Презентация на тему Инновационная технология производства биоэтанола из целлюлозосодежащих продуктов

всем мире растёт интерес к различным видам жидкого биотоплива,

получаемого из биомассы. Наблюдающийся в последнее время подъём мировых цен на нефть, озабоченность вопросами энергетической безопасности, а также изменением климата вследствие выбросов парниковых газов, - всё это подталкивает как промышленно развитые, так и развивающиеся страны к поиску способов коммерческого использования биотоплива.
На сегодняшний день большая часть биоэтанола является биотопливом первого поколения и производится из зерновых культур (кукурузы, пшеницы, ячменя), а также культур с большим содержанием сахара (сахарного тростника, маниока, картофеля, сахарной свеклы).Дороговизна сырья сдерживает развитие производства биоэтанола.
Биоэтанол второго поколения отличается тем, что его можно производить из непищевого сырья, в том числе в больших количествах из целлюлозы. Сырьём могут быть различные отходы сельского и лесного хозяйства: пшеничная солома, рисовая солома, багасса сахарного тростника, древесные опилки – т.е. практически люой вид цеелюлозы . Однако производство этанола из целлюлозы пока экономически не рентабельно.

2005-2014 гг»
БИОЭТАНОЛ: ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ
Технологические и экономические сложности
В настоящее время

основные усилия по поиску возможностей для переработки целлюлозы в сырье для биоэтанола направлено на методы энзиматического гидролиза, которые обладают рядом недостатков (необходимость специальной и дорогой подготовки сырья, медленный процесс гидролиза, высокая цена энзимов, необходимость специфического вида энзимов для каждого вида сырья).В эти разработки вложены огромные средства и время, но результата они пока не дают.
В тоже время давно известен дешевый, простой и надежный метод слабокислотного гидролиза целлюлозы. На основе этого метода работали все заводы по производству спиртов из целлюлозы в Советском Союзе. Метод прост с точки зрения химической технологии и необходимого оборудования.
Недостатком этого метода является неконтролируемый процесс разложения целевых продуктов – сахаров с образованием фурфурола и его производных в процессе производства. Данный процесс приводит к уменьшению выхода сахаров, а также существенно снижает качество водных растворов сахаров, понижая в свою очередь объем производимого этанола. Из-за этих проблем процесс считался неэффективным для современного производства.

слабокислотного гидролиза для производства биоэтанола второго поколения.
В процессе исследовательской

работы был разработан новый способ кислотного гидролиза целлюлозосодержащих материалов,в котором отсутствуют все недостатки предыдущего метода. Новая технология позволяет осуществить защиту моносахаридов от воздействия высоких температур и давления. Защита моносахаридов происходит за счет использования в процессе специальных протекторов. При этом сохранена простота химической технологии.
Новый способ позволяет осуществить гидролиз практически всех типов целлюлозосодержащих материалов: отходы деревообрабатывающей промышленности и другие целлюлозосодержащие отходы: солома; багасса; осадочный ил очистных сооружений, и т.п.

ТЕХНОЛОГИЯ

Инновационный подход к методу кислотного гидролиза

давлении 15-20 атм. в присутствии химических соединений – протекторов,

защищающих моносахариды от воздействия высоких температур и давления.
Протекторы разрушают водородные связи между макромолекулами целлюлозы и образовывают за счет водородных связей комплексы с моносахаридами. Эти комплексы не подвержены воздействию высоких температур и давлению, и в тоже время очень легко разрушаются с выделением сахаров.
Протекторы представляют собой низкокипящие жидкости, которые отделяются от раствора сахаров простой дистилляцией и возвращаются в производство (оборотный процесс).
Структура макромолекул (кристаллическая или аморфная) полисахарида (целлюлозы), а также влажность не играют в данном случае существенной роли, в отличие от гидролиза целлюлозы под действием энзимов.
Протектор, используемый в новом способе гидролиза - это жидкость, которая крупномасштабно производится химической промышленностью.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Слабокислотный гидролиз с использованием протекторов®

было выявлено образование около 260 литров биоэтанола и 300

килограммов лигнина из одной тонны сырья.
Лигнин в настоящее время также активно используется для производства древесных пеллет. Одной тонны лигнина примерно достаточно для производства одной тонны пеллет.
При использовании «протектора» энергетика нужна только на поддержание необходимой температуры. Давление, необходимое для процесса, создает при нагреве сам «протектор».
Ценными сопутствующими продуктами, получаемыми в данном процессе, являются также олигомерные сахара, на основе которых возможно получение ценных пребиотиков, которые с успехом могут заменить антибиотики, используемые в животноводстве.
Новая технология позволит полностью перейти на производство биоэтанола из целлюлозы, и резко сократит себестоимость производства. В себестоимости производства биоэтанола 60-70% занимает стоимость сырья. При переходе от использования зерна (280-320$/тн) на опилки или солому себестоимость производства может быть уменьшена в разы.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Результаты использование технологии

* По данным агенства ICIS Pricing (Ethanol Fule Europe) на 6 июля 2011 года