Examen Biotehnologii [PDF]

Zitiervorschau

EXAMEN BIOTEHNOLOGII

1.Biotehnologia. Definitie si clasificare Reprezintă integrarea știintelor inginerești și a celor naturale în scopul folosirii microorganismelor, celulelor organismelor sau părți ale acestora pentru obținerea de produse și servicii. Exista 2 clase mari: -biotehnologii convenționale: folosirea metodelor tradiționale de ameliorare și îmbunătățire a speciilor de plante și animale, dar și în folosirea microorganismelor pentru produse alimentare tradiționale prin procese de fermentație. -biotehnologii moderne: a dezvoltat tehnici prin ajutorul geneticii. a) biotehnologie industrială/albă – producerea la scară industrială de produși chimici și bioenergie prin tehnologii ”curate”. Se folosesc materii prime regenerabile ce sunt trasformate sub acțiunea microorganismelor modificate genetic sau a enzimelor. Enzima = compus organic de materie proteică compus in organisme vii care dirijează procesele de sinteză și descompunere preocupând și păstrând energia. b) biotehnologia roșie - aplicații în medicină pentru obținerea de substanțe de diagnosticare, vitamine, hormoni etc. c) biotehnologia verde – modificare genetică a culturilor și speciilor de plante, animale, cu aplicații pe sectorul alimentar. 2.Procese fermentative. Definiție și clasificare Folosesc microorganismele la scară industrială pentru obținerea unei game variate de produse, substanțe chimice , vitamine, aminoacizi , etc. În microbiologia industrială, termenul de fermentatie este folosit pentru deschiderea oricărui proces de obținere a unui produs prin cultură în masa de microorganism. Fermentație = fervere = a fierbe. Acțiunea drojdiilor asupra extractelor de fructe sau cereale încolțite, aspectul de fierbere fiind dat de degajarea de CO2 => în urma reacțiilor metabolice ale zaharurilor din mediile respective.

Clasificare: -procese pentru obținerea de biomase. -pentru obținerea de metaboliți primari și secundari - alcool etilic, acid acetic, vitamine și antibiotice. -proces pentru obținerea de produși de bioconversie (steroizi). -proces pentru obținerea de produse microbiene (enzime microbiene: amilaza , lipaza, proteaza). -proces pentru obținerea prin modificări genetice de microbi (proteine terapeutice, hormoni). 3. Procese enzimatice. Definiție și exemple Utilizează la transformările (substanțelor) substraturilor enzime (invivo sau invitro) -Invivo- din elementul in care se gasesc -Invitro- o scoate din sistemul din care este si se foloseste scoasa din sistem. Rolul este acela de a accelera reactiile chimice. Exemple: -industria alimentară : alfa amilaza se foloseste la lichefierea amidonului. -industria de detergenți: se folosesc lipaza și proteaza care facilitează descompunerea grăsimilor. -zootehnie: se utilizează fitaza ca agent furogen cu scopul de a elibera fosfat din agentul fitic și în industria sulfanților. -industria chimică: procesele catalitice datorita proprietăților lor de a avea o selectivitate ridicată. 4.Microorganisme importante in biotehnologii -Drojdii: microorganisme unicelulare saprofite sau parazite. Se folosesc în industra alimentară, purificației si pentru producerea de biomasă. -Bacterii: microorganisme unicelulare sporulate sau nesporulate cu structură simplă care se înmulțesc prin diviziune celulară directa. Se dezvoltă aerob sau anaerob în mediul de cultură. În biotehnologie se folosește în obținerea de aminoacizi, alcooli, antibiotice, acizi carboxilici, proteine, enzime. -Mucegaiuri: microorganisme cu forma filamantoasă. Formează micelii și se dezvoltă pe o gamă variată de medii. Se utilizează pentru obținerea de vitamine , antibiotice, polizaharide, pigmenți, aminoacizi.

