1,696 matches
-
din procesele de conversie a biomasei utilizează două sau trei tehnologii sau se pot combina. După ce fermentația este completă, etanolul produs este distilat la necesitățile cerute de utilizarea sa. In vederea fermentației biomasa este pregătită prin diverse procese: pretratare, extracție, hidroliză sau gazeificare. 6.1. PREGĂTIREA BIOMASEI LIGNOCELULOZICE 6.1.1. PRETRATAREA Biomasa celulozică trebuie să fie foarte bine pregătită pentru a rezulta zaharuri fermentescibile pentru obținerea etanolului. Celuloza și hemiceluloza sunt carbohidrați care pot fi scindați prin hidroliza cu enzime
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
pretratare, extracție, hidroliză sau gazeificare. 6.1. PREGĂTIREA BIOMASEI LIGNOCELULOZICE 6.1.1. PRETRATAREA Biomasa celulozică trebuie să fie foarte bine pregătită pentru a rezulta zaharuri fermentescibile pentru obținerea etanolului. Celuloza și hemiceluloza sunt carbohidrați care pot fi scindați prin hidroliza cu enzime, acizi sau alți compuși la zaharuri simple. Lignina nu poate fi transformată economic în etanol, dar poate fi folosită drept combustibil pentru boilere, generatoare și în sintezele chimice pentru a obține o varietate de produși, incluzînd fenoli, cicluri
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
abur. Pretratamentele chimice includ prelucrarea cu acizi diluați, compuși alcalini, solvenți organici, amoniac, dioxid de sulf, dioxid de carbon etc. Pretratamentele biologice au fost testate în principal la solubilizarea ligninei, dar și pentru a se crea condiții favorabile proceselor de hidroliză și fermentație. Marea varietate a procedeelor de pretratare se justifică prin prezența numeroșilor compuși în structura biomasei. Într-o serie de procedee celuloza, hemiceluloza și lignina sunt separate în două fracțiuni: o fracție lichidă bogată în hemiceluloză și una solidă
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
o parte din hemiceluloze, dar acestea suferă și o degradare alcalină. Reziduul lichid rezultat în urma acestui tratament pune probleme severe de eliminare sau recuperare de reactivi, în timp ce reziduul solid trebuie spălat și neutralizat. Materialul vegetal astfel prelucrat se pretează la hidroliza enzimatică, datorită atît activării hemicelulozei și ligninei cît și efectului de gonflare cu sodă a fibrelor celulozice, care le face mai accesibile apei și agenților de hidroliză. Pretratarea acidă este metoda principală folosită în scopul valorificării celulozei pentru obținerea de
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
reziduul solid trebuie spălat și neutralizat. Materialul vegetal astfel prelucrat se pretează la hidroliza enzimatică, datorită atît activării hemicelulozei și ligninei cît și efectului de gonflare cu sodă a fibrelor celulozice, care le face mai accesibile apei și agenților de hidroliză. Pretratarea acidă este metoda principală folosită în scopul valorificării celulozei pentru obținerea de etanol și se bazează pe diferența de rezistență la hidroliza acidă dintre hemiceluloză și celuloză. Pentru hidroliză se utilizează în general H2SO4 în concentrație 1÷3%. Temperatura
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
efectului de gonflare cu sodă a fibrelor celulozice, care le face mai accesibile apei și agenților de hidroliză. Pretratarea acidă este metoda principală folosită în scopul valorificării celulozei pentru obținerea de etanol și se bazează pe diferența de rezistență la hidroliza acidă dintre hemiceluloză și celuloză. Pentru hidroliză se utilizează în general H2SO4 în concentrație 1÷3%. Temperatura și durata tratamentului diferă în funcție de tehnologia utilizată: fie la 200°C timp de 10 secunde (reactor “plug-flow”) fie la 120÷130°C timp
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
celulozice, care le face mai accesibile apei și agenților de hidroliză. Pretratarea acidă este metoda principală folosită în scopul valorificării celulozei pentru obținerea de etanol și se bazează pe diferența de rezistență la hidroliza acidă dintre hemiceluloză și celuloză. Pentru hidroliză se utilizează în general H2SO4 în concentrație 1÷3%. Temperatura și durata tratamentului diferă în funcție de tehnologia utilizată: fie la 200°C timp de 10 secunde (reactor “plug-flow”) fie la 120÷130°C timp de 30 minute (reactor cu percolare). La
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
tehnologia utilizată: fie la 200°C timp de 10 secunde (reactor “plug-flow”) fie la 120÷130°C timp de 30 minute (reactor cu percolare). La sfîrșitul tratamentului, efluentul lichid conține glucide (în special cu cinci atomi de carbon) provenite din hidroliza hemicelulozelor. Reziduul solid conține partea celulozică și ligninele. Zaharurile sunt instabile în mediul acid, la cald și se pot degrada în compuși aldehidici de tipul furfurolului. Acești produși de degradare inhibă fermentația și de aceea alegerea condițiilor de lucru este
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
