- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій
- •В.О. КРасінько біоенергетика та охорона довкілля конспект лекцій
- •Київ нухт 2013
- •1. Альтернативність біоенерготехнології
- •1.1. Джерела енергії. Розвиток нетрадиційних і відновних джерел енергії
- •1.2. Основні теорії і концепції в галузі технологічної біоенергетики
- •Глобальне споживання енергії
- •1.3. Характеристика паливно-енергетичного комплексу України
- •1.3.1. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії (нвде) у структурі пек України.
- •1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики
- •1.5. Енергоощадні технології
- •Запитаня для самоперевірки
- •2. Біоенергетика і біоконверсія енергії
- •2.1. Напрями технологічної біоенергетики
- •Біоконверсія сонячної енергії
- •Сировинна база для біоенергетики
- •2.4. Біоконверсія продуктів фотосинтезу
- •Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні
- •2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії
- •2.6. Обмеження у використанні біомаси
- •Запитаня для самоперевірки
- •3. Альтернативність біопалива
- •Згідно статті 3 Закону України «Про альтернативні види палива» паливо визначається альтернативним, якщо воно:
- •Згідно статті 4 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів рідкого палива належать:
- •Згідно статті 5 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів газового палива належать:
- •3.1. Види біопалива
- •Перелік нормативно-правових документів, прийнятих в Україні, які регулюють відносини у сфері використання біопалива:
- •3.2. Тверде біопаливо
- •3.3. Одержання енергії з твердої біомаси
- •3.4 Рідке біопаливо
- •3.5. Характеристики моторних видів палива
- •3.6. Біоетанол
- •Запитаня для самоперевірки
- •4. Технологічні особливості одержання біоетанолу
- •4.1. Етапи виробництва біоетанолу на крохмалевмісній сировині
- •4.2. Виробництва біоетанолу на мелясі
- •4.3. Алкогольна ферментація гідролізатів деревини
- •4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні
- •4.6. Продуценти біоетанолу
- •4.6.1. Метаболічна інженерія дріжджів Saccharomyces cerevisiae
- •4.7. Екологічні аспекти одержання біоетанолу
- •Характеристика продуктів переробки зернової барди 7
- •Запитаня для самоперевірки
- •5. Технологічні ососбливості одержання біодизелю
- •5.1. Сировинна база для одержання біодизелю
- •5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю
- •5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку
- •5.2.2.Технологія ріпаково-метильованого ефіру (рме)
- •5.3. Потенціал України у виробництві біодизелю
- •5.4. Переваги та недоліки біодизелю як пального
- •5.5. Питання охорони довкілля за виробництва біодизелю
- •Запитаня для самоперевірки
- •6. Метаногенез як біоенергетичний процес
- •6.1. Характеристика асоціації мікроорганізмів – продуцентів біогазу
- •6.2. Сировина для виробництва біогазу
- •6.3. Технологічні особливості виробництва біогазу
- •6.4. Промислові апарати для одержання біогазу
- •6.5. Переваги біогазових технологій
- •6.6. Недоліки біогазових технологій
- •Запитаня для самоперевірки
- •7. Біосинтез і фотосинтез енергетично багатих речовин
- •7.1. Біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу
- •7.2 Біопальне з біомаси водоростей
- •7.2.1. Можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біодизелю.
- •Запитаня для самоперевірки
- •8. Біоводень як перспективний вид біопалива
- •8.1. Біотехнологічні способи одержання водню
- •8.2. Фотобіоніка – створення штучних систем біоводню
- •8.3. Продуценти водню
- •8.4. Компоненти біосистем водню
- •8.5. Питання охорони довкілля за виробництва біоводню
- •Запитаня для самоперевірки
- •9. Технологічні основи одержання біопрепаратів на основі мікроорганізмів для інтенсифікації біоенергетичних процесів.
- •9.1. Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях
- •9.2. Особливості одержання та застосування ферментів целюлолітичного комплексу у біоконверсії целюлозовмісної сировини в енергоносії
- •Очистка і характеристика ендоглюканаз із мікробних джерел 11
- •Очистка і характеристика целобіаз із мікробних джерел 11
- •Запитаня для самоперевірки
- •10. Проблеми безпеки біоенерготехнологій
- •10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій
- •10.2. Проблеми безпеки біопалива
- •10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики
- •Проблеми виробництва рідкого біопалива
- •Запитаня для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури
Очистка і характеристика ендоглюканаз із мікробних джерел 11
Мікроорганізм - продуцент |
Методи виділення і очистки |
Характеристика |
Sporotrichum рulverulentum
|
Осадження сульфатом амонію, іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-сефадаксі і SP-сефадаксі, афінна хроматографія на конканавалін-А-сефарозі |
П’ять ендоглюконаз, що відрізняються Mr, pl, складом вуглеводів, кінетичними параметрами.
