Wiley жаңартылатын энергия
жүктеу/скачать 4,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| Түйін сөздер: биоотын, микробалдырлар, биосутек, биодизель, биогаз (биосинтез), биоэтанол,
цианобактериялар, генетикалық және метаболизмдік инженерия. 7.1 Кіріспе Энергетика кез келген елдің әлеуметтік-экономикалық дамуында басты рөл атқарады, бұл өмір сүру деңгейі мен сапасын арттыруға әкеледі. Қазіргі уақытта биоотынды зерттеу дамушы экономикалар тарапынан энергияға әлемдік сұраныстың өсуіне және мұнайдың әлемдік бағасының жақында өсуіне байланысты үлкен қызығушылық тудырып отыр. World Energy Outlook халықаралық энергетикалық агенттігінің деректері бойынша энергияға деген сұраныс 2030 жылға дейінгі кезеңде 40% - ға артуы мүмкін. Сұйық биоотынға деген сұраныс 2000 жылдан 2007 жылға дейін үш есеге артты. Биоотын әлемдік энергия тұтынудың 10% - ын қамтамасыз етеді, ал сұйық биоотын көлік отынының тек 1,5% - ын құрайды. Коммерциялық биоотынның төрт негізгі түрі бар: (i) микробтық фотолиз және ферменттеу арқылы лигноцеллюлоза биомассасынан алынған биосутек, (ii) ауыл шаруашылығы және мал қалдықтарынан немесе анаэробты ашыту жолымен лигноцеллюлоза биомассасынан алынған биогаз, (iii) қанттан, крахмалдық дақылдардан және қанттандыру және ферменттеу арқылы лигноцеллюлоза биомассасынан алынған биобутанол және биоэтанол (iv) майлы дақылдар мен лигноцеллюлоза материалдарынан алынған биодизель. Қазіргі уақытта бірнеше бастапқы материалдардан жасалған спирт, сутегі, биодизель және биогаз сияқты биоотынның әртүрлі түрлерін өндіру үшін микроағзаларды пайдаланудың көптеген тәсілдері зерттеледі. Тағамдық және тағамдық емес майлар биодизель өндірісі үшін шикізат бола алады. Биодизель өндіру үшін тағамдық майлар пайдаланылса, бұл шығындарды есепке ала отырып тиімсіз болып табылады,өйткені ол негізінен өсімдік майы пайдаланылғанда тамақ дайындау құнын арттырады. Өсімдік шикізатынан этанолды өндіру бойынша зерттеулерді 1898 жылы неміс ғалымдары бастады және Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде Құрама Штаттарда жалғасты. Бұл үдерістер сүректен глюкоза өндіру үшін тотығуды пайдалануды және анаэробты микроағзалармен кейінгі ферменттеуді қамтиды. Бірақ тағамдық май өндірісі әлдеқайда жоғары емес Үндістан сияқты елдерде ятрофа, понгамия, махуа және т. б. сияқты өсімдіктерден тағамдық емес майларға ерекше көңіл бөлінеді. Шикізаттың фермер шаруашылығы деңгейінде биодизельді өндіру үшін қолжетімді болуы үшін, бұл 109 өсімдіктерді ауыл шаруашылығы, тозған, қараусыз қалған жерлерде өнеркәсіптік көлемде өсіруге болады. Жердің болуы тағамдық емес майдан биоотын өндіру үшін негізгі шектеу болып саналады. Бұл егіс алқаптарына бәсекелестік жағдай жасайды, соның салдарынан ауыл шаруашылығы шикізатынан алынған азық-түлік өнімдеріне бағалар өсуі мүмкін. Сонымен қатар, майлы дақылдардан, өңделген аспаздық май мен жануар майынан жасалған биоотын көлік отынына деген сұранысты қанағаттандыру үшін жеткіліксіз болуы мүмкін. Жоғарыда көрсетілген шектеулер микробалдырлардан биодизель алуды зерттеу арқылы айтарлықтай дәрежеде болдырмауға болады. Микробалдырлар триглицеридтердің перспективалы және әлеуетті көзі болып табылады және кейбір жағдайларда майдағы микробалдырлардың өнімділігі ең жақсы майлы дақылдар майларының өнімділігінен едәуір