Ферментация получение этанола

В 1970 г. во всем мире было выработано около 70 млн. т сахара, полученного из сахарного тростника и сахарной свеклы. Маточный сироп, остающийся после удаления кристаллов сахара из упаренного раствора тростникового сахара (этот сироп содержит 55% сахара, из них 35—40% сахарозы и 15—20% инвертного сахара, т. е глюкозы и фруктозы), известен под названием черная патока или тростниковая меласса. Высококачественной мелассой является неочищенный сок сахарного тростника, в котором большая часть сахара превращена путем кислотного гидролиза в инвертный сахар она представляет собой 70—80%-ный раствор сахара, содержащий 22—27% сахарозы и 50—55% глюкозы и фруктозы. В свекловичной мелассе присутствует 48—52% сахарозы и практически нет инвертного сахара. Оба вида мелассы можно подвергать ферментации. Полученный при этом этанол, выход которого составляет 90% (считая на сахаристые вещества), очищают дистилляцией. [c.30]

Сухая перегонка древесины позволяет извлекать из нее древесный уксус (смесь метанола, ацетальдегида, ацетона, уксусной кислоты), деготь и газ. Осахаривание 1 т древесины путем кислотного гидролиза содержащихся в ней гюлисахаридов обеспечивает получение около 200 л этанола и примерно 45 кг дрожжей с содержанием 50 % белка. Такой обработке могут быть подвержены и другие отходы сельскохозяйственной продукции (кукурузы, злаков, подсолнуха, сахарного тростника и т. д.). Ферментация пентоз приводит в ряде случаев к образованию фурфурола. [c.354]

В настоящее время 93% промышленного этанола получают гидратацией этилена. Путем ферментации всех сельскохозяйственных продуктов, производимых в США, можно получить этанол в количестве, эквивалентном 15% потребности в бензине, а за счет всего годового приращения лесной биомассы в США, равного 329 млн. м древесины, можно получить метанол в объеме 14% потребления бензина в США [194]. Здесь же отмечается, что при производстве этанола из зерна расходуется в два раза больше энергии, чем ее содержится в получаемом продукте. С этой точки зрения определенный интерес вызывает получение этанола из различных сельскохозяйственных культур (числитель — выход из 1 т сырья, знаменатель — с 1 га) [c.221]

До тех пор, пока всеобъемлющий термин биотехнология не стал общепринятым, для обозначения наиболее тесно связанных с биологией разнообразных технологий использовали такие названия, как прикладная микробиология, прикладная биохимия, технология ферментов, биоинженерия, прикладная генетика и прикладная биология. Если не принимать в расчет производства мыла, то первая же из числа возникших технологий такого рода стала предшественницей прикладной микробиологии. Наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе таких технологий. Они действовали скорее интуитивно, но в течение тысячелетий успешно использовали метод микробиологической ферментации для сохранения пищи (например, при получении сыра или уксуса), улучшения вкуса (например, хлеба и соевого соуса) и производства спиртных напитков. Пивоварение до сих пор остается наиболее важной (в денежном исчислении) отраслью биотехнологии. Во всем мире ежегодно производится около 10 литров пива стоимостью порядка 100 млн, фунтов стерлингов. В основе всех этих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов в анаэробных условиях. В конце XIX в. благодаря трудам Пастера были созданы реальные предпосылки для дальнейшего развития прикладной (технической) микробиологии, а также в значительной мере и биотехнологии. Пастер установил, что микробы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют разные их виды. Его исследования послужили основой развития в конце XIX и начале XX вв. бродильного производства органических растворителей (ацетона, этанола, бутанола и изопропанола) и других химических веществ, где использовались разнообразные виды микроорганизмов. Во всех этих процессах микробы в бескислородной среде осуществляют превращение углеводов растений в ценные продукты. В качестве источника энергии для роста микробы в этих условиях используют изменения энтропии при превращениях веществ. Совсем иначе обстоит дело в аэробных процессах при контролируемом окислении химических веществ до углекислого [c.11]

