- •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
5.1. Сировинна база для одержання біодизелю
Основною вихідною сировиною для виробництва біодизелю є насіння ріпаку. Україна має значний потенціал для вирощування цієї культури. Особливо привабливим є вирощування енергетичного ріпаку на землях, забруднених радіацією (особливо на Поліссі) та непридатних для вирощування харчової продукції. Це зумовлене властивостями ріпаку очищати групі від радіонуклідів, не накопичуючи їх у насінні.
Інші джерела сировини
соя,
кокос,
конопля,
соняшник або будь-який олієвмісний сирець,
відходи харчової промисловості,
активний мул,
водорості
У таблиці 5.1 наведено характеристику продуктивності різних джерел сировини за продуктивністю по олії.
Таблиця 5.1
Вихід олії з відновлюваних видів рослинної сировини
Сировина |
кг олії/га |
л олії/га |
Соя |
375 |
446 |
Соняшник |
800 |
952 |
Земляний горіх (арахіс) |
890 |
1059 |
Ріпак |
1000 |
1190 |
Олива |
1019 |
1212 |
Ятрофа |
1590 |
1892 |
Кокосовий горіх |
2260 |
2689 |
Пальмова олія |
5000 |
5950 |
Мікроводорості |
80500 |
95000 |
5.2. Технологічні особливості виробництва біодизелю
5.2.1. Виробництво чистого та модифікованого біодизелю з ріпаку
Ріпакова олія як дизельне біопаливо може використовуватися у вигляді:
чистої олії холодного пресування (РО) (рис. 5.1);
модифікованої етерифікованої олії (РМЕ).
Виробництво біодизелю є двоетапним процесом, поєднуючим відомі механічні технології, застосовувані в олійній промисловості з технологіями, застосовуваними в хімічній промисловості.
Р
ис.
5.1. Класична агропромислова технологія
біодизелю
Залежно від потужності виробництва виділяють дві технології отримання біодизелю:
«холодна» технологія застосовується на підприємствах невеликої потужності. Згідно цієї технології процес одержання біопалива проводиться за температури 20...70°С з використанням лужних каталізаторів;
«гаряча» технологія застосовується на потужних підприємствах. Вона вимагає проведення реакції трансетерифікації за температури 240°С і під тиском 10 МПа. Така технологія вимагає доступу до джерела дешевого тепла, а також великої кількості метанолу, який після одного циклу може знову скеровуватися до процесу.
Описані технології обумовлюють організаційні рішення виробничого процесу. Процес отримання біопалива «холодною» технологією може реалізуватися на малих переробних підприємствах, виробляючих до 500 тонн біопалива щороку. «Гаряча» технологія може бути реалізована на великих підприємствах, хімічних та оліє-жирових комбінатах. Від вибору технології залежить вартість переробки ріпакової олії на біопаливо.
