Uobičajeni industrijski proces proizvodnje biodizela slijed je tehnoloških operacija koji započinje pripremom sirovina, nastavlja se procesom transesterifikacije, a završava odjeljivanjem faza i ...obradom reakcijskog produkta. Glavni je proizvod biodizel propisane kakvoće, dok se obrada faze koja sadrži glicerol i sol provodi radi dobivanja nusprodukata koji maksimalno doprinose ekonomičnosti cijelog postupka.
Ovim se procesom često bave istraživači vrlo različitih stručnih kvalifikacija bez odgovarajućeg inženjerskog obrazovanja, pa u literaturi prevladavaju kvalitativne analize. Nasuprot tom pristupu, u ovom se radu promoviraju kemijsko-inženjerski aspekti procesa proizvodnje biodizela. Takav pristup do sada nije dobivao adekvatnu pažnju unatoč ne kemijskoj, već eminentno kemijsko-inženjerskoj prirodi tog procesa. On će se elaborirati u tri nastavka. U ovom se obrazlaže prijeka potreba zamjene fosilnih goriva obnovljivim izvorima energije i u taj kontekst stavlja se i proizvodnja biodizela. Posebno se opisuju značajke industrijskih postupaka proizvodnje biodizela s naglaskom na fizikalno-kemijske karakteristike sustava homogeno katalizirane transesterifikacije. Prikazan je i sustavni pristup problemu uvećanja mjerila reakcijskog sustava.
Full text
Available for:
IZUM, KILJ, NUK, PILJ, PNG, SAZU, UL, UM, UPUK
Potreba za razvojem alternativnih goriva i biogoriva potencirana je potrebom smanjenja utjecaja globalnog zagrijavanja i klimatskih promjena na planet te ograničenim resursima sirove nafte i ...prirodnog plina. Zadnjih godina pojavljuje se niz različitih vrsta biogoriva i alternativnih goriva različitog porijekla. Biogoriva su ekološki prihvatljiva alternativna goriva proizvedena od životinjskih i biljnih sirovina, a u svrhu razvoja biogoriva koriste se otpadni materijali iz proizvodnje drva, otpadne sirovine životinjskog porijekla, otpadna jestiva ulja te sirovine biomasa poput biljke Miscanthusa X giganteus, kukuruza, zobena slama, pšenična slama, soja, ječam i dr. Razvoj novih vrsta goriva prati razvoj novih i učinkovitijih analitičkih postupaka za praćenje sastava i svojstava. Stoga se često pri analizi biogoriva i alternativnih goriva koriste spektroskopske i kromatografske metode, samostalno ili u kombinacijama s drugim ispitnim metodama. Prednosti ovih metoda su velika osjetljivost, selektivnost i preciznost.
Bioekonomija dolazi kao rezultat visegodisnjeg razvoja koncepta odrzivog i na znanju utemeljenog napretka. S jedne strane, prema njoj su vodili odgovorno promisljanje o proizvodnji i zastiti okolisa, ...a s druge strane, nepovratno crpljenje prirodnih, narocito fosilnih resursa uz istovremeni eksponencijalni rast svjetskog stanovnistva. Zemlje Europske unije na taj nacin potvrduju visoku svijest u promisljanju problema koji se javljaju u suvremenom svijetu, sto je iskazano i suglasnoscu koja je postignuta izmedu sudionika iz razlicitih sektora, javnog, privatnog i nevladinih organizacija. Teziste strategije bioekonomije stavljeno je na istrazivanja, inovacije, obuku sirokog spektra zainteresiranih za bioekonomiju, zatim na razvoj trzista i konkurentnosti, kao i na