Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Produkcja bioetanolu wyka lukasz

Kamapania Biokomponenty a Środowisko

  • Login to see the comments

Produkcja bioetanolu wyka lukasz

  1. 1. Produkcja bioetanolu część II mgr inż. Łukasz Wyka, Uniwersytet Adama Mickiewicza w Poznaniu, Instytut Geoekologii i Geoinformacji Klub Młodego Naukowca, 03.06.2011 r. K M N
  2. 2. Czym jest bioetanol BIOETANOL to biopaliwo , czyli biologiczne źródło energii odnawialnej wykorzystujące energię biomasy. Bioetanol (etanol wykorzystywany do celów energetycznych) nie jest niczym nowym. Pierwszy silnik spalinowy (1872 r.) wykorzystywał 90-95% spirytus! Samochody z silnikami przystosowanymi do spalania bioetanolu były produkowane głównie w Brazylii od początku lat 70. XX w.
  3. 3. BIOetanol? Kiedy alkohol etylowy można uznać za bioetanol? Po co „ bio ” przedrostek?
  4. 4. Tradycyjna produkcja bioetanolu płynny surowiec rolniczy zwierający cukry pszenica burak mielenie, rozpuszczanie ekstrakcja, zagęszczanie, krystalizacja kukurydza ziemniaki żyto fermentacja etanolowa DROŻDZE
  5. 5. To jeszcze nie paliwo Bioetanol W wyniku fermentacji powstaje alkohol etylowy, ale jego zawartość w roztworze nie przekracza 10-15% (w zależności od jakości mikroorganizmów rozkładających cukry). Pozostałe produkty w brzeczce to kwasy organiczne, nierozłożone cukry, barwniki, pozostałości substratów i same nagromadzone mikroorganizmy. Taki produkt nie może być paliwem. Glukoza 2 Etanol + 2 CO 2
  6. 6. Surowce celulozowe cenny substrat do produkcji bioetanolu Słoma Drewno Wytłoki trzciny cukrowej Każde źródło, zarówno cukrów prostych jak i złożonych, nie pozwala na wytworzenie bardziej stężonych roztworów etanolu
  7. 7. BIOETANOL fermentacja etanolowa destylacja suszenie BIOETANOL
  8. 8. Po co tak rozbudowany proces <ul><li>Etanol przy stężeniu 40% pali się z łatwością. Ale w komorach zamkniętych proces ten przebiega w sposób niebezpieczny. Stąd nawet niewielki dodatek wody sprawia, że roztwór taki powodowałby niszczenie silnika. Dlatego należy pozbyć się wody i do wartości poniżej 1%. </li></ul>Nie jest to takie proste, bo powyżej 95% etanol tworzy mieszaninę azeotropową, tzn. ilość parującej wody jest taka sama jak ilość parującego alkoholu.
  9. 9. Metody odzysku alkoholu <ul><li>Destylacja pod zwiększonym ciśnieniem (okazuje się, że pod ciśnieniem większym od 3atm etanol nie tworzy azeotropu z wodą) </li></ul><ul><li>Destylacja azeotropowa (najczęściej stosowana, najdroższa) </li></ul><ul><li>Perwaporacja (coraz częściej stosowana, znacznie tańsza) </li></ul><ul><li>Destylacja membranowa (praktycznie nieużywana, mało poznana) </li></ul>
  10. 10. Destylacja azeotropowa Destylacja azeotropowa. Polega ona na dodaniu do alkoholu pewnej ilości, np. benzenu. Tworzy się wtedy potrójny azeotrop woda-etanol-benzen wrzący w temp. 69 o C. Oddestylowuje on jako pierwszy, usuwając z mieszaniny wodę. Następnie wrze azeotrop etanol - benzen w temp. 72 o C (usunięciu ulega benzen) i wreszcie bezwodny etanol w 78,3 o C.
  11. 11. Destylacja azeotropowa cd. Schemat odwadniania etanolu metodą destylacji azeotropowej z użyciem benzenu, jako czynnika rozdzielającego E – etanol, B – benzen, W – woda 1 2 3
