Zapri
Meni

Opredelitev energije, vrst, funkcij in značilnosti biogoriv

Energija-biogorivo

Seznam za hitro branjeoddaja
1.Definicija biogoriva
2.Značilnosti biogoriv
3.Vrste biogoriv
3.1.Energija bio materiala iz odpadkov
3.2.Rastlinsko olje
3.3.Biodizel
3.4.Bioetanol
4.Izdelki iz BioFuel
4.1.Bio-etanol
4.2.Bio-Diesel
4.3.Bio-olje
4.3.1.Bio-Oil ima 3 derivate, in sicer:
5.Prednosti in slabosti biogoriv
6.Prednosti in funkcije biogoriv
7.Biogorivo kot alternativno gorivo
7.1.Deliti to:
7.2.Sorodne objave:

Definicija biogoriva

Biogorivo ali biogorivo je katero koli gorivo, trdno, tekoče ali plin, proizvedeno iz organskih materialov. Biogoriva se lahko proizvajajo neposredno iz rastlin ali posredno iz industrijskih, trgovskih, gospodinjskih ali kmetijskih odpadkov. Biogoriva se lahko proizvajajo neposredno iz rastlin ali posredno iz industrijskih, trgovskih, gospodinjskih ali kmetijskih odpadkov. Obstajajo trije načini pridobivanja biogoriv: sežiganje suhih organskih odpadkov (kot so gospodinjski, industrijski in kmetijski odpadki); fermentacija mokrih odpadkov (kot je gnojil) brez kisika za pridobivanje bioplina (ki vsebuje do 60 odstotkov metana) ali fermentacija sladkornega trsa ali koruze za proizvodnjo alkohola in estrov; in energija iz gozdov (pridobivanje lesa iz hitro rastočih rastlin kot gorivo).

instagram viewer

V procesu fermentacije nastaneta dve vrsti biogoriv: alkoholi in estri. Te materiale bi lahko teoretično uporabili za nadomestitev fosilnih goriv, ​​ker pa so včasih potrebne večje spremembe motorja, se biogoriva običajno mešajo s fosilnimi gorivi. Evropska unija namerava fosilnim gorivom dodati 5,75 odstotka etanola, proizvedenega iz pšenice, pese, krompirja ali koruze, do leta 2010 in 20 odstotkov do leta 2020. Leta 2002 je bila približno četrtina goriv za prevoz v Braziliji etanol.

Biogoriva ponujajo možnost proizvodnje energije brez povečanja ravni ogljika v ozračju zaradi različnih rastlin, ki se uporabljajo za proizvodnjo biogoriv zmanjšanje ravni ogljikovega dioksida v ozračju, za razliko od fosilnih goriv, ​​ki obnavljajo ogljik, shranjen pod površino tal milijone let zrak. Tako je biogorivo bolj ogljično nevtralno in nekoliko poveča koncentracijo toplogrednih plinov v ozračju (čeprav obstajajo dvomi, ali je to prednost mogoče doseči v praksi). Uporaba biogoriv prav tako zmanjšuje odvisnost od nafte in povečuje energetsko varnost.

Obstajata dve splošni strategiji za proizvodnjo biogoriv. Prva strategija je gojenje poljščin, ki vsebujejo sladkor (sladkorni trs, sladkorna pesa in sladki sirk [2]) oz. rastline, ki vsebujejo škrob / polisaharide (koruza), nato s fermentacijo kvasa proizvedejo etil alkohol. Druga strategija je sajenje različnih poljščin z visoko vsebnostjo rastlinskega / rastlinskega olja, kot so oljna palma, soja, alge ali jathropa. Ko se segreje, se viskoznost rastlinskega olja zmanjša in ga lahko zgoremo neposredno v notranjosti dizelski motorji ali rastlinska olja se lahko kemično obdelajo za proizvodnjo goriv, ​​kot so biodizel. Les in njegovi stranski proizvodi se lahko pretvorijo v biogoriva, kot so lesni plin, metanol ali etanolsko gorivo.

Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Razlike med nafto in plinom ter njihove razlage

Značilnosti biogoriv

Biogoriva je gorivo, pridobljeno iz rastlinskega olja, bodisi v obliki biodizla, bioetanola ali bio-olje. Biodizel v svojem kemičnem elementu je alkil ester (metil, etil, izopropil in podobno), pridobljen iz maščobnih kislin, običajno se biodizel proizvaja iz palmovega olja, ricinusovega olja itd. Biodizel se praviloma proizvaja s presnovno reakcijo ali etanolizacijo rastlinskih ali živalskih maščobnih olj z alkoholom (metanol / etanol). Ker ima fizikalne in kemijske lastnosti, podobne alternativnim gorivom, ima velik potencial, da zadovolji nekatere potrebe dizelskega goriva.

Značilnosti biodizla so naslednje:

  1. Zmanjšajte motnost dima
  2. Zmanjšanje emisij izpušnih plinov
  3. Ima boljše mazalne lastnosti kot fosilna goriva
  4. V kombinaciji z dizelskim gorivom se lahko poveča biorazgradljivost do 500%
  5. Podobno kot dizelsko gorivo, zato njegova uporaba ne zahteva sprememb motorja
  6. Ne vsebuje aromatičnih ali dušikovih spojin
  7. Vsebuje samo žveplo z vsebnostjo manj kot 15 ppm.
  8. Učinkovitejši pri zgorevanju, saj vsebuje 11 mas.% Kisika.

Kot tekoče gorivo je biodizel zelo enostaven za uporabo in ga je mogoče neposredno dovajati v dizelski motor, ne da bi ga bilo treba spreminjati. Poleg tega ga lahko mešamo z dizelskim gorivom, da dobimo mešanico biodizla, ki vsebujecetan višje. Uporaba biodizla je lahko za Indonezijo rešitev za zmanjšanje odvisnosti od uvoženega dizelskega goriva za 39,7 odstotka. Biodizel je dokazano tudi okolju prijazen, ker ne vsebuje žvepla.

