74 ÀÃÐÎÁÈÎ òåõíèêà 7'2018 агробиотехника е а работват захар или целулозните части на растенията-захарнатръстика, захарно цвекло в етанол и тези, с които се преработват маслодайни растения-рапица, слънчоглед, соя и палмово масло в биодизел са известни като първо поколениетехнологии. Биогоривата получени чрез използване на технологии, които превръщат лигнинено-целулозната биомасаземеделски и горски отпадъци, са от второ поколение. Производство на биоетанол Първо поколение биоетанол се произвежда от захари и нишесте. Извличат се прости захари от съответната растителна захарна биомаса. Тя се подлага на стандартна ферментация с микроорганизми, които превръщат захарите в етилов алкохол. Той се дестилира и обезводнява до чист етилов алкохол, готов за приложение втранспорта. Технологичният процес преминава през няколко етапа. В първия етап, суровините се измиват и раздробяват до размери 20-20cm. Във втория етап, раздробените частици се смилат в мелница. Получава се растителен сироп, който се филтрува. Твърдите отпадни продукти от филтруването се използват като гориво на парни котли. В третия етап, филтратът се подлага на изпарение и кристализация. Получават се кристали и меласа. Разделянето на кристалите от меласата се извършва в центрофуга. В следващия четвърти етап, протичат процесите пастьоризация и ферментация-4-12 часа, преди дестилирането на получения етилов алкохол. Преработката на растителните суровини съдържащи скорбяла до етилов алкохол, преминава също през горепосочените технологични етапи. Скорбялата изисква един допълнителен процес-протичане на хидролиза. С нея става превръщане на полимерите в мономери. Последните се превръщат в прости захарипосредствомензимен процес при висока температура, което изисква допълнително енергия и оскъпява процеса. Полученият биоетанол може да се смесва със стандартен бензин. Биоетанолътима по-високо октаново число от бензина, но отдава около 30% помалко енергия. Второ поколение биоетанол се произвежда посредством преобразуването на лигниненоцелулозна биомаса. Тя се смята за алтернатива на селскостопанските култури, сега служещи за производството на етанол. За разлика от първо поколение етанол, който се произвежда от захарната или скорбялната част на растението-твърде малък процент от общата му маса, лигнинено-целулозното преобразуване при изгарянето му в дизеловите двигатели се намаляват количествата на парниковите газове. Заместването на един тон конвенцинален дизел с биодизел, намалява емисиите от парникови газове до 55%. Не се освобождава повече въглероден диоксид от свързания в растението чрез фотосинтезата. Недостатък на чистия биодизел са по-големия му вискозитет от петролния. При ниски температури се образуват утайки, което затруднява протичането му. Това води до проблеми при стартирането на двигателя. Проблемът се решава след смесването на биодизела със стандартния в определеното съотношение и прибавянето на специални добавки. Друг негов недостатък, е отделянето на по-голямо количество азотни оксиди в отработените газове и честата смяна на горивните филтри на двигателя поради образуването на утайки при окислението. Методи за производство на течни биогорива За производството на течни биогорива могат да се използват както отпадъчна биомаса, така и целенасочено отглеждани селскостопански култури. Основната технология за производствона биоетанол еферментацията на растителните суровини-захарнатръстика, захарно цвекло, царевица и пшеница. Ферментацията се извършва с помощта на микроорганизми-бактерии. Последните превръщат съсдържащите се в биомасата захари в етилов алкохол. Той се дестилира и обезводнява. Получава се етанол с по-висока концентрация и чистота, подходящ за транспортно гориво. Биодизелът се произвежда чрез протичане на процеса трансестерификация. Изходните суровини, сурово растително масло и метанол си взаимодействат в реакционна камера в присъствието на катализатор-натриев, калиев хидрооксид или сярна киселина. Маслата представляват естери на тривалентния алкохол глицерол и три молекули висши мастни киселини. Известни са като триглицериди. С протичане на реакцията, мастните киселини се отделят от глицериновата структура на молекулата на растителното масло и се прикачва метаноловата молекула към мастните киселини. Получава се смес от биодизел-метилов естер на мастна киселина, суров глицерин, остатък от метанол, катализатор и някои замърсители-свободни мастни киселини. От 1t масло и 110kg метанол се произвежда 1t биодизел и 110kg глицерин. Трансестерификацията протича при ниски температури и налягания. Технологичните процеси, с които се пре-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTEyMTYwMw==