ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. Общая характеристика рода Proteus 5
1.2. Общая схема получения биогаза 9
1.3. Использование различных растительных питательных
субстратов при получении биогаза
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 42
2.1. Материалы исследования 42
2.2. Комплекс методов исследования 46
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 50
3.1. Исследование общей микробной заселенности субстрата 50
3.2. Выделение бактерий в чистую культуру 52
3.3. Определение до вида биохимическим тестом ENTEROtest 24. 52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В последние годы значительно возросла заинтересованность в процессах производства биогаза. Что проявляется не только в возрастающем количестве планово строящихся биогазовых установок, но и в заинтересованности все большего числа фермеров, коммунальных хозяйств, предприятий, предпринимателей и частных хозяйств, которые внимательно наблюдают за развитием сектора экономики, связанного с биоэнергетикой, инновационного сектора развития современной экономики РФ.
Энергетическая отрасль уже также не относится с такой осторожностью к децентрализации производства благодаря строительству биогазовых установок. Для пищевой промышленности, гастрономии, больших ресторанов, учреждений общественного питания и предприятий по переработке пищевых отходов технология производства биогаза предоставляет шанс дешевой утилизации органических отходов и остатков продуктов питания в биогазовых установках с пользой для сельского хозяйства. Эта технология завоевывает также все больше сторонников среди людей, лично убедившихся в ее пользе для окружающей среды.
По-прежнему сохраняется актуальность определения видового состава микроорганизмов, перерабатывающих различный органический субстрат. Первичный качественный анализ (до вида) микрофлоры субстрата смешивающего резервуара биогазовой станции «Лучки» позволяет подойти к решению вопроса мониторинга динамики разнообразия микроорганизмов в различных органических субстанциях, используемых в технологии получения метана в условиях действующей БГС «Лучки». Подобные исследования целесообразно осуществлять планово, с учётом региональных особенностей и химического состава используемого субстрата. На БГС «Лучки» одними из основных компонентов субстрата являются боенские отходы и кукурузный силос - это и определяет исходный состав микрофлоры.
Таким образом, инновационность такого подхода уже создали условия для применения современных методов молекулярных исследований для определения видового состава микроорганизмов, задействованных в образовании биогаза.
Знание состава микрофлоры субстрата, используемого при получении биогаза значимо, особенно в период запуска биогазовых станций. Анализ литературы показал отсутствие единых технологий и схем запуска подобных станций. Отсутствие данных по видовому составу микрофлоры субстратов.
Бактерии рода Proteus играют огромную роль в переработке органики, ферментируя углеводы с образованием кислых продуктов. Расщепляют глюкозу с образованием кислоты и газа. Разные виды отличаются по ферментации углеводов, образованию индола, уреазы, сероводорода, орнитиндекарбоксилазы и другим признакам.
Цель исследования заключалась, прежде всего, в определении бактерий рода Proteus в различных растительных субстратах, используемых при получении биогаза.
Задачи исследования:
1. Изучить и выяснить роль бактерий рода Proteus в процессе получения биогаза.
2. Изучить стадию гидролиза как один из важнейших этапов получения биогаза.
3. Изучить разновидности растительных субстратов применяемых для получения биогаза.
4. Определить бактерии рода Proteus до вида, при помощи системы ENTEROtest 24.
Сегодня биоэнергетика считается одним из наиболее перспективных видов ВИЭ в России. Все более привлекательным ее сегментом для инвесторов становится производство биогаза, которое может предоставить дополнительные источники дохода от продажи органических удобрений и сокращения платы за безопасную утилизацию органических отходов. Одним из наиболее перспективных направлений исследований сегодня стали проекты оценки потенциала и применения биогазовых технологий в промышленности. Это связано и со сложившейся на рынке энергетики конъюнктурой, и со свойствами биогаза. Биогаз состоит из метана (55-85%) и углекислого газа (15-45%), теплота сгорания составляет от 21,0 до 27,2 МДж/м3. По теплоте сгорания 1 м3 биогаза эквивалентен 0,8 м3 природного газа, 0,7 кг мазута, 0,6 кг бензина, 1,5 кг дров (в абсолютно сухом состоянии), 3 кг навозных брикетов.
Производство биогаза обеспечивает и достижение технологической гибкости: его использование дает возможность получения одновременно нескольких видов энергоресурсов: газа, моторного топлива, тепла, электроэнергии.
По сути самого процесса - получения биогаза из органического субстрата - перевод труднодоступной энергии химических связей сложных органических соединений в более доступную для человеческой деятельности форму энергии. Основная характеристика данного типа преобразования веществ, общая для всех стадий образования биогаза - необходимость присутствия ферментов, вырабатываемых различными микроорганизмами.
Начало любого процесса - очень важный фактор, проанализировав дос¬тупную нам литературу мы обнаружили, что отсутствуют данные об описа¬нии бактерий, которые первоначально преобразуют органический субстрат на самой начальной стадии образовании биогаза.
Со стадии ферментативного гидролиза, зависит успешность работы биогазовой станции т.к. она дает первостепенный и мощный толчок для по-следующих фаз получения биогаза.
В результате исследования количественного и качественного состава микрофлоры растительных субстратов смешивающего резервуара БГС «Луч¬ки», мы обнаружили значительное видовое разнообразие микрофлоры.
В ходе исследовательской работы были обнаружены бактерии рода Proteus и определенны до вида.
На основании проведенной работы были сделаны следующие выводы:
1. Бактерии рода Proteus играют важную роль в стадии гидролиза, являясь продуцентами ферментов (энзимов), которые расщепляют преимущественно субстраты содержащие большое количество углеводов.
2. На стадии ферментативного гидролиза большие органические молекулы биодеградируют под действием энзимов, для их дальнейшего использования другими видами микроорганизмов в процессе метаногенеза, в качестве источника органических веществ.
3. В результате исследовательской работы мы выяснили, что разные виды растительных субстратов в начальной стадии гидролиза содержат одинаковое, сопоставимо равному, количество бактерий рода Proteus. Это можно рассматривать как свидетельство важной роли бактерий рода Proteus в деструкции органических веществ.
4. При помощи биохимического теста ENTEROtest 24, нами были определены бактерии рода Proteus до вида Proteus penneri с вероятностью 91,23 %.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