Как уже отмечалось, для некоторых стран с благоприятными природно-климатическими условиями, энергетические ресурсы могут быть пополнены энергией биомассы. По различным оценкам, в мире ежегодно образуется около 4,2 млрд. т сельскохозяйственных отходов, а в высокоразвитых странах в пересчете на душу населения — от 0,4 до 1,0 т различных бытовых отходов. Сушествующая в настоящее время технология переработки биомассы — пиролиз, газификация, сжижение, анаэробная ферментация и т. п. — позволяет получать из нее топливный газ и жидкие продукты различной калорийности, метанол, этанол, высокоэффективные удобрения. С точки зрения рассматриваемой в этом разделе проблемы, наибольший интерес из продуктов переработки биомассы представляют метанол и этанол (выше рассматривался возможный выход этанола из различных сельскохозяйственных культур). При использовании древесины можно получить 25—30% метанола и 15—20% этанола (в расчете на сухую древесину). В работе [194] отмечается, что энер -гия спирта, полученного из биомассы, вдвое превышает ее расход на выращивание сельскохозяйственных культур, а в работе [c.224]

Повышение производительности установок получения этанола из биомассы достигается применением непрерывных способов ферментации. Для этих процессов могут использоваться такие же или модифицированные реакторы. Подача субстрата осуществляется непрерывно, а высокая концентрация дрожжевых культур обеспечивается за счет их выделения из отходящего потока и возврата в реактор. Концентрация спирта поддерживается в пределах 4,5—7,0%. Для получения 95%)-го спирта выходящий из аппарата продукт проходит несколько ступеней разделения. На первой жидкость отгоняется от твердых остатков. Затем жидкость фракционируется и получается 50— 70%)-й этанол. На следующей ступени разгонки концентрация его повышается до 90—95%. Более высокая концентрация спирта может быть достигнута только азеотропной перегонкой. Дистилляция спирта — самая энергоемкая и технологически сложная стадия всего процесса получения этанола ферментацией. [c.123]

ВИСКОЗНЫХ волокон (волокон из регенерированной целлюлозы) (гл. 9). Существует несколько методов получения чистой целлюлозы наиболее широко применяются сульфатный и сульфитный методы. Отработанный щелок, являющийся отходом сульфитного процесса, содержит гексозы и может быть подвергнут ферментации в этанол [c.27]

Микрокомпьютеры используют также в комплексном контроле за ферментацией при получении некоторых вторичных метаболитов (например, этанола) [c.282]

Получение этанола в процессе анаэробной ферментации. Некоторые микроорагнизмы способны расщеплять органические соединения, в частности сахара, в отсутствие кислорода, при этом в качестве побочного продукта образуется этанол, а не вода. Микроорганизмы, ответственные за образование этанола, могут расти как в присутствии кислорода, так и без него. Если при ферментации поступает достаточное количество воздуха, процесс становится аэробным и образование этанола прекращается, а ранее образовавшийся этанол окисляется до диоксида углерода. В качестве субстрата для производства этанола методом анаэробной ферментации может быть использована любая сельскохозяйственная культура с высоким содержанием крахмала или сахаров, а также целлюлозные материалы древесина, солома, бумага, отходы лесоперерабатывающей промышленности и сельскохозяйственного производства. [c.331]

Превращение биомассы в топлива, пригодные для непосредственного использования, осуществляется термохимическими или биохимическими процессами. К термохимическим процессам переработки относятся прямое сжигание, пиролиз, газификация и экстракция масел, к биохимическим — ферментация и анаэробное разложение. Перед переработкой биомасса обычно проходит стадии подготовки, включающие измельчение, сущку и др. При переработке биомассы в моторные топлива наибольший интерес представляет газификация с получением синтез-газа (преобразуемого затем в метанол или углеводороды), а также ферментация с получением этанола. Процесс получения синтез-газа во многом аналогичен газификации угля (см. раздел 3.2). При газификации древесины при 300 °С в присутствии кислорода образуется в основном диоксид углерода. При повышении температуры до 600 °С получают смесь, в которой помимо СОг присутствуют водород, оксид углерода, метан, пары спиртов, органических кислот и высших углеводородов. Выход газообразных продуктов при этом не превышает обычно 40% (масс.) на сырье. В связи с меньшими энергетической плотностью и теплотой сгорания биомассы газификация ее менее эффективна, чем газификация угля. Поэтому, несмотря на проводимые во многих странах исследовательские и конструкторские [c.121]

С. используют как пищ. продукт (сахар) непосредственно или в составе кондитерских изделий, а в высоких концентрациях-как консервант С. служит также субстратом в пром. ферментац. процессах получения этанола, бутанола, глицерина, лимонной и левулиновой к-т, декстрана используется также при приготовлении лек. ср-в нек-рые сложные эфиры С. с высишми жирными к-тами применяют в качестве неионных детергентов. [c.295]

