Bioenergiák: etanol, butanol

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
E85 Szűcs Dániel 11.A.
Advertisements

Biogáz–előállítás, vidéki jövedelem-termelés
Az állati termelés táplálóanyag szükséglete III.
A magyar biogáz ipar helyzete és lehetőségei
PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC)
A biomassza energetikai hasznosítása
Biomassza, biodízel, bioetanol és biogáz
FERMENTÁCIÓ MŰVELETEI
Upstream / downstream folyamatok
SZERVESANYAGOK MIKROBIÁLIS ELŐÁLLÍTÁSA IPARI MÉRETEKBEN
Anaerob biotechnológia Immobilizálás
Aceton, butanol 2,3-butándiol
Szerves savak: citromsav, glükonsav, ecetsav Polihidroxi-alkánsavak
KÖRNYEZETVÉDELMI BIOTECHNOLÓGIA
Bioenergiák: etanol, butanol
Kémiai és biotechnológiai alapkutatások vízzáró rétegek és talajvizek halogénezett szénhidrogén szennyezőinek eltávolítására (Triklóretilén,TCE) Megvalósítás:
Megújuló energiaforrások
Biotechnológiák az energiaiparban
Az alternatív energia felhasználása
POLISZACHARIDOK LEBONTÁSA
SZIE Gödöllő GTK Agrár- és Regionális Gazdaságtani Intézet
Növényi rostok nyersrost NSP élelmi rost NDF ADF ADL cellulóz*
Megújuló energiaforrások
Légköri erőforrások elmélet
Növényi biomassza, mint nyersanyag és energiaforrás
BIOÜZEMANYAGOK FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEI
Hemicellulázok Monek Éva Leontina.
Hemicellulóz és lebontása
FERMENTÁCIÓS RENDSZEREK LEVEGŐELLÁTÁSA
Egyéb fermentációs technikák
Pécs, szept. 21Bioetanol, mikroturbina1 „Megújuló és alternatív energiák hasznosítása egy tisztább környezetért” (Pécsi Kereskedelmi Központ, 2005.
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BIOMASSZA
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BIOMASSZA
energetikai hasznosítása III.
energetikai hasznosítása I.
Biogáz Tervezet Herkulesfalva március 01..
szakmai környezetvédelem megújuló energiák 1.
A légzés fogalma és jelentősége
Energia-visszaforgatás élelmiszeripari szennyvizekből
Vízszennyezés.
Takarmányozástan.
IV. RÉSZ NITRÁT MENTESÍTÉS, BIOGÁZ TERMELÉS.
Alternatív energiaforrások Bioüzemanyagok
Bioenergiák: biodiesel, alga olaj
+ - Alkoholok Név Olvadáspont (oC) Forráspont (oC) Sűrűség (g/cm3)
Nitrogénmentes kivonható anyagok, emészthető szénhidrátok
Koenzim regenerálás Sok enzimes reakcióhoz sztöchiometrikus mennyiségű koszubszt-rátra van szükség. Leggyakrabban ez NAD vagy NADP. Ezek olyan drága anyagok,
Biogáz (másodlagos feldolgozás). Alapanyag: minden természetes eredetű szervesanyag (trágya, zöld növényi részek, hulladék, állati eredetű szennyvíz iszap)
Megújuló energiaforrások a közlekedésben Rácz László Megújuló Üzemanyagok és Energiák Vezető MOL Nyrt
Bioenergia, megújuló nyersanyagok, zöldkémia Új Energiaforrások.
Dr. Petis Mihály: Biogáz hasznosítása Energiapolitika 2000 Társulat Energiapolitikai Hétfő Esték Budapest február 11.
Bioüzemanyagok bioetanol biodízel. Mik azok a bioüzemanyagok? A bioüzemanyagok növényi vagy állati erdetű, tehát nem fosszilis motorhajtó anyagok. Napjainkban.
Bioenergia, megújuló nyersanyagok, zöldkémia Bioüzemanyagok.
Biogáz (másodlagos feldolgozás). Alapanyag: minden természetes eredetű szervesanyag (trágya, zöld növényi részek, hulladék, állati eredetű szennyvíz.
1 III. GREENNOVÁCIÓS NAGYDÍJ PÁLYÁZAT Nevezés kategóriája: Greennovatív gyártó, termelő Pályázati anyag címe: Biomassza kazánokkal a fenntartható termelésért.
Tulajdonságai: színtelen gáz, kellemetlen szagú vízben jól oldódik, polimerizálódik, mérgező! rákkeltő hatású, metanol lebomlásakor is ez mérgez oldata.
Szántóföldi melléktermékek értéke Dr. Tóth Zoltán egyetemi docens Pannon Egyetem Georgikon Kar Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszék.
Bioetanol előállítása keményítőből és lignocellulózokból Dr. Barta Zsolt Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi.
Keményítőiparok (kukorica, burgonya, búza) Cukorgyártás
Bioenergia, megújuló nyersanyagok, zöldkémia bioetanol
Lebontó folyamatok.
A mikrobaszaporodás alapösszefüggései
Aceton, butanol 2,3-butándiol
Bioenergia 3_etanol (fajlagosok)
Bioenergia megújuló nyersanyagok zöldkémia
Bioenergia, megújuló nyersanyagok, zöldkémia
Metánfaló baktériumok
Nitrogénmentes kivonható anyagok
9. BIODÍZEL, BIOETANOL Dr. Bajnóczy Gábor egyetemi docens
Előadás másolata:

