БИОМАССА Как источник энергии

Окисление жирных кислот; бактерии, образующие Нг

С точки зрения защиты окружающей среды пропионовая и жирные кис­лоты с длинной цепью представляют гораздо больший, интерес как про­межуточные продукты анаэробной ферментации, чем лактат или этанол [3, 13, 39, 55]. Однако виды бактерий, которые вызывают катаболизм этих соединений, были выявлены совсем недавно. Первоначально пола-

17-89 гали, что Methanobacterium suboxydans окисляют масляную и капроно­вую кислоты в уксусную с образованием СН4 и валериановую в уксус­ную и пропионовую кислоты с образованием СН4 [8]. Пропионовая кислота может быть затем декарбоксилирована в уксусную кислоту с образованием С02 и СН4 под действием Methanobacterium propionicum. Однако в настоящее время считают, что эти соединения расщепляются под действием ацетогенных бактерий, производящих Н2, поскольку

- до сих пор не были получены чистые культуры метаногенов, рас­щепляющих жирные кислоты;

- культура, ферментирующая этанол Methanosarcina omelianskii, ока­залась синтрофическим сообществом двух видов бактерий [9];

- среда, обогащенная пропионовой и масляной кислотами, потреб­ляет Н2 без инкубационного периода и при энергичном распределении С02 и Н2 образуется СН4 в виде основного продукта в этих обога­щенных средах, а не в среде, обогащенной уксусной кислотой [56];

- кратковременный контакт с водородом ингибирует расщепление пропионовой и масляной кислот, а не уксусной кислоты, расщепляю­щейся в обогащенной среде [56] и в иле сточных вод [29].

Недавно из культуры с бактериями, использующими Н2, такими, как метаногены или десульфовибрио, были выделены анаэробные бакте­рии, катаболизирующие жирные кислоты [57]; они Р-окисляют жирные кислоты с четным числом углеродных атомов (масляную, капроновую или каприловую кислоты) в уксусную и Н2 :

СН3СН2СН2СОО" + 2Н20 2СН3СОО" + Н+ + 2Н2,

AG°' = + 48,1 кДж/реакция (7)

Или жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов (валериа­новая):

СН3СН2СН2СН2СОО - + 2Н20 «± СН3СОО" + + СН3СН2СОО" + Н+ + 2Н2, (8)

AG°' = +48,1 кДж/реакция,

Или гептановую кислоту в уксусную, пропионовую и Н2. Эти бактерии при отсутствии бактерий, потребляющих Н2, не могут использовать ис­точник энергии или комбинацию донора и акцептора электрона, обеспе­чивающих их рост.

Удалось также выделить виды бактерий, вызывающих катаболизм пропионовой кислоты в уксусную, СО2 и Н2 [58]:

СН3СН2СОО~ + зн2о?± СН3СОО" +нсо3 + + Н+ + ЗН2, (9)

AG°' = + 76,1 кДж/реакция.

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.