Рубрика: БИОМАССА Как источник энергии

Стоимость сырья

Важное значение имеет стоимость сырья, подаваемого на переработку. Согласно современным оценкам, на сырье этанольной ферментации приходится 2/3 производственных расходов. К сожалению, многие из легко ферментирующихся субстратов являются источником других не менее ценных продуктов, что естественно сказывается на их стоимости.

Упрощенные уравнения энергетического баланса

Расчеты энергетического баланса, основанные на первом законе термо­динамики, можно существенно упростить при условии, что: 1. Тепло не добавляется к системе и не отводится из нее: АЯ = Q. Изменение энтальпии поступающих или выходящих потоков должно быть равно теплообмену между системой и окружающей средой. 2. Никакая работа и адиабатическое действие не производятся (Q = = 0): АН = 0. Общая энтальпия поступающих потоков должна быть равна общей энтальпии действующих потоков.

Производство древесной клетчатки

Производство древесной клетчатки на основе лесных твердопородных Плантаций с коротким периодом оборота в крупных масштабах являет­ Ч Ч О о Х a 11 Основа энтальпии пока еще не определена. Энтальпия компонент представлена в табл. 3, причем А’,- характери­зует методы, выбранные для получения уравнения (6). Приведенные зна­чения энтальпии соответствуют модифицированным исходным данным при температуре 25°С и идеальному газу.

ВЛИЯНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ НА ПРОИЗВОДСТВО ЭТАНОЛА

Не все микроорганизмы пригодны для промышленного производства этанола. Кроме того, ни одна из известных культур не является идеаль­ной для эффективной конверсии или сильного разжижения перечис­ленных выше субстратов. Наиболее интенсивно используются дрож­жевые культуры [15-17], особенно Saccharomyces. Сравнительно высоко­температурная этанольная ферментация осуществлялась с участием бактериальных культур Bacillus и Clostridium [18]. Для промышленного производства алкогольных напитков, в том числе и спирта, используются в основном два типа дрожжевых культур, которые относятся к Saccharomyces.

Компенсация расходов за счет реализации побочных продуктов

Для повышения экономичности ферментации важное значение имеет возможность реализации побочных продуктов. Так, например, хлебные злаки, особенно кукуруза, являются очень привлекательным сырьем благодаря ценности неферментирующихся компонентов. Компенсация расходов на процесс ферментации за счет остатков, образ

Процессы превращения

Пиролиз древесины. Общий энергетический баланс системы по пиролизу древесины (рис. 3) приведен в табл. 6 [7]. Этот тип энергетического ба­ланса соответствует применению первого закона термодинамики к изо­термической системе при Ws = 0. Поступающая энергия рассчитывается по максимальной теплоте сгорания древесины, равной 2200 кДж/кг су­хой массы. Выходящая энергия рассчитывается по максимальной тепло­те сгорания топливной жидкости (28 377 кДж/кг), углистого вещества (30703 кДж/кг) и физическому теплу образовавшихся газов и охлаждаю­щей воды при температуре 25°С. Теплота, покидающая систему, пред­ставляет собой тепловые и механические потери.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА ЗЛ. Жидкие продукты

Пиротопливо, получаемое в процессе пиролиза со ступенчатым испаре­нием, предназначается для электростанций в качестве заменителя оста­точного котельного топлива № 6 (бункерное топливо С). В табл. 7 при­водятся некоторые свойства пиротоплива и котельного топлива № 6. Из приведенных данных следует, что, во-первых, в пиротопливе значитель­но ниже содержание серы, а во-вторых, теплота сгорания пиротоплива ниже и составляет примерно 77% теплоты сгорания типичного котель­ного топлива № 6 (по объему). Наконец, пиротопливо отличается боль­шей вязкостью, чем остаточное котельное топливо.

Температура

Скорость роста микроорганизмов и выход этанола существенно зависят от температуры [19-23]. Ферментация вина и пива обычно проводится при температуре ниже 20°С, вместе с тем при промышленном производ­стве спирта с применением дрожжевых культур температура может до­стигать 30-38°С. По мере повышения концентрации этанола снижается оптимальная температура роста клеток и производства этанола. При высокой концентрации этанола ингибирующее действие при более высо­ких температурах может быть сильнее, чем при низких температурах, вследствие большей нестабильности структуры клеточной мембраны.

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Детальный проект системы ферментации может быть разработан после того, как будет выбрано сырье. В зависимости от этого используется различное оборудование. Некоторые схемы технологического процесса представлены на рис. 1, 2 и 3 и в табл. 1. Измельчение. Перед переработкой большая часть твердых материалов измельчается. Для измельчения зернового сырья обычно используют дисковые мельницы, вращающиеся плоские плиты с выступающими зубьями для разрыва зерен.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ К. П. Д. СИСТЕМЫ

Биомасса представляет собой сырье, которое может быть использовано в качестве источника энергии. При этом должны производиться самые необходимые энергоемкие продукты либо продукты, производство ко­торых оказывается наиболее экономически оправданным [14].