Закрывать
Меню

Определение энергии биотоплива, типов, функций и характеристик

Энергия-Биотопливо

Список быстрого чтенияпоказывать
1.Определение биотоплива
2.Характеристики биотоплива
3.Типы биотоплива
3.1.Биоматериальная энергия из отходов
3.2.Растительное масло
3.3.Биодизель
3.4.Биоэтанол
4.Продукты из биотоплива
4.1.Биоэтанол
4.2.Био-Дизель
4.3.Биомасло
4.3.1.Bio-Oil имеет 3 производных, а именно:
5.Преимущества и недостатки биотоплива
6.Преимущества и функции биотоплива
7.Биотопливо как альтернативное топливо
7.1.Поделись этим:
7.2.Похожие сообщения:

Определение биотоплива

Биотопливо или биотопливо - это любое твердое, жидкое или газообразное топливо, произведенное из органических материалов. Биотопливо можно производить непосредственно на заводах или косвенно из промышленных, коммерческих, бытовых или сельскохозяйственных отходов. Биотопливо можно производить непосредственно на заводах или косвенно из промышленных, коммерческих, бытовых или сельскохозяйственных отходов. Существует три способа производства биотоплива: сжигание сухих органических отходов (таких как бытовые, промышленные и сельскохозяйственные отходы); ферментация влажных отходов (например, навоза) без кислорода для производства биогаза (содержащего до 60 процентов метана) или ферментация сахарного тростника или кукурузы для производства спирта и сложных эфиров; и энергия из лесов (производство древесины из быстрорастущих растений в качестве топлива).

instagram viewer

В процессе ферментации производятся два типа биотоплива: спирты и сложные эфиры. Эти материалы теоретически можно использовать для замены ископаемого топлива, но поскольку иногда требуются серьезные изменения двигателя, биотопливо обычно смешивают с ископаемым топливом. Европейский союз планирует добавить 5,75 процента этанола, производимого из пшеницы, свеклы, картофеля или кукурузы, к ископаемым видам топлива к 2010 году и 20 процентов к 2020 году. Около четверти транспортного топлива в Бразилии в 2002 году составлял этанол.

Биотопливо дает возможность производить энергию без увеличения уровня углерода в атмосфере из-за разнообразия растений, используемых для производства биотоплива. снизить уровень углекислого газа в атмосфере, в отличие от ископаемого топлива, которое восстанавливает углерод, хранящийся под поверхностью почвы в течение миллионов лет воздуха. Таким образом, биотопливо более углеродно нейтрально и немного увеличивает концентрацию парниковых газов в атмосфере (хотя существуют сомнения в том, что это преимущество может быть реализовано на практике). Использование биотоплива также снижает зависимость от нефти и повышает энергетическую безопасность.

Есть две общие стратегии производства биотоплива. Первая стратегия - выращивать культуры, содержащие сахар (сахарный тростник, сахарную свеклу и сладкое сорго [2]) или растения, содержащие крахмал / полисахариды (кукуруза), затем используйте дрожжевую ферментацию для производства этил алкоголь. Вторая стратегия - это посадка различных культур с высоким содержанием растительных / растительных масел, таких как масличная пальма, соя, водоросли или ятропа. При нагревании вязкость растительного масла уменьшится и его можно сжечь прямо внутри дизельные двигатели или растительные масла могут быть химически переработаны для производства топлива, такого как биодизель. Древесина и ее побочные продукты могут быть преобразованы в биотопливо, такое как древесный газ, метанол или этанол.

Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Различия между нефтью и газом и их объяснения

Характеристики биотоплива

Биотопливо представляет собой топливо, полученное из растительного масла в виде биодизеля, биоэтанола или Биомасло. Биодизель по своему химическому элементу представляет собой сложный алкиловый эфир (метил, этил, изопропил и т.п.), полученные из жирных кислот, обычно биодизельное топливо получают из пальмового масла, касторового масла и так далее. Биодизельное топливо обычно производится в результате реакции метаболизма или этанолизации растительных или животных жирных масел со спиртом (метанол / этанол). Поскольку его физические и химические свойства аналогичны свойствам альтернативного топлива, он имеет большой потенциал для удовлетворения некоторых потребностей в дизельном топливе.

Характеристики биодизеля следующие:

  1. Уменьшить непрозрачность дыма
  2. Снижение выбросов выхлопных газов
  3. Обладает лучшими смазочными свойствами, чем ископаемое топливо
  4. При смешивании с дизельным топливом может увеличиваться биоразлагаемость до 500%
  5. Подобен дизельному топливу, поэтому его использование не требует модификации двигателя.
  6. Не содержит ароматических или азотных соединений.
  7. Содержит только серу с уровнем менее 15 ppm.
  8. Более эффективен при сгорании, поскольку содержит 11 мас.% Кислорода.

В качестве жидкого топлива биодизель очень прост в использовании и может напрямую подаваться в дизельный двигатель без необходимости его модификации. Кроме того, его можно смешивать с дизельным топливом для получения смеси биодизеля, содержащейцетан выше. Использование биодизеля может стать для Индонезии решением снизить зависимость от импортного дизельного топлива на 39,7 процента. Биодизель также оказался экологически чистым, поскольку не содержит серы.

