Эксплуатация, применение - Аэробные и анаэробные биореакторы
Изготовление силоса - традиционный анаэробный процесс ферментации, который применяется на фермах. Он позволяет сохранить питательную ценность травы для кормления сельскохозяйственных животных, в особенности молочного скота, в зимнее время. На поверхности травы содержится природная популяция молочнокислых бактерий, таких как Lactobacillus. После покоса траву измельчают и загружают в большой "бункер"; позднее для этого стали использовать большие тюки, обернутые черным пластиком. Бактерии утилизируют природные сахара, содержащиеся в траве, такие как глюкоза, фруктоза, сахароза, в качестве источника энергии для анаэробного дыхания (традиционная ферментация) и превращают их в молочную кислоту. Основным продуктом является молочная кислота, однако при ферментации образуются и другие вещества, которые придают силосу вкус и аромат. В процессе брожения рН снижается почти до 4. При таких низких значениях рН подавляется активность гнилостных бактерий которые, в противном случае могут полностью сгноить траву и снизить ее питательную ценность. В процессе ферментации температура может сильно повышаться, поэтому бактерии должны быть термоустойчивыми. Следует избегать загрязнения бактериями Listeria, которое может привести к сепсису или рождению мертвых детенышей у сельскохозяйственных животных. Загрязнение предотвращается, если обеспечить условия для активной ферментации и рН ниже 5,5 [12].
Глубинное культивирование аэробных микроорганизмов используется в промышленности для выращивания обогащенной белком биомассы клеток, используемой, например, в качестве кормовых добавок к рациону животных и птиц, а также при последующем получении аминокислот, витаминов и других биологически активных веществ. Такие процессы создают возможности получения целевых продуктов с помощью доступных и возобновляемых ресурсов при достаточно низком энергопотреблении [10].
Традиционное выращивание дрожжей в спиртовом производстве осуществляется в анаэробных условиях при относительно низких скоростях роста и повышенном удельном расходе субстрата. Расход субстрата на дрожжегенерацию при этом составляет до 5% всех сбраживаемых Сахаров, содержащихся в среде. Анаэробное культивирование дрожжей осуществляют поэтапно путем их размножения во всевозрастающих количествах сусла и пересевом активно бродящих дрожжей из меньших объемов в большие [1].
Предприятия агропромышленного комплекса и пищевой промышленности являются источниками мощного антропогенного воздействия на экосистемы и окружающую среду. Среди этих органических загрязнений особо выделяются в качестве наиболее крупнотоннажных - отходы животноводства, а именно навоз крупного рогатого скота и свиней, а в качестве наиболее экологически опасных - жидкий куриный помет.
Животноводческие предприятия постоянно сталкиваются с проблемой утилизации и переработки больших масс экскрементов. Существующие мероприятия по утилизации биологических отходов характеризуются значительными капитальными затратами и требуют существенных трудовых и энергетических затрат [2, 3].
Жидкие отходы обладают большей влажностью, высокой биологической активностью, содержат значительное количество бактерий, в том числе патогенных, всхожих семян сорняков, поэтому их переработка традиционными методами связана с большими затратами.
Одной из наиболее эффективных современных энерго - и ресурсосберегающих технологий переработки органических отходов является технология их метаногенного сбраживания с получением биогаза.
Эта технология имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными способами компостирования и аэробной обработки:
При аэробной очистке отходов образуется избыточный активный ил, в который переходит до 50% всей энергии исходного органического вещества, тогда как в анаэробных процессах до 90-95% всей энергии субстрата аккумулируется в виде биогаза (метана) с энергетической ценностью (2,2 - 2,7) * 107Дж * м-3, что делает его энергоносителем, пригодным для использования с получением электроэнергии и тепла [9].
Таким образом, отходы сельского хозяйства и особенно животноводства способны внести заметный вклад в структуру энергопроизводства на федеральном и региональном уровне [8, 11]. Требует внимания также вопрос рационального использования жидких отходов и сточных вод пищевой и перерабатывающей промышленности [5, 7].
Похожие статьи
-
Устройство ферментера, Принцип действия, схема - Аэробные и анаэробные биореакторы
Обычно ферментер изготавливают из высококачественной нержавеющей стали, так что он не подвержен коррозии и не выделяет в среду токсичные соли металлов....
-
Классификация способов ферментации и ферментеров - Аэробные и анаэробные биореакторы
Ферментация - это совокупность процессов, результатом которых является культуральная жидкость [6]. Ферментация (культивирование) может протекать как в...
-
Введение - Аэробные и анаэробные биореакторы
Технологическое оформление процессов промышленной биотехнологии в значительной мере определяется отношением микроорганизма-продуцента к кислороду. При...
-
Применение спиртов - Химические свойства и характеристики спиртов
Способность спиртов участвовать в разнообразных химических реакциях позволяет их использовать для получения всевозможных органических соединений:...
-
Получение, Применение - Арены. Толуол
Известны следующие способы получения ароматических углеводородов. 1) Каталитическая дегидроциклизация алканов, т. е. отщепление водорода с одновременной...
-
Получение., Применение. - Свойства фтора как химического элемента
Источником для производства фтора служит фтористый водород, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H2SO4 на флюорит CaF2, либо при...
-
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БОРА. ПРИМЕНЕНИЕ - Химические элементы главной подгруппы III группы
Твердый, хрупкий, блестяще-черный полуметалл. Химически бор при обычных условиях довольно инертен взаимодействует активно лишь с фтором, причем...