instabile în mediul acid, la cald și se pot degrada în compuși aldehidici de tipul furfurolului. Acești produși de degradare inhibă fermentația și de aceea alegerea condițiilor de lucru este un compromis vizînd, pe de o parte, o viteză de hidroliză a hemicelulozelor crescută, iar pe de altă parte formarea de produși compatibili cu procesul de fermentație a glucidelor produse. Pretratarea cu vapori este o hidroliză rapidă (“steam explosion”) cînd fibra vegetală este adusă la temperatură înaltă (180÷2000C) prin injecție
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
alegerea condițiilor de lucru este un compromis vizînd, pe de o parte, o viteză de hidroliză a hemicelulozelor crescută, iar pe de altă parte formarea de produși compatibili cu procesul de fermentație a glucidelor produse. Pretratarea cu vapori este o hidroliză rapidă (“steam explosion”) cînd fibra vegetală este adusă la temperatură înaltă (180÷2000C) prin injecție de vapori sub presiune pentru un timp foarte scurt. Urmează o depresurizare a reactorului la presiune atmosferică într-o „explozie de abur”. In urma tratamentului
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
Urmează o depresurizare a reactorului la presiune atmosferică într-o „explozie de abur”. In urma tratamentului se constată o destructurare intensă a materialului datorită eliberării de produși simpli. Rezultă o creștere importantă a suprafețelor accesibile reactanților ceea ce conduce la ameliorarea hidrolizei enzimatice. Metodele de pretratament cu mediu apos sau abur pot folosi catalize acide sau bazice, urmărind să minimizeze folosirea acizilor sau a altor reactivi. Texas A&M utilizează amoniac pentru a ușura hidroliza. Prelucrînd biomasa cu ajutorul apei fierbinți și/sau
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
suprafețelor accesibile reactanților ceea ce conduce la ameliorarea hidrolizei enzimatice. Metodele de pretratament cu mediu apos sau abur pot folosi catalize acide sau bazice, urmărind să minimizeze folosirea acizilor sau a altor reactivi. Texas A&M utilizează amoniac pentru a ușura hidroliza. Prelucrînd biomasa cu ajutorul apei fierbinți și/sau aburului la temperaturi și presiuni ridicate se scurtează durata proceselor. Scopul acestor prelucrări este reducerea costurilor de macerare, mărirea gradului de recuperare a zaharurilor și inhibarea minimă a fermentației. Metodele cu apă/abur
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
la temperaturi și presiuni ridicate se scurtează durata proceselor. Scopul acestor prelucrări este reducerea costurilor de macerare, mărirea gradului de recuperare a zaharurilor și inhibarea minimă a fermentației. Metodele cu apă/abur și acid diluat sunt considerate pretratamente ce preced hidroliza enzimatică. Acest tip de pretratare a fost promovat de societățile canadiene Iotech și Stacke și a fost studiat de numeroase firme și instituții: Forintek (Canada), ASCAF (Franța), Universitatea din Lund (Suedia). 6.1.2. EXTRACȚIA SUBSTANȚELOR CONȚINUTE ÎN BIOMASĂ Substanțele
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
mai frecvent acetatul de etil. Substanțele anorganice fiind solubile în apă sunt îndepărtate încă din prima fază. Produsul solid rezultat care este separat de substanțele de extracție, este o „biomasă rafinată” potrivită pentru conversia în etanol. 6.1.3. HIDROLIZA Hidroliza cu acid concentrat urmată de diluție cu apă la temperaturi medii conduce la dizolvarea și hidroliza celulozei și permite conversia rapidă și completă la glucoză, cu degradare minimă. Metoda este cunoscută încă din perioada interbelică cînd, în Germania, folosind acid
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
fază. Produsul solid rezultat care este separat de substanțele de extracție, este o „biomasă rafinată” potrivită pentru conversia în etanol. 6.1.3. HIDROLIZA Hidroliza cu acid concentrat urmată de diluție cu apă la temperaturi medii conduce la dizolvarea și hidroliza celulozei și permite conversia rapidă și completă la glucoză, cu degradare minimă. Metoda este cunoscută încă din perioada interbelică cînd, în Germania, folosind acid clorhidric se obțineau zaharuri la scară comercială (procedeul Bergius). În laboratoarele Peoria din Ilinois, Statele Unite se
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
produși secundari Arkenol recuperează acid citric și silice amorfă, iar Masada gips și CO2. Procesul cu acid concentrat folosește acid sulfuric de concentrație 70% și o temperatură de 35÷40°C timp de 2÷6 ore într-un reactor de hidroliză. Principalul avantaj al procesului cu acid concentrat este potențialul de recuperare a zaharurilor, care este de aproximativ 90%. Acidul și zahărul sunt separate cu rășini schimbătoare de ioni, iar fracția cu acidul este reconcentrată prin evaporări multiple. Temperaturile și presiunile
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
de recuperare a zaharurilor, care este de aproximativ 90%. Acidul și zahărul sunt separate cu rășini schimbătoare de ioni, iar fracția cu acidul este reconcentrată prin evaporări multiple. Temperaturile și presiunile mici utilizate, permit costuri scăzute ale reactoarelor și instalațiilor. Hidroliza cu acid diluat este tehnologia cea mai veche prin care se convertește biomasa, fiind utilizată în Germania încă din 1898. Ulterior a fost perfecționată în SUA la laboratoarele USDA Forest Products și TVA. In procesele de hidroliză cu acid diluat
