Экологиялық биотехнология

Презентация қосу

Экологиялық биотехнология

Орындаған:Әсен Тоғжан

Группа:БТ-307
Биотехнология — (био…bios-тіршілік+thechne, (грекше) — өнер, шеберлік ж әне logos — ғылым) — тірі а ғзалар
(организмдер) мен биологиялық әрекеттеді өндірісте пайдалану.
Биотехнология терминін алғаш рет 1917 жылы венгер инженері Карл Эреки енгізді. Карл Эрекиді ң пікірінше,
«биотехнология — бұл тірі организмдер көмегімен белгілі бір өнімдерді өндіру ж өніндегі барлы қ ба ғыттарда ғы
жұмыстар» болып табылады.
Қазіргі кезде бұл терминге төмендегідей анықтама береді: Биотехнология — биологиялы қ процестер мен
объектілерді пайдалануға негізделген экономикалық жағынан тиімді, маңызды заттарды өндіру мен жо ғар ғы
өнімді микроорганизмдердің штаммдарын алу, өсімдіктерді ң сорттары мен формаларын, жануарларды ң асыл
тұқымын шығарумен айналысатын ғылым мен өндірістің жаңа бағыты.
Яғни, адамға қажетті өнімдерді биологиялық объектілердің көмегімен өнімдерді өндіру. Б ұл ретте
микроорганизмдер мен өсімдіктер және жануарлар жасушалары, жасуша органоидтері немесе биологиялы қ
белсенді молекулалар қолданылады.
Органикалық өнімдерден биогаз алу — органикалы қ өнімдерді ң анаэробты жа ғдайда «метанды қ ашу»
нәтижесінде жанар газ бөлу қасиетіне негізделген. Метандық ашу н әтижесінде б өлінетін биогаз құрамы — 50-80%
метан, 20-30% көмірқышқыл газы, шамамен 1% күкіртсутек, сонымен қатар шамалы мөлшердегі бас қа газдардан
(азот, оттегі, сутегі, аммиак, т.б.) тұрады. Метантүзуші бактериялар органикалы қ қышқылдарды қажетті метан ға,
көмірқышқыл газына айналдырады.
Бұл күрделі жүйелену комплексіне микроорнизмдердің мыңдаған түрлері қатысады. Біра қ оларды ң негізгісі —
метантүзуші бактериялар. Метантүзуші бактериялар қышқылтүзуші ашытқы микроорганизмдер мен
салыстырғанда көбеюге ұзақ уақыт қажет етеді және қоршаған ортаның өзгерістеріне қарсы тұру потенциялы
төмен. Сондықтан, ашу ортасында алғашында ұшқыш қышқылдар түзулуіне байланысты, метанды қ ашуды ң
бірінші кезеңін қышқылдық деп атайды. Ары қарай қышқылдарды ң түзілуі ж әне өнделуі жылдамды ғы тенеледі.
Сондықтан субстрактының ыдырауы мен газ түзіледі бір уақытта қатар жүреді. Газды ң т үзілу өнімділігі
метантүзуші бактериялардың тіршілік жағдайына байланысты.
Биометаногенездің биохимиясы және микробиологиялық сипаттамасы.
Бұл процестің ерекшелігі сол таза культура жағдайында бас қа өнім, ал синтрофиялы қ бірлестік жа ғдайында бас қа
өнім алынады. Мысалы, ірі қара мал қарнында Selenomonas ruminantum глюкозалы лактатқа дейін ашытады. Ал
синтрофиялық ассоцияцияда Methanobrevibacter ruminantium ацетат, метан және СО2 түзеді.
Егер клетканы термофильді эубактериямен Clostridium thermoccelum бактериясының таза культурасымен ашытса
этанол, ацетат, Н2 және СО2 түзіледі. Синтрофты ассоцияцияда Metronobacteruim thermoantotrophicum ацетат,
метан СО2 түзіледі.
