БИОМАССА Как источник энергии

Подготовка субстрата

Общая кинетика процесса и эффективность превращения субстрата в этанол существенным образом зависят от предварительной подготов­ки субстрата для ферментации [9]. Поскольку стоимость субстрата влияет на стоимость этанола, методы предварительной подготовки сы­рья имеют важное значение и для снижения производственных расхо­дов.

Некоторые микроорганизмы расщепляют крахмал на сахар-маль­тозу и глюкозу, которые затем могут быть превращены в этанол. Одна­ко используемая в большинстве ферментационных процессов дрожже­вая культура Saccharomyces неспособна превращать крахмал в фермен­тирующиеся сахара. Поэтому крахмал перед ферментацией в этанол подвергают гидролизу, в результате которого образуются мальтоза и глюкоза [2, 10]. При производстве пива гидролиз ячменного крахма­ла осуществляется с помощью растительных ферментов (амилаза), по­лучаемых из прорастающих семян в процессе образования солода [9]. В других процессах ожижение крахмала осуществляется путем добавле­ния грибковых амилаз. В большинстве • ^ случаев производства этанола из крахмала кукурузы, картофеля илй ХЛе^;ебных злаков требуется предвари­тельная подготовка сырья. Такая ^^отовка состоит в восстановлении полимеров крахмала с высокой ^^кулярной массой в мальтозу (ди - мер глюкозы), глюкозу и другие Ферментирующиеся сахара (рис 1) При этом концентрация полимерн о с промежуточной молеКулярной массой (декстринов) должна быть "^^лена к минимуму, так как они не ферментируются ПОД воздействием ДР*Г| рожжей

Сахарный тростник и сахарна* св^екла содержат сахарозу (димёры фруктозы-глюкозы), которая може Г <Ре^Оерментир0ваться непосредственно микроорганизмами, используемыми в промышленности для производ_

Ства этанола. Таким образом, ДЛ" э^Ыих субстратов предварительная подготовка представляет собой ли&ь Щ фттеский процесс> при котором

Гидролиз сахарозы не требуется. ''-очные продукты производства са­

Хара-мелассы также являются ПРев^^зосходным субстратом для изводства этанола ферментацией.

Технология дрожжевой ферментациі,^^ крахмада и сахарозы известна давно, и найдены оптимальные Р^ажимы производства пива, вина и спиртов. В области технологии ^"^ользования целлюлозы такие успе­хи пока не достигнуты, несмотря н^ многочисленные исследования

В области ферментации целлюлоз^;.^^зучалась возможность получения целлюлозы из древесины, сельскохот^ йственнь1Х и промышленных отхо. дов в результате различных физИ^еск^^ химических и биологических процессов. Предварительная подго^овк сырья проводИлась химически.

Ми и физическими методами с пР™^^^ гидролиза при н с помощью сильных кислот и щелочей ^ а также путем измельчения При ферментации целлюлоза предвари™,^ ^ гвдролизуется д0 целлобиозы (димер глюкозы), а затем подверг*"™*^ дальнейшему расщеплению д0 глюкозы (рис. 1) [11, 12J,

В случае жидких отходов, ^Зучаемых из продуктов пищевой промышленности, требуется прад^Чительная подготовка иного рода.

Так, молочная сыворотка содержи г ^^ ферментирующиеся суб.

Страты-казеин и лактозу [8J, одн*«> « 0 их концентрация слишком мала, чтобы можно было обеспечить промь^Мышленное производство этанола

Поэтому, чтобы довести содержание ф^ ферментирующегося субстрата до значительного уровня, необходимо. Чэвысить их концентрации в потоке отходов настолько, чтобы конечны^ ®ь1^Ъ1Ход этанола был достаточно вы­соким, а следовательно, экономич0ым-

Предварительная подготовка ^"'"-отрата не является единственным показателем, характеризующим вь^ОД ферментирующихся сахаров из начального субстрата. На этот прочее, могу_г также влиять ввды _ зующихся Сахаров и их соотношение. М Когда в анаэробной ферментации принимают участие два и более вида ™ то один из них м0жет ин.

Гибировать процесс по отношению к Щ другим сахарам Такое ингибиро. вание, называемое катаболитнои РепРЬ'\ърессией, может влиять на выход этанола.

Сахароза (фруктоза, димер глюкозы)

Л

Фруктоза - 1-фоаршп

Крахмал (а М, а 1-6 глюкоза)

І

Декстрины (а 1-4 глюкоза)

І

Мальтоза (димер глюкозы)

\

Глюкоза

Н —С= О

I

Н—С—ОН

I

Но-с-

I

Н — с-

I

Н —с—он

СН2ОН

I

Глюкоза-6-фосфат или глюкоза -1-фосфат

Н — с=о н —с—он но-с — н н —с—он

I

Н—с—он сн2о®

I

Фруктоза-6-фосфат

С-Н, ОН І-0

-н - он

I

Но— с •

Н —с-

Подготовка субстратаI

Н —с —он

Сн2о® I

Фруктоза-1,6-фосфат С - нго® с = о но— і — н 1 он

I

Лактоза, (галактоза,

Димер глюкозы)

Г Л

Галактоза

Целлюлоза (р 1-4 глю­коза)

I

Целлобисза (димер глюкозы)

'Галактоза - 1-фосфат

Н

ОН

Н - с і

Н —с-

Он сн2о®

Рис. t. Получение этанола ферментацией.

БИОМАССА Как источник энергии

Технические аспекты переработки биомассы в топливо

Производство этанола анаэробной ферментацией биомассы эффективно и экономически оправданно только при наличии благоприятных усло­вий: доступности сырья, возможности создания объединенных устано­вок, возможности сбыта на близлежащем рынке.

Этанол

Концентрация этанола в ферментационной жидкой среде может непос­редственно влиять на скорость роста культуры и ее способность превра­щать сахар в этанол [22, 31]. Ингибирующее и токсичное действие эта­нола на различные культуры неодинаково. В случаях использования некоторых дрожжевых культур при концентрации 4-6% этанола ингиби - рование их роста достигает 50%. Другие культуры отличаются большей стойкостью к этанолу.

Экономические аспекты производства топлива из биомассы

Ф. Скули1] Анализ экономичности производства топлива из биомассы может быть про­веден различными методами. Точность такого анализа зависит от назначения конечного продукта, состояния технологии переработки биомассы, наличия фон­дов для проведения соответствующих работ. При этом для обоснования соору­жения установки по переработке биомассы требуется более высокая степень точ­ности, чем при сравнении различных способов переработки сырья. В первом случае необходимо знать количество (расход) и стоимость сырья, а во втором вполне достаточно располагать общими показателями, например денежной стоимостью, приходящейся на 1 м3 или на 1 м2. При сравнении различных способов переработки биомассы в топливо тре­буются схемы и описания технологического процесса, а также составление мате­риального и энергетического баланса.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.