Thursday, June 24, 2010

Biodizel, ogromne mogucnosti za poljoprivrednu logistiku

Pocetak bloga o biomasi je ovde







Biodiesel se definise kao gorivo koje se sastoji od monoalkalnih smola, dugog lanca masnih kiselina, dobijenih od biljnih ili zivotinjskih masnoca a nazvan je B100. Monoalakalna smola je proizvod dobijen reakcijom alkohola (etanola ili metanola), sa masnim uljem (trigliceridom) a reaultat je glicerin i smole, odnosno dug lanac masnih kiselina.Da bi to dobili, ulje se jednostavno zagreva na odredjenu temperaturu,da bi se dobila hemijska reakcija, a onda se dodaje mesavina katalizatora i alkohola. Ulje, alkohol i ktalizator se mesaju neko vreme, a katalizator ce razbiti ulje u nekoliko slojeva.Gornji sloj je biodizel, sledeci je sapun a zadnji je glicerin. Bio dizel se moze mesati sa naftnim derivatom i onda se dobija recimo: B20 ce biti 20% biodizela i 80% naftnog derivata. Biodizel B100, se posle toga filtrira, da bi se odstranile necistoce i kao takav se moze koristiti direktno u diesel masine, bez ikakve prepravke istih.Bio dizel se moze mesati sa naftnim dizelom u svakoj proporciji. Osnovni delovi uredjaja za pravljenje bio dizela su: Reaktori, Pumpe, Centrifuge, Distilacione kolone, Pomocna oprema (skladistenje i tank za talozenje). Na sledecoj slici imate glavnu shemu svih tih delova, dok jedno po jedno objasnjenje, sastavnih delova sledi ovako: Reaktor je mesto gde se odvija hemijski proces.Parametri koji definisu rekciju su: temperatura, pritisak, vreme odvijanja reakcije, i stepen izmesanosti. Pumpe, imaju ulogu prenosa hemikalija kroz uredjaje. Ima ih tri vrsta: unutrasnje, spoljne i viskozitetne pumpe. Ove zadnje prenose tecnost visoke zitkosti na niskom pritisku. Centrifuge uvecavaju kineticku energiju i koloni, prethodno prolazeci kroz glavcinu kolone.Njihova glavna uloga je separacija cvrstih cestica od tecnih, a odredjuju se prema nivou potrebne separacije. Distilacione kolone, su kao u klasicnim rafinerijama mesta gde se nalaze na razlicitim nivoime, razlicite komponente procesa, odvojene po pritisku, temperaturi, tacki vrenja kao i tacki isparavanja.Ovde se one odvajaju za razlicite svrhe. Isparavanje je metod separacije (isparavanje vode recimo).

Troskovi i cena

Troskovi zavise od cene dobijanja sirovog ulja iz osnovnoe sirovine (biljna, zivotinjska). Zatim cene metanola ili etanola, pa se zbog toga kao referenca uzima cena klasicnog dizel goriva.Treba imati na umu da se i glicerol, kao nuzproizvod moze koristiti kao djubrivo.

Sve u svemu, svetska iskustva govore da veca proizvodnja znaci manje troskova. Recimo za fabriku od 70000 tona godisnje treba negde oko 20 do cak 30 miliona dolara.To dolazi negde oko 0.22$ po litri biodizela. Za manje prizvodne pogone se racuna da je cena proizvodnje negde oko 0.5$.Manji proizvodni pogoni se koriste za logistiku poljoprivrede, sto je od naseg najveceg interesa.

NASTAVICE SE

Wednesday, June 23, 2010

Celulozni etanol poznat odavno

Pocetak bloga o biomasi je ovde


Tehnologija proizvodnje


Biomasna sirovina se satoji od:

1. Poljoprivrednog otpada, tipa slame, kukuruzne stabljike, cokanja, strnjike
2. Brzoratuci korov ili drugo drvece
3. Otpadni materijal od biomase kao papir, kartoni ili svako biomasni cvrst otpadni
4. Otpadak od kresanja vocnjaka, piljevina
5. Zeleni otpad, kao lisce, korov, povrtarski ili vocni otpad

Ova je tehnologija pogodna za sva naseljena mesta gde ima otpada i biomase i veoma je pogodna za kogeneraciju.


