Главная » Просмотр файлов » Различные подходы к накоплению биомассы микроводорослей Chlorellavulgaris и к процессам её биокаталитической трансформации

Различные подходы к накоплению биомассы микроводорослей Chlorellavulgaris и к процессам её биокаталитической трансформации (1105654), страница 29

Файл №1105654 Различные подходы к накоплению биомассы микроводорослей Chlorellavulgaris и к процессам её биокаталитической трансформации (Различные подходы к накоплению биомассы микроводорослей Chlorellavulgaris и к процессам её биокаталитической трансформации) 29 страницаРазличные подходы к накоплению биомассы микроводорослей Chlorellavulgaris и к процессам её биокаталитической трансформации (1105654) страница 292019-03-14СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 29)

succinogenes, дляполучения в биотехнологических процессах ЯК из различных образцов возобновляемогосырья;- предложены подходы к утилизации иммобилизованных клеток мицелиальныхгрибов, использованных в качестве биокатализаторов в процессах получения органическихкислот, с образованием таких продуктов, как метан и пиролизная нефть, которые могутиметь дополнительную коммерческую значимость в процессах переработки биомассымикроводорослей C. vulgaris.3.5 Биотехнологический комплекс для накопления биомассы микроводорослей впроцессе очистки сточных вод и ее последующей трансформации в органическиекислоты и ПГААнализ и обобщение полученных в работе результатов с учетом актуальных задач иперспективных направлений развития современной биотехнологии позволил прийти к выводуо том, что фактически в работе пошагово разработана концепция биотехнологическогокомплекса (Рисунок 50), которая может иметь в потенциале практическую реализацию.Всоставетакогокомплексаможетбытьобеспеченонакоплениеклетокмикроводорослей с одновременной очисткой сточных вод и последующим использованиембиомассы для ее трансформации в целевые коммерчески значимые продукты в видемономеров, пригодных для получения биоразлагаемых полимерных материалов, а также дляполучения таких биополимеров, как ПГА, и кроме того могут быть получены продуктыпереработки отходов основного производства (биокатализаторов в виде иммобилизованныхклеток мицелиальных грибов) в метан и бионефть.На основе представленной концепции была проведена сравнительная экономическаяоценка эффективности функционирования такого комплекса.

Известно, что на пищевомпроизводстве объем сточных вод может составлять около 1500 м3/сутки [221]. Предположим,что в комплексе очистных сооружений имеется три блока по 30 очистных ректоров объемом50 м3 каждый. Один блок рассчитан на очистку сточных вод, вырабатываемых на пищевомпроизводстве за 1 сутки, функционирование одного блока обеспечивает за 3-е сутокснижение ХПК до 8 раз и накопление биомассы микроводорослей. За 1 месяц подобный153комплекс, имеющий 90 очистных реакторов объемом по 50 м3, может провести очистку43 500 м3 сточных вод, снизив их ХПК в 8 раз.

За это время из отходов может быть полученодо 70 т сух. биомассы микроводорослей. Функционирование такого комплекса в течение 1месяца может обеспечить производство от 10 до 16 т одного из видов выпускаемойпродукции (Таблица 35) и получить выручку от его реализации от 1,2 до 4,7 млн. рублей, приэтом будет проведена очистка сточных вод одного пищевого производства. Принеобходимости и экономической целесообразности получаемая и предобработаннаябиомасса микроводорослей может направляться одновременно на получение в составекомплекса сразу четырех продуктов в 4-х разных микробиологических реакторах сразличными биокатализаторами.Длительное хранениеклеток микроводорослейв иммобилизованном видеИммобилизация клетокмикроводорослейОчистка сточных вод иполучение биомассы примногократном использованиигранул с иммобилизованнымиклетками микроводорослейУтилизация отработанныхбиокатализаторов и отходовбиомассы с получениемкоммерчески-значимыхпродуктов:метан, пиролизная нефтьПредобработка биомассымикроводорослейс получением растворов,содержащихвосстанавливающие сахараПолучение мономеров биоразлагаемыхполимеров (янтарной, молочной,фумаровой кислот)из растворов, содержащихвосстанавливающие сахара, сиспользованием иммобилизованныхбиокатализаторовОдностадийное получениебиоразлагаемых полимеров(полигидроксиалканоатов) израстворов, содержащихвосстанавливающие сахара, сиспользованием клетокбактерийРисунок 50 – Концепция биотехнологического комплекса экологически эффективныхбиокаталитических процессов на основе использования биомассы микроводорослей,накапливающейся при очистке сточных вод, направленных, главным образом, на еетрансформацию в мономеры для полимерного синтеза и получение биополимеров в виде ПГА154Таблица 35 – Оценка выходов продуктов и выручка от их реализации, которые могут бытьполучены при биотрансформации 70 т сух.

биомассы микроводорослей, получаемых приреализации сформулированной концепции битехнологического комплекса в течение 1месяцаПродуктМКФКЯКПГАВыход продукта,т16141810Рыночная стоимостьпродукта, руб/кг12090260120Выручка отреализации, тыс. руб1 9201 2604 6801 200Известно, что использование продуцентов в иммобилизованном виде обеспечиваетдлительное эффективное применение одной и той же биомассы клеток в биотехнологическихпроцессах, при этом затраты на наращивание свежей биомассы для каждого рабочего цикла втаких процессах резко сокращаются.

Ранее уже была рассчитана экономия от использованияиммобилизованных клеток вместо свободных в процессах получения МК и ФК [111]. Былпроведен пересчет полученной величины такой экономии на 1 кг сухого ИБК (Таблица 36). Сучетом этих показателей и данных Таблицы 35 была проведена оценка экономии ототсутствия затрат на накопление биомассы продуцента для каждого биотехнологичскогоцикла получения органических кислот при функционировании комплекса в течение 1 месяцапри использованиииммобилизованныхбиокатализаторов, а не свободных клетокпродуцентов (Таблица 36).Таблица 36 – Оценочный экономический анализ эффективности использования клетокпродуцентов органических кислот в иммобилизованном виде в составе биотехнологическогокомплексаЭкономия от использованияклеток в иммобилизованномвиде в процессе, руб/ с 1 кг ИБКпо сухому весу[111]Выходкислоты с1 кг ИБК,кгЭкономия при использованиииммобилизованных клетокпродуцентов в составекомплекса за 1 месяц,тыс.

руб.МК8,89,315 136ФК69,78 640ПродуктИз анализа показателей, представленных в Таблице 36, следует вывод о существеннойэкономической выгоде, получаемой при проведении процессов получения органическихкислот при использовании иммобилизованных клеток продуцентов.155Таким образом, в результате выполнения работы была пошагово разработанаоригинальная концепция биотехнологического комплекса, сочетающего в себе эффективныебиокаталитические процессы, направленные на трансформацию биомассы микроводорослей,накапливаемой в процессе очистки сточных вод различного состава в коммерчески значимыепродукты (молочную, фумаровую, янтарную кислоты, полигидроксиалканоаты, метан ипиролизную нефть), реализация которого на практике может иметь значимый экономическийэффект.156ВЫВОДЫ1.Установленавозможностьиспользованияиммобилизованныхклетокмикроводорослей C.

vulgaris C-1 в качестве инокулята для накопления биомассы в процессеочистки сточных вод с одновременным снижением уровня ХПК в 2-8 раз. Получаемая приэтом биомасса свободных клеток микроводорослей характеризуется постоянством долиуглеводов в её составе, обеспечивающим возможность её прикладного использования.2.Применение кислотного гидролиза биомассы C. vulgaris обеспечивает быстроеполучение сред с высоким выходом ВС (76,13±2,41%), но содержащих муравьиную кислоту,фурфурол и оксиметилфурфурол, токсичные для микробных продуцентов.

Эти среды могутбыть пригодны для химической промышленности. Механическая дезинтеграция клетокмикроводорослей C. vulgaris в сочетании с ферментативным гидролизом позволяет получатьнетоксичные гидролизные среды с высоким выходом ВС (81÷89%) от общего содержанияуглеводов в исходной биомассе.3.Предложеныусловияоптимальногопримененияиммобилизованныхклетокмицелиальных грибов вида R. oryzae в процессах биотрансформации ВС, содержащихся вферментолизатах биомассы микроводорослей C.vulgaris, в молочную и фумаровую кислоты.В результате в сравнении с ранее известными данными для молочной кислоты показателипродуктивности процесса увеличены в 142 раза, для фумаровой – более, чем в 200 раз.4.Создан оригинальный высокоэффективный биокатализатор в виде иммобилизованныхв криогель ПВС клеток бактерий A.

succinogenes B-10111 для получения янтарной кислоты.Его использование в сравнении со свободными клетками обеспечило повышение уровнямаксимального накопления ЯК в глюкозосодержащих средах в одном рабочем цикле в 1,4раза и увеличило общую длительность эффективного использования продуцента, какминимум, в 19 раз. Впервые для получения ЯК продемонстрирована возможностьприменения в качестве субстратов биомассы различных фототрофных микроорганизмов,включая клетки микроводорослей C. vulgaris, и макроводорослей.5.Впервые установлено, что для биотехнологического процесса получения ПГА всоставеклеток C.necator B-8619перспективнымсубстратомявляется биомассамикроводорослей. Предложенный субстрат обеспечивает увеличение в 4,6 и более разскорости накопления ПГА в составе биомассы продуцента по сравнению с литературнымиданными.6.Разработаноригинальныйспособиммобилизацииклетокфототрофныхмикроорганизмов в криогель ПВС, апробированный на 12 культурах, обеспечивающийвысокую длительность хранения клеток (не менее 1,5 лет) при высоком уровне сохранения у157них способности к пролиферации (на 90-95%) и до 2-х раз превосходящий по этимхарактеристикам аналоги.7.Предложен подход к утилизации иммобилизованной в криогель ПВС биомассымицелиальных грибов, использованных для получения органических кислот, методамиметаногенеза и быстрого пиролиза с получением, соответственно, метана (с выходом61,3±1,9%) или пиролизной нефти (с выходом 58,3±2,3%), в которой отмечено наличиедлинноцепочечных нитрилов.8.Пошаговоразработанаисформулированаоригинальнаяконцепциябиотехнологического комплекса, сочетающего в себе эффективные биокаталитическиепроцессы, направленные на трансформацию биомассы микроводорослей, накапливаемой впроцессе очистки сточных вод различного состава в коммерчески значимые продукты(молочную, фумаровую, янтарную кислоты, ПГА, метан и пиролизную нефть).158СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.

Pulz O., Gross W. Valuable products from biotechnology of microalgae [Текст] // Appl.Microbiol. Biotechnol. – 2004. – V. 65. – p. 635–648.2. Harun R., Singh M., Forde G. M., Danquah M. K. Bioprocess engineering of microalgae toproduce a variety of consumer products [Текст] // Renew. Sust. Energ. Rev. – 2010. – V. 14.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6418
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее