Біоетанол

 

 

                                              РЕФЕРАТ

Біоетанол — це етанол, який отримують у процесі переробки рослинної сировини для використання як біопаливо або паливну добавку. Світове виробництво біоетанолу як альтернативного пального для транспорту зросло з 17 млрд літрів у 2000 до 52 млрд літрів у 2007.

          Біоетанол використовується переважно в Бразилії та Сполучених Штатах, і разом ці країни забезпечили у 2008 році 89% світового виробництва етанолу. Більшість автомобілів США можуть працювати на суміші 10% біоетанолу та бензину, це законодавчо закріплено в деяких штатах і містах. З 1976 року бразильський уряд зробив обов'язковою суміш біоетанолу з бензином, а з 2007 року обов'язковою є суміш 25% етанолу та 75% бензину (суміш E25). Етанол у Бразилії виробляється переважно з цукрової тростини, а в США — з кукурудзи. В Бразилії продаються автомобілі, які можуть їздити на суміші етанолу і бензину у будь-якій пропорції, так звані flex-fuel vehicle - автомобілі. Управління енергетичною інформацією США (ЕІА) зазначає, що до 2015 року на частку біопального припадатиме до 2,3% спожитого у світі палива, а до 2030 року – до 7,0%.

          Біоетанол, на відміну від нафти, є однією з форм використання поновлюваних джерел енергії, які можна отримати з сільськогосподарської сировини. Його можна виготовляти з цукрової тростини, картоплі, маніоку та кукурудзи. Проте дискусійним є питання користі заміни бензину біоетанолом. Занепокоєння з приводу його виробництва й використання викликає велика кількість орних земель, необхідних для сільськогосподарських культур, а також витрати енергії та забруднення навколишнього середовища. Останні події у виробництві целюлозного етанолу й комерціалізація цього процесу можуть розвіяти деякі з цих проблем.

          При сучасному стані (на 2009 рік) більшості спиртових заводів України в собівартості біоетанолу із зерна на сировину припадає 2,5-2,7 грн./л, на енергоносії — 0,6-0,8 грн./л, а загальна вартість залежить від умов його виробництва і в цілому сягатиме орієнтовно 4 грн./л. Спиртзаводи України станом на 2009 рік мали змогу виробляти 7,5 млн декалітрів біоетанолу в рік.

          Альтернативний спосіб отримання біоетанолу з морських водоростей в даний час розробляється компанією Algenol.

          Витрати етанолу в живленні двигуна на 51% більші, за витрати бензину, тому що енергія в одиниці об'єму етанолу на 34% нижча, ніж бензину. Але етанол має інші переваги — високий показник октанового числа, що може зробити двигун більш ефективними за рахунок збільшення ступеня стиснення. Лише ступінь стиснення на етанольних двигунах, може зробити двигун більш потужним і більш економічним щодо витрати палива. У автомобілів з гнучким вибором палива двигуни можуть отримати таку ж вихідну потужність при використанні бензину або етанолу. Витрати пального на двигунах транспортних засобів з високим ступенем стиснення, що працюють на чистому етанолі, в даний час на 20-30% вищий від витрат бензину в порівнянні з бензиновою версією. Додавання турбокомпресора зі змінним ступенем стиснення може бути оптимальним, і економія палива буде постійною з будь-якою сумішшю етанолу.

          Роздрібні ціни на етанол E85 в Сполучених Штатах — $2,62 за галон США (3,78л), в той час як ціна звичайного бензину $3,03 за галон США. Ціни на етанол в Бразилії (E100) є 3,88 долара, в той час як ціни на бензинову суміш E25 — 4,91 дол. (у липні 2007 р.)[1].

1.Сировина для виробництва біоетанолу

          В даний час велика частина біоетанолу виробляється з кукурудзи (США) і цукрового очерету (Бразилія). Сировиною для виробництва біоетанолу також можуть бути різні с / г культури з великим вмістом крохмалю або цукру : маніок , картопля, цукровий буряк , батат , сорго , ячмінь і т. д.

          Великим потенціалом володіє маніок . Маніоку у великих кількостях виробляють Китай , Нігерія , Таїланд . Собівартість виробництва біоетанолу з маніоки в Таїланді - близько $ 35 за барель нафтового еквівалента .

          Кращим кліматом для виробництва цукрової тростини володіє Перу, країни Карибського басейну. У великих кількостях цукровий очерет можуть також виробляти Індонезія і деякі африканські країни , наприклад , Мозамбік.

