БИОМАССА Как источник энергии
ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Обобщенное уравнение материального баланса имеет вид
Накопление мае - Масса, поступаю - Масса, выходящая сы в пределах = щая в систему — за пределы систе - + системы мы
Масса, образую - Расходы массы + щаяся в пределах — в пределах (1)
Системы системы
Процесс превращения биомассы в топливо часто происходит в стационарном режиме, и в этом случае левая часть равенства (1) равна нулю. Если переработка биомассы не сопровождается химическими реакциями (например, сушка и перемешивание), то третий и четвертый члены в правой части уравнения (1) также равны нулю. Примеры составления и анализа материального баланса различных систем приводятся в работах [1-3].
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.
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.
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.