-Actinomicete: microorganisme cu caractere intermediare între bacterii și fungi. Trăiesc la nivelul solului sa pe suprafața plantelor și sunt utilizate pentru obținerea de aminoacizi , vitamine , antibiotice , pigmenti, enzime, acid folic. 5. Mediul de cultură. Sursele de carbon – enumerare. Ansamblul tuturor substanțelor necesare desfășurării unui proces biochimic se numește mediu de cultură sau substrat. Mediile de cultura sunt soluții apoase sau dispersii ce conțin sursă de carbon sau energie, sursă de azot și microelemente. O serie de microorganisme nu au nevoie pentru creștere și dezvoltare decat de sursa de C și săruri minerale. Acestea se numesc autotrofe. Cele care sunt mai pretențioase se numesc heterotrofe și au nevoie de medii de cultură mai complexe. Sursele de carbon – enumerare: a) Hidrații de carbon (monozaharide, dizaharide, polizaharide). b) Deșeurile cu conținut de zaharuri (zer, leșii sulfitice). c) Alcooli: etilic, metilic, glicerină. d) Acizi carboxilici. e) Uleiuri și grăsimi. f) Hidrocarburi. 6. Sursa de carbon. Hidrații de carbon Sursa de carbon este cea care ajută la sinteza materialului celular și asigurară necesarul de energie pentru sinteza și întretinerea acestuia. Organismele care folosesc CO2 din atmosferă se numesc fototrofe și cele care îl iau din diferite substanțe se numesc chemolitotrofe. Categorii mari de surse de carbon sunt: a) Hidrații de carbon: monozaharide (glucoză, fructoză), dizaharide (zaharoză, maltoză, paltoză), polizaharide (amidonul și celuloza). b) Deșeurile cu conținut de zaharuri (zer, leșii sulfitice) – deșe care rezultă din prelucrarea lemnului. c) Alcooli: etilic, metilic, glicerină. d) Acizi carboxilici: din care fac parte acidul acetic și acizii grași. e) Uleiuri și grăsimi. f) Hidrocarburi: metan, butan. Cele mai folosite surse de carbon sunt:  Glucoza: frecvent utilizată în procesele fermentative pentru obținerea de produse de înaltă puritate. Se utilizează atunci când









folosirea altor amestecuri de zaharuri ar necesita proceduri de separare și purificare foarte laborioase. Zaharoza: se folosește ca substanță pură sau materii prime ce conțin acest zaharid. Zaharoza de puritate industrială constituie principala materie pentru obținerea de acid citric și lactic reducând semnificativ costurile de purificare. Forma cea mai utilizată de zaharoză este melaza. Ea constituie principala materie primă în obținerea de drojdii de panificație și la obținerea acidului citric. Melaza are 2 surse: trestia de zahăr și sfecla de zahăr. Melaza din sfeclă de zahăr este un fluid vâscos de culoare maronie. Aspectul și compoziția sa sunt determinate atât de tehnologia de extracție a zahărului, cât și de calitatea materiei prime. În procesele în care e singura sursă de C, este nevoie de o pretratare a ei în scopul îndepărtării parțiale a compușilor cu acțiune inhibatoare asupra dezvoltatării microorganismelor. Melaza din trestia de zahăr se caracterizează printr-un conținut ridicat de zahăr invertit. Ea se folosește la obținerea alcoolului etilic, a drojdiilor de panificație și în fermentația butilică. Lactoza: Datorită caracterului represiv, lactoza poate fi utilizată în mediile de cultură în concentrații foarte ridicate. Asimilarea ei este un proces foarte lent, de aceea, timpii de reacție sunt mari. Se folosește pentru obținerea penicilinelor și este principalul component al zerului produs ce poate fi folosit ca sursă de C pentru obținerea alcoolului etilic, drojdiilor, proteinelor monocelulare și acidului citric. Maltoza conținută în malț, amidon alături de celuloză reprezintă cea mai importantă sursă de hidrați de C. Principalele produse care conțin amidon sunt: cartoful și făinurile. În mediile industriale, amidonul se folosește de cele mai multe ori sub formă zaharificată prin hidroliză acidă sau enzimatică. Această zaharificare se face din 2 motive: - Fie prin scurtarea timpului de fermentație, - Fie pentru a-l aduce într-o stare asimilabilă de către microorganismele ce nu conțin amilază. Materialul zaharificat se poate folosi la obținerea alcoolului etilic în fermentația butilică pentru obținerea de butanol și acetonă și la obținerea de biomase proteice. Leșia sulfitică => ca deșeu din industria de celuloză și hârtie. Conține SO2, acizi volatili, pentoză. Poate fi utilizată pentru obținerea de proteine monocelulare.