Če ima biodizel veliko podobnosti z dizelskim gorivom, je drugače z bioetanolom. Bioetanol ima veliko podobnosti z bencinom. Bioetanol se proizvaja iz rastlinskih virov iz sladkih, celuloznih ali škrobnih rastlin, kot so melasa, sok, sirek, nipa sok, kasava, sladki krompir in drugi.

Značilnosti bioetanola so naslednje:

  1. Ima visoko oktansko število
  2. Zmožen je zmanjšati stopnjo motnosti dima, zdravju škodljive emisije delcev ter emisije CO in CO2
  3. Podobno kot bencin, zato njegova uporaba ne zahteva sprememb motorja.
  4. Ne vsebuje svinčevih (Pb) spojin

Kot alternativno gorivo lahko neposredno uporabimo bencin z deležem bioetanola do 20 odstotkov uporablja se v bencinskih avtomobilskih motorjih, ne da bi povzročal tehnične težave, in zelo prijazen okolje. Raven ogljikovega monoksida (CO) iz rezultatov preskusov pri 2.500 vrt / min, za benzin 20 odstotkov je bila zabeležena pri 0,76 odstotka za plin CO, medtem ko je premija dosegla 3,66 odstotka, Pertamax pa 2,85 odstotka.

Osnovni postopek pridobivanja etanola iz rastlin v velikem obsegu je uporaba mikrobov (kvas / kvas).kvas), ki je sposoben fermentirati sladkor, ki je v njem, potem ko pride do fermentacijskega procesa, se sladkor nato destilira, dehidrira in denaturira kot v zadnji fazi pa obstaja več vrst rastlin, ki med fermentacijo zahtevajo dodatne procese, in sicer postopek hidrolize, da se sladkor lahko spremeni v sladkor. ogljikovi hidrati.

Kriza z gorivom, ki je bila napovedovana že dolgo, naredi številne raziskovalce, v teh pogojih se lahko razvijajo rezultati dolgoletnih raziskav. Center za industrijsko tehnologijo škroba (B2TP) BPPT je razvil Gasohol BE-10 za bencin. Etanol prihaja iz alkohola, ki je strukturno podoben pivu ali vinu. Da bi ustvarili alkohol, to storimo s postopkom fermentacije iz rastlinskih surovin, ki vsebujejo veliko ogljikovih hidratov, na primer manioke.

Obstaja veliko vrst energije, ki jih lahko uvrstimo med biogoriva, na primer biomasa, bioenergija iz odpadkov, rabljeno jedilno olje, biodizel, bioalkoholi, bioplin (ki uporablja živalske in človeške odpadke), trdna biogoriva, sintetični plin (sintetični umetni plini) in številne druge vrste.

Medtem bio-olje je biogorivo, pridobljeno iz rastlinskega olja (ravno rastlinsko olje) in termokemično obdelana biomasa z neposrednim utekočinjanjem ali hitro pirolizo. Biomasa prihaja iz preostalega metabolizma živih bitij, industrijskih ali gospodinjskih odpadkov, ki jih je mogoče reciklirati, kot so les, riževa slama, živalski odpadki in celo ostanki hrane. Bio-olje se lahko uporablja tudi kot nadomestek za kerozin in kurilno olje.

Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Opredelitev kemijske reakcije

Vrste biogoriv

  • Energija bio materiala iz odpadkov

Uporaba odpadne biomase za proizvodnjo energije lahko zmanjša različne težave pri upravljanju onesnaževanje in odstranjevanje, zmanjšata uporabo fosilnih goriv in zmanjšata emisije toplogrednih plinov steklo. Evropska unija je objavila poročilo, ki poudarja potencial bioenergije, pridobljene iz odpadkov, da prispeva k zmanjšanju globalnega segrevanja. Poročilo ugotavlja, da bo do leta 2020 iz biomase na voljo 19 milijonov ton nafte, kar predstavlja 46% biološki odpadki: trdni komunalni odpadki, kmetijski ostanki, živalski odpadki in drugi tokovi biološko razgradljivih odpadkov drugo.

Končno odlagališče proizvaja veliko količino plina, ker se na njem pokopani odpadki anaerobno razgradijo. Ti plini so skupaj znani kot odlagališčni plin (LFG). Plin na odlagališčih lahko zgorevamo bodisi neposredno za proizvodnjo toplote bodisi za proizvodnjo električne energije za javno porabo. Plin na odlagališčih vsebuje približno 50% metana, plina, ki je prisoten tudi v zemeljskem plinu.

Biomasa lahko izvira iz odpadkov rastlinskega materiala. Plini iz rezervoarjev za človeške in živalske odpadke, ki vstopajo v ozračje, niso zaželeno, ker je metan eden izmed toplogrednih plinov, katerega potencial za globalno segrevanje presega ogljikov dioksid. Frank Keppler in Thomas Rockmann sta odkrila, da žive rastline proizvajajo tudi CH4 metan.

Postopek izdelave sadnih odpadkov papaje surov

Potrebna oprema:

  1. Stroj za drobljenje sadja. Če je ribež težko dobiti, ga lahko uporabite tudi ročno, tako da ga zmečkate.
  2. Boben ali kad za namestitev surovin.
  3. Bobna ali fermentacijska kad
  4. Majhen obseg. Lahko uporabite tehtnico za torte.
  5. Števci etanola. Če je treba to orodje kupiti v mestu. Običajno obstajajo trgovine, ki prodajajo laboratorijsko opremo.
  6. destilator. To orodje je treba naročiti pri proizvajalcu. Zmogljivost destilatorja prilagodite zmogljivosti proizvodnje etanola.
  7. Druga podporna oprema, kot so: žlice, žlice, mačete in drugo.

Materiali

  • Sadni odpadki, očitno je to glavna surovina.
  • Kvasni kruh. Uporabite lahko pekovski kvas, ki se pogosto prodaja v trgovinah, ki prodajajo surovine za pogače / kruh.
  • Urea in NPK (15-15-15), za dodatno prehrano kvasa.

