Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Бич Г. -> "Биотехнология. принципы и применение " -> 29

Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.

Бич Г., Бест Д., Брайерли К., Кумбс Дж. Биотехнология. принципы и применение — М: Мир, 1988. — 480 c.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка): biotehnologiyaprincipiiprimeneniya1988.djvu
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 210 >> Следующая

для получения высококачественного топлива из биомассы, только в этом и
заключается, наверное, их сходство.
2.5.3. Этиловый спирт
Производство этилового спирта при помощи дрожжей основано на давно
устоявшейся технологии (см. также гл. 3). Для получения топливного спирта
необходимо осуществить ряд процессов (рис. 2.5): подготовить сырье,
провести брожение, отгонку и очистку, обезвоживание (если предполагается
использовать продукт в смеси с нефтью), денатурацию и организовать
хранение. Нужно также переработать кубовые остатки (захоронить или
использовать на корм животным и т. п.). На каждой стадии есть свои узкие
места, о которых надо всегда помнить, поскольку это прямо определяет саму
возможность использования процесса сбраживания для получения жидкого
топлива, его энергобаланс и экономичность.
Объем производства крупных спиртовых заводов может быть очень большим:
они ежегодно потребляют тысячи тонн сырья и выпускают миллионы литров
продукции. Наибольший вклад в; энергобаланс страны производство
топливного спирта дает в; Бразилии. В 1982 г. там было получено 5-109 л
спирта, и производство его по программе Proalcool расширяется.
Ожидается,, что в 1985 г. будет получено более 1Ы09 л.
Программа эта осуществляется главным образом на заводах, где проводят
прямое сбраживание сока сахарного тростника; часть спирта производится из
мелассы. Вторая крупная национальная программа - это производство
"бензирта" (ga.soh.ol)> в США: оно основано на сбраживании кукурузного
крахмала. В 1984 г. ежегодное производство этого продукта составляло1 5-
108 галлонов.
Технический спирт применяют главным образом как горючее для двигателей
внутреннего сгорания. Чаще всего, его исполь-зуют в смесях, но при
наличии подходящих машин и в чистом!
Энергия и биотехнология
67
Этанол Рис. 2.5. Схема процесса производ-
5*
68
Глава 2'
виде. Разница между этими двумя способами заключается в том, что во
избежание разделения фаз для смешивания с нефтью нужно использовать
обезвоженный спирт. С другой стороны, специально сконструированный
двигатель может работать и на 95%-ной смеси спирта с водой, получаемой
при первичной отгонке. Хотя этиловый спирт можно использовать для
приготовления пищи, обогрева, освещения или производства пара и
электричества, особой выгоды получить здесь не удается. Дело в том, что в
процессе превращения биомассы в этанол происходит значительная потеря
энергии.
Энергия потребляется на всех стадиях переработки спирта. Больше всего
тратится ее на концентрирование и обезвоживание при перегонке. Энергию
эту можно получать из отходов сырья (багассы, соломы и т. д.), сжигая
древесину или ископаемое топливо, газ, нефть или уголь. В целом
энергозатраты на переработку сырья близки к количеству энергии,
получаемой в форме спирта. По этой причине энергообеспечение всего
процесса должно идти либо за счет переработки отходов, либо за счет
использования самого дешевого топлива.
Основную массу вырабатываемого на крупных предприятиях спирта получают
сегодня при помощи дрожжей [Saccharomy-ces, обычно S. cerevisiae, но
иногда и S. uvarurn (carls-bergensis) и 5. diastaiicus]. Первая задача
здесь - подобрать дрожжи, подходящие для переработки определенного
субстрата. Дрожжи 5. cerevisiae могут расти на глюкозе, фруктозе,
мальтозе ималь-тотриозе, т. е. на сахарах, содержащихся в их обычной
"пище", которую они получают от сахар- или крахмал-содержащих растений.
5. diastaticus может также использовать, декстрины, а виды Kluyveromyces
fragilis и К. lactus - лактозу.
Образование этилового спирта дрожжами - это анаэробный процесс, но для их
размножения нужен кислород. В следовых количествах кислород, возможно,
нужен и для поддержания жизнедеятельности клеток, образующих спирт. В
ходе метаболизма осуществляется сложная регуляция образования этанола из
глюкозы. Сам процесс метаболизма, жизнеспособность клеток, их рост,
деление и образование спирта зависят от концентрации субстрата, кислорода
и конечного продукта (спирта). Большую роль в увеличении выхода сыграл
отбор штаммов дрожжей, более устойчивых к повышенным концентрациям как
субстрата, так и спирта.
По возможности содержание твердого сбраживаемого компонента в сырье
должно быть 16-25% (вес/объем), тогда ко-, нечная концентрация этилового
спирта составит 6-12%. Для большинства видов дрожжей оптимальная для их
жизнедеятельности температура лежит в пределах от 25 до 33 °С.
Осуществление процесса при pH 4-5 уменьшает опасность микробного
Энергия и биотехнология
69
загрязнения и препятствует развитию так называемых "дрожжей-убийц".
Требования к дополнительным источникам питания определяются природой
сырья, используемого при подготовке субстрата. Так, если сырьем служит
меласса, то приходится добавлять вещества - источники азота и фосфора, а
если в основе лежит высоко очищенный гидролизат крахмала, то может
понадобиться добавить незаменимые микроэлементы и витамины.
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed