- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій
- •В.О. КРасінько біоенергетика та охорона довкілля конспект лекцій
- •Київ нухт 2013
- •1. Альтернативність біоенерготехнології
- •1.1. Джерела енергії. Розвиток нетрадиційних і відновних джерел енергії
- •1.2. Основні теорії і концепції в галузі технологічної біоенергетики
- •Глобальне споживання енергії
- •1.3. Характеристика паливно-енергетичного комплексу України
- •1.3.1. Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії (нвде) у структурі пек України.
- •1.4. Проблеми вітчизняної та світової енергетики
- •1.5. Енергоощадні технології
- •Запитаня для самоперевірки
- •2. Біоенергетика і біоконверсія енергії
- •2.1. Напрями технологічної біоенергетики
- •Біоконверсія сонячної енергії
- •Сировинна база для біоенергетики
- •2.4. Біоконверсія продуктів фотосинтезу
- •Сумарний річний потенціал тваринницької сільськогосподарської біомаси в Україні
- •2.5. Вирішення питань охорони довкілля шляхом зниження парникового ефекту за використання біомаси як джерела енергії
- •2.6. Обмеження у використанні біомаси
- •Запитаня для самоперевірки
- •3. Альтернативність біопалива
- •Згідно статті 3 Закону України «Про альтернативні види палива» паливо визначається альтернативним, якщо воно:
- •Згідно статті 4 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів рідкого палива належать:
- •Згідно статті 5 Закону України «Про альтернативні види палива» до альтернативних видів газового палива належать:
- •3.1. Види біопалива
- •Перелік нормативно-правових документів, прийнятих в Україні, які регулюють відносини у сфері використання біопалива:
- •3.2. Тверде біопаливо
- •3.3. Одержання енергії з твердої біомаси
- •3.4 Рідке біопаливо
- •3.5. Характеристики моторних видів палива
- •3.6. Біоетанол
- •Запитаня для самоперевірки
- •4. Технологічні особливості одержання біоетанолу
- •4.1. Етапи виробництва біоетанолу на крохмалевмісній сировині
- •4.2. Виробництва біоетанолу на мелясі
- •4.3. Алкогольна ферментація гідролізатів деревини
- •4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні
- •4.6. Продуценти біоетанолу
- •4.6.1. Метаболічна інженерія дріжджів Saccharomyces cerevisiae
- •4.7. Екологічні аспекти одержання біоетанолу
- •Характеристика продуктів переробки зернової барди 7
- •Запитаня для самоперевірки
- •5. Технологічні ососбливості одержання біодизелю
- •5.1. Сировинна база для одержання біодизелю
- •5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю
- •5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку
- •5.2.2.Технологія ріпаково-метильованого ефіру (рме)
- •5.3. Потенціал України у виробництві біодизелю
- •5.4. Переваги та недоліки біодизелю як пального
- •5.5. Питання охорони довкілля за виробництва біодизелю
- •Запитаня для самоперевірки
- •6. Метаногенез як біоенергетичний процес
- •6.1. Характеристика асоціації мікроорганізмів – продуцентів біогазу
- •6.2. Сировина для виробництва біогазу
- •6.3. Технологічні особливості виробництва біогазу
- •6.4. Промислові апарати для одержання біогазу
- •6.5. Переваги біогазових технологій
- •6.6. Недоліки біогазових технологій
- •Запитаня для самоперевірки
- •7. Біосинтез і фотосинтез енергетично багатих речовин
- •7.1. Біосистеми та процеси фотосинтезу і біосинтезу
- •7.2 Біопальне з біомаси водоростей
- •7.2.1. Можливості застосування та переваги використання мікроводоростей для виробництва біодизелю.
- •Запитаня для самоперевірки
- •8. Біоводень як перспективний вид біопалива
- •8.1. Біотехнологічні способи одержання водню
- •8.2. Фотобіоніка – створення штучних систем біоводню
- •8.3. Продуценти водню
- •8.4. Компоненти біосистем водню
- •8.5. Питання охорони довкілля за виробництва біоводню
- •Запитаня для самоперевірки
- •9. Технологічні основи одержання біопрепаратів на основі мікроорганізмів для інтенсифікації біоенергетичних процесів.
