Dnevnik Iz Alternativnih Izvora Energije

8/18/2019 Dnevnik Iz Alternativnih Izvora Energije

1/27

Alternativni izvori energijeLaboratorijski dnevnik

Ime i prezime, broj indeksa: Overa:

_________________________ ____________________


2/27

1. BIODIZEL

Jedan od najznačajnijih svetskih izvora energije, naročito u sektoru transporta i uindustriji, su fosilna goriva. Porast potronje enegije u svetu !" stalno prisutan to otvara

problem raspolo#ivosti fosilnih energetskih izvora u budu$nosti. %vetske rezerve sirove nafte

na kraju &'(&. godine su pro)enjene na &*+.'' miliona tona, to odgovara svetskim

potrebama prerade nafte u narednih +* godina -P %tatisti)al revie/, &'(*0. 1bog toga u

razvijenim zemljama postoji rastu$i trend primenjivanja alternativnih i obnovljivih izvora

energije, koji se prvenstveno odnosi na kori$enja biomase, kao i razvoj pro)esa i tehnologija

za njenu transforma)iju u biogoriva. Jedno od najperspektivnijih biogoriva jeste biodizel, koji

po hemijskom sastavu predstavlja smeu metil estara viih masnih kiselina -23240.

1.1 Sirovine za sintezu biodizela

%irovine u postoje$im tehnologijama za dobijanje biodizela su uglavnom jestiva biljna

ulja. Istra#ivanja pokazuju da u ukupnoj )eni proizvodnje biodizela biljna ulja učestvuju sa

vie od ' 5. Pored toga, kori$enje jestivih ulja u pro)esima dobijanja biodizela

ograničavaju njihova primarna upotreba u ljudskoj ishrani i prehrambenoj industriji. 1bog toga

je značajna pa#nja istra#ivača usmerena ka nala#enju novih uljnih sirovina pogodnih za

primenu u pro)esima dobijanja biodizela.

6eneralno, sirovine za sintezu biodizela se mogu podeliti u četri grupe: jestiva biljna

ulja 7sun)okretovo ulje, repičino ulje, sojino i palmino ulje8 nejestiva biljna ulja 7 ulja dobijena

iz semena različitih vrsta korovskih biljaka -Euphorbia lathyris 9., Sapium sebiferum 9.,

Jatropha curcas 9., Sterculia foetida, Ceiba pentandra, Schleichera triguga, Silybum

marianum L.08 otpadna ulja kori$ena ulja iz pro)esa pripreme hrane ili pro)esa rafina)ije

jestivih ulja8 masti #ivotinjskog porekla. 2e;utim, u poslednje vreme su postale vrlo

interesantne sirovine poput jezgra iz koti)e kajsije, ljive, vinje, seme mandarine, bundeve,dinje i bostana za sintezu biodizela.


3/27

1.2 Ekstrakcija ulja

3kstrak)ija ulja se mo#e vriti upotrebom konven)ionalnih i nekonven)ionalnih

tehnikama ekstrak)ije. = konven)ionalne tehnike ekstrak)ije spadaju: ekstrak)ija ulja

pomo$u rastvarača i hladno presovanje, i njihova upotreba u industriji je najve$a. Poslednjihgodina postoje sve ve$a istra#ivanja o ekstrak)iji ulja primenom tkz. nekonven)ionalnih

tehnika kao to su upotreba mikrotalasa, ultrazvuka i superkritičnih tečnosti.

1.2.1 onvencionalne te!nike ekstrakcije ulja


4/27

1.2.2 "ekonvencionalne te!nike ekstrakcije ulja

3kstrak)ija ulja pomo$u mikrotalasa koristi mikrotalasnu energiju za zagrevanje

rastvarača koji je u kontaktu sa čvrstim biljnim materijalom radi izdvajanja #eljenih

komponenti u rastvoru. 3kstrak)ije se vre u zatvorenim ili otvorenim sudovima u kojimarastvrač i uzorak dolaze u kontakt i onda uniformno izla#u mikrotalasnom zračenju. 1bog

zapaljivosti rastvarača mora se voditi računa o bezbednosti, a posebno pri zagrevanju pod

pritiskom. Ovaj vid ekstrak)ije u odnosu na druge načine ekstrak)ije obezbe;uje, osim

kra$eg vremena trajanja pro)esa, ve$i prinos i kvalitet krajnjeg proizvoda kao i manju

potronju energije i rastvarača.

=ltrazvučna ekstrak)ija tako;e sve vie nalazi primenu kod ekstrak)ije masnih ulja.

=ltrazvuk mo#e razoriti $elijski zid i na taj način osloboditi odre;eni sadr#aj iz njene

unutranjosti. %manjenje veličine česti)a pod dejstvom ultrazvuka doprinose poboljanju

efekta ekstrak)ije. =ltrazvuk potpoma#e penetra)iju rastvarača u nerazorene biljne $elije, to

pove$ava prinos za kra$e vreme ekstrak)ije.

1bog velikog broja nedostataka primene organskih rastvarača u ekstrak)iji ulja,

ekstrak)ija kori$enjem gasova pod pritiskom predstavlja odličnu alternativu jer imaju niz

prednosti. @eliki koefi)ijent difuzije, niski viskozitet kao i zanemarljiv povrinski napon čine da

je prenos mase pri ekstrak)iji sa superkritičnim fluidima bolji u odnosu na organske

rastvarače. 4oji gas treba izabrati zavisi od njegove sposobnosti rastvaranja i meljivosti sa#eljenim proizvodom, kritičnih parametara i sigurnosti pri kori$enju.

1.# $izi%ko&!e'ijske osobine ulja

Ave vrlo bitne karakteristike ulja za sintezu biodizela su vrednosti kiselinskog i jodnog

broja. Prisustvo %24 u ulju dovode da stvaranje sapuna u reak)iji transesterifka)ije sa

baznim katalizatorima, to dovodi do ve$eg troenja katalizatora a samim tim i do smanjenja

prinosa 2324a. Bto se tiče ve$e količine polinezasi$enih masnih kiselina u ulju, a samim

tim i u biodizelu, ve$a je tenden)ija oksida)ije odnosno polimeriza)ije, to ima za posledi)u

stvaranje naslaga u motoru. 4od ovakvih ulja -ulja sa visokim sadr#ajem %24 i velikim

jodnim brojem0 potrebno je izvriti odre;eni pretretman kako bi se ovakvo ulje moglo koristiti

u sintezi biodizela, tj. treba da zadovolji odre;ene standarde o kvalitetu koje su zakonom

propisane. =lja koja sadr#e vie polinezasi$enih masnih kiselina imaju značajno ve$e

vrednosti jodnog broja, pa bi time i dobijena smea 2324 imala vrednost jodnog broja ve$u

od vrednosti propisane standardom kvaliteta biodizela 3


5/27


6/27

%lika ( Pro)es selek)ije i kora)i za proizvodnju biodizela

1.(.2 *eterogena katalizovana alko!oliza


7/27

%lika & Obli)i katalizatora koji se koriste u industrijskim pro)esima

?eterogeni katalizator se lako odvaja od proizvoda reak)ije, čime se eliminie pro)es

neutraliza)ije katalizatora, a pro)es preči$avanja proizvoda čini mnogo jednostavnijim. 1bog

jednostavnijeg postupka i mogu$nosti viestruke upotrebe katalizatora, )elokupan pro)es

heterogene sinteze 2324 istovremeno ima neuporedivo povoljniji ekonomski efekat.

3konomski razlozi i ekoloki zahtevi su osnovni preduslovi da se u bliskoj budu$nosti

homogena kataliza zameni heterogenom. Istra#ivanja heterogeno katalizovane metanolize

odnose se uglavnom na primenu baznih katalizatora. 1načaj čvrstih kiselih katalizatora u

metanolizi biljnih ulja je smanjen zbog malih brzina reak)ije i ne#eljene reak)ije dehidrata)ije

gli)erola i nastajanja akroleina i vode.

4atalitička aktivnost heterogenih katalizatora zavisi od njihove prirode, veličine i

spe)ifične povrine česti)a, temperature i drugih reak)ionih uslova. Prinos metil estara i

brzina heterogeno katalizovane metanolize zavise od velikog broja faktora, a najznačajniji su:

tip, količina i priprema katalizatora, molski odnos metanol:ulje, temperatura reak)ije, čisto$a

reaktanata i intenzitet meanja. 6eneralno, aktivnost katalizatora se pove$ava smanjenjem

veličine, odnosno pove$anjem spe)ifične povrine njihovih česti)a. = ispitivanjima

heterogeno katalizovane metanolize biljnih ulja kori$ena su različita jedinjenja kao

katalizatori: oksidi, hidroksidi, alkoksidi i soli metala, zeoliti, jonoizmenjivačke smole, 2gFlhidrotal)iti, impregnirane soli alkalnih metala, alkilguanidini i metali.