Sestavine receptov

  1. Kvas = 0,5% x vsebnost sladkorja x prostornina sadnega soka
  2. Urea = 0,5% x vsebnost sladkorja x volumen sadnega soka
  3. NPK = 0,2% x vsebnost sladkorja x prostornina sadnega soka

Na primer, vsebnost sladkorja v sadnem soku je 10%, zato so na vsak 1 boben prostornine 200 litrov dodatne sestavine:

  • 100 gr kvasa
  • 100 gr sečnine
  • 40 gr NPK

Načini izdelave

  1. Sadje najprej zdrobimo z uporabo ribeža ali pretlačimo.
  2. V boben damo sečnino in NPK in mešamo, dokler se enakomerno ne porazdelijo.
  3. Kvas razredčimo z mlačno vodo in mešamo, dokler se ne pojavi pena.
  4. Kvas dodajte soku in mešajte, dokler se enakomerno ne zmeša.
  5. Krušni kvas in mešanico NPK je treba mešati, dokler se enakomerno ne zmešata.
  6. Sadni sok fermentira vsaj 72 ur ali 3 dni, dokler se pena ne pojavi več.
  7. Sok se stisne in vzame voda.
  8. Ta sok nato destiliramo, da dobimo etanol.

  • Rastlinsko olje

Rastlinsko olje se lahko uporablja kot hrana ali gorivo; kakovost olja je lahko pri uporabi goriva nižja. Rastlinsko olje lahko uporabljamo pri starejših dizelskih motorjih (ki so opremljeni s sistemom posrednega vbrizga, vendar le v toplih podnebjih. V mnogih primerih lahko rastlinsko olje uporabljamo za proizvodnjo biodizla, ki ga večina dizelskih motorjev lahko uporablja v kombinaciji z običajnim dizelskim gorivom. MAN B&W Diesel, Wartsila in Deutz AG ponujajo motorje, ki se lahko uporabljajo neposredno z rastlinskim oljem. Porabljeno rastlinsko olje, ki se predela v biodizel, se v majhnem obsegu očisti iz vode in delcev ter uporabi kot gorivo.

Cikel predelave rabljenega olja

  • Biodizel

Biodizel je najpogostejše biogorivo v Evropi. Biodizel se pridobiva iz olja ali maščobe z uporabo transesterifikacije in je tekočina, katere sestava je podobna sestavi mineralnega dizelskega goriva. Njegovo kemijsko ime je metil maščobna kislina (ali etil) ester (FAME). Olje zmešamo z natrijevim hidroksidom in metanolom (ali etanolom_) in v kemični reakciji nastane biodizel (FAME) in glicerol. Na vsakih 10 delov biodizla se proizvede en del glicerola.

Biodizel se lahko uporablja v katerem koli dizelskem motorju, če ga mešamo z mineralnim dizlom. V nekaterih državah proizvajalci zagotavljajo garancijo za uporabo 100% biodizla. Večina proizvajalcev vozil omeji priporočila na uporabo biodizla na 15%, pomešanega z mineralnim dizlom. V večini evropskih držav se 5% mešanic biodizla pogosto uporablja in je na voljo na številnih bencinskih črpalkah.

V ZDA več kot 80% komercialnih tovornjakov in mestnih avtobusov vozi z dizelskim gorivom. Posledično je uporaba ameriškega biodizla hitro narasla s približno 25 milijonov litrov na leto v letu 2004 na 78 milijonov litrov v začetku leta 2005. Do konca leta 2006 naj bi se proizvodnja biodizla povečala za štirikrat na 1 milijardo litrov.

Prednosti uporabe biodizla

  1. Proizvedeno iz obnovljivih virov energije in razpoložljivost surovin je zagotovljena
  2. Visoko cetansko število (številka, ki na podlagi narave hitrosti zgorevanja v zgorevalni komori motorja kaže, ali je kakovost dizelskega goriva dobra ali ne)
  3. Visoka viskoznost, zato ima boljše mazalne lastnosti kot dizelsko gorivo in tako podaljšuje življenjsko dobo motorja
  4. Lahko se proizvaja lokalno
  5. Ima nizko vsebnost žvepla
  6. Zmanjšanje motnosti dima
  7. Zmanjšanje emisij izpušnih plinov
  8. Mešanje biodizla z naftnim dizelskim gorivom lahko poveča biorazgradljivost naftnega dizelskega goriva do 500%

Postopek izdelave biodizla ima glavno spojino ester. Esther ima naslednjo formulo:

Esterska gradbena formula

Biodizel je lahko izdelan iz transesterifikacije maščobnih kislin. Maščobne kisline iz rastlinskih maščobnih olj reagirajo z alkoholom, da nastanejo estri in stranski proizvodi v obliki glicerina, ki imajo tudi visoko ekonomsko vrednost.

Biodizel se pogosto uporablja kot nadomestek za dizelsko gorivo. Razvita surovina za biodizel je odvisna od naravnih virov države, olja repice v Nemčiji in Avstriji, sojinega olja v ZDA, palmovega olja v ZDA. Malezija in kokosovo olje na Filipinih v Indoneziji ima veliko rastlin, ki proizvajajo rastlinska maščobna olja, vključno z oljno palmo, kokosom, jatrofo, jatrofo, nyamplungom in kokosovim oljem. itd. Nekatere potencialne pridelke za biodizel je mogoče videti v spodnji tabeli.

potencialni pridelki za surovine iz biodizla

Za uporabo kot nadomestek za dizelsko gorivo mora imeti biodizel podobne fizikalne in kemijske lastnosti kot dizelsko olje. Ena pomembnih fizikalnih lastnosti je viskoznost. Pravzaprav se lahko kot gorivo uporablja samo olje rastlinske maščobe, vendar je njegova viskoznost previsoka, zato ne izpolnjuje zahtev za uporabo kot gorivo za dizelske motorje. Primerjava fizikalnih in kemijskih lastnosti biodizla z dizelskim oljem je predstavljena v spodnji tabeli