Если биодизель имеет много общего с дизельным топливом, он отличается от биоэтанола. Биоэтанол во многом похож на бензин. Биоэтанол производится из растительных источников, содержащих сахар, целлюлозу или крахмалосодержащие растения, такие как патока, сок, сорго, сок нипа, маниока, сладкий картофель и другие.

Характеристики биоэтанола следующие:

  1. Имеет высокое октановое число
  2. Способен снизить уровень дымности, вредных для здоровья выбросов твердых частиц, а также выбросов CO и CO.2
  3. Аналогичен бензину, поэтому его использование не требует модификации двигателя.
  4. Не содержит соединений свинца (Pb).

В качестве альтернативного топлива можно напрямую использовать бензохол с долей биоэтанола до 20 процентов. используется в автомобильных двигателях, работающих на бензине, не вызывает технических проблем и очень безопасен среда. Уровень окиси углерода (CO) по результатам испытаний при 2500 об / мин, для 20 процентов бензина был зафиксирован на уровне 0,76 процента для газа CO, в то время как надбавка достигла 3,66 процента, а Pertamax 2,85 процента.

Основной процесс производства этанола из растений в больших масштабах - это использование микробов (дрожжей / дрожжей).дрожжи), который способен сбраживать содержащийся в нем сахар, после процесса ферментации сахар подвергается процессу дистилляции, дегидратации и денатуризации в виде Однако на заключительном этапе есть несколько типов растений, которые требуют дополнительных процессов во время ферментации, а именно процесса гидролиза, чтобы сахар мог превратиться в сахар. углевод.

Давно предсказываемый топливный кризис заставляет ряд исследователей в этих условиях развить результаты многолетних исследований. Центр промышленных технологий крахмала (B2TP) BPPT разработал бензин БЭ-10 для бензина. Этанол получают из спирта, который по структуре похож на пиво или вино. Чтобы сделать алкоголь, это делается путем ферментации растительного сырья, содержащего много углеводов, такого как маниока.

Существует множество видов энергии, которые можно отнести к категории биотоплива, например, биомасса, биоэнергетика из отходов, отработанного растительного масла, биодизеля, биоспирты, биогаз (который использует отходы животного и человеческого происхождения), твердое биотопливо, синтез-газ (синтетический искусственные газы) и многие другие виды.

Пока Биомасло биотопливо, полученное из растительного масла (прямое растительное масло) и термохимически обработанной биомассы путем прямого ожижения или быстрого пиролиза. Биомасса поступает из остатков метаболизма живых существ, промышленных или бытовых отходов, которые могут быть переработаны, таких как древесина, зерно, солома, отходы животных и даже пищевые отходы. Биомасло также может использоваться как заменитель керосина и мазута.

Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение химической реакции

Типы биотоплива

  • Биоматериальная энергия из отходов

Использование отходов биомассы для производства энергии может уменьшить различные проблемы управления. загрязнение и утилизация, сокращение использования ископаемого топлива и сокращение выбросов парниковых газов стекло. Европейский Союз опубликовал отчет, в котором подчеркивается, что биоэнергетика, получаемая из отходов, может способствовать снижению глобального потепления. В отчете делается вывод, что к 2020 году 19 миллионов тонн нефти будет доступно из биомассы, 46% биоотходы: твердые бытовые отходы, сельскохозяйственные отходы, отходы животноводства и другие потоки биоразлагаемых отходов Другие.

Последняя свалка производит большое количество газа, потому что захороненные на ней отходы подвергаются анаэробному сбраживанию. В совокупности эти газы известны как свалочный газ (свалочный газ). Свалочный газ можно сжигать либо непосредственно для выработки тепла, либо для выработки электроэнергии для общественного потребления. Свалочный газ содержит около 50% метана, который также присутствует в природном газе.

Биомасса может поступать из отходов растительного сырья. Попадающие в атмосферу газы из резервуаров с отходами жизнедеятельности человека и животных желательно, потому что метан является одним из парниковых газов, потенциал глобального потепления которого превышает углекислый газ. Франк Кепплер и Томас Рокманн обнаружили, что живые растения также производят метан CH4.

Процесс изготовления сырых отходов папайи

Необходимое оборудование:

  1. Машина для измельчения фруктов. Если решетчатую машину сложно достать, вы также можете использовать ее вручную, толкая ее.
  2. Барабан или кадка для хранения сырья.
  3. Барабан или чан для брожения
  4. Малый масштаб. Можно использовать весы для торта.
  5. Счетчики этанола. Если это средство нужно приобретать в городе. Обычно есть магазины, торгующие лабораторным оборудованием.
  6. дистиллятор. Этот инструмент необходимо заказывать у производителя. Отрегулируйте производительность дистиллятора в соответствии с производительностью этанола.
  7. Другое вспомогательное оборудование, такое как ведра, ковши, мачете и др.

Материалы

  • Фруктовые отходы, очевидно, это основное сырье.
  • Дрожжевой хлеб. Вы можете использовать пекарские дрожжи, которые широко продаются в магазинах, продающих сырье для выпечки / хлеба.
  • Мочевина и NPK (15-15-15), для подкормки дрожжей.