Bioenergiák: etanol, butanol

Élesztő anyagcsere

Alapanyagok Cukor Keményítő Cellulóz

Alapanyagok Cukor Keményítő Cellulóz

Alapanyagok Cukor Keményítő Cellulóz 2x1011 tonna biomassza/év/Föld, fele cellulóz Cellulóz, hemicellulóz, lignin Kristályos, stabil szerkezet: nehezen bontható

Bioetanol folyamatábra cukorra Biomassza termelés Etanol tisztítás Glükóz fermentáció Etanol kinyerés Fermentációs maradék

Bioetanol folyamatábra keményítőre Biomassza termelés Etanol tisztítás Keményítő fiziko-kémiai előkezelés Glükóz fermentáció Etanol kinyerés Enzim gyártás: amiláz, glukoamiláz Keményítő enzimes előkezelés Fermentációs maradék

Bioetanol folyamatábra cellulózra Pentóz fermentáció Biomassza termelés Etanol tisztítás Cellulóz fiziko-kémiai előkezelés Glükóz fermentáció Etanol kinyerés Cellulóz enzimes előkezelés Enzim gyártás: exo-, endo glükanázok, glükozidáz, xilanáz Fermentációs maradék + lignin

Bioetanol keményítőből Fizikai- kémiai előkezelés Keményítő hidrofób Hense edény Hidrátburok főzéssel

Bioetanol keményítőből Enzimes előkezelés cefrekádban Keményítő elágazó cukorpolimer α-amiláz (1,4-glükozid kötést bont) B. licheniformis, B. subtilis, A. oryzae Glükoamiláz (1,4-, 1,6-, 1,3-glükozid kötést bont A. niger

Bioetanol keményítőből Fermentáció Élesztő: anaerob fermentorban 15-35 ◦C, kevert, fed-batch vagy folyamatos 10-15 % EtOH tartalmú fermentációs termék termékgátlás biomassza

Bioetanol keményítőből EtOH kinyerés Desztilláció Rozsdamentes acél 82-87 % EtOH + H2O

Bioetanol keményítőből EtOH tisztítás Acetaldehid mentesítés 1-2 %, erős oxidálószer Desztilláció rézedényben Vízmentesítés Adszorpcióval 96-100 % EtOH Üzemanyag kiegészítőként Kémiai ipari alapanyagként

Bioetanol gyártás Fejlesztési területek EtOH tűrő élesztő GMO EtOH termelő baktérium pl. Zymomonas mobilis mezofil, gyorsan szaporodik, GMO Thermoanaerobacter aethanolicus termofil, gyorsan szaporodik, hatásfok nő Immobilizálás Élesztőre, baktériumra

Bioetanol felhasználás Élvezeti cikk

Bioetanol felhasználás Üzemanyag adalék E-15, E-25, E-85 Brazília kezdte 20% bekeverés 1970: karburátor probléma Ma: lehetséges Égéshő ≈ benzin Párolgáshő alacsonyabb Hidegindítás Csak vízmentes EtOH keverhető benzinnel!

Bioetanol felhasználás Vegyipari alapanyag Fermentációs ipari alapanyag Polihidroxi alkánsavak Ecetsav Takarmány kiegészítő Marhahús puhítás Dízel olaj adalék peroxidokkal

Fermentációs maradék: szeszmoslék 1 lit EtOH + 10 lit maradék Takarmány kiegészítő Energia: biogáz

Bioetanol gazdaságosság Alapanyag: cukor – cukorpolimer Energiaigény Teljes költség kb. 40 % Fosszilis vagy megújuló Megújuló: égetés vagy biogáz Hidrolizáló enzimek Keményítő: teljes költség 25 % Cellulóz: instabil enzimek, drága, nem hatékony Fermentációs maradék hasznosítás Takarmány = értékes melléktermék, ha van elég állat Biogáz = energia igény Életciklus számítások Helyi körülményektől függ mérsékelt égövben

Aceton - Butanol termelés EtOH után a 2. legfontosabb fermentációs termék Pasteur (1861): mikrobiális butanol fermentáció 1900- szintetikus gumigyártás alapanyaga Clostridium acetobutylicum (1910-) Weizmann vs. Fernbach

ABE termelés Clostridium acetobutylicum Gram + Obligát anaerob Spórát képez Keményítő hidrolizátumon, melaszon jól nő csicsóka, tejpermeátum, almalé, alga is jó táp Butanol:Aceton:EtOH = 6:3:1 arányban Frakcionált desztilláció Szakaszos, folyamatos üzemmódban

ABE biokémia C. acetobutylicum Szerves oldószerek Szerves savak butanol, aceton etanol, i-propanol Szerves savak ecetsav, tejsav vajsav

AB biokémia: Embden-Meyerhof

AB biokémia Acetogenezis Szolventogenezis

AB szabályzás Intracelluláris redox egyensúly szabályoz Nehéz befolyásolni pH kritikus pH ≈ 6-7 → acetogenezis pH ≤ 4 → bespórázik

AB szabályzás Intracelluláris redox egyensúly szabályoz Fe limitáció Acetogenezis utat Fe hiány gátolja Piruvát ferredoxin oxidoreduktáz (PFOR) NADH ferredoxin oxidoreduktáz [FeFe] hidrogenáz Szubsztrát limitáció Stacioner fázisban szerves savakat újra felhasználja → szolventogenezis

Biobutanol előnyök

ABE hasznosítás Oldószer, vegyipari alapanyag Melléktermékek Biomassza: B-vitaminok H2, CO2: energia, vegyipar Bioüzemanyag Jobb, mint EtOH bekeverés