Экологический аспект ферментативного гидролиза возобновляемого природного сырья (пивной дробины)

• Автор: Кодитувакку Прасанна Анурада Диас Эдирисингхе
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил

Оглавление
Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1 Л. Экологические проблемы, возникающие при сжигании ископаемого топлива.

1.1.1. Исчерпание ископаемых топливных ресурсов.

1.1.2. Энергетика на ископаемом топливе глобальное загрязнение

1.1.3. Современное моторное топливо как источник загрязнения

1.1.4. Влияние компонентов отработанных газов на организм человека

1.1.5. Основной вклад выбросов и вида хозяйственной деятельности в развитие парникового эффекта.

1.1.6. Отравление почв следствие этилироваиия моторного топлива

1.2. Возможности использования растительной биомассы в качестве возобновляемого энергетического ресурса
1.2.1. Виды и запасы целлюлозосодержащего растительного сырья .
1.2.2. Целлюлозосодержащие отходы как наиболее экономически
выгодный энергоресурс
1.3. Ферментативный гидролиз растительного сырья.
1.3.1. Ферменты, гидролизующие целлюлозу.
1.3.2. Основные компоненты целлюлозосодержащего сырья
1.3.4. Структура, реакционная способность и физикохимические свойства целлюлозы.
1.3.5. Влияние предобработки на изменение реакционной способности целлюлозосодержащего сырья.
1.3.6. Изменение реакционной способности и физикохимических параметров при предобработке различными способами
1.3.7. Ферментативный гидролиз и получение этанола из сахарных сиропов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследований.
2.2. Методы исследованиий.
2.2.1. Метод определения влажности сырья
2.2.2. Методы определения химического состава пивной дробины
2.2.2.1. Определение гем и целлюлозы.
2.2.2.2. Определение смолы .
2.2.2.3. Определение лигнина
2.2.2.5. Определение целлюлозы
2.2.3. Метод определения фракционного состава пивной дробины
2.2.4. Метод проведения ферментативного гидролиза.
2.2.5. Определение глюкозы
2.2.6. Определение активности грибных целлюлолити чески х
ферментов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Биомасса отходов пивного производства как источник получения лигноцсллюлозных материалов.
3.2. Предобработка пивной дробины.
3.3. Ферментативный гидролиз пивной дробины.
3.3.1. Изучение динамики концентрации глюкозы, образующейся при ферментативном гидролизе пивной дробины в зависимости от способов ее предобработки.
3.3.1.1. Оценка концентрации глюкозы в сахарных сиропах, получаемых при ферментативном гидролизе нативной ячменной и рисовой дробины.
3.3.1.2. Оценка концентрации глюкозы в сахарных сиропах,
получаемых при гидролизе измельченной ячменной и рисовой дробины.
3.3.1.3. Оценка концентрации глюкозы в сахарных сиропах,
получаемых при ферментативном гидролизе дробленой ячменной и рисовой дробины.
3.3.1.4. Оценка концентрации глюкозы в сахарных сиропах,
получаемых при ферментативном гидролизе ячменной и рисовой
дробины, предобработанной экструзией
3.3.2. Изучение влияния способов предобработки на скорость ферментативного гидролиза пивной дробины
3.3.2.1. Оценка скорости протекания ферментативной реакции при гидролизе нативной ячменной и рисовой дробины.
3.3.2.2. Оценка скорости протекания ферментативной реакции при гидролизе измельченной ячменной и рисовой дробины.
3.3.2.3. Оценка скорости протекания ферментативной реакции при гидролизе дробленой ячменной и рисовой дробины
3.3.2.4. Оценка скорости протекания ферментативной реакции при гидролизе ячменной н рисовой дробины, предобработанной
экструзией
3.3.3. Изучение влияния способов предобработки на глубину ферментативного гидролиза пивной дробины
3.3.3.1. Оценка глубины гидролиза нативной ячменной и рисовой дробины.
3.3.3.2. Оценка глубины гидролиза измельченной ячменной и рисовой дробины.
3.3.3.3. Оценка глубины гидролиза дробленой ячменной и рисовой дробины.
3.3.3.4. Оценка глубины гидролиза ячменной и рисовой дробины,
нредобработанной экструзией.
3.3.4. Оценка характера ингибирования ферментных препаратов при гидролизе ячменной и рисовой дробины
3.3.5. Определение обшей целлюлозной активности ферментных пепаратов
4. Выводы
5. Список литературы.
6. Приложение.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Фферментный препарат . ix В Ф2 ферментный препарат целловиридина Гх ФЗ ферментный препарат В1 ix Ф4 ферментный препарат АСЕ целловиридин Г2х
ЯН нативная ячменная дробина ЯИ измельченная ячменная дробина
ЯД измельченная ячменная дробина на дробильной установке ЯЭячменная дробина, предобработанная экструзией нативная рисовая дробина РИ измельченная рисовая дробина
РД измельченная рисовая дробина на дробильной установке РЭ рисовая дробина, предобработанная экструзией ФСвссовое соотношение ферментного препарата к субстрату Ф1ЯН вариант с весовым соотношением ферментного препарата . ix В к субстрату нативной ячменной дробины, которое составляет .
Ф1ЯН вариант с весовым соотношением ферментного препарата . ix В к субстрату нативной ячменной дробины, которое составляет .
Ф1ЯН вариант с весовым соотношением ферментного препарата . ix В к субстрату нативной ячменной дробины, которое составляет .
Ф1ЯН вариант с весовым соотношением ферментного препарата . ix В к субстрату нативной ячменной дробины, которое составляет .
ТБО твердобытовые отходы
Введение
Актуальность


