Биотехнология: Монография. Волова Т.Г. - 162 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

161
Перспективные и разрабатываемые направления – это получение водо-
рода на основе растущих микробных популяций хемосинтезирующих и
фотосинтезирующих организмов.
Среди хемотрофных микроорганизмов в качестве продуцентов водо-
рода привлекают внимание виды, способные расти на достаточно доступ-
ных и дешевых субстратах. Например, культура клостридий C. perfringens,
сбраживая различную органику, способна продуцировать в 10-литровом
аппарате до 23 л Н
2
/ч. Создание крупномасштабной системы на такой ос-
нове не представляется трудным, так как уже разработаны и внедрены в
промышленность процессы получения ацето-бутилового брожения с ис-
пользованием клостридий. Некоторые энтеробактерии в процессах бро-
жения способны продуцировать водород, однако эффективность процесса
при этом не превышает 33 % от энергии используемого субстрата. Таким
образом,
применение хемотрофов для сбраживания органики с получени-
ем водорода менее выгодно по сравнению с процессами биометаногенеза.
Более перспективными продуцентами являются фототрофные микро-
организмы, так как образование ими водорода связано с процессами по-
глощения энергии света и, следовательно, может повысить эффективность
использования солнечной радиации. С наибольшей скоростью водород
выделяют некоторые пурпурные бактерии
, например некоторые штаммы
Rh. capsulata, до 150–400 мл Н
2
/ч
.
г сухого вещества. В качестве субстратов
пурпурные бактерии используют различные органические соединения,
которые они разлагают с образованием углекислоты и водорода. Напри-
мер, при разложении 1 г лактата пурпурные бактерии образуют до 1350 л
водорода. При этом эффективность конверсии света достигает 2.8 % (бак-
терии поглощают свет в области 800–900 нм, некоторые виды – до 1100
нм, то есть
инфракрасные лучи, которые не используются никакими дру-
гими фотосинтезирующими организмами). Важным моментом является
способность пурпурных бактерий продуцировать водород при использо-
вании, помимо органических соединений, также тиосульфата и других
восстановленных соединений серы. В качестве субстрата возможно при-
менение также некоторых отходов, включая навоз. Эффективность про-
дукции водорода при этом составляет до 50
кг Н
2
/м
2.
г.
Наиболее выгодным для микробиологического получения водорода
является использование фототрофных организмов, способных к биофото-
лизу воды, то есть использующих при фотосинтезе в качестве доноров
электронов воду. Интересны в этом плане азотфиксирующие цианобакте-
рии, способные выделять водород на свету в аэробных условиях с одно-
временным образованием кислорода. В культуре цианобактерий получено
устойчивое
выделение водорода со скоростью 30–40 мл Н
2
/ч⋅г АСБ. Эф-
фективность использования энергии при искусственном освещении соста-
вила 1.5–2.7 % и 0.1–0.2 % – при естественном освещении. То есть эти
результаты достаточно обнадеживающие. Для получения фотоводорода

Страницы