В 1975 г. в Бразилии была создана Национальная спиртовая программа — РКОАЬСООЬ. Правительственным органом, реализующим эту программу, является организация РЕТКОВКАЗ. Деятельность направлена на разработку крупномасштабных промышленных процессов производства этанола, и для этого рассмотрено более 200 различАых проектов. Большинство из этих проектов основано на использовании в качестве сырья тапиоки, кассавы и багассы, а также крахмала из кукурузы и других источников. Имеются проекты заводов по производству этанола или метанола из древесины производительностью 1000 т спирта в день. Отходы после получения этанола планируется использовать в качестве удобрений, на корм скоту, а также для анаэробной ферментации и получения биогаза. Следует отметить, что к [c.210]

Следует отметить, что при разделении некоторых суспензий, полученных в результате ферментативных процессов (обработка сточных вод, производство этанола), образуются осадки, несколько отличающиеся по свойствам от обычных [2, с. 9, 142а]. Отличие состоит в том, что в координатах q—x q при достижении некоторого значения q наклонная прямая резко изгибается кверху это указывает на сильное уменьшение скорости фильтрования или возрастание удельного сопротивления осадка. Причины этого в настоящее время недостаточно ясны возможно, что они связаны с процессами ферментации, пептизации или уплотнения осадка. [c.126]

В 1928 году был получен первый промышленный образец натрий-бутадиенового каучука. Первый в мире завод синтетического каучука был пущен в 1932 году, а Лабораторию синтетического каучука некоторое время спустя преобразовали во Всесоюзный научно-исследовате.пьский институт синтетического каучука (ВНИИСК). В 1935 году, после смерти академика С. В. Лебедева, институту было присвоено имя его основателя. Значение этого международного конкурса не ограничивается созданием промышленной технологии синтеза каучука по Лебедеву. Группа Лебедева достойно победила в конкуренции равных. Но недостатком пред-.-лс-женной ею технологии было то, что мономер—1,3-бутадиен — получали одноступенчатой конверсией этилового спирта. До 50-х годов в нашей стране промышленной основой, сырьевой базой подобного производства мог быть только пищевой этанол, производимый ферментацией зерна, картофеля, свеклы. Правда, после окончательного усовершенствования катализатора Лебедева расход пищевого сырья сократился вдвое. [c.123]

Старая технология получения ОЭ, ОП и ОБ состояла из обработки олефиновых соединений хлорноватистой кислотой и последующей обработкой получаемого промежуточного соединения — хлоргидрина — известью до эпоксида [45]. В настоящий момент ОЭ получают гораздо более экономичным способом (предложен Лефортом в 1931 г.) из этилена и кислорода в результате процесса катализируемого ионами серебра [46] (подробнее см. [47]). Катализатор сделан из металлического серебра, закрепленного на сверхчистом AI9O3, и содержит малую часть щелочноземельных металлов, выступающих в роли промоторов. Интересно, что компания India Gly ols, основной производитель неионогенных ПАВ в Индии, производит ОЭ из мелассы сахарного тростника. Такой процесс (с использованием возобновляемых ресурсов) состоит из ферментации мелассы до этанола и последующей его дегидратации до этилена [48]. [c.27]

Осахаривание древесины, при котором отходы лесоматериалов (щепу, стружки, опилки и др.) гидролизуют концентрированной соляной или разбавленной серной кислотой, приводит к получению остатков лигнира и щелока, содержащего сахаристые вещества (приблизительно 4%-ного раствора). Ферментацией последнего можно получить этанол и дрожжи. Широко известный процесс Шоллера (с использованием разбавленной серной кислоты) обеспечивает 40—50%-ный выход сахаристых веществ и позволяет получить из каждой тонны отходов лесоматериалов (в пересчете на сухой вес) 200—210 л 100%-ного этанола и 40—45 кг дрожжей с содержанием белка 50%- Аналогичным образом можно перерабатывать в кормовые продукты гидролизную мелассу (концентрированный раствор гидролизной глюкозы). [c.27]

Самыми старыми промышленными методами получения уксусной кислоты являются ферментация этанола в винный уксус и сухая перегонка древесины (гл. 2). Во время первой мировой войны увеличившаяся потребность в ацетоне, который вырабатывался из уксусной кислоты, стимулировала разработку первого синтетического метода получения этой кислоты, основанного на окислении ацетальдегида. Этот метод сохранил свое значение до сих пор, хотя ацетальдегид теперь получают преимущественно из этилена (процесс фирмы Wa ker), а не из ацетилена или этанола, как раньше (рис. 3.7). [c.77]