  12. 12. Perwaporacja Perwaporacja jest to techniką, stosującą membrany polimerowe, jako selektywne separatory i służąca ogólnie do rozdziału mieszanin ciekłych, np. do odwadniania cieczy organicznych, szczególnie tych tworzących z wodą azeotropy. Należy podkreślić, że proces odwadniania przebiega bez udziału dodatkowych składników. Mieszaninę po przeprowadzeniu fermentacji kieruję się na instalacje odzysku alkoholu. Roztwór pofermentacyjny zawierający 6-8 % etanolu poddawany jest wstępnie destylacji na kolumnie odpędowej i rektyfikacyjnej, a produktem jest mieszanina o zawartości 90-95 % etanolu. Mieszanina ta transportowana jest następnie do instalacji membranowej, gdzie ulega końcowemu odwodnieniu, zwykle do stężenia powyżej 99,8% etanolu.
  13. 13. Perwaporacja cd. Siłą napędową procesu jest różnica ciśnień, co uzyskuje się poprzez zastosowanie pomp próżniowych
  14. 14. Destylacja membranowa Destylacja membranowa (MD) jest procesem, w którym następuje odparowanie składników roztworu zasilającego przez porowatą membranę hydrofobową, za którą ma miejsce kondensacja wydzielonych składników. Membrana to półprzepuszczalna bariera rozdzielająca dwie fazy ciekłe lub gazowe, a transport cząsteczek przez nią zachodzi dzięki zastosowaniu odpowiedniej siły napędowej, którą może być różnica temperatur.
  15. 15. Proces połączony + Moduł destylacji membranowej bioreaktor Siłą napędową procesu MD jest różnica ciśnień, wynikająca z różnicy temperatury i składu roztworów przymembranowych.
  16. 16. Produkcja – świat, Polska
  17. 17. Wydajność produkcji bioetanolu
  18. 18. Zalety stosowania bioetanolu <ul><li>zmniejszenie importu i zużycia paliw kopalnych; </li></ul><ul><li>biodegradowalność, </li></ul><ul><li>poprawę wydajności pojazdów; </li></ul><ul><li>rozwój rynku produktów rolnych </li></ul><ul><li>znaczne obniżenie emisji CO, NOx i WWA (tylko przy spalaniu) do atmosfery; </li></ul><ul><li>bioetanol ma wyższą liczbę oktanową (108) od benzyny (95) – lepsze spalanie dla silnika; </li></ul><ul><li>bioetanol ma szersze granice palności, większe prędkości płomienia oraz wyższe ciepło parowania, co sprawia ze silnik uzyskuje większą moc; </li></ul><ul><li>produkcja bioetanolu to sposób na zagospodarowanie odpadów miejskich i przemysłowych; </li></ul>
  19. 19. Samochody zasilane bioetanolem
  20. 20. Wady stosowania bioetanolu <ul><li>bioetanol ma niższą gęstość energetyczną niż benzyna, posiada niskie jasności płomienia, niższe ciśnienie pary; </li></ul><ul><li>sam w sobie jest toksyczny dla ekosystemów; </li></ul><ul><li>przyczynia się do zwiększenia korozji silnika </li></ul><ul><li>w przypadku mieszaniny bioetanolu z benzyną zaobserwowano wzrost emisji aldehydu octowego i wzrost ciśnienia i emisji par </li></ul><ul><li>bioetanol łatwo chłonie wodę – jest higroskopijny, co powoduje problemy z magazynowaniem i przewożeniem. </li></ul>
  21. 21. <ul><li>w rzeczywistości jedynie bioetanol lignocelulozowy zmniejsza emisję gazów cieplarnianych, </li></ul><ul><li>przy produkcji biopaliw emitowane są WWA, </li></ul><ul><li>korzystanie z gruntów rolnych prowadzi do wzrostu cen podstawowych artykułów żywnościowych, </li></ul><ul><li>produkcja biomasy przeznaczonej do produkcji biopaliw powoduje konkurencję o źródła i dostawy wody, </li></ul><ul><li>uprawa roślin na cele bioenergetyczne zmniejsza bioróżnorodność biologiczną i prowadzi do powstania gatunków endemicznych na określonych terenach. </li></ul><ul><li>Mogą pojawić się problemy społeczne </li></ul>
  22. 22. Z ostatniej chwili
  23. 23. Papier i alkohol z papieru z papieru Znajdź różnice
  24. 24. Dobry bioetanol?
  25. 25. Dziękuję za uwagę

×