Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




предыдущая главасодержаниеследующая глава

5. Этанол из биомассы - новое биосинтетическое топливо

С ростом дефицита жидких углеводородов в ряде стран возникает необходимость замены жидкого топлива из нефти, в первую очередь, для нужд автомобильного транспорта. Использование биосистем в этой области открывает обнадеживающие перспективы, и в настоящее время существует весьма положительный опыт создания крупномасштабной технологии получения топлива из биомассы. Речь идет о производстве топливного этилового спирта. Оценки показывают, что для некоторых стран, богатых первичной биомассой, экономически оправдано создание производства, конвертирующего целлюлозосодержащее сырье в этанол. Положительный опыт разработки такой технологии имеется в Бразилии (так называемый "бразильский проект" [225-227]). В США активно ведутся научно-исследовательские и инженерные разработки в этой области [228]. Моторное топливо, содержащее до 20% спирта, уже в настоящее время имеет коммерческую значимость и получило название "газохол".

Принципиальная схема конверсии целлюлозосодержащего сырья в этиловый спирт складывается из двух стадий:

(1.17)

Первая стадия процесса представляет собой химический или ферментативный гидролиз целлюлозы до олигосахаридов и глюкозы, вторая стадия - микробиологическую трансформацию олигосахаридов и глюкозы в этанол. Проблемы, связанные с ферментативным гидролизом целлюлозы, весьма активно обсуждаются в последние годы, и в этой области можно ожидать решающих успехов [229-231]. Вторая стадия процесса - конверсия углеводов в этанол - один из наиболее древних микробиологических процессов, используемых человечеством. С точки зрения энергетики это весьма "выгодная" реакция:

(1.18)

Коэффициент преобразования энергии в этой реакции, вычисленный на основании теплот сгорания глюкозы (-673 ккал/моль) и этанола (-326,5 ккал/моль), равен 98%.

Механизм микробиологического получения этанола достаточно сложен, однако весьма детально изучен на микробиологическом и биохимическом уровне. Спиртовое брожение полностью включает процесс гликолиза с образованием пировиноградной кислоты.

На последних стадиях пируват декарбоксилируется до ацетальдегида, восстановление которого НАДН с помощью алкогольдегидрогеназы приводит к образованию этанола. Суммарное уравнение спиртового брожения можно записать в виде

(1.19)

Образовавшийся в процессе гликолиза АТФ расходуется для обеспечения энергетики и метаболизма микроорганизма [20, 232].

Представляют интерес данные, характеризующие непосредственную эффективность процесса получения топлива из целлюлозосодержащего сырья с учетом энергозатрат, связанных с получением и переработкой биомассы. В работах [225-227] обсуждаются энергозатраты на производство биомассы, включая все формы сельскохозяйственных и промышленных затрат. В основном анализируются данные, полученные в рамках "бразильского проекта", направленного на создание технологии получения этанола как альтернативы импортируемому углеводородному сырью. Речь идет о переработке сахарного тростника, отходов сахарной промышленности и некоторых тропических трав. В табл. 13 приведены некоторые данные работы [225], характеризующие процесс получения этанола из сахарного тростника. В целом имеется положительный баланс энергии при производстве этанола таким образом. В результате данной технологии получаемая энергия в 2,43 раза превосходит энергию, суммарно израсходованную на сельскохозяйственную и промышленную стадию процесса. Это делает данную технологию оправданной с энергетической точки зрения.


Таблица 13. Энергетический баланс производства этилового спирта из сахарного тростника [225]
Таблица 13. Энергетический баланс производства этилового спирта из сахарного тростника [225]

предыдущая главасодержаниеследующая глава



ИНТЕРЕСНО:

Биохимической реакцией будут управлять с помощью света

Новый композитный материал позволит получать чистый водород из метана

Новое соединение вольфрама и бора станет материалом рекордной твердости

Японские химики синтезировали «нано-Сатурн»

Учёные создали «невозможные» нитриды простым способом

Искусственный интеллект научили составлять молекулы

Ученые научились наблюдать за сверхбыстрыми химическими процессами

Почему на Западе периодическую таблицу никак не связывают с именем Менделеева

Люминесцентные наночастицы открыли новый этап в истории дактилоскопии

Нобелевская премия по химии присуждена за развитие криоэлектронной микроскопии

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'