Forløb

Biobrændsel

Forløb til bioteknologi htx om mulighederne i plantebaserede biobrændstoffer, enzymers opbygning og funktion samt fremstilling af bioethanol.

Materialet er leveret af fagkonsulenterne som supplement til vejledningen for faget.  

Fossile brændstoffer er en begrænset ressource og jagten på nye bæredygtige energiformer er i fuld gang. Samtidig stiger CO2 udledningen og den globale opvarmning øges. Biobrændsel, f.eks. bioethanol, kan i den forbindelse være et interessant alternativ. 

 

Eksamensopgave  

Til forløbet er der tilknyttet et eksempel på eksamensopgave.

 

Kernestof:

  • Cellebiologi: plantecellers overordnede opbygning
  • Mikrobiologi: vækst, vækstfaktorer
  • Makromolekyler: opbygning, egenskaber og biologisk funktion af carbohydrater
  • Enzymer: opbygning, funktion
  • Biokemiske processer: fotosyntese og de overordnede delprocesser
  • Eksperimentelle metoder: celledyrkning evt. spektrofotometri. 

 

Forløbets opbygning

 

Lektion 1-2: Introduktion

Introduktion til problemstillingen, og mulighederne i plantebaserede stoffer. Tag f.eks. udgangspunkt i Bioteknologisk forskning, kapitel 11 fra KU, se litteraturlisten.

 

 

Lektion 3-9: Fotosyntese og planters opbygning

Planters opbygning, herunder fokus på den kemiske opbygning af strukturstofferne stivelse, cellulose og evt. lignin.

Fotosyntesen i overordnede træk.

 

Eksperiment

Klassisk forsøg med vandpest. Eleverne tilrettelægger selvstændigt forsøg til undersøgelse af fotosyntesen.

 

 

Lektion 10-20: Enzymer 

Grundlæggende introduktion til enzymers opbygning og funktion, herunder faktorer der påvirker enzymhastighed. Kan læses efter sædvanlige bioteknologibøger.

 

Eksperiment

Eleverne kan selv designe småforsøg med enzymer, f.eks. spytamylases nedbrydning af stivelse, hvor reaktionen kan følges med iod/iodkalium, eller cellulases nedrydning af cellulose, hvor mængden af dannet glucose kan bestemmes f.eks. vha. et polariometer. Faktorer som substratspecificitet, temperatur og pH kan undersøges.

 

 

Lektion 21-27: Bioethanol 

Hvordan fremstilles bioethanol? Brug f.eks. artikel fra Aktuel Naturvidenskab, se litteraturlisten.

Mikroorganismer til fermenteringen, herunder hvordan man forsøger at finde/udvikle nye mikroorganismer der er mere effektive.

Forskellen på 1. og 2. generations bioethanol og fordele og ulemper ved de to former, herunder en diskussion af etiske dilemma ifht. at anvende fødevarer til energiproduktion.

 

Eksperimentelt

Fremstilling af bioethanol. Vejledning kan findes på Biotechacademys hjemmeside, se litteraturlisten.

Forholdene under fermentering kan evt. ændres for at undersøge påvirkningen af udbyttet.

 

 

Lektion 28-34: Perspektivering/evaluering

Der arbejdes med en række optimeringer ifht. bioethanol produktion. Desuden arbejder man med andre former for biobrændsel.

Eleverne arbejde i grupper med en selvvalgt optimeringsmulighed/anden type biobrændstof. De fremstiller en præsentation eller lignende og fremlægger for hinanden.

Ideer kan være:

  • Udnyttelsen af alger
  • Udvikling af enzymer der kan nedbryde lignin eller enzymer der er bedre til at nedbryde cellulose
  • Fermentering med mikroorganismer der kan omsætte andre stoffer end glucose
  • Biogasproduktion
  • Biodieselproduktion

  

 

Litteratur 

  • Fra biomasse til industriprodukter Bioteknologisk Forskning - en inspirationsbog til naturvidenskabelig undervisning på gymnasier, KU, 2013, kapitel 11 
  • Peder K. Gasbjerg m. fl. Bioteknologi - en temabog, kapitel 2, Systime 2011.

 

Fremstilling af bioethanol

 

Andre artikler:

Siden er opdateret 25. oktober 2021 af emu-redaktionen
Rettigheder:

Tekstindholdet på denne side må bruges under følgende Creative Commons-licens - CC/BY/NC/SA Kreditering/Ikke kommerciel/Deling på samme vilkår. Creative Commons-licensen gælder kun for denne side, ikke for sider, der måtte henvises til fra denne side.
Billeder, videoer, podcasts og andre medier og filer på siden er underlagt almindelig ophavsret og kan ikke anvendes under samme Creative Commons-licens som sidens tekstindhold.