Παραγωγή Βιοκαυσίμων
Παραγωγή Βιοκαυσίμων

Παραγωγή Βιοκαυσίμων

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ

Πριν από 20 χρόνια η χρήση της βιομάζας για την παραγωγή ενός υποκατάστατου των ορυκτών καυσίμων ήταν μια σκέψη. Και αυτό επειδή η εξάντληση των ορυκτών καυσίμων αναγνωρίστηκε, αφενός, ως απειλή για τη μελλοντική ανάπτυξη και, αφετέρου, για καθαρά οικονομικούς λόγους. Από τότε η επιστημονική κοινότητα εργάστηκε σοβαρά και επίμονα σε διάφορες μεθόδους για τη δημιουργία υψηλής ποιότητας και χαμηλού κόστους βιομάζα.
Ως γνωστών η βιομάζα είναι η ύλη για την παραγωγή εναλλακτικών καυσίμων.

Παρά το γεγονός ότι οι μονάδες που την παράγουν είναι εμπορικά επιτυχημένες, όλες έχουν ένα σημαντικό έλλειμμα – εξαρτούνται κατά πολύ από την πρώτη ύλη, η οποία πρώτη ύλη πρέπει π.χ. να καλλιεργείτε ειδικά για το σκοπό αυτό.

Τα βιοκαύσιμα είναι ανοιχτόχρωμα κίτρινα υγρά, τα οποία δεν αναμιγνύονται με το νερό. Μπορούν να θεωρηθούν μη τοξικά.

ΕΝΖΥΜΟ

Το ένζυμο υποστηρίζεται επί των στερεών ρητινών, αναπτύχθηκε ως μια εναλλακτική, φιλική ως προς το περιβάλλον λύση και είναι:

  • φυσικός, οικονομικά αποδοτικός καταλύτης που μπορεί να αντικαταστήσει την συμβατική χημική διαδικασία με τους αλκαλικούς ή οξύ καταλύτες
  • το ένζυμο είναι μια τροποποιημένη λιπάση η οποία είναι ανθεκτική σε αλκοόλη όπως είναι η μεθανόλη ή αιθανόλη
  • το ένζυμο έχει δείξει ότι λειτουργεί σε πάνω από 300 κύκλους, που μεταφράζεται σε κόστος από 4 έως 8 σέντς του ευρώ του ενζύμου ανά λίτρο βιοκαυσίμων

ΠΡΑΣΙΝΗ ΕΝΖΥΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Η πράσινη ενζυματική είναι η τεχνολογία του μέλλοντος, μιας και προσφέρει πολλά οφέλη στους παραγωγούς βιοντίζελ και, κατ’ επέκταση, στους επενδυτές. Λύνει πολλά περιβαλλοντικά προβλήματα, μειώνει το κόστος παραγωγής ενέργειας, το κόστος διαχείρισης των αποβλήτων κ.λπ.

Πράσινη ενζυματική για την κάλυψη των αναγκών της βιομηχανίας αναπτύσσει μόνο η TransBiodiesel – EnzymoCore (βραβείο «start up» από το Υπουργείο Εμπορίου και Βιομηχανίας του Ισραήλ, 2010). Αυτή η εταιρεία παράγει έναν μοναδικό «βιοκαταλύτη», δηλαδή ένα ακινητοποιημένο ένζυμο, για την παραγωγή των βιοκαυσίμων μέσω μιάς σχετικά ανέξοδης, πράσινης διαδικασίας. Ο συγκεκριμένος βιοκαταλύτης είναι πολυλειτουργικός και μετατρέπει με οποιοδήποτε βαθμό FFA (Free Fatty Acids) οργανικά έλαια, ζωικά λίπη υπολείμματα βιολογικών κ.λπ. σε βιοκαύσιμα,
με ελάχιστη ποσότητα αποβλήτων.

Η Transbiodiesel – EnzymoCore κατέχει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας “ενζυματική διαδικασία” για την παραγωγή βιοκαυσίμων χρησιμοποιώντας πρώτη ύλη με οποιοδήποτε βαθμό ελεύθερα λιπαρά οξέα (FFAs από 0 έως 100%). Σήμερα, το βιοντίζελ γίνεται με μία συμβατική χημική διαδικασία η οποία είναι
δαπανηρή και απαιτεί τη χρήση υψηλής ποιότητας πρώτης ύλης με FFA<3%. Η Ενζυματική διαδικασία είναι απλή, ασφαλής και φθηνή, διαρκεί έως 6 ώρες.