- •9.1. Використання біокаталітичних процесів у біоенерготехнологіях
- •9.2. Особливості одержання та застосування ферментів целюлолітичного комплексу у біоконверсії целюлозовмісної сировини в енергоносії
- •Очистка і характеристика ендоглюканаз із мікробних джерел 11
- •Очистка і характеристика целобіаз із мікробних джерел 11
- •Запитаня для самоперевірки
- •10. Проблеми безпеки біоенерготехнологій
- •10.1. Створення безвідходних або маловідходних біоенерготехнологій
- •10.2. Проблеми безпеки біопалива
- •10.3. Пошук нових технологічних рішень та біологічних агентів для подолання проблем біоенергетики
- •Проблеми виробництва рідкого біопалива
- •Запитаня для самоперевірки
- •Список рекомендованої літератури
4.4. Перспективи одержання біоетанолу в Україні
Україна має обнадійливий прогноз щодо формування ринку біоетанолу. Сировиною для паливного етанолу може бути меляса (цукрові буряки), зернові культури, картопля, фрукти, спеціальні технічні культури.
Для збереження природних ресурсів та поліпшення екології наукою пропонується замкнутий цикл споживання і відтворення енергії. Зазначеній вимозі відповідає використання палива на основі біоетанолу, який захопив значну частину світового ринку енергоносіїв і щороку набуває дедалі більшої значущості. Шляхом спалювання біопалива відбувається природний обмін речовин – вуглекислий газ (СО2) знову поглинається рослинами.
Протягом останнього років виробництво біоетанолу і добавок на його основі налагоджено і здійснюється на ГП "Наумовський спиртовий завод", ГП "Гайсинський спиртовий завод", ГП "Лужанський експериментальний завод" і Хоростковському МПД ГП "Укрспирт".
Етанол використовується як:
технічний спирт - розчинник, екстрактант, антифриз, біопаливо (газойль -20% спирту в бензині, газолін - 10% спирту в паливі, гідратований етанол - 96 % спирт),
алкосировина хімічної промисловості (етилен, гліцерин, алкени, аліфатичні спирти, синтетичний каучук) тощо (основні хімічні синтези на базі етанолу наведено на рис. 4.7);
медичний спирт - антисептик, розчинник, реагент у фармпрепаратах;
харчовий спирт - складник алкогольних напоїв, консервант;
джерело вуглецю при виробництві мікробної біомаси (хлібопекарські дріжджі) та біосинтезі метаболітів (оцтова кислота) тощо
Таблиця 4.1
Стандарти на етанол технічний на спирт вироблений у гідролізній та хімічній промисловості
Види спирту |
Показники |
|||||||||
Етанол % об. |
Альдегіди мг/дм3 |
Ефіри мг/дм3 |
Сивушне масло мг/дм3 |
Кислотимг/дм3 |
Метанол % об. |
Проба на окислюва-ність, 200С,хв., не менше |
Проба на чистоту |
Фурфурол, мг/дм3 |
Сухий залишок, мг/дм3 |
|
ГОСТ 17299-78 Категорії: А Б |
95,0 94,0 |
200 350 |
80 180 |
500 1000 |
15 30 |
0,1 0,1 |
- - |
витримує витримує |
відсутній 5 |
10 20 |
ГОСТ 18300-78 Екстра |
96,5 |
4 |
25 |
4 |
1 |
витримує |
15 |
витримує |
|
|
Вищий сорт |
96,5 |
4 |
30 |
4 |
0 |
витримує |
15 |
витримує |
|
|
Перший сорт |
96,5 |
10 |
40 |
10 |
15 |
витримує |
10 |
витримує |
|
|
ТУ 38.402-62-117-90 Вищий сорт |
92,5 |
0,7% об. |
0,2% об. |
- |
7 |
- |
- |
- |
- |
5 |
Перший сорт |
92,0 |
0,9% об. |
0,3% об. |
- |
12 |
- |
- |
- |
- |
10 |
ТУ 64-11-14-89 |
95,0 |
- |
- |
- |
50 |
- |
- |
- |
- |
30 |
ТУ 7506008-31-91 А- абсолютований |
99,8 |
0,15% об. |
0,15% об. |
0 |
10 |
- |
- |
- |
- |
5 |
Б- ректифікований |
96,0 |
0,15% об. |
0,2% об. |
- |
10 |
- |
- |
- |
- |
5 |
ТУ 84-1203-89 |
99,8 |
- |
- |
- |
- |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
ТУ 49-757-83 |
88,0 |
500 |
500 |
500 |
- |
0,1 |
- |
- |
- |
- |
Рис. 4.6. Схема одержання біоетанолу на рослинних гідролізатах.
CH5CH2OH
Етиловий
спирт
СН2=СН−СН=СН2
1,3-бутадієн
Рис.4.7.
Основні хімічні синтези на базі етанолу
