Химические вещества, получаемые из биомассы

Последнюю стадию, в которой получают нужный продукт, называют рабочей ферментацией. В культуральной жидкости, полученной после нее, суспендированы микробная биомасса, остатки питательной среды и экстрацеллюлярные метаболиты. Методами химической технологии из культуральной жидкости получают биомассу или нужное вещество — спирт, кислоту, аминокислоту, антибиотики и пр. [c.68]

Процессы такого рода, в которых биомасса, т. е. возобновляемый источник сырья, используется для получения химических веществ, играли ведущую роль на первом этапе развития современной биотехнологии. По мере становления нефтехимии на смену многим из них пришли химические процессы. В тех случаях, когда некоторые химические соединения, например цитрат, ацетат и итаконат, широко использовались при производстве пищевых продуктов, их продолжали получать путем брожения, самым выгодным с экономической точки зрения путем. В некоторых странах (например, в Италии) таким способом вырабатывали даже технический этиловый спирт. Сегодня под влиянием энергетического кризиса производство спирта из растительного сырья получает все более широкое распростране-лие в США и Бразилии и, видимо, вскоре выйдет на первый план в странах Дальнего Востока. [c.12]

Анаэробные процессы очистки сточных вод не получили еще широкого применения, несмотря на ряд очевидных преимуществ перед аэробными биологическими и химическими процессами. Главное преимущество заключается в высокой степени превращения углерода органических веществ, содержащихся во входном потоке, в метан и диоксид углерода. Это уменьшение количества углерода сопровождается уменьшением энергии, которую бактериальная популяция тратит на образование биомассы, и, следовательно, количество удаляемого избыточного ила меньше, чем в аэробном процессе биоочистки. Кроме того, попутно образуется биогаз, представляющий собой весьма ценное топливо. [c.89]

Преимущество использования солнечной энергии, заключенной в биомассе, в том, что она запасается в форме органических веществ и поэтому ее можно хранить и перемещать во времени и пространстве (табл. 2.1). К недостаткам относятся малая эффективность (обычно менее 1%> и редко более 2%) использования солнечной энергии при фотосинтезе, при образовании продукции растениеводства, диффузный, а часто и сезонный характер продукции и высокое весовое содержание влаги. По этим причинам для получения высококачественного, богатого энергией сырья необходимо осуществить его сбор, перевозку, удаление воды, концентрирование или же химическую или биологическую переработку и упаковку. Если же задачей является превращение биомассы в ценные виды топлива, то думать приходится не только об удалении воды и увеличении удельного содержания энергии, но и о том, как получить продукт, совместимый с технологией, для которой он предназначен. [c.37]

Известно, что после окончания второй мировой войны химическая промышленность получала из природного газа и нефти разнообразные виды сырья высокой чистоты в большом количестве и по относительно стабильным ценам. Сегодня многое в этой сфере изменилось, кроме того, за последние пятнадцать лет больших успехов достигла биотехнология. Все это побудило переоценить возможности использования биомассы для производства химических веществ. До развития нефтехимии из биомассы получали многие виды сырья для химической индустрии, например жиры и масла (для производства мыла и детергентов), метанол (путем сухой перегонки древесины) и растворители (за счет сбраживания крахмала и сахаров). Цены и доступность этого сырья (биомассы) существенно менялись. Как уже говорилось в этой главе и в гл. 5, большую роль в производстве химических веществ и полимеров, которые находят применение во многих отраслях промышленности, играет биомасса в виде сбраживаемых сахаров. Но в этом разделе мы уделим особое внимание использованию главных запасов биомассы — лигно-целлюлозы. Утилизация биомассы основана на процессе ее конверсии в сбраживаемые субстраты, которые в свою очередь служат сырьем для многих отраслей микробиологической промышленности, производящих химические вещества, горючее и продукты питания. При этом необходимо эффективно использовать все компоненты биомассы целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Лигнин защищает полиглюкан от действия ферментов, так что для успешного использования полимерной целлюлозы необходимо прежде всего удалить гемицеллюлозы, далее разрушить комплекс лигнина с целлюлозой, а затем — и кристаллическую структуру самой целлюлозы. Эти задачи могут быть решены с применением разнообразных химических, физических и микробиологических методов. [c.175]

Достижения биогехнологии позволяют в принципе превратить солнечную энергию, запасенную в биомассе растений, в исходное сырье для химической промышленности. Надо еще учесть, что в настоящее время мы находимся в самом начале развития этой области науки и техники. Тем не менее уже имеются примеры успешного использования ферментов (биохимических катализаторов с высокой избирательностью действия) для получения ряда веществ. Сейчас методами биотехнологии в широких масштабах получают шесть важных химических соединений, включая этанол и уксусную кислоту. Они, конечно, сейчас болс е дороги, чем получаемые из нефти. Но со временем цена нефти растет, а биотехнологические способы становятся более конкурентоспособными. Весьма вероятно, в недалеком будущем основой большой химии будут нефть, уголь и биомасса. Конкретный вклад каждого из источников будет опред, 1яться экономической ситуацией в каждой конкретной стране. [c.229]