8/27

1.+ $izi%ko&!e'ijske osobine ,E,&a

Primena biodizela kao goriva u mnogome zavisi od njegovih fizičkohemijskih

osobina. Ono to je najva#nije, jeste, to da od kvaliteta početne sirovine tj. ulja zavisi i sam

kvalitet krajnjeg proizvoda odnosno biodizela.


9/27

kiselina vrednost )etanskog broja smanjuje sa pove$anjem broja dvostrukih veza u molekulu.

%hodno tome najmanje vrednosti )etanskog broja imaju linolna i linoleinska masna kiselina.

Pored broja dvostrukih veza u molekulu masnih kiselina bitan je i njihov sam polo#aj u

molekulu.


10/27


11/27

mlinu -Flpina &(*0 u trajanju od ( min. Ovako samlevena pogača se zatim podvrgne

ekstrak)iji po %ohletu radi odre;ivanje količine ulja koja zaostaje u njoj nakon presovanja

semena. 1a ekstrak)iju zaostalog ulja koristi se nheksan u trajanju od K' min.


12/27

5,61 A

k b O

k

×=

gde je:

F 7 broj )m*

rastvora 4O? -',( molEdm*

0,Ok 7 odmerena količina uzoraka -g0.

4iselinski broj predstavlja broj mg 4O? potrebnih za neutraliza)iju slobodnih masnih

kiselina u ( g ulja.

3odni broj

Odmerena količina uzorak se rastvori u hloroformu -(+ )m*0, a zatim se pipetom doda

rastvor jodmonobromida u gla)ijalnoj kiselini -&+ )m

*

, ',''+ molEdm

*

0. Leak)iona smea sepa#ljivo promea i stavi da stoji na tamnom mestu *' min. 1atim se doda rastvor kalijum

jodida -(+)m*, ('50 i sve#a prokuvana i ohla;ena destilovana voda -(+' )m*0. Gitra)ija se

vri rastvorom natrijum tiosulfata -',( molEdm*0, uz dodatak nekoliko kapi skroba do nestanka

plave boje. Gako;e, na isti način uraditi i slepu probu samo bez dodavanja uzoraka. 1a

izračunavanje jodnog broja koristi se slede$a formula:

( ) 0,0127 100 A B

J b O

k

− × ×=

gde je:

F 7 broj )m* rastvora natrijum tiosulfata utroenih za slepu probu,

7 broj )m* rastvora natrijum tiosulfata utroenih za glavnu probu i

Ok 7 odmerena količina uzorka -g0.

Jodni broj se izra#ava brojem grama joda koje se adira na nezasi$ene masne kiseline

iz ('' g ulja.

Odmerene količine uzorka za analizu zavise od veličine jodnog broja:

− kod ulja sa jodnim brojem iznad (&': do ',( g,

− kod ulja sa jodnim brojem '(&': ',& 7 ',C g,

− kod ulja sa jodnim brojem ispod K': ',C 7 ( g.

SI"EZA BIODIZELA

*o'ogena kataliza

?omogena bazno katalizovana metanoliza se vri u trogrlom balonu koji je smeten uvodenom kupatilu i opremljen povratnim kondezatorom -slika +0.


13/27

od &+' ml sipaju odgovaraju$e mase metanola -K,K( g0 i kalijumhidroksida -',* g0, koji se

zatim termostatiraju na odre;enoj temperaturi dok se )elokupna količina katalizatora ne

rastvori u metanolu. Poto se sva količina 4O? rastvori u metanolu u balon se zatim dodaje

odmerena masa zasebno termostatiranog ulja -*','' g0. Gokom reak)ije se u različitim

vremenskim intervalima uzimaju uzor)i reak)ione smee -( ml0, koji se neutraliu

odgovaraju$om količinom rastvora ?Dl -(( vol50 radi zaustavljanja reak)ije. =ljnoestarska

faza se razdvaja od alkoholne faze )entrifugiranjem -)entrifuga: %igma,


14/27

katalizatorom izvaditi iz pe$i i staviti u eksikator radi hla;enja. Ovako aktivirani DaO sipati u

boči)u i čuvati u eksikatoru do početka reak)ije.

