Дипломдық ЖҰмыс 5В070100 «Биотехнология» мамандығы
Фототрофты микроорганизмдерден сутегі өндірудің әлеуеті
жүктеу/скачать 0.95 Mb. Pdf көрінісі
|
| 1.2 Фототрофты микроорганизмдерден сутегі өндірудің әлеуеті
Сутегіні балама түрде өндіруде фототрофты микроорганизмдерді қолдану коммерциялық тұрғыда тиімді, пайдалы болып келеді, сонымен қатар ол жаңартылатын энергия көзіне жатады. Соңғы 10-15 жылда микробтық жасушадан отын алу ғылыми ортада маңызды нысан болып табылады.Болашақта сутегі бізге экологияға байланысты жергілікті мәселелерді шешуге көмектесетін негізгі отын болады.
Сонымен қатар
сутегіні автомобиль конструкцияларында ,авиақұрылыста пайдаланады [23]. Осылайша, сутегіні болашақтың негізгі биоотыны ретінде қарастыруға болады[24, 25]. Сутегін алу үшін күн сәулесін пайдалану жаңартылатын күн энергиясын қолдана отырып, тұрақты энергия өндірудің оңтайлы тәсілі болуы мүмкін. Осылайша, сутектің сутегі мен биомасса энергиясы түріндегі биологиялық өндірісі CO2 шығарындыларын азайту, қалдықтарды басқару және пайдалы қазбаларды тұрақты биоотынмен алмастыру сияқты бірқатар артықшылықтарға әкеледі [26]. Биосутегі өндірісі физиологиялық және биохимиялық процестерді реттеу үшін жарық көзін қажет етеді [27]. 16
Қазіргі уақытта энергиямен жабдықтаудың жалпы көлемінің 80% - ы және электр энергиясын өндірудің 66% - ы мұнай, көмір және газ сияқты табиғи қазбалы отындарға негізделген [28]. Мұнай мен көмір сияқты табиғи отынды жағу кезінде көмірқышқыл газы пайда болады, ол климаттың өзгеруіне әкелетін парникті газдарды құрайды [29]. Сонымен қатар, бізде қазба отындары жетіспейді және олар бір күні олар таусылады. Табиғатта минералды органикалық қосылыстар немесе көмір, мұнай және табиғи газ сияқты қазбалы отын түрінде миллиондаған жылдар бойы биологиялық және биологиялық емес процестерде жинақтады [30]. Балдырлардың биомассасы сапалы газдар мен дәрі-дәрмектер алу үшін қолданылады. Сонымен қатар, балдырлардың су биомассасын табиғи балдырлардың гүлденуінен алуға болады, ол сутегі өндірісінің субстраты ретінде қарастырылады [31]. Сутегі таза отын түріне жатады және экологиялық таза [32,33], жаңартылатын энергия көзі және энергияның ең жоғары үлесі бар әлеуетті үміткер нысан ретінде қарастырылады. Ол барлық басқа белгілі отын түрлерінің арасында көптеген техникалық, әлеуметтік-экономикалық және экологиялық артықшылықтарға ие. Сонымен қатар, бұл электр энергиясын өндіру үшін отын ұяшықтарында қолданылған кезде көмірқышқыл газын жанама өнім ретінде шығармайтын жалғыз белгілі отын [34]. Электролиз, фотолиз немесе биодидор өндірісі сияқты сутекті алудың бірнеше басқа әдістері мен көптеген операциялары бар [35]. Сутегіні алу үшін биосутек көздерін таңдау өте маңызды қадам болып табылады [36]. Цианобактериялар мен микробалдырлардың биомассасының жинақталу жылдамдығы өсімдік биомассасына қарағанда жоғары. Алайда, балдырлар биомассасының өсуінің мағызды бөлігіне фотобиореактордың (ККЖ) арнайы түрін таңдауды қажет етеді [37]. CO2 газын тиімді пайдалану-балдырлар мен цианобактериялардың штаммдарының қосымша артықшылығы болып табылады. Ғылыми қауымдастық балдырларды биоотын өндірісі мен басқа да өндіріс үшін ең перспективалы объект ретінде таниды, алайда олардың әлеуетін кеңінен пайдалану үшін әлі де терең зерттеулер қажет етіледі [38]. Цианобактериялар мен
жасыл балдырлар сияқты микроскопиялық микроорганизмдерді араластырудан алынған экологиялық пайдалы отын ретінде қарастыруға болатын бірнеше балама отын бар. Балдырлардың жасушалары цианобактериялардан қоршаған орта факторларынан қорғайтын жасуша қабырғаларымен ерекшеленеді [39]. Цианобактерияларда целлюлозадағы сияқты жасуша қабырғасы болмайды. Цианобактериалды биосутек азот ферменттері жүргізетін жарыққа тәуелді реакциялар нәтижесінде пайда болады, кейде оны қараңғы анаэробты жағдайда сутегі ферменттері жүргізе алады, ал жасыл балдырлар мен цианобактерияларда сутегі фотосинтетикалық түрде пайда болады [40]. Ластанған судан қоректік заттарды алып тастаудің әдісіне-алгинат сұйықтықтарындағы балдырлар мен цианобактериялардың жасушаларын иммобилизациялау жатады, бұл үнемді механизм және тиімді нәтиже береді. Сонымен қатар, микробалдырлар мен цианобактериялардың иммобилизациясы синтетикалық мутуализмді құру және зерттеу құралы ретінде қолданылады [41]. 17
Ең маңыздысы, жасушаларды иммобилизациялау әдісі бес түрлі түрге бөлінеді: аффиндік иммобилизация, сұйық эмульсияға түсіру, жартылай өткізгіш мембрананың артына түсіру, коваленттік байланыс адсорбциясы [42]. Микробалдырлар биосутегіні көп көлемде
өндіретін арнайы
биореакторларды қажет етеді[43]. Жаңа биореактор жобасының дамуына әсер ететін негізгі факторлар резервуардың тереңдігі мен ауырлық күші болып табылады [44].
жүктеу/скачать 0.95 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|