Alcoolul etilic este materia primă tradițională pentru fermentația acetică. Alcoolul metilic este sursă de carbon pentru obținerea de biomase proteice sau aminoacizi. Acizii grași pot constitui și sursă de carbon, dar pot fi folosiți în fermentații și ca agenți tensio-activi. Uleiurile și grăsimile vegetale reprezintă sursa principală de C cu rol antispumant și folosesc la obținerea de antibiotice, enzime și steroizi. Hidrocarburile alipatice utilizate pentru obținerea biomasei proteice și a unoi acizi organici. 7. Mediul de cultura. Sursele de azot și sărurile minerale I. Sursele de azot: a) Azotul molecular (N2): Deși principala sursă de N2 este aerul (79%), foarte puține microorganisme au capacitatea de a-l asimila. Pentru aceasta, microorganismele trebuie să aibă n aparat enzimatic foarte complex conținând neapărat nitrogenază (sau azotază). b) Acidul azotic (HNO3): Soluțiile amonicale sau sarurile de amoniu (NH4Cl). Ionul de NH4Cl este metabolizat de majoritatea microorganismelor în special de fungi si drojdii. Drept urmare, în mediile de cultură industriale, sunt folosite uzual soluțiile amoniacale sau sărurile de amoniu. c) Ureea (CH4N2O): Substanță incoloră cristalizată care se găsește în urină și sânge. Microorganismele heterotrofe necesită pe lângă o sursă de azot anorganic și compuși organici cu azot (ca de exemplu ureea e accesibilă și prezintă și proprietăți de trasformare a mediului). d) Făina de cerealele: Făinurile reprezintă principala sursă de azot organic utilizată în mediile de fermentație industrială. Avantaje: - Sunt produse naturale. - Sunt subproduse ale industriei de prelucrare a produselor de origine vegetală. - Sunt surse importante de aminoacizi, vitamine și săruri minerale. Dezavantaje:

- În faza de preparare a mediului de cultură, acestea se pot aglomera în mediul apos. - În faza de separare a metabolitului, se pot întâmpla următoarele 2 fenomene: 1 – proteinele din făină pot emulsiona cu solvenți utilizați la extracția metabolitului. 2 – graasimile reziduale se extrag odată cu metabilitul. e) Extractul de porumb: Este un produs secundar obținut la separarea amidonului. E utilizat la scară industrială din cauza conținutului ridicat de aminoacizi , saruri , minerale , vitamine. Ca dezavantaj, compoziția lui diferă în funcție de punctul de germinare al porumbului și de tehnicile de prelucrare. g) Hidrolizatele de drojdii: Sunt bogate în proteine, vitamine și azot. Compoziția lor variază în funcție de tipul de drojdie utilizat. h) Hidrolizatele proteice de natură vegetală sau animală. II. Sărurile minerale: Acestea sunt folosite în procesele biotehnologice pentru cresterea și prelucrarea de metaboliți. Etape: a) Fosfor (P): Element esențial pentru creșterea celulară și în reglarea unor procese metabolice. Ca sursă de P avem extractul de porumb li diverși fosfați. b) Sulf (S): Are același rol ca și fosforul și este adus în mediul de cultură sub formă de sulfați. c) Macroelementele: Hg, Zn, Fe, Ca, K. Sub formă de săruri, sulfați și fosfați, sunt conținute în materille prime utilizate la sursă de carbon și azot. Conținutul din mediul de cultură a acestor macroelemente este de 0,1-1 mmoli/L. d) Microelementele: Co, Cr, Ni, Cu, Mo. Sunt adăugate în concentrații cuprinse între 0,1-100 mmoli/L și sunt conșinute de regulă în materiile prime utilizate. e) Vitaminele:

Organismele heterotrofe au nevoie pentru crestere și de vitamine. Majoritatea sunt conținute în materiile prime. 8.Etapele bioproceselor ( ale fermentatiei de regim) Presupune faza de crestere a microorganismelor si producerea de metaboliti. Conditiile optime pt. acestea sunt:det. microorg. de timp . PH. Concentratii de oxigen in mediu si intensificarea amestecului. Fermentatia se imparte in doua mari grupe: I . Procese discontinue II. Fermentatia continua A . Fermentatia discontinua este un proces in care microorg, nu ies din sistem , este un proces inchis , care contine o cantitate limitata de nutrienti . Dupa inoculare , procesul va trece printr-un sist. de faze caracterizate prin viteze de crestere diferite. Faza I : este faza de crestere LAG si este o faza stationara in care cantitatea de biomasa nu se modifica in timp aproape deloc . Este faza de acomodare cu substratul. Faza II : este faza de crestere exponentiala Faza III : este faza de descrestere celulara (viteza de crestere scade) Faza IV : este faza stationara , ce corespunde in cazul proceselor discontinue punctului in care viteza de crestere este 0. in acesta etapa din pct, de vedere fizic microorg.. au incametaboliti activi. Este faza in care se produc metabolitii secindari. B . Fermentatia continua . In culturile discontinue , etapa de crestere exponentiala poate fi prelungita prin adaugarea de subs. proaspata. Daca insa , odata cu adaugarea de s. proaspata se indeparteaza si o parte din mediul de fermentatie se obtine o fermentatie continua regland debitele de alimentare se evacuare corespunzator se obtine o productie constanta de celule .

9.Productivitatea bioreactoarelor BIOREACTOARE • Se realizează procesul de biosinteză. • Sunt controlate în permanenţă condiţiile. de cultură: nutrienţi, pH, temperatură, aerare etc. • Se determină consumul materiilor prime şi biosinteza produsului finit.

Considerente importante în alegerea bioreactoarelor: • Care este cel mai bun reactor pentru scopul propus • Cum se calculează mărimea şi volumul interior util • Care sunt condiţiile optime de operare, astfel încât bioreactorul să realizeze performanţele dorite. Concepte de bază în operarea bioreactoarelor clasificarea bioreactoarelor Există 2 sisteme majore de cultivare a microorganismelor: - În sistem submers - În culturi de suprafaţă 10. Factorii care influențează viteza procesului de fermenta ție: Metaboliţii sunt rezultatul reacţiilor enzimatice din cadrul diferitelor căi metabolice. Viteza reacţiilor enzimatice, ca şi viteza reacţiilor chimice, este influenţată de o serie de factori, dintre care cei mai importanţi sunt: Compoziţia mediului de cultură şi concentraţia substratului limitativ; Temperatura şi pH-ul mediului; Concentraţia oxigenului dizolvat; Intensitatea amestecării. Cunoaşterea modului de acţionare (cu alte cuvinte efectul acestor factori) asupra reacţiilor enzimatice permite stabilirea condiţiilor optime pentru desfăşurarea procesului fermentativ. O caracteristică importantă a proceselor fermentative constă în faptul că modificarea unui singur parametru atrage după sine modificarea celorlalţi, putând avea o influenţă profundă asupra desfăşurării procesului. 11.Procesul tehnologic de fabricare a maltului. Etapele procesului tehnologic Orz Spalare apa Inmuiere apa Germinare apa Uscare Degerminare germeni Malt

