101 matches
-
două trepte. Enzimele de lichefiere se introduc la fierbere pentru a favoriza procesul de gelifiere, iar cele de zaharificare în zaharificator. La nivelul materiei prime în timpul fierberii atît sub presiune cît și fără presiune au loc și alte transformări. Astfel, hemicelulozele, care formează pereții celulari, sunt parțial hidrolizate la hexoze și pentoze. Proteinele sunt coagulate și parțial hidrolizate la fracțiuni proteice și o cantitate redusă de aminoacizi. Aminoacizii pot reacționa cu zaharurile simple rezultînd melanoidine, iar zaharurile simple pot condensa cu
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
din sfeclă și de condițiile de prelucrare, conține 3% pînă la 10% betaină. Separarea betainei se face pe schimbători de ioni, pe baza comportării ei de cation, concomitent cu acidul pirolidoncarboxilic care se comportă ca anion. Substanțele neazotoase cuprind: pectine, hemiceluloze și produsele lor de hidroliză (arabinoză și galactoză) și săruri ale acizilor organici. Dintre vitamine s-au găsit în melasa din sfeclă de zahăr, biotină, riboflavină, acidul pantotenic și inozitol. Conținutul melasei în vitamine prezintă o mare importanță la fabricarea
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
și cea eoliană la un loc. Biomasa este un termen complex, descriptiv, în general definit ca material produs prin fotosinteză, reprezentat de materiale vegetale agricole, industriale, resturi menajere și deșeuri. In esență, biomasa este reprezentată de trei fracțiuni importante: celuloza, hemiceluloza și lignina, la care se adaugă cantități variate de alți produși, cum ar fi rășini, fenoli, alcooli, grăsimi etc. Deșeurile de la prelucrarea lemnului (crengi, scoarță de copac, cioate, rumeguș) precum și cele agricole (paie, tulpini, coceni, coji de semințe etc.) reprezintă
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
hîrtie reciclată, leșiile bisulfitice de la fabricarea celulozei și hîrtiei, apele menajere etc. Avantajele importante ale deșeurilor de celuloză sunt abundența lor și costul foarte mic. Folosirea biomasei pentru obținerea alcoolului impune o hidroliză a celulozei pînă la glucoză și a hemicelulozelor la xiloză, utilizarea ulterioară a acestora în procesele de fermentație și separarea etanolului prin distilare. Principalele componente ale biomasei lignocelulzice sunt: celuloza, lignina și hemiceluloza. Celuloza este materialul din care sunt construiți pereții celulelor vegetale. Ea este intim amestecată cu
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
Folosirea biomasei pentru obținerea alcoolului impune o hidroliză a celulozei pînă la glucoză și a hemicelulozelor la xiloză, utilizarea ulterioară a acestora în procesele de fermentație și separarea etanolului prin distilare. Principalele componente ale biomasei lignocelulzice sunt: celuloza, lignina și hemiceluloza. Celuloza este materialul din care sunt construiți pereții celulelor vegetale. Ea este intim amestecată cu cantități variabile de materii străine (incruste): polizaharide, lignină, grăsimi, rășini și substanțe minerale. Celuloza se formează în plante prin mecanisme enzimatice în timpul procesului de fotosinteză
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
In asemenea condiții apar legături de hidrogen între polizaharide la interfața matricei și între componentele acesteia. Legăturile menționate între hidrații de carbon și lignină conferă peretelui celular o structură de material compozit, relativ stabilă la acțiunea agenților fizico-chimici și biologici. Hemiceluloza este un amestec complex de pentozani (xilani, arabani), hexozani (manani, metil-pentozani), pectine și gume vegetale și se găsește în țesuturile plantei asociată cu celuloza și lignina. La lemnele de esență tare și plantele ierboase, hemiceluloza este compusă în principal din
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
acțiunea agenților fizico-chimici și biologici. Hemiceluloza este un amestec complex de pentozani (xilani, arabani), hexozani (manani, metil-pentozani), pectine și gume vegetale și se găsește în țesuturile plantei asociată cu celuloza și lignina. La lemnele de esență tare și plantele ierboase, hemiceluloza este compusă în principal din zaharuri cu cinci atomi de carbon, mai ales xiloza. La cele de esență moale hemicelulozele sunt compuse din cîteva zaharuri cu șase atomi de carbon, în principal manoze, glucoze și mici cantități de galactoză, pe
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
vegetale și se găsește în țesuturile plantei asociată cu celuloza și lignina. La lemnele de esență tare și plantele ierboase, hemiceluloza este compusă în principal din zaharuri cu cinci atomi de carbon, mai ales xiloza. La cele de esență moale hemicelulozele sunt compuse din cîteva zaharuri cu șase atomi de carbon, în principal manoze, glucoze și mici cantități de galactoză, pe lîngă zaharurile de cinci atomi de carbon. Hemicelulozele se pot îndepărta din țesutul vegetal prin extracție cu soluții alcaline sau
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
cinci atomi de carbon, mai ales xiloza. La cele de esență moale hemicelulozele sunt compuse din cîteva zaharuri cu șase atomi de carbon, în principal manoze, glucoze și mici cantități de galactoză, pe lîngă zaharurile de cinci atomi de carbon. Hemicelulozele se pot îndepărta din țesutul vegetal prin extracție cu soluții alcaline sau mai rar cu apă. Hemicelulozele existente în peretele celular intact diferă de cele izolate deoarece procesul de delignificare reduce lungimea lanțului polizaharidic. Mai mult, extracția alcalină determină saponificarea
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
zaharuri cu șase atomi de carbon, în principal manoze, glucoze și mici cantități de galactoză, pe lîngă zaharurile de cinci atomi de carbon. Hemicelulozele se pot îndepărta din țesutul vegetal prin extracție cu soluții alcaline sau mai rar cu apă. Hemicelulozele existente în peretele celular intact diferă de cele izolate deoarece procesul de delignificare reduce lungimea lanțului polizaharidic. Mai mult, extracția alcalină determină saponificarea legăturilor esterice cu efect dramatic asupra solubilității. De aceea, în prezent, se urmărește dezvoltarea unor procedee de
