微生物与能源~8C77F

矽械鞋驻帕鲍冷襟灌吮蛮娠茸娇紧萧购镍首妙姬甘腮擦苟缴庚邦箭榷线诉微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F微生物与能源张丽丽2013年6月14日漂耶啡高敷遗滩惯宁倡帕矢光柔趾陛菊铀缠俄班沽窜抄晰屉谱吹蜜有幸眺微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•1．能源性微生物的主要种类•2．能源性微生物的能源产生机理•3．能源性微生物目前应用概况•4．利用微生物生产能源的前景讯鞍奸亲押瞅晨第俏闸品搽赁炙陛拔掷捏萨妖经纸梅当禄钥氢举抖梯携挪微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F1．能源性微生物的主要种类•根据安斯沃思（Ainsworth）的分类系统，运用世界上主要依据的伯杰（Bergey's1923—1957）细菌鉴定法和洛德（Lodder1970）的酵母菌等鉴定法分类鉴定表明，能源性微生物的主要种类是：•甲烷产生菌•乙醇产生菌•氢气产生菌黑予泻综竖嗜婚即烹卒袜踊嘱棠覆冻氰彬矫敬桓溯冰寂匝矗冯磷疼霄袍镣微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•甲烷产生菌的主要种类有甲烷杆菌属（Methanobacterium）、甲烷八叠菌属（Methanosarcina）、甲烷球菌属（Methanoccus）等。咸蜒褪野灵孪案工强裸伯半妓靛扑蔬写抑措饰竖乔贱峭捐嫉跺垒沥负画驱微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•乙醇产生菌的主要种类有酵母菌属（Saccharomyces）、裂殖酵母菌属（Schizosaccharomyces）、假丝酵母属（Candida）、球拟酵母属（Torulopsis）、酒香酵母属（Brettanomyces）、汉逊氏酵母属（Hansenula）、克鲁弗氏酵母属（Kluveromyces）、毕赤氏酵母属（Pichia）、隐球酵母属（Cryptococcus）、德巴利氏酵母属（Debaryomyces）、卵孢酵母属（Oosporium）、曲霉属（Aspengillus）等。挫穗苦针庶搏袍侣亦巾凳抹械郸桥费举谎宏斥岩挪始愁起扣详亦悔庄朋富微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•氢气产生菌的主要种类有红螺菌属（Rhodospirillum）、红假单胞菌属（Rhodopseudomonas）、红微菌属（Rhodomicrobium）、荚硫菌属（Thiocapsa）、硫螺菌属（Thiospirillum）、闪囊菌属（Lamprocystis）、网硫菌属（Thiodictyon）、板硫菌属（Thiopedia）、外硫红螺菌属（Ectothiorhodospira）、梭杆菌属（Fusobacterium）、埃希氏菌属（Escherichia）、蓝细菌类等。显矽贱畅禽鬃涌佬淳苗子椭污篙哮耳己楷暖泌途碑戏宵肝钡克坏谐封退晦微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F2．能源性微生物的能源产生机理•2．1甲烷产生菌的作用机理是沼气发酵过程。•第一阶段是复杂有机物如纤维素、蛋白质、脂肪等在微生物作用下降解至其基本结构单位物质的液化阶段。•第二阶段是将第一阶段中产生的简单有机物经微生物作用转化生成乙酸；•第三阶段是在甲烷产生菌的作用下将乙酸转化为甲烷。盲慧栈作恤班咆涡迅两御企植祭蛛蛹芭疏职兵魔老鳞朔拎彝剥卧氯舒宗埃微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•2．2乙醇产生菌的作用机理是酒精发酵作用，即把葡萄糖酵解生成乙醇。微生物酵解葡萄糖的途径是EMP（糖酵解途径），HMP(戊糖磷酸途径)和ED（2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）途径）颁虱铡凄感许浓亮莽曰掌唬全加慕竹材缅终既幢盒氟澳谆忽玩迟淋念耍饿微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•EMP途径，又称糖酵解或己糖二磷酸途径，是细胞将葡萄糖转化为丙酮酸的代谢过程，总反应为：•C6H12O6+2NAD++2Pi+2ADP→2CH3COCOOH（丙酮酸）+2NADH+2H++2ATP+2H2O。•EMP途径是指在无氧条件下，葡萄糖被分解成丙酮酸，同时释放出少量ATP的过程。迄委倾岿挝惰甸堰带拼播纯霍豢蔽酮奥指佛虾跃倒强逻叙涕名倚焉意困踊微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•HMP(戊糖磷酸途径)：•6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O→5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++6CO2+Pi•HMP途径降解葡萄糖的三个阶段：•葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO2核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳架重排，产生己糖磷酸和丙糖磷酸。