Inmuierea este faza tehnologica prin care umiditatea boabelor de orz este marita de la 12-14% la 42-46%.Embrionul trece de la faza de repaus la faza activa cand se declanseaza procedee vitale. Factori: (durata inmuierii , temperatura , dimensiunea boabelor) Germinarea este faza tehnologica in care are loc acumularea de enzime in bobul de orz si reactivarea enzimelor preexistente.Pt. o germinare corespunzatoare umiditatea boabelor trebuie sa fie 44-48%, fiind de asemnea necesare conditii de aerare corespunzatoate la o temp de 15-18 C. Uscarea se realizeaza in doua faze: I . Se face uscarea initiala in care se elimina cea mai mare cant de apa, umiditatea reducandu-se de la 45% la 8-10%, pt maltul blond sau la 2025% pt maltul brun. Temperaura pt cel blond este de 40-45 C iar pt cel brun 50 C II . Are loc uscarea propriu zisa a maltului astfel : malt blond – 5 ore la 80-95 C , iar pt malt brun 5 ore la 150 C 12.Procesul tehnologic de fabricare a berii. Schema bloc a fluxului tehnologic Malt Macinare Plamadire +(apa) Zaharificare Filtrare –(borhot) Fierberea cu hamei +(se adauga hameiu) Separare conuri de hamei –(conuri de hamei) Separare trub –(trub) Fermentare I + (se adauga drojdia) Fermentare II Filtrare Inbuteliere Pasteurizare 13.Fermentatia mustului de malt hameiat. Generalitati Reprezinta principala transformare a mustului in care are loc procesul de fermentatie alcoolica a glucidelor, formandu-se alcool etilic si CO2 si in plus o serie de produsi secundari de fermentatie , care intervin in determinarea insusirilor , berii , fiind insotita si de degajare de caldura.

14.Etapele fermentatiei alcoolice a mustului hameiat I . Fermentatia primara a mustului de malt Procesul de fermentare a mustului incepe cu insamantarea tulpinii de drojdie ce trebuie distribuite cat mai uniform.Cultura de drojdie poate fi introdusa direct in fermentator sau intr-un lin , unde ramane ~12-24 ore Fermentare la rece (temperatura de 5-6 C max. 8-9 C , calitate foarte buna) Fermentarea la cald 7-8C max. 10-12C scade phul mustului ,gust cu insusire de spumare mai reduse) Faza I : 15-20 ore dupa insamantare cu drojdie are loc degajarea de CO2 la marginea vasului , apoi o acoperire a mustului cu o spuma alba , drojdia se dezvolta intens. Faza II : degajare intensa de CO2 si de formarea unui strat de spuma groasa , Faza III:proces de fermentare intensa , fiind insotit de spuma de o culoare cenusie-murdara, iar extractul scade rapid. Faza IV: scaderea treptata a spumei si de limpezire a berii. II.Fermentarea secundara si maturarea berii In procesul de fermentare secundara se de maturare sunt continuate transformari care au loc in fermentarea primara. Saturarea berii cu CO2 Limpezirea naturala a berii Maturarea berii Continuarea fermentarii zaharurilor pana la gradul corespunzator Fermentarea secundara a berii se realizeaza in doua faze 1. in conditii aerobe (cu vasul deschis) ~24 ore 2. in conditii anaerobe ( cu vasul inchis) ~22-60 zile 15.Biocombustibili. Biodieselul Biodieselul este un biocombustibil sintetic lichid care se obține din lipide naturale , ca uleiuri vegetale sau grasimi animale, noi sau folosite, prin procese industriale de esterificare și trans-esterificare. Se poate folosi în substituirea totală sau parțială a petro-dieselului. Biodieselul poate să se amestece cu motorină care provine din rafinarea petrolului în diferite cantități. Se folosesc abrevieri potrivit procentajului de biodiesel din amestec: B100 în cazul folosirii de 100% biodiesel, sau notații ca B5, B15 sau B30 unde numărul indică procentajul de volum biodiesel din amestec. La prima utilizare a biodieselului în mașină, acesta ar putea cauza eliberarea depozitelor din rezervor și pot duce la blocarea filtrului combustibilului. După această perioadă inițială, un utilizator

poate alterna între biodiesel și motorină, după preferințe, fără alte modificări. Carburanții biodiesel sunt o alternativă ecologică la motorină, fiind cu mult mai puțin poluanți, dar oferă și avantajul ca pot fi produși din mai multe surse regenerabile, principala modalitate folosită fiind uleiurile vegetale. Proprietăți Biodieselul se descrie ca un compus organic din acizi grași de lanț lung sau scurt. Relații de sinteză Procesul de trans-esterificare consistă în combinarea , uleiului (în mod normal vegetal) cu un alcool ușor, în mod normal metanol și lasă reziduu propanotriolul de care se poate profita în industria cosmetică. Materii prime Sursa de ulei vegetal în mod normal este uleiul de rapiță, este o specie cu un înalt conținut de ulei și se adaptează bine la climele reci. Totu și există și alte varietăți cu randament mai mare la ha. cum ar fi uleiul de palmier, jatropha curcas etc. Deasemenea se pot folosi și uleiuri folosite (ex. uleiul uzat la bucătărie) în cazul lui materia este ieftină, în plus în acest mod se reciclează ceea ce altfel ar fi fost reziduu. În plus există și alte materii prime din care se pot extrage ulei. În selva amazoniană sunt folosite ca materie primă: piñón, sacha inchi, mamona, și palmierul de ulei. Procese industriale În ziua de azi există diverse procese industriale cu ajutorul cărora se poate obține biodiesel. Cele mai împortante sunt: 1.Procesul bază-bază, prin care se folosește un catalizator, hidroxidul. Acest hidroxid poate fi Hidroxid de sodiu (soda caustică) sau Hidroxid de potasiu. 2.Procesul acid-bază, este procesul în care se face prima dată o esterificare acidă și apoi continuă cu procesul normal bază-bază, se folosesc în general acizi cu un înalt grad de aciditate. 3.Procese supercritice, în acest proces nu este nevoie prezența unui catalizator, se face la temperaturi înalte în care uleiul și alcoolul reacționează fără necesitatea ca un agent extern ca hidroxidul acționeze în reacție. 4.Procese enzimatice, în ziua de azi se cercetează unele enzime care pot să fie folosite ca acceleratori de reacție ulei-alcool. Acest proces nu se folosește în actualitate datorită înaltului cost , ceea ce împiedică să se producă biodiesel în mari cantități. Creșterea prețului combustibilor convenționali îl face mai competitiv.

