Biobutanol: Porovnání verzí
Skočit na navigaci
Skočit na vyhledávání
Bez shrnutí editace |
Bez shrnutí editace |
||
| (Není zobrazeno 19 mezilehlých verzí od 4 dalších uživatelů.) | |||
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
[[Soubor:Biobutanol.jpg|right|Schéma produkce a využití biopaliv]] | [[Soubor:Biobutanol.jpg|right|Schéma produkce a využití biopaliv]] | ||
'''Biobutanol''' je butanol, který je produkován dvoustupňovým kvasným procesem z [[w:cs:biomasa|biomasy]] upravenými kvasinkami ''Clostridium tyrobutyricum'' a ''Clostridium acetobutylicum''. | |||
==Vlastnosti== | |||
Butanol (butanol-1 či n-butanol, C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>OH) je alkohol, obsahující čtyři uhlíky a průmyslově se vyrábí hydratací butanu.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/biobutanol-vhodnejsi-nahrada-benzinu>. ISSN: 1801-2655. | |||
</ref> Butanol má výhřevnost větší než etanol a srovnatelnou s motorovým benzínem. Používá se jako ředidlo a průmyslově se vyrábí hydratací butanu. Jeho produkce dosahuje přes 14 mil. hektolitrů ročně.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref> Biobutanol se může přimíchávat do motorových [[w:cs:fosilní palivo|fosilních paliv]] v širokém poměru. Butanol je mnohem méně těkavý než etanol nebo [[motorový benzín]]. Nedochází tedy k odparu během teplejšího počasí. Také jeho korozivní vlastnosti jsou mnohem menší než u lihu.<ref name="BioEnergywiky">BIOENERGYWIKY, Biobutanol. Dostupné z WWW: <http://www.bioenergywiki.net/index.php/Biobutanol>.</ref> Biobutanol také nepohlcuje vodu jako [http://cs.wikipedia.org/wiki/Biolíh biolíh], bod mrazu je -89°C, a proto je možné pro jeho přepravu a skladování použít stávající zařízení.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref> Dá se mísit s benzínem od 10 do 99% a lze jej využít i jako čisté stoprocentní palivo. V Evropě se přidává 10 obj. % butanolu do benzínu, v USA 11,5 obj. %, výhledově až 16 obj. % aniž by se musely modifikovat motory. Zaznívají i názory, že se může přidávat do [[dieselové palivo|dieselového paliva]].<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref><br /> | |||
== | ==Technologie výroby== | ||
V technologii výroby se uplatňují nové kultury mikroorganismů. Nový druh mikroorganismu ve fermentovaném roztoku působí nejen při vyšší koncentraci butanolu, ale umožňuje vyrábět především butanol. Jedná se o zcela nové kvasinky ''Clostridium tyrobutyricum'' a nově vyšlechtěné ''Clostridium acetobutylicum'', které zajišťují optimální produkci butanolu a výtěžnost z glukózy přes 40%. První kmen přeměňuje glukózu na vodík a kyselinu máselnou a druhý poskytuje z kyseliny butanol.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655. | V technologii výroby se uplatňují nové kultury mikroorganismů. Nový druh mikroorganismu ve fermentovaném roztoku působí nejen při vyšší koncentraci butanolu, ale umožňuje vyrábět především butanol. Jedná se o zcela nové kvasinky ''Clostridium tyrobutyricum'' a nově vyšlechtěné ''Clostridium acetobutylicum'', které zajišťují optimální produkci butanolu a výtěžnost z glukózy přes 40%. První kmen přeměňuje glukózu na vodík a kyselinu máselnou a druhý poskytuje z kyseliny butanol.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655. | ||
</ref> Rovnice procesu | </ref> Rovnice procesu jsou následující<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref>:<br /> | ||
<br />1. C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>→C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>COOH+2CO<sub>2</sub>+2H<sub>2</sub><br /> | |||
<br /> | |||
2. C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>COOH+2H<sub>2</sub>→C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>OH+H<sub>2</sub>O<br /> | |||
[[Soubor:Biobutanol-sladky.JPG|right|Schéma výroby]] | [[Soubor:Biobutanol-sladky.JPG|right|Schéma výroby]] | ||
<br /> | <br /> | ||
Výroba je kontinuální a probíhá ve dvou fermentorech propojených čerpadlem a potrubím a dále je zde zařízení pro oddělování butanolu z reakční směsi. Stručný technologický postup je následující: | Výroba je kontinuální a probíhá ve dvou fermentorech propojených čerpadlem a potrubím a dále je zde zařízení pro oddělování butanolu z reakční směsi. Stručný technologický postup je následující: | ||
