Иван ФСР

Приветствую друзья! Спасибо за интересную тему для обсуждения. Сейчас развиваем большой проект завода по переработке биомассы и депонированию углерода органического происхождения в различные товары повседневного потребления. Это твердое, жидкое и газообразное топливо, одноразовая посуда из органического полимера лигнина, а также депонирование углерода в виде донного ила, как результата анаэробного метанового брожения, производство жирных кислот, спиртов и прочее. Одним из эксперементальных этапов становления гидролизного производства являются работы по гидролизу древесины, соломы, прочей "сухопутной" органики совместив химический и микробиологический (ферментативный) гидролиз полисахаридов. Есть опытный эмалированный(кислотостойкий) реактор, с возможностью давления внутри аппарата 6 кг/см2 и температурой среды до 200 градусов. Если кто то работает в похожем направлении, мы готовы поделится наработками, технологиями и совместно испытать теоретические идеи в производственной практике. Принципиальная схема нашего реактора представлена ниже:

В продолжение темы: Микробы алтайских озёр пустят в производство метана Шабельский Алексей Учёные из Института микробиологии им. С.Н. Виноградского совместно с европейскими коллегами добыли со дна озёр Центральной Азии микробы, которые посредством анаэробной переработки могут производить метан в биореакторах. В Германии уже планируют строить опытно-промышленную установку, предназначенную для применения данной технологии, и рассчитывают, что это станет большим прорывом в развитии возобновляемой энергетики. Метанобразующие микроорганизмы давно находятся в фокусе внимания биотехнологов из-за той огромной роли, которую они играют при анаэробной (без доступа воздуха) переработке индустриальных и бытовых вод. По сути, из сточных вод они делают биогаз, который полностью способен заменить столь дорогой природный газ, и при этом его ресурсы возобновляемы. В настоящее время метан уже производится коммерчески, но он не может полностью заменить природный газ, так как в сточных бытовых водах содержится слишком мало углеродсодержащих веществ. Поэтому в настоящее время активно изучается комбинирование производства биомассы с её последующей переработкой в метан. Международный коллектив авторов из Германии (Институт исследований генома и системной биологии, Институт морской микробиологии Макса Планка), Нидерландов (Дельфтский технологический университет) и России (лаборатория экологии и геохимической деятельности микроорганизмов Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН) давно изучает способность микробов к жизнедеятельности в экстремальных условиях, в частности в насыщенных содовых растворах. «Протонная энергетика – основа жизни в нейтральных условиях – частично или полностью заменяется на натриевую. Это происходит в связи с тем, что в сильнощелочных средах существует нехватка ионов водорода (протонов), так необходимых для жизнедеятельности клетки. Поэтому она вынуждена перестраивать свой обмен веществ и использовать “то, что есть”. В случае содовых растворов – это ионы натрия, – пояснил в интервью STRF.ru участник проекта с российской стороны, ведущий научный сотрудник Института микробиологии им. С.Н. Виноградского Дмитрий Сорокин. – Для того чтобы активно функционировать в таких нестандартных условиях, микроорганизмам необходимы особые ферменты и клеточные механизмы, отсутствующие у нейтрофилов (организмов, живущих в “обычной” нейтральной среде), Как уже говорилось, клетка переходит на активное использование ионов натрия. Побочным и весьма полезным эффектом в данном случае будет возможность применения такого рода организмов в технологических процессах, проходящих при высоких уровнях рН и солёности». Исследователи изучили возможность использования микроорганизмов донных отложений (седиментов) из гиперсолончаковых содовых озер Центральной Азии в качестве реакционной среды для щелочных биореакторов по производству метана посредством анаэробной переработки. Они сочетали измерения эффективности производства метана из различных субстратов с генетической характеристикой популяции метаногенов (микроорганизмов, производящих в результате своей жизнедеятельности метан) посредством специального маркерного гена mcrA. Седименты учёные отбирали из нескольких солончаковых натриевых озёр Кулундинской степи на Алтае. Более года эти микробы хранились при температуре 4 оС и определённом давлении в стеклянном контейнере в инертной атмосфере. Затем они добавлялись к субстрату (в качестве субстрата использовали метанол, ацетат или водород) и вся смесь подвергалась выдерживанию в темноте в течение десяти суток. После чего методом газовой хроматографии определяли количество полученного метана. Для этого находили его зависимость от концентрации соляного раствора и от уровня кислотности, при котором проводился процесс. Оказалось, что наивысшая концентрация биогаза присутствует на субстрате из метанола при рН 10 (т.е. в сильнощелочной среде) в одномолярном растворе соли. То есть метанол – самый эффективный субстрат для будущих биореакторов. По маркируемому гену mcrA учёные определили, что в седиментах со дна алтайских озёр присутствуют в основном четыре типа метаногенных организмов. Интересно отметить, что ни об одном из этих типов не сообщалось в предыдущих исследованиях других авторов. Иными словами, микроорганизмы со дна озёр Кулундинских степей оказались уникальными. По оценке учёных, на их основе можно организовать биологическое производство возобновляемых источников энергии. Кроме того, эти микробы можно заставить работать на очистке высокощелочных стоков, образуемых при газо- и нефтепереработке, в бумажной и текстильной промышленности. Впрочем, прикладные аспекты учёные из разных стран будут дорабатывать отдельно. В России, полагает Дмитрий Сорокин, должно пройти не менее четырёх лет, прежде чем результаты исследования дойдут до промышленности. Сначала должна быть создана модель, продуцирующая метан. Потом эта модель будет опробована в лабораторных биореакторах, а после, если получится приличный результат, начнётся создание пилотного реактора, способного работать в промышленных масштабах. В Германии не планируют долго тянуть с внедрением. В составе исследовательской группы есть немецкие биотехнологии, которые имеют большие планы на создание в ближайшем будущем биореакторов промышленных масштабов. Один из ключевых моментов, объясняющих, почему немцы так активны в этом направлении, по-видимому, заключается в том, что немецкое правительство в перспективе решило отказаться от невозобновляемых источников энергии (в частности от обычного природного газа) и активно финансирует программу по производству биогаза из различных сельскохозяйственных отходов. Источник информации: V. Nolla-Ardèvol, M. Strousa, D.Y. Sorokin, A.Y. Merkel, H.E. Tegetmeyera, Activity and diversity of haloalkaliphilic methanogens in Central Asian soda lakes. Journal of Biotechnology, № 161 (2012), 167–173.