Istorija razvoja poznata je vise od 100 godina i to po principu da kiseline deluju kao katalizatori (hidroliza)da konvertuju celulozu i hemicelulozu u jednostavne secere (heksoza i pentoza, C6 ili C5). Nemci i Rusi su koristili ovu tehnologiju da bi dobili alkoholno gorivo za ratne potrebe.
Posto je nafta bila konkurentna po ceni, od ove tehnologije se odustalo. Postojale su par takvih fabrika u Rusiji. Postepen nestanak fosilnih goriva, vraca tehnologiju kao aktuelnu i modernizovanu.



Reaktualizacija potrebe za alternativnim gorivima, kriza 70-ih, dovela je do ozbiljunijih istrazivanja, pa je kompanija ARK Energy razvila novu tehnlogiju, ekonomski opravdanu i procesno savremeno kontrolisan proces hidrolize narocito sa novim dostignucima u tehnologiji materijala. Tako je postignuta proizvodnja novog ekonosmki opravdanog goriva, sa veoma solidnim tehnickim osobinama.


Koje su odlike nove tehnologije?

1. Efikasno obnavljanje kiseline i njena ponovna koncentracija;
2. Velika koncentracija secera sa visokom cistotom;
3. Sposobnost fermentacije heksoza i pentoza sa konvencionalnim enzimima (mikrobima);
4. Mogucnost da se procesno obradi silicija u biomasnu sirovinu; i
5. Svi nuzproizvodi su korisni i trzisno opravdani.



Proces proizvodnje

Kompanija je radila na pilot postrojenju otprilike 5 godina, a od 2003-e pocela je proizvodnja za Japansko trziste goriva, gde se tehnologija dalje usavrsila.U zadnjih 10 godina tehnologija je primenjena u nekoliko svetskih lokacija. Srz tehnologije i drugi potrebni procesi, su zasticeni kao izum Sjedinjenih Drzava sa odgovarajucim zastitnim znakom 'plavo sagorevajuceg etanola'. Blue-fire ethanol.


Integrisan, skroz komercijalni proces, sastoji se od 5 osnovnih jedinica medjusobno povezanih:

1. Priprema sirovine;
2. Reaktor za dekristalizaciju i hidrolizu;
3. Odvajanje cvrstih i tecnih delova (filtracija);
4. Odvajanje kiselina od secera;
5. Fermentacija secera; i
6. Preciscavanje konacnog proizvoda.

Dijagram odvijanja procesa je na sledeci:.




Jednostavno se prvo odvajaju sastavni delovi biomase, celuloza i hemiceluloza od lignina (glavni deo procesa), sledi konvertovanje celuloze i hemiceluloze u secere, sledi fermentacija istih a zatim se preciscava u tecnost (gorivo). Ovaj deo pretpostavlja niz materijala i energetskih ulaznih procesa (enzimi) da bi se dobio primarni deo proizvoda fermentacije i nuzproizvoda.

Potrebna je minienergana, za dobijanje pare, na bilo gas, bilo lignin za soptvene kazane (bojlere).

Prvo se biomasna sirovina preciscava i samelje, da bi se dobile odgovarajuce cestice za dalji proces.. Zatim se sirovina susi, do odgovarajuce vlaznosti, potrebne za dekristalizaciju ( odvajanju celuloze i hemiceluloze od lignina), a zatim se vrsi hidroliza, radi dobijanja heksoze i pentoze (secera) u odgovarajucoj gustini za komercijalnu fermantaciju. Cvrsti deo materijala (lignin) se odvaja hidrolizatorom, preciscava i presuje za dalju upotrebu kao goriva.

Preostali deo, koji se sastoji od kiselina i secernih komponenti idu u takozvani kromatograf iliti kromatografsku separaciju. Kompanija je razvila tehnologiju, koja koristi jonske smole, za separaciju komponenti, bez rastvaranja secera. Potrebna sumporna kiselina, je recirkulisana i ponovno koncentrisana do nivoa potrebnog za dalju dekristalizaciju i hidrolizu. Male kolicine preostale kiseline se neutralisu krecom, a dobija se hidrirani kalcijum sulfat (gips), CaSO4 + 2H2O, nerastvorljiv talog, koji se odvaja od secera i moze dalje koristiti u poljoprivredi, kao gnojivo.
U ovoj fazi je proizveden cist protok mesovitih secera (heksoze i pentoze) spremni za fermentaciju.