Primerjava fizikalnih in kemijskih lastnosti biodizla

V primerjavi z dizelskim oljem ima biodizel več prednosti. Njegova glavna prednost je, da so emisije iz izgorevanja okolju prijazne, saj jih rastline zlahka absorbirajo in ne vsebuje SOx. Primerjava emisij izgorevanja biodizla z dizelskim oljem je predstavljena v spodnji tabeli Spodaj

Primerjava emisij zgorevanja biodizla

Poleg tega je še nekaj drugih prednosti biodizla:

  • Varneje v skladišču zaradi večjega plamenišča
  • Obnovljive surovine
  • Visoko cetansko število

Trigliceridi

Olje ali maščoba je v vodi netopna snov (hidrofobna), sestavljena iz enega mola glicerola in treh molov maščobnih kislin. Olja ali maščobe so znani tudi kot trigliceridi (Sonntag, 1979), kemijska zgradba trigliceridov pa je predstavljena na spodnji sliki.

Trigliceridi

R1, R2 in R3 so ogljikovodikove verige v obliki maščobnih kislin s številom atomov C več kot deset. Ta spojina se bo z reakcijo transesterifikacije pretvorila v ester.

Indonezija ima veliko rastlin, ki proizvajajo rastlinsko maščobno olje kot surovino za proizvodnjo biodizla. To naravno bogastvo še vedno ni veliko razvito. Vsebnost in sestava maščobnih kislin iz različnih rastlin v Indoneziji je razvidna iz tabele 2.4.

Vsebnost in sestava maščobnih kislin

  • Bioetanol

Biološko proizvedeni alkoholi, najpogostejši etanol, manj pogosti pa sta propanol in butanol, pridobljen z delovanjem mikroorganizmov in encimov s fermentacijo sladkorja ali škroba ali celuloze. Biobutanol se pogosto šteje za neposreden nadomestek bencina, ker ga lahko uporabljamo neposredno v bencinskih motorjih.

Butanol nastane pri fermentaciji ABE (aceton, butanol, etanol) in poskusni modifikaciji postopka Rezultati kažejo visok potencial pridobivanja energije z butanolom kot izdelkom tekočina. Butanol lahko proizvede več energije in ga lahko "sežge" neposredno v obstoječih bencinskih motorjih (brez sprememb motorja) manj jedka in se manj meša z vodo kot etanol in jo je mogoče distribuirati po dobro uveljavljeni infrastrukturi tukaj je. Dupont in BP sodelujeta pri proizvodnji butanola.

Etanolno gorivo je najpogostejše biogorivo na svetu, zlasti etanolsko gorivo v Braziliji. Alkoholna goriva se proizvajajo s fermentacijo sladkorjev, proizvedenih iz pšenice, koruze, sladkorne pese, sladkorni trs, melasa in sladkor ali škrob, iz katerih se lahko proizvajajo alkoholne pijače (kot so krompir in sadni odpadki, itd.). Proizvodnja etanola uporablja encimsko prebavo za proizvodnjo sladkorja iz škroba, fermentacijo, destilacijo in sušenje sladkorja. Ta postopek zahteva veliko energije za ogrevanje (pogosto z uporabo zemeljskega plina).

Za proizvodnjo celuloznega etanola se uporabljajo neživilski pridelki ali stranski proizvodi, ki niso potrošni, kar nima vpliva na prehranski cikel.

Proizvodnja etanola iz celuloze je zahteven in drag dodaten korak, tehnična vprašanja pa še čakajo. Govedo, ki jedo travo in jo počasi prebavlja, da jo razgradi na glukozo (sladkor). V laboratoriju za celulozni etanol izvajajo številne eksperimentalne postopke, da bi storili enako, in jih uporabljajo za izdelavo etanolskih goriv.

Nekateri znanstveniki so izrazili zaskrbljenost zaradi eksperimentalnih genetskih tehnik rekombinantne DNA, ki poskušajo razviti encime, ki jih lahko razgrajujejo les hitreje kot narava, ta mikroskopska bitja se lahko po naključju spustijo v naravo, eksponentno rastejo, širi jih veter, in na koncu povzročijo strukturno škodo celotni rastlini, kar lahko konča proizvodnjo kisika, sproščenega v procesu fotosinteze rastlina.

Etanol se lahko uporablja v bencinskih motorjih kot nadomestek za bencin; Etanol lahko z določenim odstotkom pomešamo z bencinom. Večina bencinskih motorjev lahko deluje na mešanico do 15% etanola z bencinom. Bencin z etanolom ima višje oktansko število, kar pomeni, da lahko motor gori bolj učinkovito in učinkoviteje.

Etanolno gorivo ima nižjo BTU, kar pomeni, da potrebuje več goriva, da prevozi enako razdaljo. Pri motorjih z visoko kompresijo potrebujemo gorivo z manj etanola in počasnim zgorevanjem, da preprečimo predvžig pred udarci.

Etanol je zelo jedk za kurilne sisteme, gumo, aluminijaste cevi in ​​tesnila ter zgorevalne komore. Zato je uporaba goriva, ki vsebuje alkohol, nezakonita, kadar jo uporabljajo letala. Za mešanice z visoko koncentracijo ali 100% etanola je treba motor spremeniti.

Etanola, ki povzroča jedkost, ni mogoče usmeriti skozi bencinsko cev, zato je potreben avtocisterna dražje nerjaveče jeklo, kar poveča stroške in porabo energije, potrebne za dobavo etanola potrošnik. Številni proizvajalci vozil trenutno izdelujejo vozila s prilagodljivim gorivom, ki lahko delujejo na kombinacijo bioetanola in bencina, do 100% bioetanola.

Alkohol se meša z bencinom in vodo, zato lahko etanolsko gorivo po postopku čiščenja mešamo tako, da absorbira vlago iz ozračja. Voda v etanolskem gorivu lahko zmanjša učinkovitost, oteži zagon motorja, povzroči težave pri delovanju in oksidira aluminij (rja na uplinjaču in kovinskih delih).

Postopek proizvodnje bioetanola

Proizvodnja etanola / bioetanola (ali alkohola) z rastlinskimi surovinami, ki vsebujejo škrob ali ogljikove hidrate, poteka s postopkom pretvorbe ogljikovih hidratov v vodotopen sladkor (glukozo). Pretvorba rastlinskih surovin, ki vsebujejo škrob ali ogljikove hidrate in melaso, v bioetanol je prikazana v tabeli 1.

Preglednica 1 Pretvorba rastlinskih surovin, ki vsebujejo škrob ali ogljikove hidrate in kapljice v bioetanol

Pretvorba rastlinskih surovin, ki vsebujejo škrob

Glukozo lahko izdelamo iz škroba, postopek izdelave pa ločimo na podlagi uporabljenih pomožnih snovi, in sicer hidrolize kisline in hidrolize encimov. Glede na dve vrsti hidrolize je trenutno bolj široko razvita encimska hidroliza, medtem ko je kislinska hidroliza (npr. Z žveplova kislina) je manj razvita, zato se postopek pridobivanja glukoze iz škroba zdaj uporablja z encimsko hidrolizo.

V procesu pretvorbe ogljikovih hidratov v vodotopne sladkorje (glukozo) to storimo z dodajanjem vode in encimov; nato izvedemo postopek fermentacije ali vrenja sladkorja v etanol z dodajanjem kvasa ali kvasa. Reakcije, ki se pojavijo v procesu proizvodnje etanola / bioetanola, so preprosto prikazane v reakcijah 1 in 2.

H2O
(C6H10O5) n —————————- N C6H12O6 (1)
encimi
(škrob) ——————————— (glukoza)
(C6H12O6) n —————————- 2 C2H5OH + 2 CO2. (2)
kvas (kvas)
(glukoza) ——————————– (etanol)

1. Priprava surovin
Surovine za proizvodnjo bietanola lahko dobimo iz različnih rastlin, tako tistih, ki neposredno proizvajajo preproste sladkorje, kot je sladkorni trs. (sladkorni trs), sladka pšenica (sladki sirek) ali tista, ki poleg moke proizvaja koruzo (koruza), kasavo (kasavo) in pšenico (žitni sirek). drugi materiali.

Priprava surovin se razlikuje glede na vrsto surovine, na primer kot surovino uporabljamo kasavo. Olupljena in očiščena kasava se zdrobi, da razbije njeno škrobno strukturo, tako da lahko dobro komunicira z vodo.

2. Likvifikacija in saharifikacija
Vsebnost ogljikovih hidratov v obliki moke ali škroba v surovinah iz kasave se pretvori v kompleksen sladkor z uporabo encima alfa amilaza s postopkom segrevanja (kuhanja) pri temperaturi 90 stopinj Celzija (hidroliza). V tem stanju bo moka želatinizirana (zgoščena kot žele). V optimalnih pogojih encimi alfa-amilaze kemično razgradijo strukturo moke v zapletene sladkorje (dekstrin). Postopek utekočinjanja je končan, označen s parametrom, kjer se predelana kaša spremeni v bolj tekočo kot juha.

Medtem ko postopek saharifikacije (razgradnja kompleksnih sladkorjev na enostavne) vključuje naslednje faze:

  • Hlajenje brozge, dokler ne doseže optimalne temperature, deluje encim glukoza amilaza.
  • Nastavitev optimalne vrednosti encima.
  • Dodajanje encima glukoze-amilaze pravilno in vzdrževanje pH in temperature na 60 stopinjah Celzija, dokler se postopek saharifikacije ne konča (s preskusom enostavne vsebnosti sladkorja ustvarjeno).

3. Fermentacija
Na tej stopnji se je moka spremenila v enostavne sladkorje (glukozo in nekaj fruktoze) z vsebnostjo sladkorja od 5 do 12%. Naslednji korak je, da kvas zmešamo v surovinski tekočini in ga pustimo v zaprti posodi (fermentor) pri optimalnem temperaturnem območju od 27 do 32 stopinj Celzija za obdobje od 5 do 7 dni (fermentacija anaerobna).

Celoten postopek zahteva natančnost, tako da surovine ne bodo onesnažene z drugimi mikrobi. Z drugimi besedami, od surove priprave, utekočinjenja, saharifikacije do fermentacije mora biti v stanju brez onesnaževal. Med fermentacijo bo nastajal tekoči etanol / alkohol in CO2. Rezultat fermentacije je tekočina, ki vsebuje alkohol / etanol z nizko vsebnostjo med 7 in 10% (običajno imenovano pivska tekočina). Kvas pri največ 10% etanola postane neaktiven, ker bo odvečni alkohol strupen za kvas in bo izključil njegovo delovanje.

4. Destilacija.
Destilacija ali bolj znana destilacija se opravi za ločevanje alkohola v fermentirani pivski tekočini. Med destilacijo bo pri temperaturi 78 stopinj Celzija (kar ustreza vrelišču alkohola) etanol najprej izhlapel kot voda, ki ima vrelišče 95 stopinj Celzija. Etanolna para v destilatorju bo stekla v kondenzator, tako da se bo kondenzirala v tekočino etanola. Rafiniranje etanola je najpomembnejši del celotnega procesa proizvodnje bioetanola. Pri njegovi izvedbi se zahtevajo izvajalci, ki so obvladali tehniko destilacije etanola. Za doseganje optimalnih rezultatov destilacije etanola je poleg operaterjev potrebno tudi razumevanje fermentacijskih tehnik in kakovostne destilacijske opreme.

Destilacijo etanola lahko izvedemo na 2 (dva) načina:

  1. Destilacija uporablja tradicionalne (običajne) tehnike in destilatorje. Na ta način se proizvedena vsebnost etanola giblje med 20 in 30%.
  2. Destilacija uporablja destilator in tehniko refluksne kolone (večstopenjski). S to metodo in destilatorjem lahko proizvedena vsebnost etanola doseže 90-95% v dveh (dveh) stopnjah destilacije.