Ингредиенты рецепта

  1. Дрожжи = 0,5% x содержание сахара x объем фруктового сока
  2. Мочевина = 0,5% x содержание сахара x объем фруктового сока
  3. NPK = 0,2% x содержание сахара x объем фруктового сока

Например, содержание сахара во фруктовом соке составляет 10%, поэтому на каждую 1 бочку объемом 200 литров добавляются следующие ингредиенты:

  • 100 гр дрожжей
  • 100 гр Мочевины
  • 40 гр NPK

Способы изготовления

  1. Фрукт сначала измельчают на терке или растирают.
  2. Положите в барабан мочевину и NPK и перемешайте до равномерного распределения.
  3. Развести дрожжи теплой водой, помешивая, до появления пены.
  4. Добавьте дрожжи в сок и перемешайте до однородного состояния.
  5. Смесь хлебных дрожжей и NPK следует перемешивать до однородного состояния.
  6. Фруктовый сок ферментируют не менее 72 часов или 3 дней, пока не перестанет появляться пена.
  7. Отжимают сок и набирают воду.
  8. Затем этот сок перегоняют, чтобы получить этанол.

  • Растительное масло

Растительное масло можно использовать как пищу или топливо; качество масла может быть ниже при использовании в качестве топлива. Растительное масло можно использовать в старых дизельных двигателях (которые оснащены системой непрямого впрыска, но только в теплом климате. Во многих случаях для производства биодизеля можно использовать растительное масло, которое можно использовать в большинстве дизельных двигателей при смешивании с обычным дизельным топливом. MAN B&W Diesel, Wartsila и Deutz AG предлагают двигатели, которые можно использовать непосредственно с растительным маслом. Отработанное растительное масло, которое перерабатывается в биодизельное топливо, увеличивается, и в небольших масштабах очищается от воды и твердых частиц и используется в качестве топлива.

Цикл переработки отработанного масла

  • Биодизель

Биодизель - наиболее распространенное биотопливо в Европе. Биодизельное топливо производится из масла или жира с помощью переэтерификации и представляет собой жидкость, состав которой аналогичен минеральному дизельному топливу. Его химическое название - метиловый эфир жирной кислоты (или этилового) эфира (FAME). Масло смешивают с гидроксидом натрия и метанолом (или этанолом), и в результате химической реакции образуется биодизель (FAME) и глицерин. На каждые 10 частей биодизеля производится 1 часть глицерина.

Биодизель можно использовать в любом дизельном двигателе в сочетании с минеральным дизельным топливом. В некоторых странах производители предоставляют гарантию на использование 100% биодизеля. Большинство производителей автомобилей ограничивают свои рекомендации использованием биодизеля до 15%, смешанного с минеральным дизельным топливом. В большинстве европейских стран 5% биодизельные смеси широко используются и доступны на многих заправочных станциях.

В США более 80% коммерческих грузовиков и городских автобусов работают на дизельном топливе. В результате потребление биодизеля в США быстро выросло с примерно 25 миллионов галлонов в год в 2004 году до 78 миллионов галлонов в начале 2005 года. К концу 2006 года производство биодизеля, по оценкам, увеличилось в четыре раза до 1 миллиарда галлонов.

Преимущества использования биодизеля

  1. Произведено из возобновляемых источников энергии и гарантировано наличие сырья.
  2. Высокое цетановое число (число, которое указывает на хорошее качество дизельного топлива в зависимости от характера скорости сгорания в камере сгорания двигателя)
  3. Высокая вязкость, поэтому обладает лучшими смазочными свойствами, чем дизельное топливо, что продлевает срок службы двигателя.
  4. Может производиться на месте
  5. Имеет низкое содержание серы
  6. Снижение дымности
  7. Снижение выбросов выхлопных газов
  8. Смешивание биодизеля с нефтяным дизельным топливом может повысить биоразлагаемость нефтяного дизельного топлива до 500%.

В процессе производства биодизеля основное соединение - сложный эфир. Эстер имеет следующую формулу:

Формула построения сложных эфиров

Биодизель можно получить путем переэтерификации жирных кислот. Жирные кислоты из растительных жирных масел реагируют со спиртом с образованием сложных эфиров и побочных продуктов в виде глицерина, которые также имеют высокую экономическую ценность.

Биодизель широко используется как заменитель дизельного топлива. Разрабатываемое биодизельное сырье зависит от природных ресурсов страны, рапсового масла в Германии и Австрии, соевого масла в США, пальмового масла в Малайзия и кокосовое масло на Филиппинах. В Индонезии имеется большое количество заводов по производству растительных жиров, в том числе масличная пальма, кокос, ятрофа, ятрофа, ньямплунг и и т.п. Некоторые из потенциальных культур для биодизельного сырья можно увидеть в таблице ниже.

потенциальные культуры для биодизельного сырья

Чтобы его можно было использовать в качестве заменителя дизельного топлива, биодизель должен иметь такие же физические и химические свойства, что и дизельное топливо. Одно из важных физических свойств - вязкость. На самом деле, само растительное жирное масло можно использовать в качестве топлива, однако его вязкость слишком высока, поэтому оно не соответствует требованиям для использования в качестве топлива для дизельных двигателей. Сравнение физико-химических свойств биодизеля с дизельным топливом представлено в таблице ниже.

Сравнение физико-химических свойств биодизеля

По сравнению с дизельным топливом биодизель имеет ряд преимуществ. Его главное преимущество заключается в том, что его выбросы при сгорании экологически безвредны, поскольку они легко реабсорбируются растениями. и не содержит SOx. Сравнение выбросов при сжигании биодизеля с дизельным топливом представлено в таблице ниже. под

Сравнение выбросов при сжигании биодизеля

Кроме того, биодизель имеет ряд других преимуществ:

  • Безопаснее при хранении благодаря более высокой температуре воспламенения
  • Возобновляемое сырье
  • Высокое цетановое число

Триглицериды

Масло или жир - это не растворимые в воде (гидрофобные) вещества, состоящие из одного моля глицерина и трех моль жирных кислот. Масла или жиры также широко известны как триглицериды (Sonntag, 1979). Химическая структура триглицеридов представлена ​​на рисунке ниже.

Триглицериды

R1, R2 и R3 представляют собой углеводородные цепи в виде жирных кислот с числом атомов C более десяти. Это соединение будет преобразовано в сложный эфир в результате реакции переэтерификации.

В Индонезии много заводов, которые производят растительное жирное масло в качестве сырья для производства биодизеля. Это природное богатство еще не очень развито. Содержание и состав жирных кислот из различных растений Индонезии можно увидеть в Таблице 2.4.

Содержание и состав жирных кислот

  • Биоэтанол

Биологически производимые спирты, наиболее распространенным является этанол, реже - пропанол и бутанол, вырабатываемый микроорганизмами и ферментами при ферментации сахара, крахмала или целлюлозы. Биобутанол часто считают прямым заменителем бензина, поскольку его можно использовать непосредственно в бензиновых двигателях.

Бутанол образуется в результате ферментации ABE (ацетон, бутанол, этанол) и экспериментальной модификации процесса. Результаты показывают высокий потенциал выхода энергии с бутанолом в качестве продукта. жидкость. Бутанол может производить больше энергии и может сжигаться «напрямую» в существующих бензиновых двигателях (без модификации двигателя). менее коррозионный и менее смешиваемый с водой, чем этанол, и может распространяться через хорошо налаженную инфраструктуру Там есть. Dupont и BP работают вместе над производством бутанола.

Этанол - наиболее распространенное биотопливо в мире, особенно этанол в Бразилии. Спиртное топливо получают путем ферментации сахаров, полученных из пшеницы, кукурузы, сахарной свеклы, сахарный тростник, патока и сахар или крахмал, из которых можно производить алкогольные напитки (например, картофель и фруктовые отходы, так далее). При производстве этанола используется ферментное переваривание для производства сахара из крахмала, ферментация, перегонка и сушка сахара. Этот процесс требует много энергии для нагрева (часто с использованием природного газа).

В производстве целлюлозного этанола используются непродовольственные культуры или непотребляемые побочные продукты, которые не влияют на пищевой цикл.

Производство этанола из целлюлозы - сложный и дорогостоящий дополнительный этап, и технические проблемы все еще не решены. Крупный рогатый скот, который ест траву и использует медленный процесс пищеварения, чтобы расщепить ее на глюкозу (сахар). В лаборатории целлюлозного этанола проводится множество экспериментальных процессов, чтобы сделать то же самое и использовать их для производства этанольного топлива.

Некоторые ученые выразили озабоченность по поводу экспериментальных генетических методов рекомбинантной ДНК, пытающихся разработать ферменты, которые могут ломают древесину быстрее, чем природа, эти микроскопические существа могут случайно выпустить в природу, расти в геометрической прогрессии, разноситься ветром, и в конечном итоге вызвать структурное повреждение всего растения, что может привести к прекращению производства кислорода, выделяемого в процессе фотосинтеза. растение.

Этанол можно использовать в бензиновых двигателях как заменитель бензина; Этанол можно смешивать с бензином с определенным процентом. Большинство бензиновых двигателей могут работать на смеси этанола с бензином до 15%. Бензин с этанолом имеет более высокое октановое число, что означает, что двигатель может гореть горячее и эффективнее.

Топливо этанол имеет более низкую БТЕ, а это означает, что ему требуется больше топлива, чтобы пройти такое же расстояние. В двигателях с высокой степенью сжатия требуется топливо с меньшим содержанием этанола и медленным сгоранием для предотвращения детонационного преждевременного воспламенения.

Этанол оказывает сильное коррозионное воздействие на системы сгорания, резину, алюминиевые шланги и прокладки, а также камеры сгорания. Таким образом, использование спиртосодержащего топлива в самолетах запрещено законом. Для смесей с высокой концентрацией или 100% этанола требуется доработка двигателя.

Этанол, вызывающий коррозию, не может проходить через бензопровод, поэтому необходима автоцистерна. более дорогая нержавеющая сталь, что увеличивает стоимость и энергопотребление, необходимое для доставки этанола в потребитель. Многие производители автомобилей в настоящее время производят автомобили с гибким топливом, которые могут работать на комбинации биоэтанола и бензина, вплоть до 100% биоэтанола.

Спирт смешивается с бензином и водой, поэтому топливо из этанола можно смешивать после процесса очистки, поглощая влагу из атмосферы. Вода в этанольном топливе может снизить эффективность, затруднить запуск двигателя, вызвать проблемы в работе и окислить алюминий (ржавчина на карбюраторе и металлических деталях).

Процесс производства биоэтанола

Производство этанола / биоэтанола (или спирта) из растительного сырья, содержащего крахмал или углеводы, осуществляется посредством процесса преобразования углеводов в водорастворимый сахар (глюкозу). Преобразование растительного сырья, содержащего крахмал или углеводы и мелассу, в биоэтанол показано в таблице 1.