Ένας τόνος βιοκαταλυτών μπορούν να παράγουν μέχρι 3.000 χιλ. μετρικούς τόνους (m.tons) βιοντίζελ με το κόστος του βιοκαταλύτη να είναι στην περιοχή των 30€ με 80€ (ευρώ) ανά τόνο βιοντίζελ ανάλογα με την ποιότητα των
πρώτων υλών. Αξίζει να τονιστεί ότι η TransBiodiesel – EnzymoCore κατέχει παντεταρισμένη τεχνολογία στην
χρησιμοποίηση των μοναδικών ακινητοποιημένων ενζύμων για την παραγωγή βιορευστών από διαφορετικά λάδια, συμπεριλαμβανομένων των εργοστασίων οργανικών λαδιών, ζωικά λίπη και ανακυκλώσιμα οργανικά λίπη και απόβλητα από βιολογικούς. Οι αναπτυγμένες ακινητοποιημένες λιπάσεις, χαρακτηρίζονται με την υψηλή
τους αντίσταση, ως προς τις αλκοόλες, βραχείας αλυσίδας, που συνήθως
χρησιμοποιούνται ως υποστρώματα για την παραγωγή του βιοκαυσίμου.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ

Η τεχνολογία αιχμής της TransBiodiesel – EnzymoCore παράγει υψηλής ποιότητας βιοντίζελ από οργανικά φυτικά έλαια, π.χ. σογιέλαιο, φοινικέλαιο, ελαιοκράμβη, ηλιέλαιο, αραβοσιτέλαιο κ.λπ., jatropha , ελαίου φυκιών, καθώς και του καλαμποκιού από εργοστάσια βιοαιθανόλης, Pfad (Palm – αποστάγματα λιπαρών οξέων), soapstocks, τα χρησιμοποιημένα μαγειρικά έλαια, υπολείμματα από βιολογικούς, ζωικό λίπος με οποιοδήποτε επίπεδο της FFA (0-100%). Η μέθοδος λειτουργεί σε χαμηλές θερμοκρασίες και με ελάχιστη απαίτηση μεθανόλης.

Η διαδικασία αρχίζει με την εισαγωγή και αποθήκευση στις δεξαμενές του εργοστασίου της πρώτης ύλης. (οργανικά έλαια κάθε είδους χρησιμοποιημένα ή μη, λίπη σφαγείων, οργανικά απόβλητα βιολογικών κλπ.). Στην συνέχεια, από τις δεξαμενές γίνεται η τροφοδοσία των αντιδραστήρων παραγωγής βιοντίζελ και, παράλληλα, διοχετεύεται εντός των αντιδραστήρων, συγκεκριμένη ποσότητα ενζύμων, η οποία ποσότητα καθορίζεται κατόπιν ανάλυσης της πρώτης ύλης. Αξίζει να σημειωθεί ότι η διαδικασία παραγωγής έχει διάρκεια έξι (6) ώρες περίπου, κατά την οποία ολοκληρώνεται μια παρτίδα παραγωγής βιοντίζελ και γλυκερόλης. Ακολουθεί διαχωρισμός και αποθήκευση των παραγομένων προϊόντων. Η όλη διαδικασία δεν απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες συγκριτικά με την συμβατική διαδικασία, παρά απαιτείται μόνο θέρμανση των δεξαμενών , η οποία δεν υπερβαίνει τους 30-50 C maximum, και η οποία επιτυγχάνεται με την χρήση συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αφενός για την αποφυγή καυσαερίων και αφετέρου, για την εξοικονόμηση ενέργειας με οικολογικό τρόπο.

Στην διαδικασία εστεροποίησης και μετεστεροποίησης της παραγωγής βιοντίζελ δεν απαιτείται οξύ η άλλα χημικά και έτσι επιτυγχάνουμε χαμηλό κόστος λειτουργίας, χαμηλό κόστος συντήρησης και μειωμένο κατασκευαστικό κόστος γιατί δεν απαιτούνται έξτρα δεξαμενές φύλαξης χημικών και συστήματα προστασίας.

Στο τελικό παραγόμενο προϊόν δεν απαιτούνται μηχανήματα διαχείρισης τοξικών αποβλήτων γιατί στην ενζυματική διαδικασία δεν υπάρχουν.

Η βάση της ενζυματικής διαδικασίας είναι ένα τελικό προϊόν αρίστης ποιότητας, ανεξαρτήτως του είδους της πρώτης ύλης.

ΠΟΙΟΤΗΤΑ

Σήμερα, το βιοντίζελ παράγεται με μια συμβατική χημική διαδικασία, η οποία λειτουργεί με απόβλητα υψηλής έντασης, είναι δαπανηρή και απαιτεί την χρήση υψηλής ποιότητας πρώτων υλών (FFA<3%). Εισάγοντας την πράσινη, ενζυματική διαδικασία παραγωγής βιοντίζελ, η τεχνολογία αλλάζει γίνεται φιλική προς το περιβάλλον και οικονομικά κατά πολύ αποδοτικότερη.

