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
Sirovina		454 tone suve sirovine dnevno
Sumporna kiselina		18 tona dnevno
Krec		3,6 tona dnevno
Elektricna snaga		4000kw
Pare pod pritiskom		55000kg/sat
Izlazni proizvod
Cist etanol		159000 litara na dan
Ugljen dioksid		121 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.