5. Dehidracija
Destilacija povzroči 95% etanol, ki ga ni mogoče raztopiti v bencinu. Za zamenjavo goriva je potrebna vsebnost etanola 99,6-99,8% ali se imenuje suhi etanol. Za čiščenje 95% etanola je potreben postopek dehidracije (absorpcijska destilacija) z uporabo več metod, vključno z: 1. Kemična metoda z uporabo apnenca 2. Pot fizike poteka skozi postopek absorpcije s sintetičnim zeolitom. Rezultat dehidracije je v obliki 99,6-99,8% etanola, tako da ga lahko uvrstimo med etanole polnega razreda (FGE), nato pa je primeren za uporabo kot pogonsko gorivo v skladu s standardi Pertamina. Orodje, ki se uporablja v tem postopku čiščenja, se imenuje dehidrator.

6. Stranski produkt destilacije etanola.
Na koncu destilacije etanola nastanejo trdni (blato) in tekoči odpadki (vinaza). Da bi zmanjšali vpliv na onesnaževanje okolja, se trdi odpadki z določenimi postopki spremenijo v kalijevo gnojilo, material za pridobivanje bioplina, kompost, osnovni material za komarnike in živalsko krmo. Medtem se tekoči odpadki predelajo v tekoča gnojila. Tako proizvajalcem bioetanola ni treba skrbeti za vprašanja, povezana z vplivi na okolje.

Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Opredelitev energije

Izdelki iz BioFuel

Bio-etanol

uporablja kot nadomestek za BBM (bencin) v transportu, s ciljem 10%. Surovine sta sladkorni trs (sladkorni trs) in kasava (kasava).

Bio-Diesel

bo nadomestil dizelsko gorivo (sončno), ki se bo uporabljalo za promet (10%) in elektrarno (50%). Surovina je iz palmovega olja in ograje Jatropha.

Bio-olje

Bio-Oil ima 3 derivate, in sicer:

  1. Bio-kerozin
    kot nadomestek za kerozin v gospodinjstvih (10%) s surovinami palmovega olja in jatrofe
  2. Bio-Oi
    kot nadomestek za avtomobilsko dizelsko olje (ADO) za prevoz (10%) in elektrarno (10-50%) ter bio-olje kot nadomestek za industrijsko dizelsko olje (IDO) za pomorski in železniški promet (10%), prav tako enaka surovina kot Bio-kerozin.
  3. Bio-olje
    kot nadomestek za kurilno olje (kurilno olje) za industrijo kar 50%. Surovina sta palmovo olje in Jatropha.
  4. Bio-Diesel
    kot nadomestek za dizelsko gorivo v prometu (10%) in elektrarnah (50%). Surovina sta palmovo olje in Jatropha.

Nekateri znani proizvajalci biogoriv v Indoneziji so:

  1. Eterindo vzhodna Java
  2. Molindo Raya
  3. Lampung Destileri
  4. Alternativna energija Indonezija
  5. Sumi Asih
  6. Platina
  7. Wilmar Bioenergy Indonezija

Podatki ministrstva za energetiko in mineralne vire omenjajo tudi številne elektrarne, ki že uporabljajo biogorivo kot gorivo.

Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Alternativna energija

Prednosti in slabosti biogoriv

Ni mogoče zanikati, če biogorivo ima prednost, da je obnovljiv vir energijeobnovljivih virov energije) v primerjavi s fosilnimi gorivi. Z visokimi cenami nafte, biogorivo lahko ponudijo cenejšo alternativo. Toda po drugi strani je treba biti pozoren na negativno stran biogorivo. Najprej biogorivo se pogosto šteje za vir energije, ki onesnažuje veliko (zeleni vir energije). Vse vrste biogoriv niso okolju prijazne. Na primer biogorivo na primer biodizel iz palmovega olja dejansko poveča emisije CO2 zaradi krčenja gozdov, zlasti v tropskih državah, kot sta Indonezija in Malezija.

Milijoni hektarjev tropskih gozdov na Sumatri in Kalimantanu so izumrli zaradi preusmeritve v nasade oljne palme. Dejansko se ocenjuje, da bo na vsako 1 tono proizvedenega palmovega olja proizvedeno 33 ton CO2 zaradi krčenja gozdov, drenaže in obdelave tal ali 10-krat večjih emisij CO2 na tono bencina. Toda po drugi strani nekateri strokovnjaki menijo biogorivo negativno vplivajo na razpoložljivost hrane in okoljsko trajnost. Vrste alternativnih goriv iz rastlinskih materialov se na splošno imenujejo biodizel (nadomestek goriva za dizelsko gorivo) in bioetanol (nadomestek goriva za bencin).

Biogoriva Prav tako naj bi bil eden od dejavnikov krčenja gozdov in manjše proizvodnje hrane, ker se zemljišče uporablja za sajenje surovin. biogorivo. Raba zemljišč na koncu postane težka izbira, saj po eni strani kmetje želijo z minimalnim dobičkom zadovoljiti naše potrebe po hrani. Po drugi strani pa želijo tudi boljše dobičke doseči z gojenjem izvornih pridelkov biogorivo.

V zvezi z vprašanji zemljišč je znano, da ima Indonezija ogromne kopenske vire za razvoj različnih kmetijskih surovin. Indonezijska kopenska površina doseže 188,20 milijona hektarjev, od tega 148 milijonov hektarov suhe zemlje in 40,20 milijona hektarjev suhe zemlje hektarjev mokrišč, s plodnimi vrstami tal, podnebjem, fiziografijo, osnovnim materialom (vulkani) in nadmorsko višino raznolika. Ta pogoj omogoča izkoriščanje različnih vrst rastlin. Kmetijsko zemljišče Indonezije je približno 70,20 milijona hektarjev, večina pa je nasadnih površin 18,50 milijona hektarjev, privez 14,60 milijona hektarjev, neizkoriščena zemljišča 11,30 milijona hektarjev in riževa polja 7,90 milijona hektarjev. Razvoj rabe kmetijskih zemljišč se ni veliko spremenil, zlasti neoluščena in gorska / humalna polja. Tudi površina neoluščenih polj se zaradi pretvorbe zemljišč običajno zmanjšuje (Mulyani in Las, 2008).