          Етанол можна виробляти у великих кількостях з целюлози. Сировиною можуть бути різні відходи сільського і лісового господарства: пшенична солома , рисова солома , багасса цукрового очерету , деревна тирса і т. д.                                     Виробництво етанолу з целюлози поки економічно не рентабельно[2] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              ЗМІСТ

 

ВСТУП……………………………………………………………………...........6

РОЗДІЛ 1.Характеристика кінцевого продукту біосинтезу,способи одержання і його практичне використання …….……………………........8

1.1. Кінцевий продукт біосинтезу……….…………………........................8

1.2. Способи одержання і його використання............................................8

1.3. Використання етанола ………………..................................................9

     РОЗДІЛ 2. Загальна характеристика наукових фондів Національної  Наукової Медичної Бібліотеки України..............................................................12

ВИСНОВКИ…………………………………………………………….............14

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ……………………….........15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   

                                                                   ВСТУП

Біотехнологія - сукупність промислових методів, у яких використовують живі організми або біологічні процеси. Біотехнологія виникла із взаємодії молекулярної біології, генетики, генної інженерії, біохімії і мікробіології, хімії і хімічної технології в області проблем біотехнології. З розвитком біотехнології пов'язують вирішення глобальних проблем людства - ліквідацію недостачі продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стана охорони здоров'я і якості навколишнього середовища. [3]. 
      У наш час різні види бактерій і грибів використовують у мікробіологічній промисловості для виробництва антибіотиків, вітамінів, гормонів, ферментів, кормових білків тощо. У харчовій промисловості високопродуктивні штами мікроорганізмів дають змогу збільшити випуск високоякісних продуктів харчування (кисломолочних, сирів, пива), кормів для тварин (силос, кормові дріжджі) тощо. 
      Біотехнологічні процеси застосовують і для очищення навколишнього середовища, зокрема стічних вод і ґрунту від побутового і промислового забруднення. Методи біологічного очищення ґрунтуються на здатності певних видів бактерій розкладати органічні сполуки, які потрапляють у довкілля. Завдяки селекційній роботі створено штами мікроорганізмів, здатних розкладати ті сполуки, які природні види не можуть мінералізувати. Для очищення стічних вод, природних водойм і ґрунту застосовують властивості деяких організмів накопичувати органічні та неорганічні сполуки або певні хімічні елементи у своїх клітинах (деякі види бактерій, водоростей, найпростіших). [4]. 
      Біотехнологічні процеси враховують і під час розроблення біологічних методів боротьби зі шкідниками сільського і лісового господарств, а також паразитичними і кровосисними видами. Використовуючи штами певних видів мікроорганізмів (бактерій, грибів), виготовляють препарати, які ефективно знижують чисельність шкідливих видів, не забруднюючи при цьому довкілля токсичними сполуками. Необхідною умовою використання біологічних препаратів у біологічному методі боротьби є їхня безпечність для корисних видів організмів.  
      Останнім часом у розробці біотехнологічних процесів все ширше застосовують методи генетичної і клітинної інженерії, які дають можливість одержати різноманітні сполуки і препарати. Подальший прогрес людства багато в чому пов'язаний із розвитком біотехнології. Водночас необхідно враховувати, що неконтрольоване поширення геноінженерних живих організмів і продуктів може порушити біологічний баланс у природі і являти загрозу здоров'ю людини [5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 1.Характеристика кінцевого продукту біосинтезу,способи одержання і його практичне використання

1.1.Кінцевий продукт біосинтезу

          У будь-якій клітині крім білків налічується кілька тисяч інших органічних сполук. Їх можна умовно розділити на кінцеві і проміжні продукти біосинтезу і розпаду .

          Кінцевими продуктами біосинтезу називають органічні сполуки , які відіграють самостійну роль в організмі або служать мономерами для синтезу біополімерів , яка служить мономером для синтезу глікогену , крохмалю , целюлози. 

     Шлях до синтезу кожного з кінцевих продуктів лежить через ряд проміжних сполук. Багато речовини піддаються в клітинах ферментативному розщепленню , розпаду[6].

1.2.Способи одержання і його використання

          Біосинтез - процес синтезу природних органічних сполук живими організмами. Шлях біосинтезу з'єднання - це приводить до утворення цього з'єднання послідовність реакцій , як правило , ферментативних (генетично детермінованих ) , але зрідка зустрічаються і спонтанні реакції , що обходяться без ферментативного каталізу . Наприклад , в процесі біосинтезу лейцину одна з реакцій є спонтанною і протікає без участі ферменту. Біосинтез одних і тих же сполук може йти різними шляхами з одних і тих же або з різних вихідних сполук. Процеси біосинтезу відіграють виняткову роль у всіх живих клітинах.