U etanolskoj proizvodnji, prirodno pojavljivanje kvasca, se specificno obradjuje, radi fermentacije protoka secera, mesa se sa aditivima, da bi se konvertovao proizvod u etanolku mesavinu (etanol, kvasac i voda sa jedne strane i ugljen dioksid sa druge strane. Kvasac se odvaja centrifugama u posudama za fermentaciju za ponovno koriscenje, dok se ostatak odvaja u etanol klasicnim dehidriranjem, klasicna metoda molekularnog resetanja, pomesa se bezolovnim benzinom (mali procenat) da bi se dobio finalni proizvod. Ostali delovi koji nisu fermentovani, vracaju se u proces.


Hipoteticni iskljucivo etanolski proizvod

Da bismo dali ideju o komercijalnoj isplativosti, pogledajte donju tabelu, gde je predstavljena potrosnja i proizvodnja celuloznog etanola 330 dana u godini svih 24 casa kontinualno, sa sirovinom koja sadrzi 75% celuloze:

Ulazni materijal
Sirovina454 tone suve sirovine dnevno
Sumporna kiselina18 tona dnevno
Krec3,6 tona dnevno
Elektricna snaga4000kw
Pare pod pritiskom55000kg/sat
Izlazni proizvod
Cist etanol159000 litara na dan
Ugljen dioksid121 tona na dan
Lignin
50% vlazan
365 tona na dan
Gnojivo
40% vlage
30 tona na dan
Kvasac
40% vlage
55 tona na dan


Tipicno, kvasac bi rastao na licu mesta, kolicina vode bi bila minimalna, zbog kompletne reciklaze.
Takvo postrojenje koristilo bi pet hektara povrsine za sam svoj proces, sirovina bi se mogla skladistiti za pet dana u napred, imao bi administraciju i laboratoriju, dok bi bila predvidjena i procesuiranje CO2
Infrastruktura bi bila predvidjena samo za sanitarni otpad, tako da bi se mogla koristiti bilo koja gradska ili lokalna infrastruktura.

Samostojece postrojenje bi koristio lignin ili prirodni gas za svoje parne kotlove. Ako bi bila izgradjena na mestu gde vec ima pare pod pritiskom, emisija statenih gasova bi bila nula. rasvarajuce organske hemijske emisije su vec sadrzane u skladistenju zatvorenih tankova (sudova), tako da bi sve dozvole bile veoma lako pribaviti.

Ovo jeste jedna od mogucnosti o kojoj se uopste ne govori. Negativni signali bi dosli sa svih strana. Orkestrirani protiv takvih ideja. Neretntabilno itd itd.Uvek se u nekim razgovorima, po zadatku ubacuju 'elokventni strucnjaci', koji to dobro uviju pa se sev zavrsava borbenim poklicima.
Ako se uzme strategija razvoja nauke, videce se da stoji kao cilj: fokus i realizacija. Dakle sta fali naucno istrazivanje o razbijanju celuloze u secere, fermentacije, enzimi, smole i drugo potrebno znanje?
Alo se uzme Usvojena Strategija o Odrzivosti razvoja Srbije (strana 25) stoji kao primarni cilj: usluzne delatnosti i nove tehnologije. Suvoparne reci. Energetika na bazi sopsvenih resursa je primarni cilj.
U medjuvremenu, u svetu (narocito u Kini) se razvijaju tehnologije pravljenja celuloznog etanola od smeca i korova. Japanci to koriste u veliko, a Amerikanci imaju veoma bogato trziste po tom pitanju.
Ova tehnologija se moze videti jasnije na ovom sajtu.

