آیا می دانید « باگاس » چیست ؟ باگاس باقی مانده فیبری ساقه نیشکر پس از عصاره گیری آن است که به صورت قطعات ریز تراشه چوب و زرد رنگ است .

فیبر باگاس به علت دار بودن هیدرات کربن بالا می تواند به عنوان ماده خام اولیه مناسب در فرآیندهای بیوروژیکی برای تولید الکل آتانول محسوب شودبخصوص از آنجایی که باگاس به طورمعمول از ضایعات کارخانه تولید قند از نیشکر به حساب می آید ، استفاده از آن نه

تنهامی تواند به کاربرد مفید این ضایعات کمک کند ،بلکه آلودگی های سوختی را نیز با جایگزینی مصرف اتانول به عنوان سوخت به طول قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد .

به ادامه ی مطلب توجه فرمایید......


این مزیت ها مهندس عاطفه محمدی ـ یکی از محققان و کارشناسان ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیرـ را بر آن داشته است تا طی تحقیقات خود موفق به تولید الکل اتانول از ضایعات نیشکر شود .

مراحل تولید اتانول از طریق چه روشهایی انجام می گیرد ؟ این روش ها بر چه مبنایی استوار است؟

اناتول را می توان به روشهای شیمیایی و نیز روشهای بیولوژیکی تولید کرد . در روشهای شیمیایی از هیدراسیون مستقیم و در روشهای بیولوژیکی از تخمیر نشاسته ، سلولز و همی سلولز توسط میکروارگانیسم اتانول تولید می شود .

الکل به دست آمده از چه نوع است ؟ در روشهای بیولوژیکی بر اساس چه روشهای تبدیل زیستی و با استفاده از چه مواد طبیعی اتانول تولید می شود ؟

اصولاً این روشهای 3 مرحله اصلی دارند : ساخت محلولی از قندهای قابل تخمیر ، تخمیر این قنده به اتانول ، جداسازی وتلخیص اتانول که معمولا با تقطیر انجام می شود .

منابع تولید اناتول تخمیری ( بیواتانول ) را می توان در 3 گروه دسته بندی کرد :

ـ قندهای ساده : نیشکر ، چغندر و ملاس

ـ مواد نشاسته ای : سیب زمینی و حبوبات

ـ مواد لیگنوسلولزی : چوب ، ضایعات کشاورزی ( کاه گندم و برنج ، ساقه ذرت ، باگاس نیشکر) . کاغذهای باطله ، ضایعات چوبی و …….

تولید بیواتانول از این مواد چگونه صورت می گیرد ؟

باگاس نیشکر با داشتن چه خواصی در تولید اتانول استفاده می شود ؟

تنها 70 درصد اتانول تولیدی در سطح جهان از روش شیمیایی تولیدمی شود ، بقیه اناتول مورد نیاز از طریق تخمیر محصولات کشاورزی تامین می شود .

60 درصد محصولات کشاورزی نیشکر و چغندر قند و مابقی مواد نشاسته ای هستند که با روشهای تخمیری اناتول تولید می کنند .

این مواد چون در چرخه غذایی وجود دارند گران هستند . هزینه سویسترات ( مواد خام اولیه ای که برای فرآیندهای بیولوژیکی از آن استفاده می شود ) نشاسته ای برای تولید فعلی بیواتانول ، 40 درصد هزینه تولید برآورده شده است . استفاده از محصولات کشاورزی نظیر نیشکر و چغندر نیازمند مقدار زیادی از زمینهای قابل کشت با حاصلخیزی و تامین آب مناسب است .

این مورد یعنی تهیه مستقیم از اصل محصولات کشاورزی به سختی می تواند به عنوان راه حل مناسب تولید بیواتانول برای تأمین سوخت الکلی در کشور مطرح باشند. استفاده از مواد لیگنو سلولزی به عنوان سوبسترات ارزان قیمت تر می تواند بیواتانول را رقابت آمیز با سوختهای فسیلی کند .

اگر سوخت الکلی با استفاده از مواد زاید و دوریختنی بخش کشاورزی نظیر باگاس نیشکر با کاه گندم و برنج ساخته شود نیاز به زمین کشاورزی اضافی برای زیر کشت بردن نخواهد بود .

این مواد از یک طرف آلودگی زیست محیطی ایجاد می کنند . از طرف دیگر به خاطر تجدید پذیری، وفور و دسترسی آسان می توانند به عنوان سویسترات مناسب برای تولید انرژی ( اناتول) و حتی مواد شیمیایی ( زایلیتول ، اسید سیتریک ، فورفورلل ، آنزیم ….) به کار روند .

باگاس باقی مانده فیبری ساقه نیشکر پس از عصاره گیری آن است که به صورت قطعات ریز تراشه چوب و زرد رنگ است . فیبر باگاس در آب نامحلول است و بیشتر از سلولز ، همه ی سلولز ولیگنین تشکیل شده است ، محتوای هیدرات کربنی بالای باگاس و میزان خاکستر کمتر آن نسبت به کاه برنج و گندم باعث شده است که به عنوان سوبسترانی مناسب در فرآیندهای میکربی مطرح باشد .

آمارهای موجود نشان می دهد سالانه مقدار زیادی باگاس در ایران تولید می شود . به عنوان مثال در سال 79-80-160 هزار تن باگاس در ایران تولید شد که قسمت عمده اش به علت مشکلات و هزینه نگهداری سوخته شد . قسمتی در صنایع نئوپان سازی و نیز در خود واحد به عنوان منبع تولید انرژی و نیرو به کار رفت .

محصول به دست آمده چه مزیتهایی نسبت به الکل تولید شده به روش شیمیایی دارد ؟ در روشهای شیمیایی تولید محصولات جانبی نظیر دی اتیل اتر از کیفیت نهایی اناتول می کاهد . همان طور که اشاره شد باگاس ضایعات کارخانه تولید قند از نیشکر محسوب می شود که تنها قسمت کمی از آن استفاده می شود . ما بقی آن باید به دلیل مشکلات دفع بی دلیل در کوره ها سوازنده شوند.

استفاده از این ماده به عنوان ماده اولیه ای برای اناتول سوختی میتواند مشکل دفع آن را حل کند و به اقتصاد تولید اناتول خصوصا از محصولات کشاورزی کمک کند . در ضمن مصرف اناتول به عنوان سوخت نیز مزایای زیادی دارد و بی نهایت مقرون به صرفه است .

امروزه استفاده اصلی بیواتانول به عنوان فراینده سوختی اکسیژن ده است . تمام ماشین ها می توانند به کمک کاتالیست با مخلوطی از 90 درصد بنزین و 10 درصد اتانول بدون تنظیم موتور کار کنند .

ماشین های جدید حتی می توانند مخلوطی با بیش از 20 درصد اتانول استفاده کنند . ماشین های جدیدتر حتی می توانند با اتانول خالص با مخلوط دارای 85 درصد اتانول کار کنند .

اتانول می تواند جایگزین سوخت دیزلی در موتورهای احتراف تراکمی شود؛ اما برای استفاده در حالت مخلوط با سوخت دیزلی به امولسیفایر نیاز است عدد اکتان اناتول از بنزین بیشتر است و در نتیجه موتور احتراقی می تواند با نسبت تراکم بالاتر ، عملکرد بهتری داشته باشد . فشار بخار و گرمای تبخیر اناتول بیشتر است ، در نتیجه قدرت خروجی موتور افزایش و حداکثر دمای احتراق موتور کاهش پیدا می کند .

مزیت دیگر استفاده از اناتول این است که براحتی با آب مخلوط می شود . بنابر این از یخ زدن آن در هوای سرد و نیز تجمع آن در تانک گاز جلوگیری می کند . احتراق ناقص سوختهای فسیلی گازهایی را منتشر می کند که باعث تولید دود می شوند، استخراج ، فرآیند و احتراق این سوختها باعث آلودگی خاک ، آب و هوا می شود و بنابر این برای محیط و سلامت ملی خطرناک اند . اناتول باعث کاهش گازهای گلخانه ای ، دود و سایر مواد مضر می شود .

جدا از انتشار خیلی کم دی اکسید کربن ، به علت وجود اکسیژن در اناتول و در نتیجه احتراق کامل ، مقادیر کمتری هیدرات های کربن محترف نشده ( مونواکسید کربن)، اکسید نیتروژن و نیز ترکیبات آلی فرار منتشر می شوند . این مواد منتشر شده در برابر نور خورشید نسبت به مواد منتشر شده از سوخت بنزین فعالیت کمتری داشته و در نتیجه امکان ساخته شدن ازن سطح زمینی کمتر است .

استفاده از اناتول به عنوان سوخت از چه زمانی در دنیا آغاز شده است ؟

ایده استفاده از اناتول به عنوان سوخت به اوایل قرن بیستم بر می گردد . در سال 1908 هنری فورد مدل ماشینی طراحی نمود که با اناتول کار می کرد . اما تا سال 1673 اناتول به عنوان سوخت مورد توجه نبود .

در این سال قسمت نفت خام افزایش یافت و باعث توجه زیاد به عملیات تخمیری جهت تولید اناتول شد برخی کشورها شروع به مطالعه و تولید سوخت با روشهای اقتصادی از مواد خام کردند .

با کاهش قیمت نفت این توجه کاهش یافت تا این که در سال 1979 بحران نفت دیگی به وجود آمد ، از سال 1980 ،‌اناتول به عنوان سوخت جایگزین ممکن در کشورهای زیادی مورد توجه قرار گرفت .

تولید الکل از نیشکر از چه زمانی شروع شد ؟

فرآیند تخمیری تولید الکل از نیشکر به صورت مستقیم از قدیمی ترین فرایندهای تخمیری است که انسان ها به طور تصادفی از آن آگاه شده و مورد استفاده قرار دادند ، بدون آن که از سازوکار آن و حتی حضور میکروارگانیسم ها اطلاعی داشته باشند .

اما تولید کنترل شده اتانول و سایر محصولات تخمیری از آن به اوایل قرن بیستم بر می گردد . البته تولید اناتول از بخش سلولزی باگاس قدمت بیشتری دارد ، در کشورهایی نظیر کانادا و برزیل در اشل صنعتی تولید می شود و به عنوان سوخت استفاده می شود .

استفاده از قندهای سلولزی بحث جدیدتری است که میتواند به اقتصاد تولید اناتول از سلولز کمک کند ، همچنین از پساب کارخانجات خمیر و کاغذ که محتوی همی سلولز است استفاده مجدد می شود .



تاريخ : جمعه ۳ آذر ۱۳٩۱ | ۱:٠٥ ‎ب.ظ | نويسنده : محمــــــدصــدیق یوسفــی | نظرات ()
  • قالب وبلاگ | دنياي اس ام اس