Создание биологического топлива на основе конкурентоспособности бутанола

Автор: mask20 | Рубрика: Биологическое топливо

Всем нам хотелось бы не только жить в экологически-чистой окружающей среде, но и сохранить свежесть атмосферы нашей уникальной планеты для будущих поколений. В связи с этим, ученые ведут беспрерывные разработки, основанные на поиске экологически-чистого, природного топлива для массового использования. В последнее время много говорится об этаноле и биобутаноле, как о наиболее выгодных вариантах решения этой вопиющей проблемы.

Причем, если рассматривать биобутанол как будущий заменитель топлива, то у него по сравнению с этанолом гораздо больше преимуществ. Использование биобутанола в масштабных вариантах не требует, например, создания новых трубопроводов, обеспечивающих качественную и надежную транспортировку топлива, – с этой ролью вполне могут справиться и существующие трубопроводы.

Биобутанол обладает меньшим коррозийным воздействием на металлические конструкции, нежели этанол, к тому же его устойчивость к водному загрязнению является очень существенным фактором для сохранности природной среды. В двигателях внутреннего сгорания биобутанол может использоваться как отдельное топливо, так и в определенных пропорциях смешанный с бензином. К тому же вспоминая о том, что биобутанол способен выработать гораздо больше энергии, чем этанол, становится ясно какому именно варианту будет отдаваться предпочтение при разработке новых технологий.

Выпуск биобутанола в промышленном масштабе осложняется рядом факторов. Производство биобутанола основывалось на ферментации сахаросодержащего сырья. Однако, крупномасштабное производство этого биологического топлива было невозможно из-за высоких затрат, связанных с организацией производственного процесса, низкой урожайности, а также более практичной пригодностью обычных видов топлива. Но сейчас, времена изменились, и требуют основательного подхода к решению этого вопроса. Окружающая природная среда загрязняется все с большей интенсивностью, в то время как запасы недр земли неутомимо истощаются.

По данным службы Сельскохозяйственных исследований ARS ученый-химик Насиб Куреши усовершенствовал метод производства биобутанола. Его поиски, направленные на производство этого уникального топлива из оптимально экономичного сырья, коим является, к примеру, солома пшеницы, начались в 2003 году.

Бактерии клостридиум (Clostridium) – излюбленная тема ученых, используемая ими при изучении разнообразных процессов брожения. Насиб Куреши, также руководствуясь свойствами бактерий клостридиум, разработал новый метод производства биобутанола из сельскохозяйственных отходов.

Подготовка производства биологического топлива содержит в себе четыре основных этапа: предварительная подготовка, гидролиз, брожение, восстановление. Эти шаги должны выполняться в строгой последовательности и, изолированно друг от друга.

Команда Насиба Куреши в своих поисках отклонилась от этого традиционного метода и выработала свою стратегию. Первоначальная обработка, которая раскрывает оболочку клеточной структуры и удаляет лингин; Гидролиз гемицеллюлозы и целлюлозы на простые гексозные и пентозные сахара, используя энзимы; ферментация простых сахаров в бутанол, используя чистую культуру Clostridium beijerinckii P206, анаэробные бактерии; получение бутанола. Уникальная характеристика процесса состоит в том, что последние три этапа сочетаются и осуществляются в одном реакторе.

Здесь Куреши объединил два шага. Бактерии и ферменты выполняют свою работу одновременно. То есть ферменты гидролизируют солому пшеницы, которая выделяет простой сахар, в то время, как бактерии перерабатывают полученный сахар в бутанол, ацетон и этанол. Основным продуктам такого производства является бутанол, но и оба других продукта также относятся к категории ценных компонентов.

Поделиться в соц. сетях