製造能源的微生物(1 / 2)

製造能源的微生物

甲烷菌製造沼氣

在泥濘的沼澤或水草茂密的池塘裏,生活著無數專愛“吹氣泡”的小生命,名叫甲烷菌。甲烷菌是地球上最古老的生命。在地球誕生初期,死寂而缺氧的環境造就了首批性情隨和的“生靈”,它們不需要氧氣便能呼吸,僅靠現成簡單的碳酸鹽、甲酸鹽等物質維持生計,然而它們具有生命實體——細胞,並開始自 然繁殖。這就是生物的鼻祖——甲烷菌。

時至今日,地球幾經滄桑,甲烷菌卻本性難移,仍保持著厭氧本色。當然,現代甲烷菌的“食物”來源更加廣泛,雜草、樹葉、秸稈,食堂裏的殘羹剩飯,動物糞尿,乃至垃圾等都是甲烷菌的美味佳肴。沼澤和水草茂密的池塘底部極為缺氧,甲烷菌躲在這裏“飽餐”一頓之後,便舒心地呼出一口氣來,這便是沼氣泡,沼氣泡中充滿了沼氣。

沼氣的主要成分是甲烷,另外還有氫氣、一氧化碳、二氧化碳等。它是廉價的能源,用於點燈做飯,既清潔又方便;還可以代替汽油、柴油,是一種理想的氣體燃料。

現在世界上大多數國家都在為燃料不足而發愁,開發利用新 能源已成為世界性的緊迫問題。而小小微生物卻能為人類分憂,在解決能源危機的問題上作出了自己的貢獻。

在國外,已有許多工廠使用沼氣作燃料開動機器。我國也有不少地區特別是農村興建了沼氣池,人工培養微生物製取沼氣。

據估計,每立方米沼氣池可以生產6000千卡左右的熱量,可供一個馬力的內燃機工作24小時;供一盞相當於60瓦~100瓦電燈亮度的沼氣燈照明5小時~6小時。還可以建成沼氣發電站把生物能變成電能。甲烷菌的食料非常廣泛,幾乎所有的有機物都可以用作沼氣發酵的原料。

沼氣池則為甲烷菌提供了一個缺氧的環境。在這裏,甲烷菌可以愉快地勞動,源源不斷地產生沼氣。一個年產20000噸酒精的工廠,如將全部酒精廢液生產沼氣,每年可得沼氣1100萬立方米,相當於9000噸煤。而且,被甲烷菌“吞嚼”過的殘渣,還是莊稼的上等肥料,肥效比一般農家肥還高。

酵母菌製造乙醇

乙醇,就是我們通常說的酒精。純乙醇的沸點為78.5℃,很

容易燃燒,在世界麵臨能源危機的今天,開發利用乙醇作動力燃料,正受到人們越來越多的關注。

有的國家把乙醇摻進汽油裏混合使用,稱為醇汽油,效率甚

至比單用汽油還高。產糖量居世界第一的巴西,完全用乙醇開動的汽車,已經在聖保羅的大街上奔馳了。

生產乙醇的主角是大名鼎鼎的酵母菌。它能夠在缺氧的條件下,開動體內的一套特殊裝置——酶係統,把碳水化合物轉變成乙醇。近些年來人們又陸續發現,微生物王國中能夠製造乙醇的菌種還不少,比如有一種叫酵單孢菌的,它的本領比酵母菌還高,不僅發酵速度快,生產效率高,而且能更充分地利用原料,產出的乙醇要比酵母菌高出8倍多,是更為理想的乙醇製造者。

在相當長的一段時間裏,微生物用來生產乙醇的原料主要是甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、馬鈴薯、玉米等澱粉作物,現在人們找到了一種廉價的原料,這就是纖維素。

纖維素也是碳水化合物,而且在自然界裏大量存在,許多綠 色植物及其副產品,如樹枝樹葉,稻草糠殼等,幾乎有一半是纖維素,用它們做原料可以說是取之不盡,用之不竭。當然,用纖維素做原料對酵母菌來說,將發生極大的困難,也就是說很難施展它的發酵本領。