Сазды балшық газы «болотный газ» деп аталады. Көк түсті жалынмен жанады, иіссіз, т үтінсіз жанады. Ал
ағаштың, тезектің жануынан қорашаған ортаны ластайтын түтін б өлінеді.
Биохимиялық тұрғыдан метандық «ашыту» анаэробтық тыныс болып табылады. Органикалы қ заттарды ң (сірке
қышқылы) электрондары көмірқышқыл газына тасымалданып, метан ға дейін тотықсызданады. Метант үзуші
бактериялар үшін электронның доноры қызметін сутегі ат қарады .
Бактерия түрлерінен Methanobakterium formicicum және Metahanospirillum hungati басым
қатысады. Мысалы, Methanobakterium kadomensis st 23-20күн жүретін метаногенезді 8
күнде жүргізеді. Ірі қара малдың, үй құстарының көнінің өнелуіне 20 күдей, ал
шошқаның сұйық көнінің ашу процесіне 10 күндей қажет. Егер жыл сайын т үзілетін
сиырдың 300 млн.т тезегін биогазға айналдырса, алынған энергия м өлшері 33 млн.т.
мұнайдан алынатын энергия мөлшеріне тенседі. Яғни , 1т сиыр тезегіні ң құны 0,11т.
мұнайға тен. Ірі қара мал және шошқа көндерінің тең мөлшерінен, шош қа көнінен 50%-
ға көп биогаз өндіріледі.
Жамбыл облысы Жуалы ауданы «Қошқар ата» ауылында биогаз алу мен қолданудың биотехнологиясы.
Зерттеу барысында дәстүрлі мал шаруашылығымен айналысатын Жамбыл облысы Жуалы ауданының «Қошқар ата» ауылына қажетті
биореактордың көлемі, биогаздың өнімі мен қажетті мөлшері анықталды. Үй жануарларының (малдың) санына қарай шикізаттың
(көңнің) тәуліктік дозасы (мөлшері) анықталды. ДШ – шикізат дозасы.
Малдың санына қарай ДШ анықтау:
Мүйізді ірі қара 1989 х 36 кг = 71604 кг = 71,604 т (тонна)
Қой-ешкі 10404 х 4 кг = 41616 кг = 41,616 т
Жылқы 459 х 10 кг = 4590 кг = 4,59 т
Құс 5355 х 0,16 кг = 856,8 кг = 0,8568 т
Барлығы 118666,8 кг немесе 118,6668 т
Яғни бір тәулікте түзілетін шикізаттың дозасы ДШ = 118,6668 т құрайды.
Зерттеу жұмысы жаз айларында жүргізілуіне байланысты, қажетті ылғалдылыққа жеткізу үшін шикізатпен су мөлшеріні ң
арақатынасы 2:1 құрады. Яғни, шикізатқа қосылатын су дозасы ДС = 59333,4 литр.
Мүйізді ірі қара, жылқы, қой-ешкінің көңінің, құс саңғырығының ашу процесінде биогазды көп мөлшерде 10-15 күнде бөлуіне
байланысты, реактордағы ашу процесіне мезофилді режим таңдалды. Ашытудың мезофилді режимінде реакторды ң айналу уақыты 10-
20 тәулік құрайды және шикізатты қолданудың тәуліктік дозасы (Д) реактордағы шикізаттың жалпы көлеміні ң (ШЖ) 1/20-ден 1/10
құрайды. Қондырғыдағы шикізаттың жалпы көлемі реактордың 2/3 көлемінен (РК) аспауы қажет.
«Қошқар ата» аулында мал көңінің түріне және оның тәуліктік
мөлшеріне байланысты биогаздың тәуліктік өнімінің мөлшері 4794 – 7890
м³ құрады.
«Қошқар ата» аулында орналасқан 176 үй тұрғындарының санының
сараптамасы нәтижесінде бір жанұядағы адам саны орта есеппен 4 адам құрады.
Жанұяға және шаруашылыққа қажетті биогаздың мөлшері — 49,6-52,6 м³. Бұл
көрсеткішті 176 үйге шаққанда — 8729,6 – 9257,6 м³.
Ауыл шаруашылық өнімдерінің органикалық массасының белгілі температурада
