Flytande biobränslen Flashcards
Ekonomiskt perspektiv, filosof 1 och filosof 2
Filosof 1:
- högvärdesapplikationer (värdefulla saker från biomassan) ska få prioritet över lågvärderapplikationer.
- högvärdes ex: mat, droger, kemikalier
- medel ex: material, papper
- låg ex: flytande bränslen
- väldigt låg: fasta bränslen
Filosof 2:
- högvolymprodukter ska ha en preferens.
- konflikt, tänk på hur mycket bilar vi har
- Vinst = volym x spesifikt pris
- efterfrågan (dock ökar elbilar mer och mer)
- ex vanillin
Lignin som fast bränsle
- högt bränslevärde
- kan komma som biprodukt från sulftbruk eller filtreringsteknik
- problem med svavelinnehåll
Första generationens biobränsle
- liknande vanlig brännvinsproduktion
- vete, potatis, majs osv
- sociala spänningar (tar mark från matprod.)
Andra generationens biobränsle
- tävlar inte med matprod.
- från ved och jordbruksrester, lignocellulosa
- mycket stora kvantitativa möjligheter att producera
- ej effektiv jäsning (pga hög resistans i materialet och hög andel pentoser)
- cellulosa motståndskraftig
- biprodukter som innehåller fermentation
Tredje generationens biobränsle
- förbättringar av prod. av biomassa
- havsbruksprod. eller genetiskt modifierade
- ## experiment
Fermentation av hemicellulosa
- lättare att bryta ner
- innehåller pentoser (endast i lövved) => anv. barrved
- etanol från barrved
- fungerar inte från svartlut, problem: kovalent bundet lignin
Fjärde generationens biobränsle
- elektrofuels
- framtiden
- fotobiologiska solceller
Andra jäsningsprodukter
1- butanol, 1-pentanol, mjölksyra och citronsyra
- mjölksyra kan användas som tvärbindare
- mindre stabila och robusta
- svårare att odla i stor skala
- 1-pentanol och 1-butanol har högre energiinnehåll som bränsle än etanol har MEN du kan inte få dem i lika hög grad av utbyte som med etanolen
- dyrare att göra
Biogasifiering
- råvara: billig, blöt, lågvärdig biomassa
- anaerob nedbrytning => gas (innehållande metan och andra)
- raffineras => ren metan => bränsle
- restprod. => anv till gödslingsmedel
- huvudsakligen fermentation
- kväve och fosfor begränsande faktorer för utbytet
- värsta problemet är vätesulfiden som kan skapa korrusion, lukt och giftig. måste renas bort.
Termisk förgasning
- högre utbyte och mer diversifierad
- råvara: kan i stort sett anv vilket org. material som helst, biomassa avfall som sockersyror och lignin
- avancerade produkter (bensin)
- hög temp => pyrolys
- begränsad tillgång till syre
- kan tillsätta vatten => syngas
- problem: substanser, ekonomiska
- känslig för kontaminering
Bränsle från syngas
I:
- metanol
II:
- metanol => dimetyleter (disel)
- svartlut
III:
- Fischer-tropsch syntes
- istället för petroleum
- stenkol som råmaterial
Biodisel från tallolja
Rapsolja + metanol
Triglycerider
Vilka lignocellulosakomponenter till vilka bränslen?
CELLULOSA
- degradation till socker och fermentation till etanol/butanol
- termisk förgasning
- bioförgasning
HEMICELLULOSA
- degradation till socker och fermentation till etanol/butanol
- termisk förgasning
- bioförgasning
LIGNIN
- termisk förgasning
- hydrogenering
STÄRKELSE
- fermentation til etanol/butanol
- bioförgasning
EXTRAKTIVÄMNEN
- hydrogenering
- trans-esterifikation
Vilken jäsningsprodukt som är tekniskt lättast att få
från vilka monosackarider? Varför?
Etanol
Monosackarider: hexoner
Funkar inte bra: pentoser
Tre sätt att skapa bränsle för förbränningsmotorer från syngas?
Kolmonoxid, vätgas
Enklaste: mtanolsynstes (syngas I)
Nästa: dimetyleter (syngas II)
Tredje: Fischer-tropsch (syngas III)
- kan anv till alla typer av motorer
- svårt ekonomiskt
Nackdelar och fördelar med att tillverka flytande biobränslen från matvaror respektive lignocellulosa?
Mat - enkel process - tar dock upp mark som kan användas till annat
Ligno - tar inte upp odlingsmarker - mindre konflikter
En kvarn gör sulfitmassa av björk och gran (två rader).
Vilka av linjerna ger bäst utbyte av etanol?
Barrved - innehåller fler hexoner (hemi)
I lövved får vi istället massa pentoser
Huvudstegen i tillverkningen av biobränslen för förbränningsmotorer som använder
bioförgasning?
Anaerob nedbrytning => gaser (metan, koldioxid) => rafinera (rena gasen)
Vad är triglycerider? Råmaterial?
- Är en triester mellan glycerol och fettsyror
- Raps => rapsfrö => olja => fettsyra
- djur (fisk, fettvävnad)
- oljeväxter (pressade fröer, märg från palmer)
- andra källor (sulftprocesssen, tallolja, alger)
Ett annat möjligt bränsle är etanol. Det är en etablerad produkt från träbaserad bioraffinaderier. Beskriv kort den viktigaste tekniken för detta.
Sulfitprocessen.
Fermentation av socker från polysackarider (cellulosa, hemi och pektin).
En annan viktig produkt är bränslen för explosionsmotorer. Vilka kemikalier från bioraffinaderier är lämpliga för att göra sådana bränslen?
Cellulosaderivat: cellulosanitrat med aceton som lösningsmedel
