Использование биологической массы для производства энергии
Изучение новых подходов к разработке полимерных материалов, которые сохраняют эксплуатационные характеристики в течение времени потребления, которые претерпевают химические превращения и способны участвовать в процессах метаболизма биологических систем.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.03.2018 |
| Размер файла | 13,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Использование биологической массы для производства энергии
Карпунин Александр Витальевич,
инженер общей и физической химии Санкт-Петербургского национального минерально-сырьевого «Горного» университета.
В настоящее время возник новый подход к разработке полимерных материалов. Он имеет цель - получение материалов, которые сохраняют эксплуатационные характеристики только в течение времени потребления, которые затем претерпевают физико-химические и биологические превращения под влиянием факторов окружающей среды и способны легко участвовать в процессах метаболизма биологических систем. Это имеет особое значение не только в технологии производства биологически разлагаемой упаковки, но и для производства биологического топлива.
Особое значение здесь имеют свойства полимеров разлагаться и усваиваться в зависимости от ряда их структурных характеристик. На разложение полимеров влияет его химическая природа, молекулярная масса, разветвлённость макроцепи (наличие и природа боковых групп), а также надмолекулярная структура [1, 5]. полимерный метаболизм биологический
Важным фактором к устойчивости полимеров является молекулярная масса его молекул, так как их большая молекулярная масса не способствует биологическому разложению. Следует также отметить влияние на биологическую деградацию молекулярной структуры полимеров. Компактное расположение структурных кристаллических и полукристаллических полимеров, в отличие от аморфных, ограничивает их набухание в воде и препятствует проникновению ферментов в полимерную матрицу, что затрудняет воздействие ферментов на главную, содержащую углерод цепь полимера и на биологически разрушаемые части цепи.
В настоящее время ведутся исследования по созданию биологически разлагаемых полимеров. В этом направлении особое значение имеет селекция специальных штаммов микроорганизмов, которые способны осуществлять деструкцию биологически разлагаемых полимеров [1, 2], что имеет определенное значение для производства биологического топлива.
На стойкость полимеров к биологическому разложению влияет величина их молекул. В то время как мономеры или олигомеры могут легко поражаться микроорганизмами, биополимеры с большой молекулярной массой более устойчивы к их воздействию. Биологическую деструкцию большинства технических полимеров инициируют процессы небиологического характера, такие как термическое и фотоокисление, термолиз, механическая деградация и т. п. На биологическую деградацию синтетических полимеров существенно влияет их надмолекулярная структура. Современные биологические полимеры могут быть получены как из возобновляемых природных ресурсов, так и из традиционного сырья - продуктов нефтехимии, что важно при использовании их в дальнейшем получать биологическое топливо.
Прогнозы Европейского совета по возобновляемой энергии (EREC) указывают на то, что к 2040 году должна покрываться почти половина мирового потребления энергии [3, 4]. При этом 25% должна составлять доля энергии, получаемой из биомассы. В связи с этим производство энергии с использованием разработанных технологий на основе исследований должно интенсироваться. Для этого существуют все необходимые предпосылки и стимулы.
При этом в случае создания отрасли по производству биологического топлива это будет способствовать:
1) развитию сельскохозяйственной отрасли в результате создания собственных энергоресурсов;
2) более комплексному использованию отходов древесины, находящихся длительное время без использования. В результате будет использоваться огромное количество вторичного древесного сырья, подвергнутого биологическому разложению, для производства энергии.
Не самую последнюю роль в усугублении сложившейся ситуации играет загрязнение окружающей среды твердыми отходами. Сложившуюся ситуацию может улучшить повсеместное введение биологически разлагаемых полимеров. С целью создания широкого спектра биологически разлагаемых полимерных материалов за рубежом происходит объединение усилий в таких организациях, как Международная ассоциация биологически разлагаемых полимеров (IBAW) и Институт окси-биоразлагаемых пластмасс (OPI).
Таким образом, обострение экологической обстановки в окружающем мире нарастает. Радикальным решением проблемы «полимерного мусора», по мнению специалистов, является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях подвергаться биологической деградации с образованием безвредных для живой и неживой природы веществ. Именно биологическая разлагаемость высокомолекулярных веществ и будет тем приоритетным направлением разработки, которое позволит исключить значительное число проблем «пластмассового мусора», который является ценным сырьем для производства энергии.
Литература
1. Локс Ф. Упаковка и экология. Учебное пособие. Перевод с англ. М.: МГУП. 1999.- 220с.
2. Клинков А.С., Беляев П.С., Соколов М.В. Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов. Учебное пособие. Тамбов: Гос. университет.2005.-80 с.
3. Ханлон Дж. Ф., Келси Р. Дж., Форсинио Х.Е. Упаковка и тара: проектирование, технологии, применение. С-Петербург.«Профессия».2004.- 632 с.
4. Parks I. // Tappi, 42, N 4. - 1959.- p.317-319.
5. Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б. Переработка пластмасс. С-Петербург. «Профессия».2005.- 320 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ механической работы силы над точкой, телом или системой. Характеристика кинетической и потенциальной энергии. Изучение явлений превращения одного вида энергии в другой. Исследование закона сохранения и превращения энергии в механических процессах.