          Біосинтез - промислове одержання чого-небудь ( антибіотиків , гормонів , вітамінів , амінокислот і інших необхідних людям речовин) за допомогою мікроорганізмів .

          Біосинтез  , освіта в живих клітинах необхідних організму речовин із простих низькомолекулярних неорганічних і (або) органічних сполук. Біосинтез , в результаті якого відбувається перетворення неорганічних сполук , що надходять з навколишнього середовища , наприклад СО2 при фотосинтезі . N2 при азотфіксації в порівняно прості речовини , називають асиміляцією . Утворені в результаті цього процесу речовини використовуються для біосинтезу більш складних молекул , наприклад вітамінів , гормонів , ліпідів , алкалоїдів і біополімерів - білків , нуклеїнових кислот і полісахаридів . Переважна більшість організмів синтезує всі необхідні для їх життєдіяльності продукти. Виняток - деякі тварини і людина,організм яких , наприклад , не синтезує ряд вітамінів і амінокислот. Такі речовини вони повинні споживати із зовнішніх джерел.

          Характер біосинтезу визначається спадковою інформацією, закодованою генетичному апараті організму. Всі реакції в клітці катализируются специфічними біокаталізаторами - ферментами. Завдяки особливим механізмам регуляції вони забезпечують строгу спрямованість біосинтез Важлива особливість ферментативного каталізу - стереоспеціфічность , яка обумовлює утворення тільки певних стереоізомерів. Багато речовин синтезуються в результаті не однієї , а декількох послідовних реакцій , каталізуються різними ферментами або многоферментнимі комплексами. Такі реакції складають шлях біосинтез того чи іншого речовини. У багатьох випадках споріднені сполуки синтезуються з одних і тих же вихідних речовин - попередників , наприклад всі стероїдні гормони утворюються з холестерину .

          Біосинтез здійснюється з витратою енергії . Її джерелом служать сполуки, що містять високоенергетичні зв'язку , наприклад аденозинтрифосфат . Первинним джерелом енергії , що забезпечує існування на Землі всіх організмів за винятком деяких бактерій , служить енергія сонячного випромінювання , акумульована зеленими рослинами[7].

        

1.3.Використання етанола

Етанол може використовуватися як паливо, в т. ч. для ракетних двигунів (так, етанол використовувався в якості палива в першому в світі серійної балістичної ракеті - німецької «Фау-2»), двигунів внутрішнього згоряння в чистому вигляді. Обмежено в силу своєї гігроскопічності (відшаровується) використовується в суміші з класичними нафтовими рідкими паливами. Застосовується для вироблення високоякісного палива та компоненту бензинів - етил-трет-бутилового ефіру, більш незалежного від викопної органіки, ніж МТБЕ.

Хімічна промисловість:

- служить сировиною для одержання багатьох хімічних речовин, таких, як ацетальдегід, діетиловий ефір, тетраетилсвинець, оцтова кислота, хлороформ, етилацетат, етилен тощо;

широко застосовується як розчинник (в лакофарбової промисловості, у виробництві товарів побутової хімії та багатьох інших областях);

- є компонентом антифризів і склоомивачів;

- у побутовій хімії етанол застосовується в чистячих і миючих засобах, особливо для догляду за склом і сантехнікою. Є розчинником для репелентів.

Медицина:

- по своїй дії етиловий спирт можна віднести до антисептиків ;

- як знезаражувальне і підсушує засіб , зовнішньо;

- підсушуючі і дублячі властивості 96 % -го етилового спирту використовуються для обробки операційного поля або в деяких методиках обробки рук хірурга ;

- розчинник для лікарських засобів , для приготування настоянок , екстрактів з рослинної сировини та ін ;

- консервант настоянок і екстрактів ( мінімальна концентрація 18 %);

- піногасник при подачі кисню , штучної вентиляції легенів;

- в зігріваючих компресах ;

- для фізичної охолодження при лихоманці ( для розтирання ) ;

- компонент загальної анестезії в ситуації дефіциту медикаментозних засобів;

- як піногасник при набряку легень у вигляді інгаляції 33 % розчину;

- етанол є протиотрутою при отруєнні деякими токсичними спиртами , такими як метанол і етиленгліколь . Його дія обумовлена ​​тим , що фермент алкогольдегидрогеназа , за наявності декількох субстратів (наприклад , метанол і етанол ) здійснює лише конкурентну окислення , завдяки чому після своєчасного (майже негайного , слідом за метанолом / етиленгліколем ) прийому етанолу зменшується поточна концентрація токсичних метаболітів ( для метанолу - формальдегіду і мурашиної кислоти , для етиленгліколю - щавлевої кислоти) .