Monday, June 21, 2010

Etanol nasa sansa za voznju

Pocetak bloga o biomasi je ovde



Etanol, je u sustini alkohol, dobijen na klasican nacin, destilacijom.Primarna sirovina moze biti najcesce bilo koja organska materija koja ima svoje vrenje do izvesne tacke. racunajuci da svaka susa u Srbiji zna da pece rakiju na klasican nacin, Srbija ima najvece mogucnosti za prizvodnju etanola, na rasprostranjenoj skali, sa ogromnom ustedom primarne energije ako bi se koristilo drvo kao gorivo potrebno za destilaciju. Ali za poljoprivrednu logistiku, etanol je pored biodizela srpska sansa koju malo koja drzava ima.No da ostavimo nadleznima da to pitanje zakonodavstva rese, eventualno ako ce potomke partizana isplacivati za markice, regrese, tople obroke i cuvenu kategoriju viskova za nerad u etanolu ili bio dizelu.Da mi vidimo tehnicki deo ove problematike.Etanol se  uveliko koristi kao gorivo u smesi od 85% etanola, sa 15% ciste nafte. To je takozvani E85, a smese se mogu koristiti u razlicitim proporcijama.Etanol se proizvodi od svega sto fermentira (vri): kukuruza, secerne repa, secerne trske, voca, a najnoviji tehnoloski procesi dobijaju celulozni etanol koji je mnogo jaci. Celulozni etanol se dobija od svega sto sadrzi celulozu, pa cak i od korova.Celulozni etanol ima negde 16 energetskih jedinica po jedinici mase, dok recimo kukuruzni etanol ima negde 1.3 energetskih jedinica, po jedinici mase.Cisto radi predstave u svetu se smatra da se na jedan hektar obradive povsine, moze dobiti oko 2.5 tone etanola.Autor jos nije ulazio u izracunavanje specificne srpske obradive zemlje, ali svi su izgledi da su mogucnosti malo jace, recimo oko 3 tone po hektaru za secernu repu. Hajmo opet jednu grubu racunicu da napravimo. Ako za 3 tone ekvivalentne nafte moramo da izdvojimo 1500 evra,  zasto te pare ne bi isle negde u plate ljudi koji proizvode etanol, pa posle pomesan sa 15% klasicne nafte moze da se koristi za vucu u motorima sa klasicnim unutrasnjim sagorevanjem. Mi nemamo izvoza da pokrijemo takav uvoz, nemamo razvijene tehnologije da napravimo dovoljnu kolicinu proizvoda od doticnog uvoza, konkuretnost je po tom pitanju u svetu velika.
Brazil je postao svetska sila, jer je taj problem resila. Proizvodnjom etanola iz secerne trske. Voznjom na etanol. Zamislite domacinstvo koje proizvede svoj etanol, napuni elektrovoltaicnim panelima svoj privatni charger, pa isplati mu se da kupi hibridna kola i vozi na sopstveno parce sunca i trulu vocku koja opija guske po selu? I ne posecuje benzinsku pumpu nikada? A zamislite da plate radnika koji prave solarne panele, kazane za destilaciju etanola, onih koji skupljaju voce ili obradjuju repu? U svetu vec u veliko postoji trziste etanola.


Pogledajte jednu uredjenu americku malu fabriku etanola, iz Kalifornije, koja se razvijala jos od 1982-e, kada su odlucili da nalaze zamenu za naftu. To se nalazi na ovom linku

Etanolska proizvodnja

To mozete videti na gornjoj slici.
Proizvodnja mu je oko 10 galona, odnosno 38 litara na sat.
Autor licno smatra da se kod nas moze daleko uvecati energetska efiksanost proizvodnje etanola, ako se koristi za gorivo fluidni sloj, a ne struja odnosno struja proizvedena sagorevanjem fluidnog biomasnog sloja.

To se mogu projektovati modularni sklopovi za proizvodnju etanola, na raznorazne dimenzije od kucne proizvodnje do industrijske.

Pitanje: Na kolicine voca, povrsine za sadjenje secerne repe, da li se nama isplati ili ne da tako razmisljamo? Primecujete da ne pominjem emisju gasova, ekologiju itd, jer sde to samo po sebi podrazumeva. TO JE ZELENA ENERGIJA.
Nacin kako da sve to operacionalizujemo bice predmet jednog posebnog bloga, ali najveci problem ce biti zestoka borba sa politickim spahilucima.
Zbog toga, glas ljudi koji zele profit od zelene energije, koji da ide u svaciji dzep koji radi na tome mora da se cuje.Srbija mora da koristi ono sto joj je majka priroda dala.
U svetu je koriscenje bioetanola vec postalo u veliko trziste. Najpoznatiji u svetu je po tome Brazil, koji se razvio do neslucenih razmera u periodu od kada je razvio skroz tehnologiju proizvodnje i koriscenja etanola. Ogromna zelja, u mesto da daje ogromne milijarde za uvoz gasa i nafte, iste pare koristi za svoj proizvod, plate svojih radnika na proizvodnji energenata. Sjedinjene drzave su oberucke prihvatile Brazilski model, pa su postali danas najveci proizvodjac tog energenta. Rade se zajednicke investicije po tom pitanju.Strategiju SAD-a je nagovestio Obama u svom predizbornom ciklusu za predsednika. Odusevio me njegov predizborni govor. Mozete pogledati na mom bloguObamin predizborni govor Hteo bih da naglasim, da se Brazil dugo nosio sa ekonomskim nedacama, pa bi trebao da nam bude uzor po pitanju strategije resavanja problematike primarnih i sekundarnih energenata.