Таблица 1. Преобразование растительного сырья, содержащего крахмал или углеводы и капли, в биоэтанол

Конверсия растительного сырья, содержащего крахмал

Глюкозу можно производить из крахмала, процесс производства можно отличить по используемым вспомогательным веществам, а именно кислотному гидролизу и ферментативному гидролизу. Основываясь на двух типах гидролиза, в настоящее время более широко развит ферментативный гидролиз, тогда как кислотный гидролиз (например, с серная кислота) менее развита, поэтому процесс производства глюкозы из крахмала в настоящее время используется с ферментным гидролизом.

В процессе преобразования углеводов в водорастворимые сахара (глюкозу) это осуществляется путем добавления воды и ферментов; затем процесс ферментации или ферментации сахара в этанол осуществляется путем добавления дрожжей или дрожжей. Реакции, которые происходят в процессе производства этанола / биоэтанола, просто показаны в реакциях 1 и 2.

H2O
(C6H10O5) n —————————- N C6H12O6 (1)
ферменты
(крахмал) ——————————— (глюкоза)
(C6H12O6) n —————————- 2 C2H5OH + 2 CO2. (2)
дрожжи (дрожжи)
(глюкоза) ——————————– (этанол)

1. Подготовка сырья
Сырье для производства биэтанола можно получить на различных заводах, как на тех, которые непосредственно производят простые сахара, такие как сахарный тростник. (сахарный тростник), сладкая пшеница (сладкое сорго) или те, которые производят муку, такую ​​как кукуруза (кукуруза), маниока (маниока) и пшеница (зерновое сорго) в дополнение к другие материалы.

Подготовка сырья варьируется в зависимости от типа сырья, например, мы используем маниоку в качестве сырья. Очищенная и очищенная маниока измельчается, чтобы разрушить ее крахмалистую структуру, чтобы она могла хорошо взаимодействовать с водой.

2. Разжижение и осахаривание
Углеводы в виде муки или крахмала в сырье маниоки превращаются в сложный сахар. с использованием фермента альфа-амилазы в процессе нагрева (приготовления) при температуре 90 градусов Цельсия (гидролиз). В этом состоянии мука желатинизируется (загустевает, как желе). В оптимальных условиях ферменты альфа-амилазы химически разрушают структуру муки на сложные сахара. (декстрин). Процесс разжижения завершен, отмечен параметром, при котором обработанная суспензия превращается в более жидкую как суп.

В то время как процесс осахаривания (расщепление сложных сахаров на простые сахара) включает следующие этапы:

  • При охлаждении суспензии до оптимальной температуры работает фермент глюкоза-амилаза.
  • Оптимальное значение pH для ферментов.
  • Добавление фермента глюкозоамилазы надлежащим образом и поддержание pH и температуры на уровне 60 градусов Цельсия до завершения процесса осахаривания (выполняется путем проверки простого содержания сахара сгенерировано).

3. Ферментация
На этом этапе мука превратилась в простой сахар (глюкозу и немного фруктозы) с содержанием сахара от 5 до 12%. Следующий шаг - смешать дрожжи с жидким сырьем и оставить его в закрытом контейнере. (ферментер) при оптимальном диапазоне температур от 27 до 32 градусов Цельсия в течение 5-7 дней (ферментация анаэробный).

Весь процесс требует точности, чтобы сырье не было заражено другими микробами. Другими словами, от сырого приготовления, разжижения, осахаривания до ферментации он должен быть без примесей. В процессе ферментации образуется жидкий этанол / спирт и CO2. Результатом ферментации является жидкость, содержащая спирт / этанол с низким содержанием от 7 до 10% (обычно называемая пивной жидкостью). При максимальном уровне этанола 10% дрожжи становятся неактивными, потому что избыток алкоголя будет токсичен для самих дрожжей и отключит их активность.

4. Дистилляция.
Дистилляция или более широко известная как дистилляция проводится для отделения спирта в ферментированной пивной жидкости. В процессе дистилляции при температуре 78 градусов Цельсия (что эквивалентно температуре кипения спирта) этанол испаряется раньше, чем вода, температура кипения которой составляет 95 градусов Цельсия. Пары этанола в дистилляторе поступают в конденсатор, где он конденсируется в жидкий этанол. Очистка этанола - самая важная часть всего процесса производства биоэтанола. Для его реализации требуются операторы, владеющие техникой перегонки этанола. Помимо оператора, для получения оптимальных результатов дистилляции этанола необходимо понимание методов ферментации и качественного оборудования для дистилляции.

Дистилляция этанола может осуществляться 2 (двумя) способами:

  1. В дистилляции используются традиционные (традиционные) методы и дистилляторы. Таким образом, содержание этанола составляет всего от 20 до 30%.
  2. Дистилляция использует ректификационную колонну (многоуровневую) и методику. При использовании этого метода и дистиллятора содержание этанола может достигать 90-95% за 2 (две) стадии дистилляции.