pojacan angazman svih zainteresiranih i snazniju koordinaciju u provedbi zacrtanih ciljeva. Danas je Europa predvodnik na svjetskoj razini na brojnim poljima bioznanosti, medutim, kako SAD, Kanada, Japan, Indija i Kina ubrzano razvijaju industrijske biotehnologije, ulaganje u istrazivanje i inovacije, prilagodba obrazovanja i obuka radne snage prema suvremenim potrebama, temeljni su preduvjeti za zadrzavanje prednosti u ovom podrucju. Buduci da ce Europa tijekom iducih desetljeca biti suocena s nestajanjem prirodnih resursa, ucincima klimatskih promjena i potrebom osiguravanja odrzive i sigurne opskrbe hranom i energijom, cilj kojemu se tezi je objedinjavanje, a gdje je moguce i zamjena procesa na temelju fosilnih sirovina s onima na bioosnovama. U tom novom pristupu vrlo cesto se javlja pojam biorafinerija, ciji je koncept, zapravo, analogan onome petrokemijskih rafinerijskih procesa, u kojima se proizvodi siroka paleta proizvoda i goriva iz fosilnih izvora. Vazno je i nacelo kaskadne uporabe koja se temelji na jednokratnoj ili visekratnoj uporabi materijala nakon koje slijedi koristenje za dobivanje energije izgaranjem na kraju zivotnog ciklusa, uzimajuci u obzir ublazavanje emisija staklenickih plinova (GHG). Nusproizvodi i otpad iz jednog proizvodnog procesa koriste se kao ulazni tok u drugim proizvodnim procesima ili za dobivanje energije. Na taj nacin, biorafinerije mogu doprinijeti nacelima "drustva bez otpada", proizvodnjom razlicitih proizvoda i goriva na bioosnovi. Danasnja (petro)kemijska industrija, nakon pedesetak godina pretezitog oslanjanja na naftu kao polaznu sirovinu, ulazi u novo razdoblje.
U ovom članku dva modela zasnovana na metodologiji umjetne neuronske mreže (ANN) optimizirana su za predviđanje gustoće (ρ) i kinematičke viskoznosti (μ) različitih sustava biogoriva i njihovih ...mješavina s dizelskim gorivom. Za razvoj tih modela upotrijebljena je eksperimentalna baza podataka od 1025 točaka, uključujući 34 sustava (15 čistih sustava, 14 binarnih sustava i 5 ternarnih sustava). Ti modeli koriste šest ulaza: temperatura (T) u rasponu od −10 do 200 °C, volumni udjeli (X1, X2, X3) u rasponu 0 – 1, a za razlikovanje tih sustava korištena je kinematička viskoznost pri 20 °C u rasponu 0,67 – 74,19 mm2 s–1 i gustoća pri 20 °C u rasponu 0,7560 – 0,9188 g cm–3. Najbolji rezultati dobiveni su arhitekturom {6-26-2: 6 neurona u ulaznom sloju – 26 neurona u skrivenom sloju – 2 neurona u izlaznom sloju}. Rezultati usporedbe eksperimentalnih i simuliranih vrijednosti u smislu korelacijskih koeficijenata bili su: R2 = 0,9965 za gustoću i R2 = 0,9938 za kinematičku viskoznost. Za provjeru točnosti dva prethodno razvijena modela ANN upotrijebljeno je 238 novih eksperimentalnih baza podataka s 4 sustava (2 čista sustava, 1 binarni sustav i 1 ternarni sustav). Rezultati performansi predviđanja s obzirom na korelacijske koeficijente bili su: R2 = 0,9980 za gustoću i R2 = 0,9653 za kinematičku viskoznost. Usporedba rezultata validacije s rezultatima drugih studija pokazuje da su modeli neuronske mreže dali znatno bolje rezultate.
Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna .
Full text
Available for:
IZUM, KILJ, NUK, PILJ, PNG, SAZU, UL, UM, UPUK
Biomasa mikroalgi predstavlja vrijednu sirovinu za proizvodnju farmaceutskih, prehrambenih i kozmetičkih proizvoda (proteina, masnih kiselina, vitamina, anti-oksidansa, pigmenata, lijekova i ...imunostimulansa), te proizvodnju biogoriva (biodizela). Temelj učinkovite proizvodnje biomase mikroalgi za dobivanje biogoriva primjena je bioprocesno inženjerskih znanja povezanih s izborom mikroalge, hranjive podloge, uvjeta i postupka vođenja bioprocesa u različitim bioreaktorskim sustavima, te metode izdvajanja i pročišćavanja biomase mikroalgi. Kriteriji izbora mikroalge određeni su fiziološkim potencijalom i mogućnošću mikroalge da uspješno nakuplja lipide tijekom bioprocesa. Izbor hranjive podloge,
uvjeta i postupka vođenja bioprocesa ključni su za proizvodnju biomase mikroalgi s velikim udjelom lipida. Za dobivanje što veće količine biomase mikroalgi s ciljem proizvodnje biogoriva koriste se različiti bioreaktorski sustavi s jednom ili više podjedinica koji su opremljeni različitim sustavima za nadzor bioprocesa. Osim uvjeta i postupka vođenja bioprocesa u bioreaktoru za uspješnu proizvodnju biogoriva potrebno je izabrati i adekvatne metode za izdvajanje i pročišćavanje biomase odnosno lipida iz biomase mikroalgi. Stoga je u ovom radu dan i pregled metoda za izdvajanje i pročišćavanje biomase odnosno lipida iz biomase mikroalgi nakon uzgoja u bioreaktoru.
U radu se razmatraju rezultati četvrte godine istraživanja bioproizvodnog potencijala amorfe, uz osvrt na europsku normizacijsku propisnost što određuje njen položaj u familiji obnovljivih izvora ...šumske drvne biomase za energiju. Bioproizvodnost amorfe istraživana je na tri pokusne plohe unutar četiri pokusna polja. Broj ploha ujedno označava duljinu ophodnje. Mjerenjem su utvrđeni parametri bioproizvodnosti amorfe od broja panjeva na plohama, broja izdanaka na pojedinom panju i na plohi, visine i promjera izdanaka te izmjere zelene biomase nakon sječe odvagom. Određeni parametri preračunati su na hektar.U jednogodišnjoj ophodnji zelena biomasa amorfe u četvrtom turnusu u rasponu je od 7,40 t/ha do 13,20 t/ha, a prosječna 10,15 t/ha. Uz udio vlage 35,92 % suha je biomasa 6,50 t/ha. Prosječna zelena masa jednog izdanka amorfe na plohama iznosi 0,0897 kg. Prosječna dvogodišnja proizvodnja zelene biomase u drugome turnusu dosegla je iznos od 24,52 t/ha, dok je prosječna godišnja bioproizvodnja 12,26 t/ha. Udio vlage u zelenoj biomasi je 35,71 %, što znači da je dvogodišnja bioproizvodnja suhe biomase 15,76 t/ha, odnosno godišnji je prosjek 7,88 t/ha. Prosječna masa jednog izdanka amorfe na plohama iznosi 0,2404 kg. Zelena biomasa u četverogodišnjoj ophodnji ostvarena je u rasponu 33,24 t/ha do 51,40 t/ha, s prosjekom od 42,06 t/ha. Prosječna godišnja proizvodnja zelene biomase ostvaruje se od 8,31 t/ha do 12,85 t/ha, s prosječnom vrijednošću za sve plohe 10,52 t/ha. Uz vlagu od 33,19 %, bioproizvodnja suhe biomase tijekom četiri vegetacije iznosi 28,10 t/ha, s godišnjim prosjekom od 7,03 t/ha. Prosječna masa jednog izdanka je 0,3859 kg.
Industrijski procesi dobivanja biodizela Sinčić, Dinko
Hrvatski časopis za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju i nutricionizam,
07/2009, Volume:
4, Issue:
1-2
Journal Article
Open access
U radu se opisuju neki važni industrijski procesi dobivanja biodizela. Prikazane su njihove osnovne karakteristike te naglašena prikladnost
šaržnim ili kontinuiranim izvedbama. Navedeni su podaci o ...potrošnji energije. Posebno je ukazano na važnost analize i poznavanja inženjerskih aspekata pojedine tehnologije u postupku izgradnje konkretnog postrojenja. Također je naglašena potreba za formuliranjem jedinstvenog obrasca kao temelja za mjerodavnu prosudbu ponuđenih tehnologija u tom postupku.
