Данная презентация предназначена для студентов специальности Биотехнология. В ней приводятся такие понятия, как экологическая биотехнология и ее задачи, значение производства биоэтанола для народного хозяйства, свойства этанола, основное сырье для получения биоэтанола (меласса, картофель, маниок, стебли кукурузы, злаки, топинамбур (земляная груша), сахарный тростник, ананас, сахарная свекла, сорго), разновидности биоэтанола, основные страны-производителя данного вида топлива, газохол.общая вводная лекция о значении производства биологического топлива - биоэтанола
Введение в
дисциплину
1.Экологическая
биотехнология и ее
задачи
2.Значение биоэтанола
для народного
хозяйства
Проблемы окружающей
среды
• переработка отходов,
• очистка воды,
• загрязнение водоемов,
• накопление ядовитых веществ (в том
числе канцерогенных, бытового мусора и
отходов)
• загрязнение воздуха
• Специфическое применение
биотехнологических методов для
решения проблем окружающей среды
составляет предмет экологической
биотехнологии
Экологическая
биотехнология
• это новейший подход к охране
и сохранению окружающей
среды при совместном
использовании достижений
биохимии, микробиологии,
генетической инжененрии и
химических технологий
Задачи экологической
биотехнологии
• разработка и совершенствование
методологии комплексного химико-
биологического исследования экосистем
вблизи источников техногенных
воздействий
• разработка технологий и рекомендаций по
рекультивации почвы, биологической
очистке воды и воздуха и биосинтезу
препаратов, компенсирующих вредное
влияние изменения окружающей среды на
людей и животных.
Микроорганизмы
• Кроме использования
деятельности микроорганизмов в
пищевой, фармацевтической,
химической промышленности и
в генной инженерии появилась
возможность их применения для
переработки отходов
жизнедеятельности человека
Искусственные и
природные соединения,
загрязняющие биосферу
• компонент древесины лигнин,
образующийся как отход целлюлозно-
бумажной промышленности, -
опасный поллютант.
• многие ароматические и
галогенсодержащие углеводороды.
• ядохимикаты, детергенты
• высокомолекулярные полимеры
Решение
• многие из созданных человеком
соединений оказались устойчивыми
и не разлагаются
микроорганизмами
• требуется разработка более
усовершенствованных технологий,
например, производство биоэтанола
из отходов промышленности и
сельского хозяйства
Значение
биоэтанола для народного
• Энергию можно получать из
хозяйства
растений, богатых углеводами,
превращая их в спирт (этанол).
• К ним относятся меласса,
картофель, маниок, стебли
кукурузы, злаки, топинамбур
(земляная груша).
• сахарный тростник, ананас,
сахарная свекла, сорго, у которых
основной углевод – сахароза.
Значение биоэтанола для
народного хозяйства
• Большое количество этанола
получают из гидролизатов
древесины лиственных пород или
из сульфитных щелоков –
отходов бумажных фабрик.
• Полученный спирт можно
смешивать с бензином в
соотношении 1: 9 (или даже 1:4) и
заправлять им машины.
Свойства этанола
• Он прекрасный растворитель,
• Этанол служит также субстратом для
антифриз, экстрагент.
синтеза многих растворителей,
красителей, лекарственных препаратов,
смазочных материалов, клеев, моющих
средств, пластификаторов, взрывчатых
веществ и смол для производства
синтетических волокон. Его используют
в двигателях внутреннего сгорания
либо в безводном виде, либо в форме
гидратированного этанола.
• Этот раствор отделяют от твердых
При переработке
сахарного тростника
• его тщательно давят,
целлюлозу (жом) отделяют от сладкого сока и
•
сжигают, а сок концентрируют, стерилизуют и
подвергают брожению.
компонентов и далее из 8 – 10 % - ного
спиртового раствора путем перегонки
получают этанол.
• Из оставшейся жидкости (стиллаж) после
соответствующей переработки извлекают
компоненты удобрений с выходом 2 – 3 %.
используют в качестве корма для
сельскохозяйственных животных.
• «Барду» (кубовой остаток) после перегонки
Производство этанола в
Бразилии
Маниок – прекрасное сырье
для биоэтанола
• способен расти и в полупустынных
районах; он может использоваться
круглогодично.
• Из 1 т маниока удается получить
80 л этанола, а из 1 т сахарного
тростника – 60-65 л.
Газохол
• смесь из 6-9 г бензина и 1 г этанола
(газохол).
• В США широко применяют в 28
штатах, но для замены всего бензина,
потребляемого в США, газохолом
потребуется производить 45,6 млрд
л этанола, что значительно
превышает производимое количество
спирта, в том числе из злаков.
Топинамбур как сырье
биоэтанола
• имеет много ботвы, способной
компенсировать энергозатраты на
перегонку спирта
• запасным углеводом является
инулин
• Инулин, содержащийся в клубнях,
после гидролиза и брожения может
обеспечить 30-50 гл
ацетонобутаноловой смеси с 1 га.
Биотопливо в России и
Казахстане
• В России биотоплива для
двигателей внутреннего сгорания
остаются экзотикой. Этому
способствует как наличие
значительных запасов нефти и газа,
так и объективные трудности,
связанные с получением и
использованием топлив
из природного сырья.
Введение в дисциплину.ppt