Предложена безотходная технология ферментативного гидролиза пивной дробины. Предлагаемый биотехнологический процесс экологичен, так как включает использование концентрированных суспензий характеризуется меньшей материалоемкостью, чем химические способы биоконверсии растительного сырья. Последние требуют жестких условий проведения и как следствие, дорогого корозионноустойчивого оборудования, выдерживающего высокие давления и температуру. Из 4х изученных ферментных препаратов отобрали один, а именно . В, позволяющий достичь за часов 0 глубины ферментативного гидролиза ячменной дробины предобработанной методом экструзии. Таким образом, предлагаемый способ ферментативного гидролиза пивной дробины экономичен и позволяет утилизировать указанный субстрат наиболее эффективно, чем все предлагаемые способы Синицын А. Г., Клесов А. А., , ii , . ГЛАВА 1. Экологические проблемы, возникающие при сжигании ископаемого топлива . Исчерпание ископаемых топливных ресурсов. Существуют геологические разработки по определению циклов эксплуатации ископаемых нефтяных ресурсов. Они имеют форму кривой нормального распределения. Существующие на сегодняшней день кривые можно экстраполировать для следующей части цикла. Графики, показывающие циклы эксплуатации нефти, основанные на разных гипотезах, приведены в рис. Ресурс пессимистическая оценка, Ресурс2 наиболее вероятная оценка Г Р. Ьои С, . Рис 1. Прогноз суммарных ресурсов нефти р, которые можно получить из континентальных и шельфовых зон США. Оцененная О баррелей включает аляскис нефтяные запасы, запас, континентального шельфа и глубокие морские запасы до глубины м, которые нельзя эксплуатировать за счет современной технологии. Рис 2. Оценка ресурсов нефти, которые можно получить из литосферы. Наиболее подходящая оценка Ресурс 2, сделанная Райменом составляет т. Более пессимистическая оценка Ресурс 1, сделанная Габберто. В более вероятном случае наблюдается пик в начале этого века, после чего идет уменьшение. Хотя эти данные получили в х годах, данные последних лет подтверждают достоверность этих моделей. ТЭС, которые потребляют энергоресурсы в виде твердого, жидкого и газообразного топлива. При сжигании тч топлива типа донецкий антрацитовый штаб образуется ,5 тч шлака не доходит до дымовых труб, 3,5 тч уловленной золы из бункеров электрофильтров, очищающих газы на , млн. Непорожний , Обрезков В. М., . Вся топливная энергетика ежегодно выбрасывает в атмосферу Земли более 0 млн. Таким образом, по своим масштабам материального и энергетического обмена с окружающей средой ТЭС, работающие на угле и мазуте, вносит существенный вклад в нарушение баланса установившихся в биосфере круговых процессов. При этом нарушение баланса происходит не только по вредным газам, но и по углекислому газу и безвозвратной потере кислорода, которые могут отвечать за глобальное потепление с увеличением масштабов производства электроэнергии на базе ископаемого топлива. Обще известно, что сжигание ископаемого топлива приводит к загрязнению атмосферного воздуха вредными для здоровья газами, такими как окись углерода. Особенно велика юля загрязнения атмосферного воздуха городов отработанными газами транспортных средств. Основным видом транспорта для внутригородских и междугородных перевозок является автомобиль, на котором в качестве силового агрегата используется карбюраторный или дизельной двигатель внутреннего сгорания, являющийся источником загрязнения. Сан Франсис. Рис 3. Основными токсичными компонентами отработанных газов двигателей являются окись углерода и окислы азота. Кроме того, при образовании отработавших газов в атмосферу поступают предельные и непредельные углеводороды, альдегиды, канцерогенные вещества, сажа и другие компоненты. Примерный состав отработанных газов представлен в таблице 1 Горбунов В. В, Патрахальцев Н. Н, г. В соответствии с санитарными нормами СН 5 в атмосферном воздухе населенных пунктов СССР определены предельно допустимые концентрации ПДК для каждого компонента отработанных газов, приведенные в таблице 2.