нәтижесінде биогаз түзілетін ашу процесі жүретін герметикалық жабы қ ыдысты
биогаз қондырғысы дейді. Барлық биогаз қондырғыларының жұмыс істеу
қағидалары бір: жинақталған және қажетті ылғалдылыққа жеткізілген шикізат
реакторға салынады, онда шикізатты өңдеуді жетілдіруге жағдай жасалады.
Шикізаттан биогазды немесе биотыңайтқышты алуды ферментация немесе
ашыту деп атайды.
Биогаз қондырғысында органикалық өнімдерді өңдеуде дайындалған
шикізаттан (көң) реакторда биогаз және биотыңайтқыш түзіледі. Биогаз
тазаланады, сақталады және газ жанарғысы немесе мотор отыны ретінде
қолданылады. Биотыңайтқыш сақталады және жем қосындысы ретінде
қолданылады немесе топыраққа енгізіледі.
Биогаз қондырғысын қолданудың экономикалық пайдасы:
— отын мен электроэнергия үнемделеді;
— тыңайтқыш пен гербицид үнемделеді;
— биогаз және биотыңайтқышты сатуға болады;
— ауылшарушылық өсіміктерінің өнімі жоғарылайды;
— үй жануарлары мен құстарға жем қоспалары қолданылады;
— биогаз қондырғылары бір жыл шамасында шығымын өтейді;
— органикалық қалдықтар жинақталмай, қолданылуына байланысты, ауа тазартылып, респираторлы қ ж әне
көз аурулары азаяды;
— органикалық қалдықтардағы микроорганизмдерді ң жойылуына байланысты эпидемиялы қ жа ғдай
жақсарады;
— экологиялық таза тыңайтқыш қолданылуына байланысты экологиялық таза ауылшаруашылы қ өнімдерден
денсаулық жақсарады;
— тезек, көмір, ағаш отынды жинауға, тасымалдауға, кептіруге жіберілетін уақыт, қаржы үнемделеді ж әне
сақтау орны қажет болмайды;
— органикалық қалдықтардағы шөп тұқымдарының жойылуына байланысты, арамш өпті жинауға
жіберілетін уақыт үнемделеді.
Биогаз қондырғысын қолданудың экологиялық пайдасы:
— ашық сақталатын көңнен түзілетін метанның (парник газы) атмосфераға бөлінуі азаяды;
— көмір, ағаш отындарының жану өнімдері мен көмірқышқыл газдың бөлінуі азаяды;
— жағымсыз иісті азот қосылыстарыммен ауаның ластануы азаяды;
— көңмен су ресурстарының ластануы азаяды;
— ағаштар (орман) отын ретінде қолданудан сақталады;
— химиялық тыңайтқыштарды қолдану азаяды.
Яғни, ауыл тұрғындарының тұрмысына және шаруашылығына қажетті энергия көзімен олардың
малдары түзетін шикізат бөліп шығаратын биогаз мөлшері толығымен қамтамасыз ете алады. Бірақ,
ауылда анықталған көлемде биореакторлы биогаз қондырғысы орнату ұсынылады.
Пайдаланған әдебиеттер тізімі:

1. Сасон А. биотехнология: свершения и надежды.
2.М.; Мир 1987.- 410c
3.Нейфах А.А Клеточные и генетические основы
биотехнологии — М.: Знание, 1987.-64c

Ұқсас жұмыстар

Экологиялық биотехнологияның міндеттері

Ғылыми техникалық прогресстегі биотехнологияның алатын орны

Қалдықсыз өндіріс

Микроорганизмдер биотехнологиясы

Биотехнологиялық өндірістің технологиялық негізі

Биотехнология және экология мен қоршаған ортаның мәселелері

Металдар биотехнологиясы

Биотехнология – XXI ғасыр ғылымы

Биотехнология мамандығы

Биотехнология өндірісі

Пәндер