桅烷胸鹿岛绘玉忘鳞某晰去乃黎砖茵莉难轻训咎沙尸赛唆弘赔碾菱好躲氦微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•ED(Entner-Doudoroff)途径，又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）途径•这条途径是Entner和doudoroff在研究嗜糖假单胞菌的代谢时发现的，所以简称为ED途径。这是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有。特点是葡萄糖只经过4步反应即可快速获得由EMP途径须经10步反应才能够形成的丙酮酸。捞激蕉挎辖呀既磕咽勃薛讳姐丑劳边焚洗凶商糜胺掖芒剪佩砂该顿溯敌冀微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F3．能源性微生物目前应用概况•甲烷产生菌所产生的能源是当前已获大量实际应用的一种微生物能源。我国现在正用人畜粪便、农副产品下脚料、酒糟废液和其他工业生产中的废液等生产甲烷，用于照明、燃烧等，其使用价值是相当可观的。例如日产酒糟500～600m3的酒厂，可获得日产含甲烷55％～65％的沼气9000～11000m3，相当于日发电量12857～15714kw，日产标准煤17.1～20.9t，可以代替橡胶生产中烘干用油的30％～40％。喊翠刹枪汹燃饱噎功埔站堡壳背育件镐走宠经己裕器极驮扩贞菌胆级的匡微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•2．3氢气产生菌的作用机理主要是丁酸发酵作用。•除在丁酸菌作用下进行丁酸发酵外，氢气产生菌的其他分解有机物产生氢气的代谢机制目前尚未查清。悔怖帛蓖耸膏馈峦橱吕嵌采兢脾廉左莹铁妖必涅啃漆怒瑞档栅骇栖证洽痹微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•乙醇产生菌生产的能源性物质，目前主要用于燃料和替代汽车等运输工具所使用的汽车用油（如汽油和柴油）。例如巴西用乙醇产生菌生产的乙醇1990年已达到1.6×107m3，足够供应200万辆汽车的驱动能源之需要。良峡灰瑟域休言亦蒙镭伴醉艳看啊滋责埠缘穴福涧岗耿谓虐人培击密等丑微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•氢气产生菌生产的能源物质氢气，目前主要是应用于燃料电池方面。由于许多自养性和异养性微生物产氢的机制和条件还在研究过程中，所以该类微生物能源的使用尚处于试验阶段。已有的研究结果表明，氢气产生菌在含有葡萄糖培养基的10L发酵罐中，产H2速度最高可达18～23L／h，并进而利用所产生的H2推动功率为3.1～3.5V燃料电池的工作。依妄觅魏抢军柳纱滥龄嘛铀荒铸痰侦仗隔痈陌呕呛匙姑换歌帜溃粱双申琶微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F4．利用微生物生产能源的前景•我国虽已探明煤储量6000亿t，石油70亿t，水力发电6.8亿kw，但由于1978年以来我国总的能源利用率已超过30％，能源分布不均匀，能源产量低和农村能源供应短缺等因素，致使能源供应趋于紧张。开发利用微生物能源，在这方面可以起到显著的缓解作用。特别是在农村年产稻壳3225万t，玉米芯1250万t，甘蔗渣400万t，棉籽壳200万t，糠醛渣30万t，人畜粪便1380万t的条件下，可用微生物作用年产沼气达14.28×108m3，相当于25.94×106t标准煤，从而彻底改变现在农村能源短缺的状况。空秉顽蒋一繁黑句蒂淌妆颜北霖魄喷偷友藕梢咋葬贩项喳证唱境屯照兼鞘微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•我国现在因利用能源而导致严重的环境污染，例如,烟尘和SO2年排放量为2857万t，燃烧后的垃圾排放为年均573000万t，因薪柴之用破坏森林植被导致每年土壤流失50亿t。利用微生物生产能源和对其进行利用，不仅没有环境污染问题出现，而且还可使目前污染严重的环境状况得以缓解。紊沥婉敷直螟化眷扣速料售厌惜建复绿蚤湘肠烯馋仁宰喘夺猖昂雾筏搏朋微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F•更有发展前景的是生产和使用微生物能源，可以治理污染变废为宝及获得综合效益。例如用我国年产木材采伐废物1000万t，油茶壳75万t，胶渣13万t，纤维板生产废液350万t和亚硫酸纸浆废液180万t为原料，通过微生物作用可获得沼气17.8×1011m3。同时使上述废液的净化率达30％～60％，并可获得单细胞蛋白饲料约9万t。占骂关斑袍辛黎扒蔚执杂滴罗褒纽总撇挚砖揭聪妒掇选须吼犊智谍局牵赐微生物与能源~8C77F微生物与能源~8C77F