Mavzuning ahamiyati: ushbu mavzuda ekologiya va sanoat hamda biotexnologiyaning uzviy bog’liqligi ochib beriladi
Ishning nazariy qismi
Quruq modda sifatida hisoblaganda Er sharidagi barcha o'simliklar massasi 1800 mlrd.tonnaga teng. Shuncha quruq moddadan 30-1021 joul' energiya olish mumkin. Barcha qazilma boyliklar zahirasi ham shuncha miqdordagi energiyani saqlab turibdi. O'rmonlar quruqlikdagi biomassaning 68%, yaylov ekosistemalari 16%, ishlov beriladigan erlar 8%ni tashkil etadi. Har yili Er yuzida fotosintez natijasida 173 mlrd.tonna quruq modda hosil bo'ladi. Energetik potentsialning asosiy iste'molchisi inson hisoblanadi. Quruq modda biomassasini energiyaga aylantirishning eng oddiy usuli – yondirish. Quruq modda yonishi natijasida issiqlik hosil bo'ladi, issiqlik o'z navbatida mehanik yoki elektr energiyasiga aylanadi. Quritilmagan biomassadan energiya olishning eng qadimiy va samarali usuli biogaz (metan) olishdir. Energiya olish uchun mahsus o'tirladigan qishloq ho'jaligi o'simliklari bor. Ularga tez o'suvchi darahtlar plantatsiyalari, krahmal va saharozaga boy o'simliklar kiradi. Bu o'simliklardagi uglevodlar dastlab ekstraktsiyalanadi, keyin mikroblar ishtirokida bijg'itiladi. Jarayon ohirida etil spirit hosil bo'ladi. Mikroorganizmlarning o'zi ham energiya manbai bo'lib hizmat qiladi. Masalan, Botryococcus braunii suv o'tidan uglevodorodlar olish istiqbollidir.
Botryococcus braunii yordamida uglevodorodlar ishlab chiqarish
XX asr 70-yillarining ohirlarida olimlar ayrim o'simliklardan (asosan Euphorbiaceae oilasiga mansub) ajratilgan sharbatlardan neftni o'rnini bosuvchi uglevodorodlar olishga uringanlar. Biroq olingan uglevodorodlar massasi shu darajada kam ediki, iqtisodiy jihatdan o'zini oqlamagan. Shuningdek, o'simliklar asosida uglevodorodlar olish uchun katta-katta plantatsiyalar bunyod qilish lozim edi.
Shunday bo'lsada, Botryococcus braunii bir hujayrali suv o'tidan ushbu maqsadda foydalanish istiqbolli bo'lib ko'rinadi. Suv o'ti quruq massasining 15-75% uglevodorodlar tashkil etadi. Yuksak o'simliklarda bu raqam – 1%. Botryococcus braunii tropik mintaqalarda qattiq va sho'r suvda ko'payadi. Uning 2 hil turi uchraydi; qizil hamda yashil. Nega aynan ikki hil bo'lishi hanuz aniqlanmagan.
Parijdagi kimyo Oliy maktabi bioorganik kimyo va organik fizika laboratoriyasi tadqiqotchilari 1976 yildan buyon Botryococcus braunii suv o'tini o'rganadilar. Ular uglevodorodlar suv o'tining hujayra devorida yig'ilishini aniqladilar. Uglevodorodlar sintezi suv o'tining o'sish fazasidagi faolligiga bog'liq ekan. Kuzatishlar natijasida uglevodorodlarni oddiy sentrifugalash yo'li bilan cho'ktirib olish mumkin degan fikrga kelindi. Sentrifugalashda hujayra devori buzilmaydi, jarayon so'nggida hujayralarni yana qayta ozuqa muhitiga ekish mumkin. Fransuz tadqiqotchilari suv o'ti hujayralarini o'stirishning sharoitlarini, ozuqa muhitlari tarkibini o'zgartirib, 7 kunda etiladigan hujayralarni 2 kunda etishtirishga, shuningdek, hujayra biomassasini 2 hissa ko'paytirishga muvaffaq bo'ldilar. Natijada tabiiy yoki sun'iy sharoitda o'stirilgan suv o'ti uglevodorodlarining chiqish unumi 0,09 g/l tashkil etdi. V. braunii uglevodorodlari tarkibi ularni bemalol energiya manbai sifatida ishlatish imkonini beradi.
V. braunii suv o'tining hali o'rganilmagan jihatlari ham bor. Tadqiqotchilar oldida suv o'ti bilan birga assotsiatsiya bo'lib yashaydigan bakteriyalar, ularni uglevodorodlar hosil bo'lishidagi rolini aniqlash, suv o'tidan uglevodorodlarni ajratisning optimal sharoitlarini tanlash muhim vazifa bo'lib turibdi. Masalaning iqtisodiy muammolari ham yo'q emas. Fransuz olimlarining fikricha, V. braunii suv o'tini faqat energiya olish uchun hom ashyo emas, balki farmatsevtik va kosmetik preparatlar ishlab chiqarishda ishlatilish maqsadga muvofiq bo'ladi. Ushbu muammolarni tadqiq etish, suv o'ti hosildorligini oshirish chora-tadbirlarini izlash keyinchalik (Frantsiyaning janubi-sharqi) Kadarashdagi Yadro tadqiqotlari markazi qoshida tajriba zavodi qurilishiga sabab bo'lishi mumkin. Zavodda suv o'tlari shaffof plastik quvurlarda o'stirilishi rejalashtirilmoqda (Spirulina suv o'ti ham huddi shunday sistemada o'stiriladi).
Biogaz
Biogaz biomassaning vodorodli yoki metanli bijg'ish jarayoni natijasida hosil bo'ladi. Bijg'ish jarayoni 3 turdagi bakteriyalar ishtirokida sodir bo'ladi.
54-rasm. Biogaz qurilmasi.
Bir turdagi bakteriya o'zidan avvalgisidan qolgan moddalar almashinuvi mahsuloti bilan oziqlanadi. 1-tur bakteriyalar – gidrolizlovchilar, 2-tur bakteriyalar – kislota hosil qiluvchilar, 3- tur bakteriyalar – metan hosil qiluvchilar. Biogaz ishlab chiqarishda ana shu uchchala turdagi bakteriyalarning barchasi qatnashadi. Biogaz har doim ham metan bo'lavermaydi. Ba'zi bakteriyalar vodorod ham sintez qilishi mumkin. Hosil bo'lgan energiyaning bu turi biovodorod deyiladi.
|