Для выделения биомассы используют сепараторы, осадительные центрифуги, фильтр-прессы, вакуум-фильтры или отстойники. Иногда биомассу осаждают добавлением электролитов (РеС1з), надосадочную жидкость декантируют. После центрифугирования биомассу получают в виде густой жидкости или пасты 75—90 /о-ной влажности. Клеточную массу промывают, фильтруют, сушат, гидролизуют, экстрагируют из нее нужный продукт и т. д. Если активное вещество находится в растворе, то биомассу используют после отделения как побочный продукт, а нужное вещество выделяют из раствора различными химическими или физическими методами [c.102]

Получая инактивированные вакцины (брюшного тифа, холеры), биомассу медленно нагревают до 58—6ГС или обрабатывают формалином или спиртом. Инактивированные вакцины в организме вызывают образование иммунитета при помощи определенной фракции клеточной массы — липопротеидного комплекса, поэтому в последнее время эти вакцины пытаются освободить от балластных веществ, выделяя химическим путем содержащий антигены комплекс. Для этого клеточную массу обрабатывают трихлоруксусной кислотой или трипсином и затем антиген осаждают этиловым спиртом или ацетоном. [c.125]

Глюкоза и другие моносахариды, получаемые в результате гйдролиза природных полисахаридов (целлюлозы, гемицеллюлоз, крахмала) являются важнейшими компонентами питания человека, животных и микроорганизмов и служат дешевым источником сахаров для удовлетворения постоянно возрастающей потребности в сырье пищевой, микробиологической, медицинской и химической отраслей промышленности Из глюкозы с помощью разнообразных химических, ферментативных и микробиологических процессов получают белковые и ферментные препараты, фруктозу и другие сахаристые вещества, аминокислоты, органические соединения разных классов, в том числе кислоты, спирты, антибиотики, важнейшие мономеры и т д Очевидно, что развитие химической и биохимической технологии приведет к значительному расширению ассортимента полезных продуктов С проблемой гидролиза полисахаридов тесно связана разработка новых подходов к биоконверсии энергии, поскольку гидролитическая стадия играет важную роль в получении газообразного топлива (биогаза) из растительной биомассы Особенно важной представляется возможность получения из глюкозы этанола с целью его использования в качестве топлива (или добавки к традиционному жидкому топливу) для двигателей внутреннего сгорания [c.4]

Зеленые водоросли ( hlorophyta) получили свое название благодаря зеленой окраске клеток, которой они обязаны наличию хлорофилла. Наряду с хлорофиллом у этих водорослей обнаружены желтые пигменты — каротин и ксантофил. Пигменты находятся в особых тельцах хроматофорах, часто имеющих пиреноиды — более плотные образования, возле которых обычно откладываются запасные вещества. По химическому составу зеленые водоросли близки к высшим растениям. Среднее содержание (в % к сухому весу) углеводов 30—35, азотсодержащих 4— 45, липидов 10, золы и других веществ 10—20. Содержание разных веществ колеблется в зависимости от вида водорослей, условий произрастания, физиологического состояния клеток и других факторов [6]. Зеленые водоросли широко распространены в природе и довольно хорошо изучены. Однако пристальное внимание исследователей эти организмы, в частности представители протококковых водорослей, привлекли лишь в последнее время, благодаря своей способности быстро размножаться в лабораторных условиях и давать огромную биомассу, содержащую разнообразные органические вещества. [c.77]

Между способностью осуществлять сверхсинтез веществ, связанных с функционированием универсальных метаболических систем, и таксономическим положением организма коррелятивной связи нет. В принципе любой участок метаболической системы микробной клетки, любой комплекс ферментов могут служить практическим целям [Скрябин, Головлева, 1976]. Но чтобы этого достичь, необходимо оперативное вмешательство в жизнь клетки. В результате легкого химического или ферментативного гидролиза биомассы водородных бактерий могут быть получены различные аминокислоты — лизин, триптофан, лейцин, метионин и др. Этот метод не имеет пока промышленного значения, главным образом из-за дефицита белкового Сырья. Сверхсинтетиками аминокислот, поступающих в среду. Как правило, служат ауксотрофные мутанты различных видов [c.135]

Несколько слов о культивировании микроводорослей, отлич щихся чрезвычайно высокой продуктивностью. Только десятки дов диатомовых, широко распространенных в морях и океа синтезируют за год примерно половину всего органического ве ства планеты. Наиболее интересны в качестве объекта для ] ведения одноклеточные зеленые водоросли (к ним относи в частности, хлорелла). Эти водоросли уже более десяти культивируют с целью получения богатой углеводами (до 35 азотосодержащими веществами (до 45 %) и жирами (до 10 биомассы, годной как для дальнейшей переработки, так и для посредственного добавления в корм сельскохозяйственным. вотньш. Интересна возможность в широких пределах управл содержанием отдельных веществ в этих водорослях путем изме ния физических и химических условий их развития. Так, в ( релле при интенсивном освещении можно получить концентраг жиров до 80 % сухого остатка. Такие растительные жиры сами себе — высокоэнергетическое вещество с удельной теплотой его ния около 40 МДж/кг. Они могут использоваться как горюче как пищевое сырье. [c.194]