Thursday, June 17, 2010

Zasto je biomasa nas DNK?



Neslucene energetske mogucnosti biomase

Stanovnistvo, naseljeno na Balkanu, a vise nas interesuje Srbija, se prozima ovde na ovim prostorima 13 vekova. Preci su se nastanili da bi obradjivali zemlju i od nje prezivljavali i stvarali civilizaciju. Kako god se okrene, zitarice i pasnjaci za stoku su bile osnovica prehranjivanja. Takodje je i vrtlarstvo bilo veoma razvijeno, narocito kod Bugara, Madjara pa se prenelo i kod nas. Otpad zitarica je imao dve osnovne svrhe: grejanja ljudi i stoke i djubrenja.Jedna komponenta gde smo sampioni u proizvodima je vocarstvo. Tone i tone voca i dan danas trunu ili se bacaju a da ne shvatamo kolicinu energije koja u njima stoji.
Danasnje tehnologije, a narocito shvatanje da je fosilnim resursima dosao kraj, su se toliko razvile da je biomasa postala osnovica buducih izvora energije.
Mi je imamo na pretek a imali bi je jos vise ako bi se time bavili.
Autor namerava da u nekoliko postova na ovom blogu pokaze, sta mi u stvari zanemarujemo i koliko je to stetno po ceo standard drustva.Ponavljam i ponavljacu dok ne dosadim: to se sve zanemaruje namerno od strane politickih spahiluka i uvoznika fosilnih goriva u celoj svojo hijerarhiji, od srpske Moskve, preko preradjivaca, do distributera svih kategorija. Pre svega da napravimo jednu grubu energetsku racunicu da bi opravdali energetsko koriscenje regenerativne moci nase zemlje. Uzmimo kukuruz.Uzmimo sadasnju proizvodnju (veoma siromasnu) od 5 tona po hektaru. Energetska vrednost kukuruzovine kao biogoriva je visoka. Veća je od lignita i iznosi oko 16.600 kJ/kg. Zbog toga, kukuruzovina može da se koristi za dobijanje toplotne energije potpunim ili nepotpunim sagorevanjem (gasifikacijom). Gasifikacijom kukuruzovine postiže se visok stepen korisnosti postrojenja. Proizvedeni biogas može direktno da se koristi u toplotne svrhe. Prečišćen i ohlađen gas može da se koristi za pogon motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Takodje kao sto cemo u sledecim postovima videti moze se praviti mikrokogeneracija za proizvodnju struje i toplote.
E sada podatak o energetskoj moci kukuruzovine. Na pet tona proizvodnje samog kukuruza ima se isto toliko otpada u vidu stabljike i samog stalka (i vise). Ako se racuna da je pola potrebno za dalje djubrenje i potrebe za stoku, ostaje polovina dakle 2500kg. Ako se to pomnozi sa vrednoscu po kg, dobije se vrednost od 42 GigaJoula, sto je ekvivalentno jednoj toni ekvivalentne nafte. Dakle rekosmo 6Mten je nas uvoz, a 5,5 miliona hektara je obradiva povrsina Srbije. Ostalih 3 miliona u sumama i vocnjacima, imaju istu pa cak i vecu energetsku vrednost. Isto vazi i za ostale zitarice. Dakle regenerativna moc zemlje je ogromna. Sada da idemo i u raznovrsnost derivata i raznovrsnost kultura. Biodizel se moze dobiti od raznih kultura kao suncokret, uljana repica, soja itd. Etanol se moze dobiti raznoraznih fermentacija voca, secerne repe, kao i od same celuloze.
Sve su to derivati koji mogu zameniti potrebne uvozne energente.
Zato cu se u ovom blogu pozabaviti sa cetiri glavne komponente koje se mogu dobijati i u mnogome cenu koju placamo za uvoz, sprovedemo u cenu rada u cilju dobijanja drugih proizvoda.

1. Etanol

2. Celulozni etanol
3. Biodizel
4. Fluidni sloj, koji se dobija iz biomase pretvorene u sinteticki gas.