Aspecte Privind Hidroliza Materialelor Lignocelulozice Utilizând Diverse Pretratamente

Domeniu: Agronomie

Conține 1 fișier: doc

Pagini : 85 în total

Cuvinte : 17054

Mărime: 1.61MB (arhivat)

Publicat de: Aleodor Murariu

Puncte necesare: 10

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

CUPRINS
PARTEA GENERALA
Introducere 5
CAPITOLUL I
Stadiul actual al cercetãrilor privind producerea de bioalcool 8
I.1 Productia de bioalcool la nivel mondial 8
I.1.1 Productia de biobenzine 12
I.2 Materii prime folosite la fabricarea alcoolului etilic 16
I.2.1 Materii prime cerealiere 17
I.2.1.1 Orzul 17
I.2.1.2 Grâul 18
I.2.1.3 Sorgul 20
I.2.1.4 Porumbul 21
I.2.2 Materii prime tuberculi 22
I.2.2.1 Cartoful 22
I.1.2.2 Topinamburul 23
I.1.2.3 Sfecla de zahar 23
I.2.3 Subproduse din industria alimentarã 25
I.2.3.1 Melasa 25
I.2.3.2 Zerul 27
I.2.4 Materii prime lignocelulozice 27
I.2.4.1 Informatii generale privind structura materialelor lignocelulozice 28
I.2.4.2 Enzime lignocelulozolitice si mecanismul lor de actiune 34
I.2.4.2.1 Lignaze 34
I.2.4.2.2 Hemicelulaze 36
I.2.4.2.3 Celulaze 38
I.2.4.3 Etanolul obtinut din celulozã 39
I.2.4.3.1 Hidroliza acida 39
I.2.4.3.2 Hidroliza enzimatica 41
I.2.4.3.3 Procese termochimice 42
I.2.4.3.4 Eforturi de comercializare 43
I.3 Drojdii si bacterii folosite la fermentare 44
I.3.1 Consideratii generale 44
I.3.2 Drojdiile de fermentare si caracterizarea lor 45
I.3.2.1 Performanta drojdiilor 46
I.3.2.2 Necesitãtile drojdiilor 46
I.3.3 Bacterii folosite la fermentatia alcoolicã 47
I.3.3.1 Comparatie intre fermentarea cu drojdii şi bacterii 48
I.3.3.2 Fermentarea cu celule imobilizate 50
PARTEA A-II-A CERCETĂRI EXPERIMENTALE
CAPITOLUL II MATERIALE ŞI METODE DE LUCRU
II.1. Tipuri de materiale lignocelulozice cercetate 52
II.2. Tipuri de enzime folosite 53
II.3. Microorganismul folosit pentru producerea de etanol 53
II.4. Pretratamentul termic 53
II.5. Pretratamentul chimic 53
II.6. Pretratamentul enzimatic cu laccază 53
II.7. Hidroliza enzimatica cu MethaPlus L100 54
II.8. Variante de hidroliză aplicate materialelor lignocelulozice 54
II.9. Determinarea substanţei uscate 54
II.10. Trasarea curbei de etalonare pentru glucoză 55
II.11. Determinarea conţinutului în glucide reducătoare 56
II.12. Prepararea inoculului de Saccharomyces cerevisiae 57
II.13. Prepararea mediilor de cultură pentru producerea bioetanolului prin fermentaţie anaerobă 57
II.14. Obţinerea bioetanolului prin fermentaţie cu Saccharomyces cerevisiae 58
II.15. Variaţia parametrilor biochimici pe parcursul fermentaţiei alcoolice 59
II.15.1. Determinarea conţinutului în alcool în mediul de fermentaţie 59
CAPITOLUL III REZULTATE ŞI DISCUŢII
III.1. Determinarea substanţei uscate 61
III.2. Trasarea curbei de etalonare pentru glucoză 61
III.3. Influenţa pretratamentului termic asupra conţinutului în glucide reducătoare a materialelor lignocelulozice 63
III.4. Influenţa pretratamentului chimic asupra conţinutului în glucide reducătoare a materialelor lignocelulozice 64
III.5. Influenţa pretratamentului enzimatic asupra conţinutului în glucide reducătoare a materialelor lignocelulozice 67
III.6. Efectul pretratamentelor asupra conţinutului în glucide reducătoare a materialelor lignocelulozice 67
III.7. Influenţa pretratamentelor fizico-chimice şi enzimatice asupra diferitelor substraturi glucidice analizate 68
III.8. Caracterizarea procesului de biosinteză a bioetanolului cu Saccharomyces cerevisiae 75
CONCLUZII 77
Bibliografie 79

Extras din licență

INTRODUCERE

Biomasa, materia primă pentru biocombustibili.

Biomasa contribuie cu 14% la consumul mondial de energie primară, iar pentru trei sferturi din populaţia globului care trăieşte în ţările în curs de dezvoltare aceasta reprezintă cea mai importantă sursă de energie. La nivelul Uniunii Europene se preconizează crearea a peste 300.000 de noi locuri de muncă în mediul rural, tocmai prin exploatarea biomasei. În prezent, în UE, 4% din necesarul de energie este asigurat din biomasă.

Se caută surse regenerabile.

Agenţia Internaţională pentru Energie estimează că în Europa, resursele de petrol se vor epuiza în 40 de ani, cele de gaze naturale în 60 de ani, iar cele de cărbune în 200 de ani, lucru care s-ar traduce prin faptul că, peste aproximativ 20 de ani, Europa va fi nevoită să importe 70% din necesarul de energie. Ca urmare a acestui fapt, statele uniunii au fost nevoite să găsească surse regenerabile. Uniunea Europeană îşi doreşte ca, până în anul 2020, 20% din consumul de energie al statelor comunitare să fie asigurat din surse regenerabile.

O biorafinărie în Hastings, Nebraska – transformă anual 0,6 tone cereale în 250 milioane litri etanol

Ce sunt biocombustibilii?

Criza mondială de energie din ultimul timp a pus pe jar comunitatea ştiinţifică internaţională. Preţul ţiţeiului este tot mai greu de controlat. De aceea, trebuie căutate noi metode de a obţine combustibili “pe cale naturală”. Se pare că soluţia cea mai bună o reprezintă înlocuirea combustibililor convenţionali, fosili cu combustibili obţinuţi din surse regenerabile. Aceştia se numesc biocombustibili şi deja s-a început procesul de substituire treptată a combustibililor convenţionali cu acest nou tip de carburant. Din ce se pot obţin biocombustibilii? După cum o spune şi definiţia lor – din resurse regenerabile, adică dintr-o materie primă care poate fi refăcută permanent. O sursă permanentă de materie energetică o reprezintă plantele care conţin glucide sau poliglucide care înmagazinează energie. O astfel de plantă este porumbul. Orice crescător de animale ştie că porumbul conţine mult amidon, care este transformat de animalul care îl consumă în energie, care, dacă depăşeşte necesităţile energetice ale organismului este stocată sub formă de ţesut adipos. Amidonul poate fi transformat însă cu ajutorul enzimelor în glucoză, care poate fi fermentată cu ajutorul microorganismelor în etanol. Iată, deci o altă modalitate de a exploata energia înmagazinată în porumb, şi anume transformarea ei în etanol, care poate fi amestecat cu benzina şi ars în motoare. Pe lângă porumb, se mai folosesc şi alte produse vegetale pentru obţinerea de biocombustibili: sfecla de zahăr, soia, rapiţa, sau chiar uleiurile rezultate de la restaurante după prăjirea alimentelor. Grăsimile animale reprezintă o altă sursă regenerabilă de biocombustibili.