По поводу сульфат - очевидно мы имеем в подземных залежах серу, либо даем на глубину серную кислоту, это должны предложить специалисты химики. По поводу диоксида углерода или моно - могу строить только догадки, это вотчина специалистов микробиологов.

Приветствую коллега! Смею оппонировать тем, что ученые, в том числе и мы с вами привыкли быть специалистами в узкой сфере, и редко выходим за пределы конкретной специализации, чтобы видеть более широкие перспективы. Там где заканчивается химия, начинается биохимия, и она приходит на смену прямых минеральных манипуляций с материей. На границе мира минералов и органической жизни есть масса "бактериальных переходов" физического вещества Предлагаемый подземный реактор имеет образ и подобие желудка млекопитающего, в котором находится раствор соли, давайте для начала превратим соль в соляную кислоту. И положим туда углеводы... Как пример: Сланцевый газ, о котором ломаются копья сторонников и противников его добычи, это подземный синтез метана, как обоснование своей позиции приведу тезис одного из наших докладов: (Имеется ввиду подземный геотермальный синтез метана, осуществляемый глубоко под землёй в сланцевых пластах метаногенными бактериями, в результате жизнедеятельности которых изымается углерод сланцев с выделением метана СН4, и окиси углерода частично связываемой сульфатредукцией. При подобном синтезе донорами четырех молекул водорода метана является вода с катализаторами и химическими агентами, доставляемая к углероду сланцевых песчаников гидроразрывом пластов или фрекинга. ( Патент США 6543535 от 08.04.2003 г.)

Друзья всем привет! Существует прикладная задача получить горючий газ, водород Н2, либо метан СН4 из двуокиси углерода и водного раствора хлорида натрия. Углекислоту в огромных количествах получаем от сбраживания моносахаридов (гидролизного сахара), полученного гидролизом полисахаридов из сельскохозяйственной и лесохозяйственной биомассы. Емкость для реакции: оставшаяся с советских времен подземная пустота в соляных выработках, заполненная водным раствором хлорида натрия, эта пустота находится на глубине порядка 150 метров, соответственно давление в теле этой пустоты учитывая вес водяного столба 150 метров плотностью 1,3 тоны/м3 составляет примерно 20кг/см2. По сути дела, это огромный химический реактор объемом 50000м3 заполненный раствором соли, стенки реактора - минерал галит. Приглашаю к реализации проекта всех авторов рабочих идей и креативных гипотез.