Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
запасенной энергии к затраченной более единицы) при выращивании таких
культур, нельзя считать решенным. Ситуация прояснится, если удастся
оценить денежную стоимость и энергосодержание побочных продуктов
производства.
60
Глава 2
Натуральный каучук можно получить из растущей в пустыне гваюлы, что и
делали в прошлом в больших масштабах. Во время второй мировой войны
министерство сельского хозяйства США провело большую работу по
окультуриванию гваюлы, и сегодня это растение - наиболее реальный
кандидат для получения масел разного назначения и углеводородов.
Результаты исследования гваюлы найдут широкое применение и особенно важны
для осуществления перспективных планов получения углеводородов из новых
видов растений.
Чтобы установить возможность интродукции масличных и углеводород-
образующих культур, было изучено большое число видов растений (Buchanan
et al., 1978). Полагают, что вполне реально при "одомашнивании" этих
растений увеличить выход сухой массы на 50%, а содержание углеводородов и
масел - в два-три раза. Такие прогнозы кажутся вполне оправданными в
свете последних достижений селекционеров растений и агрономов, работающих
с такими привычными культурами, как Hevea. Для того чтобы сравняться с
Hevea, необходимо, чтобы выход масла и углеводородов с гектара в год
составлял не менее двух тонн, а другие показатели были бы сходными с
представленными в табл. 2.8.
Таблица 2.8. Урожайность и состав продукции модельных масличных и
углеводород-образующих культур (как основа для оценки вновь осваиваемых
культур; Buchanan et al., 1978)
Компонент Каучуконосы Масличные (с побочным образованием каучука)
Масличные Гуттаперче- носы
I п I II > 11 I п
Всего сухого вещества 13 500 100 17 900 100 22 500 100
И 500 100
Общий белок 1 485 11 1 610 9 1350 6 1 150 10
Каучук 1 350 10 360 2 - - - -
Гуттаперча - - - - - - 1 380 12
Масло 810 6 2 150 12 2 250 10 920 8
Полифенолы 945 7 1 250 7 4 050 18 805 7
Экстрагированный остаток 10 395 77 14 140 79 16 200
72 8 395 73
Урожай оценивается после уборки и отражает вес наземной части растений.
I-урожай в кг иа 1 га, II - сухое вещество, %.
Лишь немногие из большого числа изученных видов растений были отобраны
для более детального изучения как потенциальные продуценты каучука (13
видов), масла и каучука (11 видов), масла (9 видов) и гуттаперчи (3
вида). В табл. 2.8
Энергия и биотехнология
61
приведены теоретически возможная урожайность и состав сырья, а также
другие интересующие нас характеристики новых культур.
Углеводороды и масла можно использовать после выделения и химической
переработки, например гидрокрекинга и/или эте-рификации. Отметим, однако,
что во всем мире производится сегодня всего около 40 -106 т растительных
масел в год, а другие производства развиты еще недостаточно. По этой
причине сбраживание сахара в этиловый спирт остается сегодня главным
промышленным способом крупномасштабного производства жидкого горючего для
нужд транспорта из биомассы растительного сырья. Однако, как уже
отмечалось, главная проблема при использовании сахара или крахмала -
малый объем производства и употребление их в пищу. Единственным
потенциально важным сырьем для бродильной промышленности остается поэтому
лигноиеллюлоза. Создание способов переработки этого сырья в жидкие
полуфабрикаты, пригодные для сбраживания,- главная задача биотехнологии.
2.5. Переработка и различные виды топлива
2.5.1. Производство исходного сырья
Что касается этилового спирта как топлива, то почти все существующие
способы его производства основаны на переработке мелассы, сока сахарного
тростника, кукурузного крахмала или же в меньшей мере маниока.
Сбраживание - это лишь одна из стадий процесса; помимо него сюда
относятся выращивание растений, их уборка, перевозка на заводы,
приготовление сусла, сбраживание, перегонка, обезвоживание, денатурация,
изготовление смесей и реализация продукции. Кроме того, приходится решать
вопрос об удалении или переработке жидких отходов (кубовых остатков).
Понятно, что рассказать обо всем этом подробно здесь невозможно, и
поэтому мы обратим внимание лишь на те стороны проблемы, которые важны в
плане технической осуществимости, баланса энергии и экономики, но в то же
время касаются и микробиологических аспектов работы этой системы, которые
могут быть улучшены биотехнологическим путем. Их можно разделить на две
группы. Первая связана с природой сырья, в котором должно содержаться
нужное количество сбраживаемого сахара, получаемого дешевым способом и
при малых энергозатратах, а вторая - с отгонкой спирта. В этом последнем
случае можно уменьшить затраты (как энергетические, так и экономические),
если повысить концентрацию спирта в продукте ферментации.
62
Глава 2
При получении этилового спирта из сахар-содержащих культур отжим
содержащего сахар сока ведется стандартными способами. Простые сахара из
сахарного тростника можно получить механическим отжимом сока, а в случае