|
Irpex lacteus
|
Гель-фільтрація через Біогель Р-100, хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі |
Ендоглюконаза з Mr 15500, низьким вмістом вуглеводів |
Humicola insolens
|
Осадження сульфатом амонію, адсорбція на авіцелі, гель-фільтрація на Сефадексах G-50, G-100, хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі |
Ендоглюконаза з високою термостабільністю і високим вмістом вуглеводів (39%) |
Termoascus aurantiacus
|
Осадження сульфатом амонію, гель-хроматографія на Сефадексі G-100, препаративний електрофорез |
Три термостабільні ендоглюконази, що відрізняються Mr, pl, вмістом вуглеводів |
Trichoderma viride
|
Фракційне осадження сульфатом амонію, афінна хроматографія на порошковій целюлозі, хроматографія на ДЕАЕ-сфероні, хроматофокусування |
Шість ендоглюконаз, що відрізняються вмістом вуглеводів, адсорбційною здатністю на целюлозі та лігніні |
Clostridium thermocellum
|
Осадження сульфатом амонію, хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі і SP-сефадексі
|
Ендоглюконаза з Mr 80 кДа
|
Talaromyces emersoni
|
Осадження сульфатом амонію, гель-фільтрація через Сефадекс G-150, хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі, препаративний електрофорез |
Чотири ендоглюконази з однаковою специфічністю, активністю, що відрізняються pl, Mr, вмістом вуглеводів
|
Trichoderma reesei L27
|
Іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-сефарозі CL-6В рехроматографія в різноманітних умовах елюіювання |
Ендоглюконази І-ІІІ, що відрізняються pl і вмістом вуглеводів
|
Scierolium rolfsii
|
Адсорбція на Авіцелі, гель-фільтрація на Біогелі Р-150, препаративне ізоелектрофокусування |
Три ферменти з однаковою Mr і різними pl
|
Schisophillum commune |
Осадження сульфатом амонію, гель-фільтрація через Біогель Р-150 |
Ендоглюконази з pl, що знаходиться в лужному середовищі |
Таблиця 9.2
Очистка і характеристика целобіогідролаз із мікробних джерел 11
Мікроорганізм - продуцент |
Методи виділення і очистки |
Характеристика |
Humicola insolens
|
Адсорбція на МКЦ, десорбція при рН 9,0, хроматографія на Сефадексах G-50 і G-100, хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі |
Містить 26% вуглеводів, підвищена адсорбційна здатність, термостабільність |
Trichoderma reesei
|
Іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-сефарозі, препаративне ізоелектрофокусування |
Виділено дві целобіогідролази, що відрізняються рІ, складом вуглеводів |
Penicillium funiculosum
|
Іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі, препаративне ізоелектрофокусування |
Містить 9% нейтральних вуглеводів
|
Termoascus aurantiacus
|
Фракційне осадження сульфатом амонію, гель-хроматографія на Сефаадексі G-100, препаративний дискелектрофорез |
Низький вміст вуглеводів, висока термостабільність
|
Geotrichum candidum
|
Іонообмінна хроматографія на ДЕАЕ-сефадексі, ізоелектричне фокусування на колонці |
Фермент з рІ 5,9 і Mr 63 кДа
|
Trichoderma viride
|
Фракційне осадження сульфатом амонію, афінна хроматографія на порошковій целюлозі, хроматографія на ДЕАЕ-сфероні, преперативне ізоелектрофокусування в гелі |
Різноманітні форми целобіогідролаз з рІ 3,8; 4,0; 4,2; подібна субстратна специфічність
|
Acetivibris celluloyticus |
Препаративний гель-електрофорез
|
Фермент з Mr38 кДа
|
Tricoderma viridereesei
|
Іонообмінна хроматографія на Сфероні-P і ДЕАЕ-сефадексі, гель-електрофорез |
Визначений амінокислотний склад фермента,N-кінцеві амінокислоти |
Sclerotium rolfsii
|
Хроматографія на Сефадексі G-75 і ДЕАЕ-сефадексі, гель-електрофорез
|
Висока термостабільність, висока активність за целюлозою |
Trichoderma reesei |
Афінна хроматографія, хроматографія на ДЕАЕ-сефарозі і SP-сефадексі
|
Целобіогідролаза ІІ, вивчена субстратна специфічність |
Fusarium lini |
Фракційне осадження сульфатом амонію, ізоелектрофокусування
|
Ферменти, що відрізняються біохімічно і за субстратною специфічністю |
Таблиця 9.3
