Биологично пречистване на отпадъчни води, производство на биогорива, биоетанол - съвременни биотехнологии
От началото на ХХ век. микроорганизми, комбинирани с химични методи, се използват за биологично пречистване на отпадъчни води. Интензивното почистване се извършва в специални контейнери: аерационни резервоари, биореактори. Има две технологии за минерализация (пречистване на водата от органични замърсители): аеробна и анаеробна.
За разграждането на синтетични органични вещества (например детергенти) се използват бактерии, получени чрез изкуствена мутагенеза.
Производство на биогорива
Биологичните горива включват въглеводороди и алкохоли, получени чрез обработка на различни органични отпадъци с помощта на микроорганизми. Например отпадъците от производството на нишесте и захар, текстилната и дървообработващата промишленост служат като суровина за производството на алкохол и биогаз - евтино гориво за автомобилни двигатели и други електроцентрали. Имайте предвид, че алкохолите и биогазът са екологично чисти горива - при изгарянето им се образуват напълно окислени съединения.
Химическият синтез на бензини и дизелови горива е много енергоемък. По правило дървесината е суровината за този метод за получаване на гориво. Чрез промяна на параметрите на технологичния процес могат да се получат различни видове гориво от дървесина, от авиационен бензин до дизелово гориво. Синтетичното гориво има добри екологични характеристики. При изгаряне не се образуват вредни вещества, неутрален е по отношение на CO2. Поради високите енергийни разходи и сложността на технологичните процеси, синтетичните горива са много скъпи.
Биоетанолът е конвенционален етанол, получен от обработката на растителни материали за използване като биогориво. Производството му е подобно на производството на хранителен алкохол.
Съвременна индустриална технология за получаванеетилов алкохол от хранителни суровини включва следните етапи:
- подготовка и смилане на нишестени суровини - зърна (ръж, пшеница и др.)
- ферментация. В по-голямата част от алкохолната индустрия в света ензимното разграждане на нишестето до алкохол с помощта на дрожди е изоставено. За тези цели се използват рекомбинантни алфа-амилазни препарати, получени чрез биоинженерство - глюкамилаза, амилосубтилин.
- брагоректификация. Извършва се на ускоряващи колони (например "Комсомолец"). Отпадъците от ферментационното производство са дистилация и фузелни масла. Bard се използва за производството на фураж.
Реална алтернатива на етанола в днешно време е биобутанолът, тъй като има по-висок енергиен потенциал, по-малко е летлив и може да се използва в автомобили без промени в конструкцията на двигателите им. По този начин хибридното гориво BIO100 е смес от 65% биоетанол с добавяне на терт-бутилов етер. Такова моторно гориво намалява топлинното натоварване на двигателя с 1/3, като по този начин увеличава експлоатационния му живот.
В промишлен мащаб етиловият алкохол се получава от суровини, съдържащи целулоза (дърво, слама), която е предварително хидролизирана. Получената смес от пентози и хексози се подлага на алкохолна ферментация. В страните от Западна Европа и Америка тази технология не получи широко разпространение, но в СССР (сега в България) имаше развита индустрия на фуражни хидролизни дрожди и хидролизен етанол.