БИОМАССА Как источник энергии

Ферментация этанола и лактата

Первым доказательством различия видов ацетогенных бактерий было выделение S-микроорганизмов из Methanosarcina omelianskii [9]. Перво­начально предполагалось, что под действием метаногенов происходит окисление этанола до уксусной кислоты и восстановление С02 до СН4:

2СН3СН2ОН + НС03- Ї± 2СН3СОО~ + СН4 + Н+ + Н20,

AG°' = - 116,4 кДж/реакция. (4)

Однако впоследствии было установлено, что такая ферментация происходит под действием синтрофического сообщества двух видов бактерий: S-микроорганизмы приводят к катаболизму этанола до уксус­ной кислоты и Н2:

СН3СН2ОН + Н20 tt СН3СОО- + Н+ + 2Н2,

AG0' = + 9,6 кДж/реакция, (5)

А метаногены используют образующийся Н2 для восстановления С02 в СН4 [уравнение (1)]. Образование водорода и уксусной кислоты из эта­нола при использовании Н2 для восстановления С02 в СН4 [уравнение (1)] энергетически неблагоприятно: свободный Н2 задерживает рост S-микроорганизмов.

Штаммы Desulfovibrio desulfuricans и Desulfovibrio vulgaris [53] при вы­ращивании без сульфата в присутствии метаногенов, потребляющих во­дород, образуют его из лактата или этанола. Лактат (молочная кисло­та) расщепляется на уксусную кислоту, С02 и Н2, а этанол-на уксусную кислоту и Н2.

Если образующийся водород быстро поглощается метаногенами для образования СН4, то

СН3СНОНСОО~ + 2Н20 СН3СОО~ + нсо3 + Н+ + + 2Н2,

AG°' = - 4,2 кДж/реакция. (6)

Быстрое потребление Н2 метаногенами вызывает сдвиг равновесия этих реакций, что благоприятствует образованию и росту на этих субстратах ацетогенных бактерий. Лактат после роста Desulfovibrio desulfuricans в присутствии Methanosarcina barkeri, которые для образования метана используют как уксусную кислоту, так и Н2, полностью расщепляется на С02 и СН4 [54].

БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энер­гетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.

Кислород

Микроорганизмы, ответственные за производство этанола фермента­цией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из на­чального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.

Тепловой и энергетический к. п. д

Для составления энергетического баланса необходимо точно опреде­лить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из си­стем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеаль­ной.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.