Το ένζυμο στηρίζεται σε στέρεες ρητίνες, που αναπτύχθηκε αφενός ως εναλλακτική, φιλική προς το περιβάλλον λύση και, αφετέρου, ως αποτελεσματικό σε ότι αφορά το κόστος του καταλύτη και την αντικατάσταση των συμβατικών χημικών ιόντων αλκαλικών / όξινων καταλυτών.

Η ενζυματική διεργασία λειτουργεί σε χαμηλές θερμοκρασίες και απαιτεί ελάχιστη ποσότητα μεθανόλης.

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

Γίνεται λόγος για μια τριπλή ενζυματική διαδικασία που επιφέρει σημαντική εξοικονόμηση κεφαλαίων. Μειώνεται
και η κατανάλωση ενέργειας χρησιμοποιώντας την ενζυματική διαδικασία. Για την παραγωγή βιοντιζελ μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει φθηνές πρώτες ύλες, χωρίς να χρειάζεται ξήρανση. Χρησιμοποιείται υδατική μεθανόλη (aqueousmethanol) η οποία είναι κατά πολύ πιο φθηνή από την στεγνή μεθανόλη, (drymethanol).

Στην επιλεγμένη ενζυματική διαδικασία :

  • Αξιοποιούνται όλα τα είδη λαδιών, λιπών χαμηλής ποιότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν όπως: οργανικό λίπος από ελαιοσυλέκτες βιολογικών (FFA>90%), PFAD (FFA>90%), λάδι οξέως (50-80%), χρησιμοποιημένα μαγειρικά λάδια (7-10%), σογιέλαιο, φοινικέλαιο, ελαιοκράμβη, ηλιέλαιο, Jatropha, λάδι φυκιών, ζωικό λίπος σε οποιοδήποτε επίπεδο του FFA (0-100%).
  • Η θερμοκρασία της αντίδρασης τυπικά δεν υπερβαίνει τους 50 C στην διαδικασία της παραγωγής. Το λάδι χρησιμοποιείται χωρίς να χρειάζεται αφυδάτωση ή απoελαστικοποίηση ή και διύλιση.
  • Το στερεό ένζυμο αναμιγνύεται με το έλαιο και το μίγμα της μεθανόλης σε CSTR για 3-6 ώρες για να ληφθεί υψηλότερη από 96% FAME’s χρησιμοποιώντας πολλαπλές πρώτες ύλες.
  • Η γλυκερόλη / νερό (χαμηλότερη φάση) στην δεξαμενή του διαχωρισμού όταν είναι γεμάτη γρήγορα διαχωρίζεται, από αλάτι – ελεύθερη, σαπούνι – ελεύθερη και την παραλαμβάνουμε διάφανη, σε εξαιρετική ποιότητα.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Γίνεται λόγος για μια ανέξοδη και απλή διαδικασία που αξιοποιεί πολλών ειδών (κατηγοριών) πρώτες ύλες. Για φθηνότεροι – ανά παραγόμενη μονάδα βιοκαυσίμων – βιοκαταλύτες από τους αντίστοιχους χημικούς καταλύτες. Η γλυκερόλη στην έξοδο είναι υψηλής ποιότητας, διαφανή.

Με άλλα λόγια, πρόκειται για μια επαναστατική μέθοδο, με πολλά οφέλη για τους παραγωγούς και -γενικά- στο έργο του επενδυτή: του λύνει πάρα πολλά προβλήματα, όπως είναι η αύξηση του κόστους της ενέργειας, η αύξηση του
κόστους διαχείρισης των αποβλήτων, η κακής ποιότητας βιορευστά κλπ. Φυσικά το προϊόν πιστοποιείται κατά ΕΝ14214.

Η ενζυματική διαδικασία πετυχαίνει χαμηλό κόστος παραγωγής και, ταυτόχρονα, είναι η ασφαλέστερη διαδικασία παραγωγής βιοκαυσίμου. Αυτό το ένζυμο καταλύει την εστεροποίηση υπόλοιπο 3% FFA και MeOH σε
χαμηλές συγκεντρώσεις νερού (προτίμηση κάτω από 500 ppm νερό) για να δώσει FAME(> 99% βιοκαύσιμο) και νερό. Η FFA με EsterZyme μπορεί να μειωθεί σε κάτω του 1%, φθάνοντας τυπικώς <0,5%.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *