Проблеми виробництва рідкого біопалива

Проблема

Опис

Шляхи вирішення

1

2

3

Утворення відходів у процесі виробництва

Проблема повної раціональної переробки відходів спиртзаводів ще не вирішена - виробництво кожного літра спирту супроводжується продукуванням 12-14 літрів стічних вод, небезпечних для природи.

Створення безвідходних (маловідходних) технологій, переробка відходів на корисні продукти (див. п. 4.7)

Перевитрати сировини внаслідок недоліків дріжджів як продуцентів етанолу

Проблема анаеробності процесу в тому, що при споживанні цукру дріжджами у присутності кисню йдуть одночасно процеси дихання й бродіння. При диханні цукор переробляється на нову біомасу дріжджів і СО₂, а при бродінні – на етанол і СО_2.

Проблема вирішується

1) технологічними методами: процес ведуть у строго анаеробних умовах;

2) використовують генетично модифіковані дріжджі, не здатні до дихання, тобто такі, які втратили мітохондрії.

Необхідність введення додаткових стадій попередньої обробки сировини, що зумовлює утворення додаткової кількості відходів

Проблема прямого зброджування крохмальних субстратів у тому, що у дріжджів відсутні ферменти, які здатні розщеплювати крохмаль зернових до цукру, що вимагає проведення попереднього гідролізу крохмалевмісного субстрата, пшениці.

Проблема експериментально вирішена використанням генетично змінених дріжджів, в які внесені рекомбінантні ДНК для виробництва амілолітичних ферментів. Знайдені також термофільні культури, здатні перетворювати цукор, крохмаль і целюлозу на спирт. Швидкість процесу бродіння при цьому в декілька разів більша, ніж бродіння за участі звичайних дріжджів.

1

2

3

Проблема агресивності етанолу до мікроорганізмів

Дріжджі недостатньо стійкі до етанолу, і при підвищенні концентрації спирту до 9-12 об. % в них припиняються метаболітичні процеси, а при штучному уведенні спирту до 14 об. % вони гинуть. Така сама репресивна дія цукру спостерігається при підвищенні його концентрації понад 15 % внаслідок підвищення в середовищі осмотичного тиску. Тому при синтезі спирту потрібні низькі концентрації цукру у вихідному поживному середовищі, що вимагає використання великих виробничих бродильних чанів.

Стійкість до етанолу можна підвищити додаванням деяких речовин, наприклад, солей магнію.

Проблему виходу біоетанолу спробували вирішити заміною дріжджів бакте­ріями Zimomonas mobilis, що дає можливість отримати біоетанол з достатнім виходом.