Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
В процессе анаэробной переработки навоза в биогазовом реакторе непреоывного действия «Горизонталь 80», выпускаемом финской фирмой «Bio Energy OY», происходит обеззараживание. При этом гибнут 99% теплостойких колиформ и 97% фекальных стрептококков. При переработке 2200 м3 свиного навоза получают биогаз в количестве, эквивалентном 357 тыс. кВт-ч (Экспресс-информ. ..., 1986).
Осуществлено исследование выживаемости семян сорной травы в анаэробном ферментере при разложении навоза молоч-
21G
ного скота. Обнаружено, что 20-суточная переработка сильнее подавляет жизнеспособность семян, чем 15-суточная. Прорастающие семена чувствительнее к разрушающему действию анаэробной переработки, чем покоящиеся. Периодический процесс переработки навоза воздействует на семена сильнее, чем непрерывный (Jeyanayagam, 1984).
В настоящее время микробиологическое получение метана может стать дополнительным источником топлива при решении проблем энергетики. Однако производство метана требует изыскания новых крупномасштабных источников сырья. Одним из таких источников является биомасса, из которой может быть получено жидкое и газообразное топливо.
Биомассой обычно называют возобновляющееся органическое вещество, генерируемое растениями путем фотосинтеза. Первичным источником биомассы являются деревья, сельскохозяйственные культуры, водные растения. После сбора и переработки биомассы в товарные продукты образуются отходы, которые вместе с городскими отходами могут оказаться источником большого количества органического материала, пригодного для получения дополнительной энергии.
На земном шаре ежегодно продуцируется более 100 млрд т сухого вещества растительной биомассы (Семенов, 1973), Энергия, запасаемая при фотосинтезе, составляет 3-1021 Дж в год, но эта величина в 10 раз превышает все энергетические затраты человечества (Красновскин, 1984).
По данным американских ученых, сегодня на долю биомассы в США приходится 2,1 трлн МДж энергии, в то время как в стране потребляется 82,3 трлн МДж. Доля энергии биомассы незначительна по сравнению с долей энергии потребляемого нефтяного топлива (40,1 МДж) или природного газа (21,9 трлн МДж). К концу XX в. количество энергии, получаемой в результате переработки биомассы, может возрасти до 5,3—10,6 трлн МДж. Таким образом, биомассе, по мнению авторов, следует отвести существенную роль в энергетическом балансе стра^ ны (Мкинернн, 1985).
Ученые считают, что вклад в общую мировую энергетику биомассы в ближайшие 50—100 лет не превысит 10—15%. Однако для некоторых стран эта цифра будет значительно выше: для Кении — 75%, Индии — 50, Бразилии — 25%. Как уже говорилось, биомасса является постоянно возобновляемым источником топлива, поэтому она вносит весомый вклад в общий энергетический баланс, который можно сравнивать с вкладом гидро- и атомной энергии (Bente, 1981; Панцхава, Березин,
1986).
Около половины органического вещества биомассы, производимой на Земле растениями, составляет целлюлоза. Значительная часть ее расходуется на топливо и строительные материалы. Но главная часть фотосинтетически созданной целлюлозы всту-
217
пает в биологический круговорот, вовлекаясь в различные процессы окисления и распада (Красновский, 1984).
Большое значение решению проблемы получения метана из растительной биомассы придают в США, ФРГ и Франции. В США Министерством энергетики разработана программа по трансформации растительной биомассы в газообразное топливо. Эта программа позволит в значительной степени уменьшить ввоз сырой нефти и снизить потребление природного газа в качестве горючего. В результате проведенного анализа сделан вывод, что в недалеком будущем США и другие страны будут уже не в состоянии удовлетворять свои энергетические потребности в топливе за счет невозобновляемых источников, следовательно, необходимо активизировать работу по разработке и усовершенствованию технологии использования возобновляемых источников энергии (Moon, 1984). Для переработки в метан предполагается утилизация неделовой древесины и отходов сельскохозяйственного производства.
Доля энергии, получаемой из биомассы, в США составляет лишь 2,5% в общем энергобалансе. Однако, по мнению американских ученых, к 2000 г. она может возрасти до 15—20%. Эти прогнозы имеют под собой реальную основу. Биомасса страны по теплотворной способности в 15 раз превышает то количество энергии, которое США ежегодно импортирует в виде нефти, и почти в 4 раза — совокупное количество потребляемой в год энергии. В сельском хозяйстве США образуется большое количество разнообразных отходов, только пожнивных остатков накапливается около 400 млн т в год. Теплотворная способность 1 т сухих пожнивных остатков составляет примерно 142 млн Дж. Таким образом, энергетический потенциал пожнивных остатков практически в 2 раза выше затрат энергии в сельском хозяйстве и достигает почти 5% общего объема энергии в стране (Васильев, 1981). Тем не менее американские ученые считают, что более реально оценивать потенциал пожнивных остатков в 1—2% от упомянутого объема, учитывая при этом, что пожнивные остатки играют важную роль в сохранении продуктивности почвы.