Zemljišče je fizično okolje, ki vključuje tla, podnebje, relief, hidrologijo in rastlinstvo, kjer ti dejavniki vplivajo na potencialno uporabo. Sem spadajo tudi posledice človekovih dejavnosti (Rayes, 2007). Ohranjanje biotske raznovrstnosti je zelo malo narejeno, zato povzroča veliko onesnaževanje. Uporaba negozdnih zemljišč je povsem primerna za razvoj nasadov pri povečanju velike proizvodnje brez krčenja gozdov (Fitzherbertet.al., 2008).

Prednost iz biogorivona primer kot obnovljivi vir energije, ki zmanjšuje odvisnost držav od uvoženega goriva, lahko podaljša življenjsko dobo motorja, zmanjša emisije onesnaževal, izboljša gospodarstvo kmetov in je čistejše gorivo, ker Emisije CO2se šteje za nič. Prednosti in slabosti glede biogorivo še naprej raste do danes. Veliko ljudi predlaga tudi več rešitev za zmanjšanje vpliva biogorivo. Med njimi je glavna vloga vlade kot regulatorja, ki je zelo pomembna, da se ne uporablja živilsko zemljišče za sajenje surovin biogorivo. Vlada poskuša zagotoviti, da je zemljišče, ki se uporablja za nasade biogoriv, ​​kritično zemljišče, ne pa gozd ali vrt. In vrsta rastline, ki se uporablja kot material biogorivo ni rastlina za prehranske namene.

Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Nafta - opredelitev, postopek, iskanje, predelava, uporaba, vrste, podjetja, prednosti in slabosti

Prednosti in Funkcija biogoriva

Funkcija ali korist biogoriva kot obnovljivega vira energije zmanjšuje odvisnost države od uvoženega goriva, lahko podaljša življenjsko dobo motorja, zmanjša emisije onesnaževal, izboljša gospodarstvo kmetov in je zaradi emisij čistejše gorivo CO2se šteje za nič.

  1. Kot tekoče gorivo je biodizel zelo enostaven za uporabo in ga je mogoče neposredno dovajati v dizelski motor, ne da bi ga bilo treba spreminjati. Poleg tega ga lahko mešamo z dizelskim gorivom, da dobimo mešanico biodizla, ki vsebujecetan višje. Uporaba biodizla je lahko za Indonezijo rešitev za zmanjšanje odvisnosti od uvoženega dizelskega goriva za 39,7 odstotka. Biodizel je dokazano tudi okolju prijazen, ker ne vsebuje žvepla.

  2. Z vključitvijo biogoriv kot sestavnega dela goriva v Indonezijo lahko dosežemo različne koristne učinke: (i) zmanjšanje potrebe po uvozu kurilno olje bo dejansko lahko (ii) potencialno prinašalo dohodek skupnosti in bo imelo priložnost absorbirati delovno silo na podeželju (iii) zasaditev rastlin za proizvodnjo biogoriv za proizvodnjo biodizla in bioetanola lahko izboljša kritična zemljišča v zemljišča, ki so produktivno; (iv) lahko zmanjša emisije ogljika za 2.636 gramov CO2enakovreden na vsak 1 liter zgorelega biodizla lahko tako globalno zmanjša emisije toplogrednih plinov.

  3. Glede na številne potencialne koristne učinke uporabe biodizla in bioetanola kot tekočih goriv v Indoneziji lahko priporočimo raziskave. ki vključuje posebne študije za povečanje produktivnosti pridelkov, tehnične vidike uporabe biodizla in bioetanola ter tržni potencial za izvoz biodizla in bioetanol.

Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Raziskovanje nafte - sestavni deli, čas, klasifikacija, geologija, geofizika, procesi, vrste, vodnjaki, ploščadi

Biogorivo kot alternativno gorivo

Indonezija dejavno razvija industrijo biogorivo s proizvodnjo biodizla in bioetanola. Vloga te industrije je vedno bolj pomembna glede na trenutno stanje cen surove nafte, ki nihajo in se nagibajo k rasti, njegova razpoložljivost pa je vedno bolj omejena. Trenutno stanje in pomanjkanje goriva je treba uporabiti kot zagon vladi za pripravo politik, ki podpirajo uporabo biodizla in bioetanola.

Biodizel je narejen iz rastlinskih olj, kot so palmovo olje, kokos, jatrofa, kapok, nyamplung itd. Medtem je bioetanol izdelan iz sladkih ali škrobnih materialov, kot so melasa, sirkov sok, nipa nira, kasava, kana, sladki krompir in druge rastline. Vloga obeh vrst alternativnih goriv v prihodnosti bo zelo pomembna pri premagovanju energetske krize v Indoneziji. Poleg podpore mehanizmu čistega razvoja, kot je razglašen v Kjotskem protokolu, bo uporaba teh dveh biogoriv izboljšala tudi indonezijsko gospodarstvo.

Če se bo izvajalo zmanjšanje 720 tisoč kilogramov uvoza dizelskega goriva, ki ga bomo nadomestili z biodizlom, bodo potrebna zemljišča najmanj 200 tisoč hektarjev nasadov in bo v njih nasadi 65.000 delavcev in pet tisoč ljudi v tovarna. Ob predpostavki, da je cena dizelskega goriva 30 ameriških centov na liter, bo prihranjenih 216 milijonov ameriških dolarjev (2 bilijona Rp). Medtem pa bo za bioetanol, če bo 2 odstotka porabe nadomeščeno z bioetanolom, trajalo približno 420 tisoč kilolitrov bioetanola. Za to bo potrebno približno 2,5 milijona kasave, proizvedene iz 90 tisoč hektarjev nasadov, in bo zajelo 650 tisoč ljudi v nasadih in tisoč ljudi v tovarnah. Tako se bodo pred znižanjem premijskega uvoza prihranile devize v višini 126 milijonov ameriških dolarjev (1,16 bilijona Rp), ob predpostavki, da je cena uvozne premije 30 ameriških centov na liter.