К концу 1974 г. мощности по производству уксусной кислоты в США составляли около 1,22 млн. т/год. Из них 46 /о работало по методу жидкофазного окисления н-бутана, 34 /о — по методу окисления ацетальдегида, 16 /о по методу карбонилирования метанола И3 /с —по методу ферментации этанола кроме того, небольшое количество уксусной кислоты (до 1 /о) вырабатывали в качестве побочного продукта получения глицерина [Hydro arbon Pro ess, 53, № 11, 103 (1974)]. —Прим. перев. [c.78]

В промышленности простейшие спирты получают гидратацией алкенов. Алкен и водяной пар пропускают над подходящим катализатором, таким, как фосфорная кислота, абсорбированная на инертном материале. Этанол и алкогольные апитки производят ферментацией сахара, полученного из фруктов или зерна. Например, при производстве пива в воду добавляют частично проросший ячмень (солод), и фермент диастаза гидролизует крахмал до дисахарида мальтозы. Затем добавляют дрожжи, и мальтоза гидролизуется до глюкозы (разд. 11.4). Глюкоза превращается в пировиноградную кислоту (гл. 15), которая декар-боксилируется и далее восстанавливается с образованием этанола. [c.142]

НОЙ ошибкой 10% И 0,06—0,24 об.% метанола с ошибкой 8/0 [42]. При анализе равновесной паровой фазы пива и лимонада следует учитывать присутствие больших количеств углекислого газа, который оказывает такое же влияние, как и этанол. Параллельные опыты показали, что высоты пиков, полученных при анализе водного раствора изоамилацетата, изобутанола и изоамилового спирта, меньше, чем у пиков, полученных при анализе пива с таким же содержанием этих соединений. Некоторые веш,ества, напротив, подвержены этому влиянию в значительно меньшей степени. Так, высота пика этилкапроата при анализе воды и рома с одинаковым его содержанием одинакова. Отсюда видно, насколько сложным и трудоемким может быть анализ равновесной паровой фазы ведь это означает, что для каждого анализируемого продукта необходимо провести отдельную калибровку. Специальная калибровка нужна, например, при анализе негазированного пива на содержание сопутствующ,их продуктов ферментации. Воспроизводимость, достигаемая в этом случае при определении ацеталь-дегнда, этилацетата, к-пропанола, изобутанола, изоамилацетата и амиловых спиртов, показана в табл. 8 [50]. [c.67]

Получение спирта ферментацией целлюлозы. В 1976 г. появилось сообщение о новой комплексной технологии получения спирта, обеспечивающей наиболее полную утилизацию газетной бумаги. Технология заключается в получении ферментативным путем из целлюлозы глюкозы с последующим ее сбраживанием дрожжами до этанола. Схема предусматривает поэтапное осахаривание бумаги целлюлазой Tri hoderma viridae QM 9414, затем спиртовое брожение и выращивание кормовых дрожжей на отходах. [c.180]

Методом серийных пассажеГ на среде с возрастающими концентрациями этанола получен lostridium thermo ellum S-4, устойчивый к 40 г/л этанола. Этот штамм применяли для прямой конверсии очищенной целлюлозы в этанол в периодическом режиме культивирования. Выявлено, что выход этанола возрастает с увеличением температуры и составляет 0,08 0,12 0,20 г/г целлюлозы, если ферментация проводится соответственно при 50, 55, 60 °С. Удельная скорость роста и время образования этанола в оптимальных условиях ферментации целлюлозы с помощью мутантного шта.мма равны соответственно 0,13 ч и 7,7 ч (при 60 °С и 1% целлюлазного субстрата). При pH 7,2 (или в присутствии высоких концентраций этанола) происходит [c.189]

Использование ассоциаций для биоконверсии целлюлозы. Ряд авторов считают, что технологические процессы получения различных видов жидкого топлива, включая этанол, из продуктов гидролиза целлюлозы и гемицелюлозы наиболее перспективны, так как ферментация углеводного сырья не требует применения сложного оборудования, больших капитальных затрат и субстратами могут быть отходы целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, а также нестандартные продукты (овощи, фрукты, зерновые и целюллозосодержащие отходы сельского хозяйства). [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология