1
Универзитет у Крагујевцу
Природно-математички факултет
Институт за биологију и екологију
Семинарски рад из предмета „Примењена алгологија“
Тема:
Микроалге и цијанобактерије алтернативни извори енергије.
Смањена концентрација угљен-диоксида и атмосферско и штетно
деловање озонских рупа. Алге као сировина за добијање папира и
грађевинског материјала
.
Професор:
Студенти:
Др. Снежана Симић
Невена Продановић
Иван Рудњанин
Крагујевац 2016
2
Садржај
1. Увод....................................................................................................3
2. Микроалге и цијанобактерије-алтернативни извори енергије.....3
2.1. Примери...................................................................................4
3. Смањена концентрација угљен-диоксида.....................................10
4. Штетно деловање озонских рупа...................................................13
4.1. Мере за обнављање озонског омотача................................15
5. Литература.......................................................................................20
4
добијања метана. Око 50% соларне енергије фиксиране у биомаси алги може да се
добије у облику метана, а обрадом отпадне воде, рафинерије палминог уља помоћу
микроалги могао би се добити биогас који би задовољио 7% потреба Индије за
електричном енергијом. Према предвиђањима америчких истраживача из периода
седамдесетих година прошлог века, енергија добијена од метана требало је да износи
0,1% од укупног произведене енергије у САД до 2000. године, а нешто више од 1% до
2020. године. Када је у питању укупна биоконверзија енергије од стране микроалги,
предвиђања за текући век су много оптимистичније и процене достижу вредности преко
10% енергије добијене од биомасе микроалги и цијанобактерија у односу на целокупне
енергетске потребе САД.
2.1.
Примери
Производња метана се најчешће постиже употребом 3 методолошка поступка за
конверзију биомасе до овог гаса:
термална гасификација, каталитичке хидрогенација и
биолошка гасификација
.
Приликом термалне гасификације
, биомаса микроалги и цијанобактерија се излаже
високим температурама при ниској концентрацији кисеоника, што доводи до
производње метана, угљен-диоксида, угљен-моноксида, угљеника, скроба и различитих
уља. Процес захтева суву биомасу што представља велики методолошки недостатак јер
подразумева увођење претходног исушивања биомасе.
Приликом каталитичке хидрогенизације
, биомаса микроалги и цијанобактерија се
излаже дејству водоника у условима високог притиска и температуре (400 ° С) и уз
присуство одговарајућег катализатора (кобалт молибдат). Овим поступком настају
гасовитаи течна форма угљоводоника из биомасе микроалги, међу којима су
најзначајнији метан, алкани и алкени. Основни недостатак ове методе није само
дехидратација биомасе, него и обезбеђивање јефтиног извора водоника. Међутим, ако
би такав извор и постојао, било би упутније развијати технологију његовог
искоришћавања и употребе као горива.
Трећи методолошки поступакјг најприхватљивији за будућу индустријску
производњу метана.
Биолошка гасификација
представља анаеробну дигестију биомасе
од стране мешаних бактеријских култура, при чему као крајњи производи настају метан,
угљен-диоксид и вода. Дигестија биомасе се одвија у двостепеном процесу који се
састоји од "киселинске" фазе и "метаногена" фазе. У првој фази биолошке гасификације
се комплекс макромолекула из биомасе микроалги хидролизује до једноставнијих
растворених компоненти, а ови молекули се потом преводе у масне киселине, угљен-
диоксид, водоник, водоник сулфид и амонијак.Формирање масних киселина, међу
којима је доминантна сирћетна, доводи до наглог снижавања pH вредности подлоге под
5
утицајем сирћетних бактерија, што оправдава назив ове фазе. Настајање метана у овој
фази се одвија на два начина: конверзијом масних киселина до метана и угљен-диоксида
и реакцијом између угљен-диоксида и водоника, при чему настају метан и вода. Ова
реакција је обезбеђена захваљујући деловању метаногених бактерија.
О микроалгама и цијанобактеријама се све чешће размишља као о произвођачима и
других једињења висококалоријских вредности. Угљоводоници микроалги се одликују
високим садржајем редукованог угљеника због чега имају високу калоријску вредност и
могу се лако превести у гориво. Све већу пажњу привлачи алга
Botriococcus
brauni
(слика1)
која се гаји у циљу добијања угљо-водоника и која може у својој маси да
садржи и 75-80% ових једињења. У циљу повећане продукције угљо-водоника,
микроалгаје гајена у култури имобилисаних ћелија, чиме је постигнута већа
економичност производње. У Француској се узгаја
Porfiridium
(слика2)
у циљу добијања
полисахарида, при чему је констатовано да ова алга у недостатку азота продукује
екстрацелуларне сулфоноване полисахариде велике молекулске масе. Испитујући
услове гајења при којима долази до повећања продукције полисахарида, добијени су
подаци даје продукција највећа у стационарној фази раста. Примећено је такође да се
80% скроба метабоиише до Н
2
, СО
2
, ацетона, етанола и глицерола у року од 6 сати у
анаеробаним условима, без светлости. Етанол се такође може добијати из угљених
хидрата микроалги. Количина етанола произведена из биомасе микроалги може бити и
до десет пута већа од производње етанола по данашњим биотехнологије.
Слика 1. Botriococcus braunii
http://www.planktonforum.eu/index.php?
id=33&no_cache=1&L=1&tx_pydb_pi1%5Bdetails%5D=1451