презентация [136,8 K], добавлен 25.11.2015Отличительные особенности низкомодульных полимеров, зависимость напряжения и деформации от времени действия силы и скорости нагружения. Релаксационные процессы, которые протекают в низкомодульных полимерах, теория температурно-временной эквивалентности.
реферат [443,0 K], добавлен 26.06.2010Изучение истории рождения энергетики. Использование электрической энергии в промышленности, на транспорте, в быту, в сельском хозяйстве. Основные единицы ее измерения выработки и потребления. Применение нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
презентация [2,4 M], добавлен 22.12.2014Анализ производственной документации учета потребления энергоресурсов. Система производства и распределения сжатого воздуха. Результаты энергообследования систем распределения, производства и потребления энергии на предприятии. Измерения вибрации и шума.
отчет по практике [70,0 K], добавлен 17.06.2011Основы энергосбережения, энергетические ресурсы, выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии. Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии. Структура производства и потребления электрической энергии.
реферат [27,7 K], добавлен 16.09.2010Проектирование системы горячего водоснабжения наземного объекта на базе солнечного теплового коллектора, его технико-эксплуатационные характеристики и разработка функциональной схемы. Расчет энергоприхода солнечной радиации на наклонную поверхность.
дипломная работа [871,4 K], добавлен 30.06.2011Роль электроэнергии в производственных процессах на современном этапе, метод ее производства. Общая схема электроэнергетики. Особенности главных типов электростанций: атомной, тепловой, гидро- и ветрогенераторы. Преимущества электрической энергии.
презентация [316,3 K], добавлен 22.12.2011Характеристика сущности резисторов, которые предназначены для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Классификация, конструкции и параметры резисторов, характеризующие их эксплуатационные возможности применения.
реферат [409,2 K], добавлен 10.01.2011Свойства нанокомпозитных кобальтсодержащих полимерных материалов на основе политетрафторэтилена. Образование наночастиц кобальта при химическом восстановлении имплантированных ионов Co в структуру полимерных мембран на основе политетрафторэтилена.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 13.01.2015Понятие автоколебаний как незатухающих колебаний, которые происходят в замкнутой системе при наличии обратной связи и внешнего источника постоянной энергии. Примеры автоколебаний в естественных природных процессах. Механические примеры автоколебаний.
презентация [1,7 M], добавлен 10.09.2013Пути и методики непосредственного использования световой энергии Солнца в промышленности и технике. Использование северного холода как источника энергии, его потенциал и возможности. Аккумулирование энергии и повышение коэффициента полезного действия.
реферат [18,0 K], добавлен 20.09.2009Использование солнечного излучения для получения энергии. Преобразование ее в теплоту и холод, движущую силу и электричество. Применение технологий и материалов для обогрева, охлаждения, освещения здания и промышленных предприятий за счет энергии Солнца.
презентация [457,4 K], добавлен 25.02.2015Пути уменьшения расходов энергии на отопление жилых домов: теплоизоляция зданий, рекуперация тепла в системах вентиляции. Способы достижения нулевого потребления полезной энергии. Использование альтернативных источников водоснабжения в пассивных домах.
реферат [351,4 K], добавлен 03.10.2010Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии. История изобретения "ошейника" А. Стреляемым, принцип его работы и потребления энергии роста растений.
презентация [911,5 K], добавлен 20.12.2009Технико-эксплуатационные характеристики металлогалогенной лампы. Срок службы, безопасность и особенности эксплуатации. Структура рынка металлогалогенных ламп в РФ. Основные организации, которые занимаются продажей металлогалогенных ламп в г. Саранске.
реферат [23,9 K], добавлен 27.12.2014Энергосбережение как деятельность, направленная на рациональное и экономное использование преобразованной и первичной энергии и природных энергоресурсов. Уменьшение количества потребления энергии в домах и квартирах простыми и недорогими способами.
презентация [519,9 K], добавлен 26.04.2015Применение энергии термоядерного синтеза. Радиоактивный распад. Получение ядерной энергии. Расщепление атома. Деление ядер тяжелых элементов, получение новых нейронов. Преобразование кинетической энергии в тепло. Открытие новых элементарных частиц.
презентация [877,4 K], добавлен 08.04.2015Виды механической энергии. Кинетическая и потенциальная энергии, их превращение друг в друга. Сущность закона сохранения механической энергии. Переход механической энергии от одного тела к другому. Примеры действия законов сохранения, превращения энергии.
презентация [712,0 K], добавлен 04.05.2014Изучение истории формирования термодинамики как научной дисциплины на основе молекулярно-кинетической теории. Ознакомление с содержанием теоремы сохранения, превращения энергии (Гельмгольц, Майер, Джоуль) и законом возрастания энтропии (Клаузиус, Томсон).
контрольная работа [44,4 K], добавлен 03.05.2010Изучение поведения энтропии в процессах изменения агрегатного состояния. Анализ её изменения в обратимых и необратимых процессах. Свободная и связанная энергии. Исследование статистического смысла энтропии. Энергетическая потеря в изолированной системе.
презентация [1,6 M], добавлен 13.02.2016