-
Использование предшественников при производстве аминокислот позволяет успешно обходить метаболический контроль, осуществляющийся по механизму обратной...
-
Электролиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на Электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, который возникает...
-
Несмотря на то, что получение эпитаксиальных слоев из паровой фазы является основным направлением в технологии изготовления полупроводниковых приборов...
-
Применение, Биологическая роль - Сера и ее роль в жизни
Около половины производимой серы используется на производство серной кислоты, около 25% расходуется для получения сульфитов, 10-15% -- для борьбы с...
-
Косметические средства - Применение химии в быту
В мире считается, что среди наиболее прибыльных отраслей промышленности на одном из первых мест стоит косметическая. Наблюдения показывают, что если...
-
ПОНЯТИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА - Электролиз и его практическое применение
Электролизом называют окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через раствор или расплав...
-
- Ядерная энергетика; - Археология; - Нефтехимия; - Геохимия (изотопная геохронология); - Агрохимия; - Химическая промышленность; - Анализ...
-
Применение - Важнейшие представители полимеров
В строительной технике полистирол в основном применяют для производства пенополистирола методом поризадии полистирола, в результате чего он получает...
-
Молекулярные кристаллы фуллеренов -- полупроводники, однако в начале 1991 г. было установлено, что легирование твердого С60 небольшим количеством...
-
Производство и применение жиров - Общая характеристика жиров
Производство жиров всем мире исчисляется десятками миллионов тонн в год. Животных жиров в настоящее время производится более 20 млн. т в год, из которых...
-
Растворитель, получаемый в результате центрифугирования отхода низкомолекулярного полиэтилена и последующей перегонки в интервале 130-210 0С был передан...
-
Применение эконометрического анализа в управлении - Практические аспекты эконометрического анализа
Статистические и математические модели экономических явлений и процессов определяются спецификой той или иной области экономических исследований. Так, в...
-
Белок. Его синтез в организме - Применение нефти и полимеров
Белковые вещества составляют громадный класс органических, то есть углеродистых, а именно углеродисто азотистых соединений, неизбежно встречаемых в...
-
Динамическое программирование Динамическое программирование -- один из разделов оптимального программирования, в котором процесс принятия решения и...
-
Области применения процесса фильтрования - Процесс фильтрования
Фильтрация находит самое широкое применение в производстве полимеров и эластомеров, пищевых продуктов, минеральных удобрений, органических веществ,...
-
При формировании узловых уравнений следует пронумеровать узлы анализируемой цепи. В качестве опорного узла с индексом "0", относительно которого...
-
Химические свойства, Применение - Натрий: свойства и народнохозяйственное значение
Щелочной металл, на воздухе легко окисляется. Для защиты от кислорода воздуха металлический натрий хранят под слоем керосина. Натрий менее активный чем...
-
Пищевые добавки употребляются человеком в течение многих веков (соль, перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мед) , однако широкое их использование...
-
Применение, Биологическая роль - Краткие сведения о кобальте
Легирование кобальтом стали повышает ее жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающий...
-
Для достижения поставленной цели предприятию требуются материалы, оборудование, энергия, рабочая сила и другие ресурсы. Каждое предприятие такими...
-
Наиболее ранним способом формализации экономико-математических и ТС является представление физических явлений с помощью систем дифференциальных...
-
Применение формалина - Аналитический обзор получения формалина
Формалин используется в производстве: - синтетических смол; - синтетического каучука; - поверхностно-активных веществ; - многоатомных спиртов; - формалей...
-
МЛЭ - один из современных и много обещающих технологических методов выращивания тонких монокристаллических полупроводниковых структур. Для осаждения...
-
Получение, Промывка - Особенности получения и применения золота
Для получения золота используются его основные физические и химические свойства: присутствие в природе в самородном состоянии, способность реагировать...
-
Электротехника и ювелирное дело Так как обладает наибольшей электропроводностью, теплопроводностью и стойкостью к окислению кислородом при обычных...
-
Химическое строение, физико-химические и физические свойства лекарственных средств Свойства лекарственных средств в значительной степени обусловлены их...
-
Воздушная известь - одно из древнейших вяжущих, широко применяемых в строительстве и промышленности. Известь - продукт умеренного обжига кальциевых и...
-
Если к узлу присоединены вырожденные ветви с идеальными источниками ЭДС, обладающими нулевым внутренним сопротивлением, узловое уравнение для такого узла...
-
Применение статистических методов анализа для адекватной интерпретации результатов контроля остаточных знаний соискателей высшего образования на примере...
-
Понятие и применение графа рынка - Использование квази-клик для анализа графа рынка России
Динамика характеристик отражающих тенденцию поведения фондового рынка может быть интересна многим участникам фондовой биржи и, в особенности, инвесторам....
-
О БУДУЩИХ ПРИМЕНЕНИЯХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ. - Жидкие кристалы
Жидкие кристаллы сегодня и завтра. Многие оптические эффекты в жидких кристаллах, о которых рассказывалось выше, уже освоены техникой и используются в...
-
Цепи Маркова служат хорошим введением в теорию случайных процессов, т. е. теорию простых последовательностей семейств случайных величин, обычно зависящих...
Эксплуатация, применение - Аэробные и анаэробные биореакторы