5. Обезвоживание
В результате дистилляции получается 95% этанол, который не растворяется в бензине. Для замены топлива требуется содержание этанола 99,6-99,8% или его называют сухим этанолом. Для очистки 95% этанола требуется процесс дегидратации (абсорбционная перегонка) с использованием нескольких методов, в том числе: 1. Химический метод с использованием известняка 2. Путь физики проходит через процесс абсорбции с использованием синтетического цеолита. Результатом обезвоживания является 99,6-99,8% этанола, поэтому его можно отнести к категории этанола полного сорта (FGE), тогда он подходит для использования в качестве моторного топлива в соответствии со стандартами Pertamina. Инструмент, используемый в этом процессе очистки, называется дегидратором.

6. Побочный продукт перегонки этанола.
В конце процесса дистилляции этанола образуются твердые (шлам) и жидкие отходы (виназа). Чтобы свести к минимуму влияние на загрязнение окружающей среды, ТБО при определенных процессах заменяют. в калийные удобрения, материал для производства биогаза, компост, основной материал для спиралей от комаров и корма для животных. Между тем, жидкие отходы перерабатываются в жидкие удобрения. Таким образом, производителям биоэтанола не нужно беспокоиться о проблемах, связанных с воздействием на окружающую среду.

Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение энергии

Продукты из биотоплива

Биоэтанол

используется как заменитель BBM (бензин) на транспорте, с целевым показателем 10%. Сырье - сахарный тростник (сахарный тростник) и маниока (маниока).

Био-Дизель

заменит дизельное топливо (солнечное), которое будет использоваться для транспорта (10%) и электростанции (50%). Сырье - из пальмового масла и ятрофы.

Биомасло

Bio-Oil имеет 3 производных, а именно:

  1. Био-керосин
    в качестве заменителя керосина в домашних условиях (10%) с сырьем из пальмового масла и ятрофы
  2. Био-Ой
    в качестве замены автомобильного дизельного топлива (ADO) для транспорта (10%) и электростанции (10-50%), а также Bio-Oil как заменитель промышленного дизельного топлива (IDO) для морского и железнодорожного транспорта (10%), а также то же сырье, что и Био-керосин.
  3. Биомасло
    как заменитель мазута (мазута) для промышленности до 50%. Сырье - пальмовое масло и ятрофа.
  4. Био-Дизель
    как заменитель дизельного топлива на транспорте (10%) и на электростанциях (50%). Сырье - пальмовое масло и ятрофа.

Некоторые из известных производителей биотоплива в Индонезии:

  1. Этериндо Восточная Ява
  2. Молиндо Рая
  3. Lampung Destileri
  4. Альтернативная энергия Индонезия
  5. Суми Асих
  6. Платина
  7. Wilmar Bioenergy Indonesia

В данных Министерства энергетики и минеральных ресурсов также упоминается ряд электростанций, которые уже используют биотопливо в качестве топлива.

Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Альтернативная энергетика

Преимущества и недостатки биотоплива

Нельзя отрицать, если биотопливо имеет то преимущество, что является возобновляемым источником энергиивозобновляемые источники энергии) по сравнению с ископаемым топливом. При высоких ценах на нефть, биотопливо может предложить более дешевую альтернативу. Но с другой стороны, необходимо обратить внимание на отрицательную сторону биотопливо. Сначала биотопливо часто считается экологически чистым источником энергии (источник зеленой энергии). Не все виды биотоплива безвредны для окружающей среды. Например, биотопливо например, биодизельное топливо из пальмового масла фактически увеличивает выбросы CO.2 из-за вырубки лесов, особенно в тропических странах, таких как Индонезия и Малайзия.

Миллионы гектаров тропических лесов на Суматре и Калимантане вымерли из-за преобразования в плантации масличных пальм. Фактически, по оценкам, на каждую 1 тонну произведенного пальмового масла будет производиться 33 тонны CO.2 из-за обезлесения, осушения и обработки почвы или в 10 раз больше выбросов CO.2 на тонну бензина. Но с другой стороны, некоторые эксперты считают биотопливо отрицательно сказываются на доступности продуктов питания и экологической устойчивости. В общем, типы альтернативного топлива из растительных материалов называются биодизелем (заменитель топлива для дизельного топлива) и биоэтанолом (заменитель топлива для бензина).

Биотопливо Также предполагается, что это один из факторов, вызывающих вырубку лесов и сокращение производства продуктов питания, поскольку земля используется для посадки сырья. биотопливо. В конце концов, землепользование становится трудным выбором, потому что, с одной стороны, фермеры хотят удовлетворять наши потребности в продуктах питания с минимальной прибылью. С другой стороны, они также хотят получать больше прибыли за счет выращивания исходных культур. биотопливо.

Что касается земельных вопросов, известно, что Индонезия обладает обширными земельными ресурсами для развития различных сельскохозяйственных товаров. Площадь суши Индонезии достигает 188,20 млн га, включая 148 млн га суши и 40,20 млн га суши. гектары заболоченных земель с плодородным типом почвы, климатом, физиографией, материнским материалом (вулканы) и высотой разнообразный. Это условие позволяет использовать различные типы растений. Площадь сельскохозяйственных земель Индонезии составляет около 70,20 миллиона гектаров, и большая часть из них - это земли плантаций. 18,50 млн га, заболоченные 14,60 млн га, неиспользуемые земли 11,30 млн га и рисовые поля 7,90 млн га. Развитие использования сельскохозяйственных земель не сильно изменилось, особенно рисовые поля и гористые / гумальные поля. Даже площадь рисовых полей имеет тенденцию к уменьшению из-за переустройства земель (Муляни и Лас, 2008).