асады [1]. Микробалдырлардағы май мөлшері 20-дан 50% - ға дейін өзгереді және кейде 5% үздік ауыл шаруашылығы майлы дақылдармен салыстырғанда құрғақ биомассаның салмағы 80% - ға жетуі мүмкін. Өсімдіктер сияқты микробалдырлар да май өндіру үшін күн сәулесін пайдаланады, бірақ олар ауыл шаруашылығы өсімдіктеріне қарағанда тиімді. Майлы дақылдарға қарағанда, микробалдырлар тез өседі және оларды өсіру үшін аз жер қажет. Әдетте олардан май алу үшін бірнеше жыл қажет болғанда, олар өсімдіктермен салыстырғанда өздерінің биомассасын 24 сағат ішінде екі есе өсіреді. Микробалдырларды тұщы, сортаң немесе сортаңданған су немесе дәстүрлі ауыл шаруашылығы үшін қолайлы емес жер сияқты басқа дақылдарды өсіруге жарамсыз орталарда өсіруге болады. Биодизель өндіру үшін микробалдырларды пайдалану ауыл шаруашылығы дақылдарынан алынған азық-түлік, азық немесе басқа да өнімдер өндірісіне теріс әсер етпейді. Микробалдырлардан алынған май катализатордың қатысуымен күрделі алкил эфиріне (биодизельді отын) айналады және глицерин басқа өнеркәсіптік мақсаттар үшін пайдалануға болатын негізгі жанама өнім ретінде бөлінеді. Соңында, май экстракциясынан кейін биомассаны биоотын, мал азығы немесе органикалық тыңайтқыш ретінде пайдалану үшін этанол немесе метанға қайта өңдеуге болады. Микробалдырлардан жасалған биодизель энергетикалық қорлардың тұрақтылығын сақтау және парниктік газдар шығарындылары нәтижесінде климаттық өзгерістерді төмендету үшін зор әлеуетке ие. Жиырмасыншы ғасырдың ортасындағы зерттеулер түрлі саңырауқұлақтар мен бактериялардың целлюлозаны және басқа да өсімдік полимерлерін ыдырату қабілетін айқын көрсетті. Мұндай зерттеулер негізінен қазбалы отынның мол, қауіпсіз және арзан жеткізілімдерінің болуына байланысты академиялық қызығушылық танытты. Жаңартылатын көздерден биоотын өндірісі қазбалы отынға тәуелділікті төмендетіп, қоршаған ортаны және экономикалық тұрақтылықты сақтауға көмектесуі мүмкін. Қазіргі уақытта өндірілетін биоотынның биомассасы – бұл бүкіл әлемде, әсіресе дамушы елдерде азық-түліктің жетіспеуі мен қанағаттанбаушылықты тудырады деп есептелетін адамның азық-түлік қоры. Осылайша, микробалдырлар биоотын үшін баламалы шикізатты олардың жылдам өсуінің, парниктік газдарды ұстау қабілетінің және липидтердің жоғары құрамының арқасында қамтамасыз ете алады және микробалдырлар адам мен жануарлар үшін азық- түлік дақылдарының өсіміне әсер етпейтінін назарға ала отырып, қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, оларды жыртылмаған жерлерде және сортаңданған суда өсіруге болады. Бұл тарауда негізінен сұйық биоотын және жанама өнімдер өндірісіндегі микробалдырлар әлеуеті талқыланады. Липидтердің жоғары құрамы, жоғары өсу жылдамдығы, штаммдарды тез жақсарту қабілеті, жанама өнімдердің пайда болуы және жыртылған жерлерден бас тарту сияқты көптеген пайдалы қасиеттер микробалдырларды тұрақты отын портфолиосына тамаша қосымша етеді. Осылайша, биоотын өндірісі мен жанама өнімдер өндірісінің үйлесімділігіне көңіл бөле отырып, экологиялық және экономикалық өміршең платформа ретінде микробалдырларды орнату үшін үлкен талап бар, бұл экономикалық өміршеңдік және осы әлеуетті биоотын көзін кеңінен қолдану үшін маңызды стратегия болып табылады. жүктеу/скачать 4,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|