Uporaba goriva iz obnovljivih izvora energije nije više stvar opredjeljenja pojedinaca da na lokalnoj razini osobnim primjerom doprinesu smanjenju emisije zagađujućih tvari iz ispuha cestovnih ...vozila, već sveobuhvatna strategija i temelj unapređenja i razvoja globalnog energetskog sektora i ciljani doprinos smanjenju zagađenja okoliša. Kako bi se podcrtao značaj takvih opredjeljenja, u okviru međunarodnih sporazuma jasno se navode ciljevi koji se žele postići u budućnosti. Međutim, pri postavljanju ciljeva u pogledu povećanja obujma korištenja biodizela, treba voditi računa o dostupnosti takvog goriva i o mogućnosti njegove primjene u postojećem voznom parku. Budući da su izvori sirovine i tehnologije za dobivanje biodizela još uvijek na takvoj razini da ne mogu pokriti potrebe cjelokupnog tržišta, a i vozni park je prvenstveno prilagođen za korištenje konvencionalnog fosilnog goriva, prijelazno rješenje je upravo korištenje mješavine ova dva goriva.
U okviru ovog rada razmatrana je uporaba mješavine konvencionalnog fosilnog dizel goriva i biodizela u dizelovim motorima s unutarnjim izgaranjem (SUI) namijenjenih za putna vozila. Analizirani su trendovi promjene energetskih (snaga, moment, specifična potrošnja goriva) i ekoloških (emisija zagađujućih tvari) performansi dizelovih motora u ovisnosti o postotnom udjelu biodizela u mješavini goriva.
Europska unija danas u proizvodnji bioenergije prelazi u drugu fazu proizvodnje obnovljivih izvora energije. To znači da je proces proizvodnje biogoriva, na temeljima Zelene i Bijele knjige, u ...potpunosti definiran. Dakle, utvrđen je udio biogoriva u potrošnji, način proizvodnje kao i kakvoća te je zakonski i legislativno utvrđen sustav njihove provedbe mogućnosti kontrole provedbe svake pojedine članice Europske unije. Europska unija je u drugu fazu proizvodnje biogoriva krenula izradom energetskih krugova i to uz još 7 vrsta biogoriva (EC 2003/30) na: - proizvodnju biodizela iz metilnih estera masnih kiselina koji se proizvode od biljnog ili životinjskog ulja te od otpadnog jestivog ulja, - proizvodnju bioetanola iz biomase i biorazgradivog dijela otpada, - proizvodnju bioplina iz biomase i biorazgradivog dijela otpada koji se može pročistiti do kakvoće prirodnog plina. Kako je biomasa jedini obnovljivi izvor energije iz kojeg je moguće proizvesti visokovrijedna tekuća i plinovita goriva, Europski parlament i Vijeće Europe izdali su gore navedenu Direktivu koju zemlje članice moraju postaviti kao nacionalni cilj te do 1. srpnja 2006. godine dati izvješće komisiji Europske unije o dosad učinjenom, kao i o mogućim potezima u sljedećih godinu dana. Druga faza je izrada projekta za 2020. godinu, gdje za Republiku Hrvatsku vrijedi da u području transporta mora potrošiti minimalno 260.000 t biogoriva. Međutim, uz navedeno će ostati i preko 500.000 t nusproizvoda, što agronomska, veterinarska i ostale struke trebaju shvatiti kao izazov i načiniti program, najbolji za Republiku Hrvatsku, kako bi u potpunosti mogli odgovoriti zahtjevima Europske unije.
U posljednje se vrijeme o biogorivima sve više govori, i to ne samo u stručnim krugovima. Popularno-znanstveni časopisi, tjednici, čak i dnevne novine, često donose vrlo oprečne i senzacionalističke ...tekstove o biodizelu, bioetanolu i ostalim „novim“ izvorima energije.
I u Hrvatskoj pitanje korištenja biogoriva postaje sve zanimljivije, posebno uz stalno rastuće cijene nafte i naftnih derivata. Namjera je ovog članka dati osnovne informacije o biogorivima i učincima njihova korištenja, u nešto šire razmatranom, geografskom kontekstu.
.
PDF