Земля - ​​это физическая среда, которая включает почву, климат, рельеф, гидрологию и растительность, где эти факторы влияют на потенциальное использование. Это включает последствия человеческой деятельности (Rayes, 2007). Сохранение биоразнообразия делается очень мало, поэтому оно вызывает сильное загрязнение. Использование нелесных земель вполне подходит для развития плантаций с целью увеличения производства без обезлесения (Fitzherbertet.al., 2008).

Преимущество из биотопливо, например, как возобновляемый источник энергии, снижающий зависимость стран от импортируемого топлива, может продлевает срок службы двигателя, снижает выбросы загрязняющих веществ, улучшает экономику фермеров и является более чистым топливом, поскольку Выбросы CO.2считается нулевым. Плюсы и минусы о биотопливо продолжает расти по сей день. Многие люди также предлагают несколько решений для уменьшения воздействия биотопливо. Среди них - основная роль государства как регулятора, что очень важно, так как не используются продовольственные земли для посадки сырья. биотопливо. Правительство пытается сделать так, чтобы земля, используемая для плантаций биотоплива, была критически важной, а не лесной или садовой. И тип растения, использованного в качестве материала биотопливо не является растением для пищевых целей.

Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Нефть - определение, процесс, поиск, переработка, использование, типы, компании, преимущества и недостатки

Преимущества и Функция биотоплива

Функция или преимущества биотоплива как возобновляемого источника энергии снижает зависимость страны от импортируемого топлива, может продлить срок службы двигателя, снизить выбросы загрязняющих веществ, повысить экономичность фермеров и является более чистым топливом за счет выбросов CO2считается нулевым.

  1. В качестве жидкого топлива биодизель очень прост в использовании и может напрямую подаваться в дизельный двигатель без необходимости его модификации. Кроме того, его можно смешивать с дизельным топливом для получения смеси биодизеля, содержащейцетан выше. Использование биодизеля может стать для Индонезии решением снизить зависимость от импортного дизельного топлива на 39,7 процента. Биодизель также оказался экологически чистым, поскольку не содержит серы.

  2. От включения биотоплива в качестве топливного компонента в Индонезии можно получить различные положительные эффекты: (i) снижение потребности в импорте мазут на самом деле сможет (ii) потенциально обеспечивать доход сообществу и иметь возможность поглощать рабочую силу в сельской местности (iii) установка заводов по производству биотоплива для производства биодизеля и биоэтанола может превратить критически важные земельные участки в земли, которые продуктивный; (iv) может снизить выбросы углерода на 2636 граммов CO.2эквивалент на каждый 1 литр сожженного биодизеля, таким образом, во всем мире есть потенциал для сокращения выбросов парниковых газов.

  3. Учитывая множество потенциальных положительных последствий использования биодизеля и биоэтанола в качестве жидкого топлива в Индонезии, можно рекомендовать исследования. который включает специальные исследования по повышению урожайности сельскохозяйственных культур, технические аспекты использования биодизеля и биоэтанола и имеет рыночный потенциал для экспорта биодизеля и биодизеля. биоэтанол.

Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Разведка нефти - компонент, время, классификация, геология, геофизика, процесс, тип, скважина, буровая установка

Биотопливо как альтернативное топливо

Индонезия активно развивает отрасль биотопливо путем производства биодизеля и биоэтанола. Роль этой отрасли становится все более важной с учетом текущих условий, когда цена на сырую нефть колеблется и имеет тенденцию к росту, а ее доступность все более ограничивается. Текущее состояние и нехватка топлива должны использоваться правительством как импульс для разработки политики, поддерживающей использование биодизеля и биоэтанола.

Биодизель производится из растительных масел, таких как пальмовое масло, кокосовое масло, ятрофа, капок, нямплунг и т. Д. Между тем, биоэтанол производится из сахаристых или крахмалистых ингредиентов, таких как патока, сок сорго, нипа нира, маниока, канна, сладкий картофель и другие растения. Роль двух видов альтернативного топлива в будущем будет очень важна для преодоления энергетического кризиса в Индонезии. Помимо поддержки механизма чистого развития, провозглашенного в Киотском протоколе, использование этих двух видов биотоплива также улучшит экономику Индонезии.

Если будет реализовано сокращение импорта дизельного топлива на 720 тысяч килограммов, которое будет заменено биодизелем, потребуется земля. не менее 200 тысяч гектаров плантаций и поглотят 65 тысяч рабочих на плантациях и пять тысяч человек в фабрика. Если предположить, что цена на дизельное топливо составляет 30 центов США за литр, будет сэкономлено 216 миллионов долларов США (2 триллиона рупий) в иностранной валюте. Между тем, для биоэтанола, если 2 процента премиального потребления заменить биоэтанолом, потребуется около 420 тысяч килолитров биоэтанола. Для этого потребуется около 2,5 миллионов человек маниоки, произведенной на 90 тысячах гектаров плантаций, и будет занято 650 тысяч человек на плантациях и тысяча человек на фабриках. Таким образом, будет сэкономлено 126 миллионов долларов США (1,16 триллиона рупий) в иностранной валюте от сокращения премиального импорта, если предположить, что импортная надбавка составит 30 центов США за литр.