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
lungimea lanțului polizaharidic. Mai mult, extracția alcalină determină saponificarea legăturilor esterice cu efect dramatic asupra solubilității. De aceea, în prezent, se urmărește dezvoltarea unor procedee de fracționare a materialelor celoligninice care să permită obținerea celor trei componente principale (celuloza, lignina, hemiceluloza) într-o serie mai puțin modificată. Alături de aceste componente, în masa celulozică se găsește o largă varietate de substanțe chimice ce pot fi extrase din lemn, utilizînd solvenți polari sau nepolari: terpene, uleiuri, ceruri, fenoli, alcooli, steroli, acizi grași și
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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, 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
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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, care conține celuloză și lignină. In tehnologiile care folosesc delignificarea, curentul lichid conține lignină și hemis, iar cel solid conține celuloză și rest de
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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, care conține celuloză și lignină. In tehnologiile care folosesc delignificarea, curentul lichid conține lignină și hemis, iar cel solid conține celuloză și rest de hemis nesolubilizat. Combinarea pretratamentelor poate duce la separarea celor trei componente majore. Pretratarea
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
respectiv se adaugă 8÷12% NaOH (în raport cu substanța uscată a acestuia), apoi se menține timp de 30÷60 minute la o temperatură între 80÷1200C. În cursul pretratării o parte din lignine sunt solubilizate, la fel și 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
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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 etanol și se bazează pe
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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 de 30 minute
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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 un
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
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 de vapori
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
DE OBȚINERE A ETANOLULUI DIN BIOMASĂ 6.2.1. PROCESUL PURDUE Procedeul dezvoltat la Purdue University West Lafayette, SUA, are la origine creșterea activității celulazei Trichoderma reesei care are capacitatea de a hidroliza pînă la 95% din celuloză. Din biomasă, hemiceluloza este extrasă cu acid diluat rezultînd zaharuri cu cinci atomi de carbon (pentoze). Pentozele sunt apoi fermentate la etanol și butandiol. Cheia procesului Purdue este pretratamentul materialului lignocelulozic. În procesul Purdue se folosesc cantități mici de solvent care umflă, mărunțesc
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
ACOS are un număr mare de aspecte unice. Permite utilizarea unei mari varietăți de materii prime incluzînd lemne de esență tare, lemne de esență moale, reziduuri agricole și cerealiere care pot fi procesate în aceleași condiții. Procesul de hidroliză a hemicelulozei și celulozei este condus simultan fără degradări importante ale pentozelor, rezultînd soluții concentrate de zaharuri. Separarea xylitolului conduce la avantaje economice considerabile. 6.2.3. PROCEDEUL BCI BC International Corporation a fost fondată în 1992 cu originea în BIONOL Corp
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
microorganismele modificate genetic, din genul Zymomonas, utilizate la fermentația zaharurilor, atît pentru hexoze cît și pentru pentoze, cu randamente de conversie la alcool de peste 90%. Procedeul utilizează hidroliza în două etape cu acid sulfuric diluat cu eliberarea mai întîi a hemicelulozei și apoi a celulozei. Se lucrează la temperaturi și presiuni ridicate pentru scurtarea timpilor de hidroliză. După separarea hemicelulozei și celulozei acestea sunt supuse separat fermentației, deși se folosesc aceleași microorganisme. 6.2.4. PROCEDEUL ARKENOL Compania ARKENOL, în colaborare
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
de conversie la alcool de peste 90%. Procedeul utilizează hidroliza în două etape cu acid sulfuric diluat cu eliberarea mai întîi a hemicelulozei și apoi a celulozei. Se lucrează la temperaturi și presiuni ridicate pentru scurtarea timpilor de hidroliză. După separarea hemicelulozei și celulozei acestea sunt supuse separat fermentației, deși se folosesc aceleași microorganisme. 6.2.4. PROCEDEUL ARKENOL Compania ARKENOL, în colaborare cu Tennessee Valley Authority și Mississippi State University, a dezvoltat procedeul de hidroliză cu acid sulfuric concentrat în două
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
University, a dezvoltat procedeul de hidroliză cu acid sulfuric concentrat în două trepte. Materia primă este spălată și mărunțită, iar apoi este uscată și tratată cu soluție de acid sulfuric 25÷90%. Se produce “decristalizarea” biomasei lignocelulozice (separarea celulozei și hemicelulozei de lignină) cu formarea unei mase eterogene cu aspect de gel care include material solid. Acest gel este diluat cu acid și este încălzit la 80÷100°C, cînd are loc hidroliza parțială a celulozei și hemicelulozei conținute în materia
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]
-
separarea celulozei și hemicelulozei de lignină) cu formarea unei mase eterogene cu aspect de gel care include material solid. Acest gel este diluat cu acid și este încălzit la 80÷100°C, cînd are loc hidroliza parțială a celulozei și hemicelulozei conținute în materia brută. Se filtrează, precipitatul fiind trimis la a doua etapă de hidroliză, desfășurată în condiții asemănătoare cu prima. Materialul solid rezultat la filtrare conține în principal lignină. Filtratele se reunesc și se trimit la separarea acidului pe
Ob?inere. Carburant. B?uturi alcoolice by Eugen Horoba () [Corola-publishinghouse/Science/83660_a_84985]