Uporaba biodizla kot nadomestnega goriva bo tej državi prinesla številne koristi. Poleg tega so biološki viri Indonezije tako bogati, da jim nikoli ne bo zmanjkalo surovin. Ta vrsta obnovljive energije ima energetske vire, ki jih seveda ne bo zmanjkalo in so ob ustreznem upravljanju lahko trajnostni. Na primer geotermalna energija, biogoriva, pretok rek, sončna toplota, veter, oceanski valovi in ​​temperature v globini oceana. Kot je znano, biogoriva pridobivajo iz rastlinskih olj, kot so palmovo olje ali CPO (surovo palmovo olje) in olje dreves jatrofa ali CJCO (surovo palmovo olje).Surovo olje Jatropha Curcas), olje nyamplung, bioplin, ki ga lahko proizvedemo s fermentacijo živalskih, človeških in drugih plevelov, kot so vodni hijacin, Kayambang in drugi.

Upoštevajoč trenutno surovine biogorivo večji del prihaja iz koruze, sladkornega trsa in oljne palme, zato opazovalci menijo, da je to razvoj biogorivo negativno vplivala, in sicer na zmanjšanje kmetijskih površin za hrano in povišanje cen hrane. Čeprav se potrebe po hrani povečujejo, skupaj s povečanjem prebivalstva in napredkom prehrane v velikih državah, kot sta Kitajska in Indija. Resnično škoda, če bi zadostili potrebam poceni in okolju prijaznega goriva za državo razvite države na severni polobli, države v razvoju na južni polobli so žrtve krize hrano.

V skladu s tem varnost živil (preskrba s hrano) je eden od treh (treh) glavnih ciljev razvoja kmetijstva v Indoneziji. Druga dva sta povečanje dohodka kmetov (povečati dohodek kmetov) in razvoj kmetijstva (razvoj kmetijskega poslovanja). Zanesljiva preskrba s hrano je v Indoneziji pomembno vprašanje, ki ga je treba upoštevati v razvojnih programih za oskrbo s hrano ali druge stvari, kot je energija. V tem programu za varnost hrane je prijavljenih pet proizvodov, in sicer (1) riž, (2) koruza, (3) soja, (4) sladkor in (5) meso. Riž je glavno blago, ki se je zelo intenzivno razvijalo in je leta 1984 povzročilo samooskrbo s hrano. Cilji samooskrbe s hrano za koruzo, sojo, sladkor in meso naj bi bili doseženi v letih 2008, 2010, 2012 in 2010.

Kmetijski viri imajo velik potencial za podporo energetskim potrebam (bioplin, biogorivo, biodizel), zaradi ohranjanja in okoljske trajnosti (kompost, bio-gnojilo, bio-urin) in za glavni namen varnosti hrane (preskrba s hrano) sama. Ker sta hrana in energija pomembna vprašanja v svetovnem merilu, je treba za doseganje teh ciljev pospešiti tudi razvoj kmetijstva ob ohranjanju okoljskih razmer.

Kmetijski viri, sestavljeni iz hrane (pridelek) kmetijski in živalski odpadki se lahko uporabljajo za različne namene. Kmetijske odpadke in živalski gnoj lahko predelamo v organska gnojila ali kompost, kar je zelo koristno za izboljšanje plodnost tal in ohranjanje razpoložljivosti vode za rastline, ker organske snovi povečajo sposobnost zadrževanja vode prst (sposobnost zadrževanja vode v tleh). Tudi živalski odpadki se lahko razvijejo za proizvodnjo bioplina, ki je alternativna energija.

Pri predvidevanju negativnih vplivov na rastline kot hrano in kot vire energije / materiale je mogoče storiti več stvari.

  1. Treba je jasno določiti, katere vrste biogoriv imajo prednost. Pri proizvodnji biogoriv na osnovi bioprocesov morajo biti surovine neživilske sestavine, kot je celulozni material (ostanki žag, slama, riževa stebla in podobno). V proizvodnem procesu se uporablja fermentacijska tehnologija z uporabo vrhunskih vrst mikroorganizmov. Izdelek z biogorivi mora imeti visoko vsebnost energije, na primer butanol. Pri proizvodnji biogoriv, ​​ki ne temeljijo na bioprocesu, je privlačen tudi biodizel iz ricinusovega olja.
  2. Potrebujete analizo med biogorivo s biotska raznovrstnost za preprečevanje okoljske škode kerusakan
  3. Vlada mora okrepiti zaščito nacionalnega kmetijstva.
  4. Poleg tega biogorivomora vlada razviti tudi alternativno proizvodnjo energije, kot sta sončna energija in geotermalna.

Bibliografija

  • Fitzherbert, E. B., M. J. Struebig, A. Morel, FDanielsen, C. A. Bruhl, P. F. Donald in B. Phalan. 2008. Kako bo širjenje oljne palme vplivalo na biotsko raznovrstnost? Journal of Trends in Ecology and Evolution.
  • Kardono "Tehnološki načrt tehnologije atmosferskega inženiringa (globalno segrevanje) 2007-2014" Koordinacijski sestanek BPPT 2008.
  • Mulyani, A. Dan I. Zvar. 2008. Potencial kopenskih virov in optimizacija razvoja bioenergijskega blaga v Indoneziji. Časopis za kmetijske raziskave in razvoj.
  • Rayes, M. L., 2007. Metoda popisa zemljiških virov, založnik Andi Yogyakarta.
  • Unggul, Priyanto (BPPT tehnologija za razvoj energetskih virov), "Alternativna biogoriva za nadomestna goriva za izboljšanje nacionalne odpornosti na oskrbo z energijo".
  • Unggul, Priyanto, „Energetski načrt za tehnologijo goriv 2007–2014“ Koordinacijski sestanek BPPT 2008.