16.Biocombustibili. Bioetanolul Bioetanolul sau doar "etanol" este o sursa de energie 100% bio si regenerabila, este produs din fermentarea de componente de zahar si amidon de plante, în principal, trestie de zahar si culturi, cum ar fi cereale, folosind drojdie.porumb, cartofi, lapte, orez, struguri sfecla ?i, recent sfecla, in functie de economia agricola a tarii. Bioetanolul este folosit astazi pentru o varietate de scopuri: combinat cu benzina se obtine un combustibil extrem de durabil pentru industria de transport, este utilizat în industria de cosmetice si alte procese de fabricatie, si nu in ultimul rand se foloseste pe post de combustibil pentru a crea o flacari frumoase in Bio Semineele noastre. Fara emisii nocive Bioetanolul este realizat in intregime din produse biologicesi ofera, astfel, un impact neutru asupra mediului. Arderea bioetanol este absolut curata si genereaza numai vapori de caldura, apa si dioxid de carbon. Dioxidul de carbon este absorbit de catre plante. Acesta este apoi prelucrat prin fotosinteza pentru a ajuta plantele sa creasca. Acest ciclu infinit de creare si ardere de energie face bioetanolul o sursa de combustibil neutru. Eficienta energiei verzi Deoarece arderea de bioetanol este curata Bio Semineele nu necesita cos de fum astfel incat cea mai mare parte a caldurii generate de arderea de bioetanol ajunge sa ramana in camera motiv pentru care ardererea de bioetanol este atat de eficienta. 17.Biocombustibili. Biogazul Biogazul este este termenul folosit pentru amestecul de gaze (metan, hidrogen și bioxid de carbon etc.) de origine biogenă care iau naștere prin procesele de fermentație sau gazeificare a diferite substanțe organice. Aceste gaze servind prin ardere ca sursă energetică (energie biogenă). Energia obținută din acest lanț, biomasă→biogaz→curent electric și agent termic, se numește energie regenerabilă, pe următorul considerent: dioxidul de carbon eliminat în atmosferă la arderea biogazului, reprezintă o cantitate cel mult egală cu cantitatea asimilată de plantele sau nutrețurile consumate de animale, în perioada lor vegetală. În ideea protocolului de la Kyoto, aceasta reprezintă un circuit închis de dioxid de carbon, spre deosebire de carburanții fosili (gaz metan, cărbune, țiței) la arderea cărora se degajă dioxid de carbon care a fost asimilat cu multe mii de ani în urmă.

18.Biocombustibili. Biohidrogenul Hidrogenul este considerat ca fiind combustibilul viitorului, deoarece este o sursă de energie curată, cu un conţinut energetic comparabil cu cel al combustibililor convenţionali. Spre deosebire de combustibilii fosili, petrol, gaze naturale etc., hidrogenul nu este uşor de găsit în natură, motiv pentru care sunt necesare tehnologii noi care să permită obţinerea acestuia cu costuri cât mai mici. Metodele chimice şi anume: reformarea cu aburi a hidrocarburilor şi oxidarea parţială a combustibililor fosili, operează la temperaturi înalte, pentru care sunt necesare consumuri energetice importante. Metodele biologice oferă unele avantaje pentru producerea hidrogenului: o operare sub condiţii blânde şi conversii specifice. Rezidurile solide şi apele uzate de la industriile cu conţinut bogat în carbohidraţi, amidon şi celuloză reprezintă alternativele viitorului pentru producerea biohidrogenului, utilizând pentru acest scop: scindarea apei cu alge fotosintetice fermentaţia la întuneric a reziduurilor bogate în carbohidraţi şi fotofermentaţia apelor uzate bogate în aciziorganici. Obţinerea biohidrogenului poate fi realizată cu microorganisme anaerobe şi fotosintetice, utilizând fie reziduurile solide din agricultură, fie apele uzate provenite de la complexele agrozootehnice sau de la industriile alimentare cu o încărcare organică ridicată. În cadrul proceselor anaerobe, hidrogenul este produs în timpul conversiei reziduurilor organice în acizi organici, care sunt folosiţi pentru generarea metanului. Biohidrogenul este o energie promiţătoare pentru viitor. Poate fi derivată dintr-o varietate de surse de energie şi utilizată în loc de combustibil cu un grad ridicat de eficienţă. În toată lumea, necesarul de energie este in creştere exponenţială, rezervele de combustibili fosili sunt în descreştere, iar arderea combustibililor fosili determină, din cauza emisiilor de CO2,efecte negative asupra mediului. Biohidrogenul este un combustibil curat, fără emisii de CO 2 şi care poate fi utilizat în pilele de combustie pentru generarea energiei electrice. De asemenea, hidrogenul are o capacitate mare de energie, estimată la cca. 122 KJ/g.