Использование биодизеля в качестве альтернативного топлива принесет этой стране много преимуществ. Более того, биологические ресурсы Индонезии настолько богаты, что у них никогда не закончится сырье. Этот тип возобновляемой энергии имеет энергетические ресурсы, которые естественным образом не иссякнут и могут быть устойчивыми при правильном управлении. Например, геотермальная энергия, биотопливо, речной сток, солнечное тепло, ветер, океанские волны и температура на глубине океана. Как известно, биотопливо получают из растительных масел, таких как пальмовое масло или CPO (сырое пальмовое масло) и масло дерева ятрофы или CJCO (сырое пальмовое масло).Неочищенное масло ятрофы куркас), масло nyamplung, биогаз, который может быть получен в результате ферментации животных, человека и других сорняков, таких как водяной гиацинт, каямбанг и другие.

Учитывая, что на данный момент сырье биотопливо большая часть его поступает из кукурузы, сахарного тростника и масличной пальмы, поэтому, хотя наблюдатели считают, что развитие биотопливо имело негативное влияние, а именно сокращение сельскохозяйственных угодий для производства продуктов питания и повышение цен на продукты питания. Хотя потребность в пище растет вместе с ростом населения и развитием диеты в больших странах, таких как Китай и Индия. Очень жаль, если удовлетворить потребность страны в дешевом и экологически чистом топливе. развитые страны Северного полушария, развивающиеся страны Южного полушария - жертвы кризиса еда.

В то же время безопасность пищевых продуктов (Продовольственная безопасность) является одной из 3 (трех) основных целей сельскохозяйственного развития Индонезии. Два других - это увеличение доходов фермеров (увеличить доход фермеров) и развитие агробизнеса (развитие агробизнеса). Продовольственная безопасность является важным вопросом в Индонезии, который должен быть реализован в программах развития для обеспечения поставок продовольствия или других вещей, таких как энергия. В этой программе безопасности пищевых продуктов заявлено пять товаров, а именно (1) рис, (2) кукуруза, (3) соевые бобы, (4) сахар и (5) мясо. Рис - это основной товар, который очень интенсивно развивался и привел к самообеспечению продуктами питания в 1984 году. Цели продовольственной самообеспеченности кукурузой, соевыми бобами, сахаром и мясом должны быть достигнуты в 2008, 2010, 2012 и 2010 годах.

Сельскохозяйственные ресурсы обладают большим потенциалом для удовлетворения потребностей в энергии (биогаз, биотопливо, биодизель), с целью сохранения и экологической устойчивости (компост, биоудобрение, био-моча) и в целях обеспечения первичной безопасности пищевых продуктов (Продовольственная безопасность) сам. Поскольку продовольствие и энергия являются важными проблемами в глобальном масштабе, необходимо также ускорить развитие сельского хозяйства для достижения этой цели при сохранении условий окружающей среды.

Сельскохозяйственные ресурсы, состоящие из продуктов питания (обрезать) отходы сельского хозяйства и животноводства могут использоваться для различных целей. Сельскохозяйственные отходы и навоз можно перерабатывать в органические удобрения или компост, что очень полезно для улучшения плодородие почвы и поддержание доступности воды для растений, поскольку органическое вещество увеличивает способность удерживать воду почва (влагоемкость почвы). Отходы животноводства также могут быть использованы для производства биогаза, который является альтернативной энергией.

Предвидя негативное воздействие на растения в качестве продуктов питания и источников энергии / материалов, можно сделать несколько вещей.

  1. Требуется четкое регулирование того, какие типы биотоплива являются приоритетными. При производстве биотоплива на основе биотехнологий сырье должно состоять из непищевых ингредиентов, таких как целлюлозный материал (остатки лесопилок, солома, стебли риса и т. Д.). В производственном процессе используется технология ферментации с использованием превосходных видов микроорганизмов. Продукт биотоплива должен иметь высокое содержание энергии, например бутанол. В производстве биотоплива, не основанном на биотехнологиях, биодизельное топливо из касторового масла также является привлекательным вариантом.
  2. Необходим анализ между биотопливо с участием биоразнообразие для предотвращения ущерба окружающей среде kerusakan
  3. Правительство должно усилить защиту национального сельского хозяйства.
  4. Кроме биотопливо, правительству также необходимо развивать производство альтернативных источников энергии, таких как солнечная энергия и геотермальный.

Библиография

  • Фитцхерберт, Э. Б., М. Дж. Струебиг, А. Морель, Ф.Даниэльсен, К. А. Брюль, П. Ф. Дональд и Б. Фалан. 2008. Как распространение масличной пальмы повлияет на биоразнообразие? Журнал тенденций в экологии и эволюции.
  • Кардоно "Дорожная карта технологий атмосферной инженерии (глобального потепления) 2007-2014" Координационное совещание БППБ, 2008 г.
  • Муляни, А. Дэн И. Сварка. 2008. Потенциал земельных ресурсов и оптимизация развития биоэнергетических товаров в Индонезии. Журнал сельскохозяйственных исследований и разработок.
  • Райес, М. Л., 2007. Метод инвентаризации земельных ресурсов, Издательство Энди Джокьякарта.
  • Унггул, Приянто (технология разработки энергетических ресурсов BPPT), «Альтернативные виды биотоплива вместо топлива для повышения устойчивости национального энергоснабжения».
  • Унггул, Приянто, «Технологии энергетической дорожной карты для топлива на 2007-2014 гг.» Координационное совещание БППБ, 2008 г.