10.生物技术与能源.ppt.ppt

学习目的 了解人类如何利用微生物发酵工程技术,提高石油的开采量、降低乙醇燃油及甲烷燃料的生产成本,并设法提高产量及减少环境污染;了解人工种植能产“石油”的树木及开发各种未来新能源的途径, 以满足人类需能的要求。 掌握目前人类如何利用生物技术提高产能量及开发新能源的基本知识。;10.1 微生物技术与石油开采 10.1.1 微生物勘探石油 地震法、地球物理法和地球化学法 微生物石油勘探技术和优势 微生物石油勘探研究进展 ; 10.1.2 微生物辅助采油技术和优势 微生物石油勘探技术和实验依据 油区底土中的重烃含量与季节变化存在一 定联 系。 抗血清筛选土壤中利用烃的微生物。 ; 10.1.3 微生物二次采油技术 采油基本原理 微生物产气采油 采用效率和成本 ;10.1.4 微生物三次采油原理与效率 原理：利用微生物分子生物学技术构建能产生大量CO2和甲烷等气体的基因工程菌株或选育能提高产气量的高活性菌株。 目的：目的是让这些工程菌能在油层中不仅产生气体增加井压, 而且还能分泌高聚物, 糖酯等表面活性剂, 降低油层表面张力, 使原油从岩石中、沙土中松开, 黏度减低, 从而提高采油量。 效率：进一步提高采油量15%～30%。;10.2.1 生产乙醇燃料的生化原理 10.2.2 乙醇作为燃料的益处 产能效率高 不生成一氧化碳 低成本 ;10.2 未来石油的替代物——乙醇 ;10.2.3 未来石油的替代物——乙醇;10.2 未来石油的替代物——乙醇;10.2 未来石油的替代物——乙醇;10.2.5 纤维素发酵生产乙醇;10.3.1 能产“石油”的灌木 兰桉树 油楠的乔木 银合欢树 麻风树 黄鼠草 ;10.3 植物“石油”;10.3 植物“石油”; 10.4.1 生产甲烷的生化机理 厌氧微生物生产甲烷途径 初步反应：利用芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)及变形杆菌属(Proteus)等微生物把纤维素、脂肪和蛋白质等很粗糙的有机物转化成可溶性的混合组分。 微生物发酵过程：低分子质量的可溶性组分 通过微生物厌氧发酵作用转化成有机酸。 甲烷形成：通过甲烷菌把这些有机酸转化为 甲烷及CO2?? ;沼气的成分;沼气的性质; 当甲烷完全燃烧时，呈蓝白色火焰，燃烧温度可达1400℃， 每立方米甲烷气体，完全燃烧发热量为8717大卡。 每立方米人工沼气的发热量为5000大卡左右。相当于1公斤优质煤或0.7公斤汽油的发热量。 一立方米的人工沼气，能供3-4口之家三餐饭菜的燃料，能使一盏60支光的沼气灯照明6小时，能使一马力的内燃机工作2小时，能发电1.25度。;二、沼气发酵微生物（细菌）;①.发酵性细菌：一些不溶性物质被发酵性细菌所分泌的胞外酶水解为可 溶性的糖、肽、氨基酸和脂酸，再将吸入细胞，发酵为 乙酸、丙酸、丁 酸等和醇类及一定量的H2及CO2 以纤维素为例，反应过程如下： （C6H10O5）+ nH2O ——→ n(C6H12O6) 2 C6H12O6 ——→ CH3COOH + CH3CH2COOH + CH3CH2CH2COOH +3CO2 +3H2 ②.产氢产乙酸菌：除甲酸、乙酸和甲醇外的物质均不能被产甲烷菌所 利用，所以必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙 酸、氢和二氧化碳 反应过程如下： CH3CH2COOH + 2H2O ——→ CH3COOH + CO2 + 3H2 CH3CH2CH2COOH + 2H2O ——→ 2CH3COOH + 2H2;③.耗氢产乙酸菌：它们既能利用H2+ CO2 生成乙酸，也能代谢糖类生 成乙酸。 2CO2 + 4H2 ——→ CH3COOH + 2H2O C6H12O6 ——→ 3CH3COOH ④.产甲烷菌（食氢、食乙酸）：它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢的 终产物，在没有外源受氢体的情况下，把乙酸 和H2/CO2转化成CH4/ CO2。产甲烷菌广泛存在于水底 沉积物和动