БИОМАССА Как источник энергии

СОСТАВ БИОМАССЫ

Биомасса растительного происхождения обычно содержит поглощен­ную и конденсированную влагу, различные типы органических и неко­торые неорганические соединения. Состав биомассы зависит от ее происхождения.

Для растительной ткани характерно наличие в стенках клеток клет­чатки, или целлюлозы, а также больших полостей (вакуолей). Прото­плазма живых клеток, например зеленой листвы, содержит некоторые протеины и значительное количество воды. Древесина, или ксилема - ткань высших растений - состоит из проводящих элементов (трахеид, со­судов механических (либриформ) и паренхимных клеток (рис. 1)).

СОСТАВ БИОМАССЫ

Содержание влаги. В механических клетках может содержаться значи­тельное количество влаги - конденсированной и абсорбированной, при­чем количество последней зависит от влажности окружающей среды. В биомассе отходов древесины и тростника содержание влаги может достигать 50%, а после воздушной сушки-20%. Некоторые отходы

Рис. 1. Схематичное изображение строения древесного волокна.

Сельскохозяйственных культур, такие, как солома, содержат около 10-12% воды. Влага снижает эффективность и экономичность использо­вания, а также транспортабельность топлива.

Содержание золы. Содержание минеральных веществ в растительной биомассе зависит от типа растений, его местообитания и загрязненно­сти почвы. Древесина содержит около 0,5% золы, которая состоит главным образом из щелочных и щелочноземельных катионов в виде карбонатов, солей карбоновых кислот и некоторого количества крем­ния. Особенно в больших количествах кремний содержится в соломе злаковых растений, в которых зола может достигать 18% и более; в ко­ре золы значительно больше, чем в древесине. Загрязнения значительно увеличивают содержание неорганических веществ в городских и сель­скохозяйственных отходах. Кремниевые и другие нерастворимые в воде неорганические соединения уменьшают теплосодержание биомассы, а растворимые ионизированные соединения могут оказывать каталити­ческое влияние на газификацию и горение биомассы.

Органические вещества. Оболочку стенок клеток растений образуют целлюлозные микрофибриллы, содержащиеся в матрице гемицеллюлоз и лигнина. Кроме этих веществ в растительной ткани содержатся ли - пиды и углеводороды (терпены), растворимые в эфире и различных фе­нолах, а также углеводы и протеины, растворимые в бензоле, спирте и воде. Растворимые компоненты биомассы относятся к экстраги­руемым веществам, причем в листьях и коре их обычно больше, чем в древесине. Состав биомассы различного типа приведен в табл. 1.

27,8

24,0

41,0

19,5

35,0

39,0

7,4

16,7

28,2

39,9

13,3

11,9

24,5

30,2

10,0

18,5

29,0

33,6

Хвойная древесина

0,4

2,0

Древесина твердо-

0,3

3,1

Лиственных пород

Солома пшеницы

6,6

3,7

Солома риса

16,1

4,6

Отходы сахарного

2,3

8,4

Тростника

Целлюлоза во всех типах биомассы состоит из D-глюкопиранозы, линейно связанной с (5-(1 -»■ 4) гликозидными связями, и отличается лишь степенью полимеризации. Основную гемицеллюлозу твердых по­род древесины образуют ацетил-4-О-метилглюкуроноксилан (ксилан),

Таблица 1. Состав биомассы типа

Содержание, %

Биомасса Зола, Вещества, раст- Вещества, Гемицел - Целлюло­зе воримые в орга-раствори - Лигнин, люлоза, за, нических раст - мые в воде, % % % ворителях, % %

А основную гемицеллюлозу хвойных пород образует глюкоманнан (маннан). Лигнин древесины хвойных пород содержит гваяцилпропа - новые соединения (фенольные группы, содержащие одну метоксильную группу), а лигнин древесины твердых пород содержит еще и сирингил - пропановые соединения (с двумя метоксильными группами).

Высокое содержание ацетильных и метоксильных групп в древесине твердых пород позволяет использовать ее для получения уксусной кис­лоты и метанола путем сухой перегонки.

БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энер­гетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.

Кислород

Микроорганизмы, ответственные за производство этанола фермента­цией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из на­чального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.

Тепловой и энергетический к. п. д

Для составления энергетического баланса необходимо точно опреде­лить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из си­стем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеаль­ной.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

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