*suché či mokré mletí obilnin, sterilizace | |||
*přeměna biomasy na zkvasitelné cukry | |||
*fermentační reakce za pomoci kvasinek ''Clostiridium tyrorobutyricum'' v 1. fermentoru na máselnou kyselinu | |||
*přečerpání reakční směsi do druhého fermentoru | |||
*fermentace kyseliny máselné kvasinkami ''Clostridium tyrobutyricum'' na butanol | |||
*oddělení horkých plynů, adsorpce, desorbce, kondenzace, odstřeďování | |||
*destilace směsi butanolu s 10% vody | |||
Výsledkem fermentace je tedy kyselina máselná, která je přeměněna na butanol, vodík, oxid uhličitý a voda.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref> Celkový výtěžek butanolu je ve srovnání s etanolem vyšší, ze l00 kg kukuřice se vyrobí až 38 litrů butanolu, což je lepší výsledek než u etanolu a navíc vzniká i vodík, který je energeticky využitelný. Jelikož technologie výroby biobutanolu se v mnohém podobá technologii výroby biolihu, bude možno využít stávající zařízení na biolíh i při výrobě biobutanolu. Doposud využívaným tzv. ABE (Aceton-Butanol-Etanol) fermentačním procesem vzniká také aceton (28 %) a etanol (14 %).<ref name="BioEnergywiky">BIOENERGYWIKY, Biobutanol. Dostupné z WWW: <http://www.bioenergywiki.net/index.php/Biobutanol>.</ref> V tomto novém technologickém postupu aceton a etanol nevznikají a výtěžnost butanolu je vyšší. Kukuřice zpracovaná na biobutanol poskytuje až o 42 % více energie než při fermentaci na biolíh.<ref name="Abušinov">ABUŠINOV, Alexandr: Biobutanol - přinese průlom v biopalivech? [cit. 2006-10-01]. Dostupné z WWW: <http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb>.</ref> | |||
== | Jako "druhá generace" biobutanolu přijde biobutanol produkovaný novým biotechnologickým procesem, s vyšším stupněm přeměny pomocí [[w:cs:biokatalyzátor|biokatalyzátoru]]. Uvedení do provozu v USA se předpokládá v roce 2010. Jako suroviny se používá řepa, cukrová třtina, kukuřice a dále se mluví o využití pšenice a rostlinného odpadu- sláma, tráva, dřevo. Při spalování biobutanolu nevznikají emise oxidů síry a dusíku, oxidu uhelnatého a uhlovodíků. Studie analýzou [[Well-to-Wheel Life Cycle Analysis]] prokázala, že produkce emisí je u biobutanolu od přípravy pole po jízdu nejen nižší než u ropných paliv od těžby po jízdu, ale i proti biolihu.<ref name="Abušinov">ABUŠINOV, Alexandr: Biobutanol - přinese průlom v biopalivech? [cit. 2006-10-01]. Dostupné z WWW: <http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb>.</ref><br /> | ||
==Odkazy== | |||
===Zdroje=== | |||
<references/> | <references/> | ||
===Související odkazy=== | |||
*[[w:cs:Biopalivo|Biopaliva]] | |||
*[[w:cs:Bioethanol|Bioetanol]] | |||
*[[w:cs:biomasa|Biomasa]] | |||
*[[w:cs:Obnovitelný zdroj energíe|Obnovitelné zdroje energie]] | |||
=== Externí odkazy=== | |||
*[[Biopaliva]] | |||
*[[Bioetanol]] | |||
*[[Biomasa]] | |||
*[[Obnovitelné zdroje energie]] | |||
=== | |||
*[http://www.alternativni-zdroje.cz Alternativní zdroje energie - výroba energie z biomasy] | *[http://www.alternativni-zdroje.cz Alternativní zdroje energie - výroba energie z biomasy] | ||
*[http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/oct08/fuel1008.pdf Banking on Biobutanol] | |||
*[[wikipedia: | *[[wikipedia:en:Biobutanol|Biobutanol v anglické Wikipedii]] | ||
*[https://www.aiche.org/resources/publications/cep/2008/august/biobutanol-%E2%80%93-replacement-bioethanol Biobutanol- A replacement for bioethanol?] | |||
*[[wikipedia:cs: | *[[wikipedia:cs:Biolíh|Biolíh na české Wikipedii]] | ||
*[[wikipedia:cs:Biomasa|Biomasa na české Wikipedii]] | |||
*[[wikipedia:en:Biofuel|Biopaliva v anglické Wikipedii]] | *[[wikipedia:en:Biofuel|Biopaliva v anglické Wikipedii]] | ||
*[[wikipedia:cs:Kapalné biopalivo|Kapalná biopaliva v české Wikipedii]] | *[[wikipedia:cs:Kapalné biopalivo|Kapalná biopaliva v české Wikipedii]] | ||
[[Kategorie:Energetika]] | |||
[[Kategorie: | |||
Aktuální verze z 22. 5. 2016, 07:45
Biobutanol je butanol, který je produkován dvoustupňovým kvasným procesem z biomasy upravenými kvasinkami Clostridium tyrobutyricum a Clostridium acetobutylicum.
Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]
Butanol (butanol-1 či n-butanol, C4H9OH) je alkohol, obsahující čtyři uhlíky a průmyslově se vyrábí hydratací butanu.[1] Butanol má výhřevnost větší než etanol a srovnatelnou s motorovým benzínem. Používá se jako ředidlo a průmyslově se vyrábí hydratací butanu. Jeho produkce dosahuje přes 14 mil. hektolitrů ročně.[1] Biobutanol se může přimíchávat do motorových fosilních paliv v širokém poměru. Butanol je mnohem méně těkavý než etanol nebo motorový benzín. Nedochází tedy k odparu během teplejšího počasí. Také jeho korozivní vlastnosti jsou mnohem menší než u lihu.[2] Biobutanol také nepohlcuje vodu jako biolíh, bod mrazu je -89°C, a proto je možné pro jeho přepravu a skladování použít stávající zařízení.[1] Dá se mísit s benzínem od 10 do 99% a lze jej využít i jako čisté stoprocentní palivo. V Evropě se přidává 10 obj. % butanolu do benzínu, v USA 11,5 obj. %, výhledově až 16 obj. % aniž by se musely modifikovat motory. Zaznívají i názory, že se může přidávat do dieselového paliva.[1]
Technologie výroby[editovat | editovat zdroj]
V technologii výroby se uplatňují nové kultury mikroorganismů. Nový druh mikroorganismu ve fermentovaném roztoku působí nejen při vyšší koncentraci butanolu, ale umožňuje vyrábět především butanol. Jedná se o zcela nové kvasinky Clostridium tyrobutyricum a nově vyšlechtěné Clostridium acetobutylicum, které zajišťují optimální produkci butanolu a výtěžnost z glukózy přes 40%. První kmen přeměňuje glukózu na vodík a kyselinu máselnou a druhý poskytuje z kyseliny butanol.[1] Rovnice procesu jsou následující[1]:
1. C6H12O6→C3H7COOH+2CO2+2H2
2. C3H7COOH+2H2→C4H9OH+H2O
Výroba je kontinuální a probíhá ve dvou fermentorech propojených čerpadlem a potrubím a dále je zde zařízení pro oddělování butanolu z reakční směsi. Stručný technologický postup je následující:
- suché či mokré mletí obilnin, sterilizace
- přeměna biomasy na zkvasitelné cukry
- fermentační reakce za pomoci kvasinek Clostiridium tyrorobutyricum v 1. fermentoru na máselnou kyselinu
- přečerpání reakční směsi do druhého fermentoru
- fermentace kyseliny máselné kvasinkami Clostridium tyrobutyricum na butanol
- oddělení horkých plynů, adsorpce, desorbce, kondenzace, odstřeďování
- destilace směsi butanolu s 10% vody
Výsledkem fermentace je tedy kyselina máselná, která je přeměněna na butanol, vodík, oxid uhličitý a voda.[1] Celkový výtěžek butanolu je ve srovnání s etanolem vyšší, ze l00 kg kukuřice se vyrobí až 38 litrů butanolu, což je lepší výsledek než u etanolu a navíc vzniká i vodík, který je energeticky využitelný. Jelikož technologie výroby biobutanolu se v mnohém podobá technologii výroby biolihu, bude možno využít stávající zařízení na biolíh i při výrobě biobutanolu. Doposud využívaným tzv. ABE (Aceton-Butanol-Etanol) fermentačním procesem vzniká také aceton (28 %) a etanol (14 %).[2] V tomto novém technologickém postupu aceton a etanol nevznikají a výtěžnost butanolu je vyšší. Kukuřice zpracovaná na biobutanol poskytuje až o 42 % více energie než při fermentaci na biolíh.[3]
Jako "druhá generace" biobutanolu přijde biobutanol produkovaný novým biotechnologickým procesem, s vyšším stupněm přeměny pomocí biokatalyzátoru. Uvedení do provozu v USA se předpokládá v roce 2010. Jako suroviny se používá řepa, cukrová třtina, kukuřice a dále se mluví o využití pšenice a rostlinného odpadu- sláma, tráva, dřevo. Při spalování biobutanolu nevznikají emise oxidů síry a dusíku, oxidu uhelnatého a uhlovodíků. Studie analýzou Well-to-Wheel Life Cycle Analysis prokázala, že produkce emisí je u biobutanolu od přípravy pole po jízdu nejen nižší než u ropných paliv od těžby po jízdu, ale i proti biolihu.[3]
Odkazy[editovat | editovat zdroj]
Zdroje[editovat | editovat zdroj]
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/biobutanol-vhodnejsi-nahrada-benzinu>. ISSN: 1801-2655.
Chybná citace: Neplatná značka
<ref>; název „Sladký“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka<ref>; název „Sladký“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka<ref>; název „Sladký“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka<ref>; název „Sladký“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka<ref>; název „Sladký“ použit vícekrát s různým obsahem Chybná citace: Neplatná značka<ref>; název „Sladký“ použit vícekrát s různým obsahem - ↑ 2,0 2,1 BIOENERGYWIKY, Biobutanol. Dostupné z WWW: <http://www.bioenergywiki.net/index.php/Biobutanol>.
- ↑ 3,0 3,1 ABUŠINOV, Alexandr: Biobutanol - přinese průlom v biopalivech? [cit. 2006-10-01]. Dostupné z WWW: <http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb>.