Biobutanol: Porovnání verzí
Bez shrnutí editace |
Bez shrnutí editace |
||
| Řádek 8: | Řádek 8: | ||
== '''Vlastnosti''' == | == '''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.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305 | 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/index.shtml?x=2015305>. 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 [[fosilní paliva|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''' == | == '''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.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305 | 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. | ||
Rovnice procesu je následující[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305 | </ref><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: 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.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305 | Rovnice procesu je 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. | ||
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-ButanolEtanol) fermentačním procesem vzniká také aceton (28 %) a etanol (14 %). 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.[http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb | </ref>: C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>→CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>OH+2CO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O→C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>OH+2CO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O→C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>OH+2CO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O<br /> | ||
Jako "druhá generace" biobutanolu přijde biobutanol produkovaný novým biotechnologickým procesem, s vyšším stupněm přeměny pomocí [[biokatalyzátor|biokatalyzátoru]]. Jejich 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 rostlinné odpady- 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.[http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb | 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><br /> | |||
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-ButanolEtanol) 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><br /> | |||
Jako "druhá generace" biobutanolu přijde biobutanol produkovaný novým biotechnologickým procesem, s vyšším stupněm přeměny pomocí [[biokatalyzátor|biokatalyzátoru]]. Jejich 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 rostlinné odpady- 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 /> | |||
== '''Zdroje''' == | == '''Zdroje''' == | ||
<references/> | |||
== '''Odkazy''' == | == '''Odkazy''' == | ||
=== '''Související odkazy''' === | === '''Související odkazy''' === | ||
*[[Biopaliva]] | *[[Biopaliva]] | ||
| Řádek 33: | Řádek 36: | ||
*[[Biomasa]] | *[[Biomasa]] | ||
*[[Obnovitelné zdroje energie]] | *[[Obnovitelné zdroje energie]] | ||
=== '''Externí odkazy''' === | === '''Externí odkazy''' === | ||
| Řádek 46: | Řádek 50: | ||
*[[wikipedia:en:Biobutanol|Biobutanol v anglické Wikipedii]] | *[[wikipedia:en:Biobutanol|Biobutanol v anglické Wikipedii]] | ||
[[Kategorie:Skupina B]] | [[Kategorie:Skupina B]] | ||
Verze z 18. 12. 2008, 13:01
Úvod
Biobutanol je butanol, který je produkován dvoustupňovým kvasným procesem z biomasy upravenými kvasinkami Clostridium tyrobutyricum a Clostridium acetobutylicum.
Vlastnosti
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
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 je následující[1]: C6H12O6→CH3CH2CH2CH2OH+2CO2+H2O→C4H9OH+2CO2+H2O→C4H9OH+2CO2+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-ButanolEtanol) 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. Jejich 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 rostlinné odpady- 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]
Zdroje
- ↑ 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/index.shtml?x=2015305>. 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>.
Odkazy
Související odkazy