.2 Біопальне з біомаси водоростей...........................................

66

7.2.1. Можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біодизелю..............

66

7.2.2 Технологічні особливості процесу виробництва біодизелю з використанням мікроводоростей.......................................

67

8. БІОВОДЕНЬ ЯК ПЕРСПЕКТИВНИЙ ВИД БІОПАЛИВА..............

69

8.1. Біотехнологічні способи одержання водню.......................

69

8.2. Фотобіоніка – створення штучних систем біоводню........

70

8.3. Продуценти водню.............................................................

71

8.3.1. Особливості воденьтвірних бактерій....................

71

8.3.2. Асоціації культур для одержання водню..................

72

8.4. Компоненти біосистем водню...........................................

72

8.5. Питання охорони довкілля за виробництва біоводню....

72

9. ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ОДЕРЖАННЯ БІОПРЕПАРАТІВ НА ОСНОВІ МІКРООРГАНІЗМІВ ДЛЯ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ БІОЕНЕРГЕТИЧНИХ ПРОЦЕСІВ.........................................................

73

9.1. Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях................................................................................

73

9.2. Особливості одержання та застосування ферментів целюлолітичного комплексу у біоконверсії целюлозовмісної сировини в енергоносії.............................................................................

75

9.2.1. Біотехнологічні особливості одержання целюлаз......................................................................................................

75

9.2.2. Технологічні особливості застосування целюлаз у процесах біоконверсії целюлози..........................................................

80

10. ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ БІОЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЙ.....................

83

10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій.................................................................................

84

10.2. Проблеми безпеки біопалива.............................................

85

10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики......................................

85

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ....................................

88