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
reactoarelor și instalațiilor. Hidroliza cu acid diluat este tehnologia cea mai veche prin care se convertește biomasa, fiind utilizată în Germania încă din 1898. Ulterior a fost perfecționată în SUA la laboratoarele USDA Forest Products și TVA. In procesele de hidroliză cu acid diluat se operează cu soluție de aproximativ 1% acid sulfuric într-un reactor cu percolare, cu funcționare continuă, în contracurent, la o temperatură de aproximativ 240°C și timp de staționare de 6÷10 secunde. Conversia zaharurilor prin
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
carbon. Ambele soluții hidrolizate sunt apoi fermentate în alcool. Varul este folosit pentru a neutraliza acidul neconsumat care este convertit în gips comercial sau ca îngrășămînt în agricultură. Unele tehnologii folosesc în procesul macerării substanțe sulfitice pentru ca etapa de hidroliză cu acid diluat să se desfășoare mult mai ușor. Folosirea acidului azotic la hidroliză, în locul acidului sulfuric, prezintă o serie de avantaje economice cum ar fi acțiunea corosivă redusă asupra utilajelor din oțel și costurile mai scăzute ale acestuia. Hidroliza
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
neutraliza acidul neconsumat care este convertit în gips comercial sau ca îngrășămînt în agricultură. Unele tehnologii folosesc în procesul macerării substanțe sulfitice pentru ca etapa de hidroliză cu acid diluat să se desfășoare mult mai ușor. Folosirea acidului azotic la hidroliză, în locul acidului sulfuric, prezintă o serie de avantaje economice cum ar fi acțiunea corosivă redusă asupra utilajelor din oțel și costurile mai scăzute ale acestuia. Hidroliza combinată cu fermentația reprezintă metoda cea mai agreată de majoritatea producătorilor. În faza de
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
hidroliză cu acid diluat să se desfășoare mult mai ușor. Folosirea acidului azotic la hidroliză, în locul acidului sulfuric, prezintă o serie de avantaje economice cum ar fi acțiunea corosivă redusă asupra utilajelor din oțel și costurile mai scăzute ale acestuia. Hidroliza combinată cu fermentația reprezintă metoda cea mai agreată de majoritatea producătorilor. În faza de fermentație zaharurile sunt convertite prin intermediul drojdiilor în etanol. Procesul poate urma după hidroliză sau poate fi combinat cu hidroliza enzimatică. Procesele biologice față de cele chimice oferă
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
acțiunea corosivă redusă asupra utilajelor din oțel și costurile mai scăzute ale acestuia. Hidroliza combinată cu fermentația reprezintă metoda cea mai agreată de majoritatea producătorilor. În faza de fermentație zaharurile sunt convertite prin intermediul drojdiilor în etanol. Procesul poate urma după hidroliză sau poate fi combinat cu hidroliza enzimatică. Procesele biologice față de cele chimice oferă mai multe posibilități cu efecte largi în producție, iar integrarea a două sau mai multe faze duce la creșterea conversiei și economisirea de capital. Două procedee oferă
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
oțel și costurile mai scăzute ale acestuia. Hidroliza combinată cu fermentația reprezintă metoda cea mai agreată de majoritatea producătorilor. În faza de fermentație zaharurile sunt convertite prin intermediul drojdiilor în etanol. Procesul poate urma după hidroliză sau poate fi combinat cu hidroliza enzimatică. Procesele biologice față de cele chimice oferă mai multe posibilități cu efecte largi în producție, iar integrarea a două sau mai multe faze duce la creșterea conversiei și economisirea de capital. Două procedee oferă avantaje cantitative și calitative pentru produsele
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
mai multe posibilități cu efecte largi în producție, iar integrarea a două sau mai multe faze duce la creșterea conversiei și economisirea de capital. Două procedee oferă avantaje cantitative și calitative pentru produsele obținute din biomasă în raport cu cele din petrol: hidroliza enzimatică și conversia microbiană directă. Interesul pentru hidroliza enzimatică a celulozei datează din timpul celui de al doilea război mondial, cînd s-a constatat că hainele din bumbac erau distruse de o enzimă, produsă de fungi din specia Trichoderma reesei
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
iar integrarea a două sau mai multe faze duce la creșterea conversiei și economisirea de capital. Două procedee oferă avantaje cantitative și calitative pentru produsele obținute din biomasă în raport cu cele din petrol: hidroliza enzimatică și conversia microbiană directă. Interesul pentru hidroliza enzimatică a celulozei datează din timpul celui de al doilea război mondial, cînd s-a constatat că hainele din bumbac erau distruse de o enzimă, produsă de fungi din specia Trichoderma reesei. Enzimele cu aceste proprietăți au primit ulterior numele
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]