Sinteza biodizela kori78enje' 9aO kao katalizatora

= balon se najpre sipaju odgovaraju$e količine katalizatora -(,+ g0 i metanola -N,N(

g 0, koji su termostatiraju *' min na odre;enoj temperaturi -K' oD0, a zatim se doda odre;ena

količina zasebno termostatiranog ulja -*','' g0. = različitim vremenskim intervalima u toku

reak)ije uzimati uzorke -( ml0 reak)ione smee, koji se neutraliu odgovaraju$om količinom

rastvora ?Dl -kon)entra)ije + molEdm*0 radi zaustavljanja reak)ije. 3starskoulja i alkoholno

vodena faza se razdvajaju )entrifugiranjem -)entrifuga: %igma,


15/27

odvajanje radi uklanjanje vode. Gragovi vode iz estarske faze se uklanjaju dodavanjem

bezvodnog


16/27

-EZ5LAI

Gabela ( Prinos ulja iz različitih semena primenom različitih tehnika ekstrak)ije i njihovefizičkohemijske osobine

=ljeGehnikaekstrak)ije

Prinos ulja,gE('' g ulja

6ustina -&' oD0,kgEm*

4iselinski broj,mg 4O?Eg ulja

Jodni broj, gI&E('' g ulja

Bljive2a)era)ija

%ohlet

4onoplje

2a)era)ija &N,'K N&',' ,H+ (+*

%ohlet *C,N N&&,+ +,+C (C

?ladnopresovanje

N&C,+' (,*' (CK

Otpadno ulje

Diskusija rezultata


17/27

Gabela & Prinos 2324a kori$enjem 4O? -( 5 u odnosu na masu ulja0 pri molskomodnosu metanol:ulje K:( i brzini meanja od K'' rpm

@reme, minGemperatura, oD

*' C+ K'

',+(

(,+

&

*

C

+

H,+

('

&'

*'

C'

K'

Diskusija rezultata<

Gabela * izičkohemijske osobine 2324a dobijen homogenobaznom metanolizom

Osobina 2324a 3< (C&(C6ustina -(+ D0, kgEm* K'N''

4iselinski broj, mg 4O?Eg ',+' ma

Jodni broj, g J&E('' g (&' ma

%adr#aj vode, mgEkg +'' ma

2324, 5 NK,+, min

2F6, 5 ', 5 ma

AF6, 5 ',& 5 ma

GF6, 5 ',& 5 ma

Detanski broj +( min

Diskusija rezultata


18/27

Gabela C Prinos 2324a kori$enjem DaO -+ 5 u odnosu na masu ulja0 pri molskomodnosu metanol:ulje N:( i brzini meanja od N'' rpm

@reme, minGemperatura, oD

K'

(+*'

C+

K'

H+

N'

('+

(&'

(+'

('

&('

&C'

Gabela + izičkohemijske osobine 2324a dobijen heterogenobaznom metanolizom -DaO0

Osobina 2324a 3< (C&(C

6ustina -(+ D0, kgEm* K'N''

4iselinski broj, mg 4O?Eg ',+' ma

Jodni broj, g J&E('' g (&' ma

%adr#aj vode, mgEkg +'' ma

2324, 5 NK,+, min

2F6, 5 ', 5 ma

AF6, 5 ',& 5 ma

GF6, 5 ',& 5 ma

Detanski broj +( min

Diskusija rezultata


19/27

2. BIOEA"OL

3tanol -etilalkohol ili samo alkohol0 je tečnost bez boje, karakterističnog mirisa,

zapaljiv i rastvorljiv u vodi i etiletru. = zavisnosti od kvaliteta postoje:

− denaturisani etanol -5 vol.0 namenjen je isključivo za gorenje i osvetljenje− industrijski etanol -NK,+5 vol.0 koji se koristi u industriji i za tehničke svrhe kao

rastvarač, gorivo i kao sirovina u proizvodnji velikog broja hemijskih proizvoda− fini etanol -NK,'NK,+5 vol.0 koristi se u kozmetiQkoj i farma)eutskoj industriji i za

proizvodnju nekih alkoholnih pi$a

− apsolutni etanol -NN,HNN,5 vol.0 je termin za etanol koji nema vode i koji se koristi

u farma)eutske svrhe i kao gorivo -ili oksigeni dodatak gorivima0

2.1 arakteristike sirovina za 0roizvodnju bioetanola

ioetanol se mo#e proizvesti fermenta)ijom iz svih sirovina u kojima ima e$era koje

kvasa) mo#e da metabolie, ili u kojima ima polisaharida koji se mogu razgraditi do e$era

koje kvasa) mo#e da koristi. Be$eri koje kvasa), ili proizvodni mikroorganizam mo#e da

koristi su glukoza, fruktoza, saharoza i maltoza, a primenom spe)ijalnih kvasa)a i galaktoza i

laktoza. Polisaharidi, koji se mogu razgraditi do ovih fermentabilnih e$era -hemijski ili

enzimski0 su dekstrini, skrob, inulin, hemi)eluloze i )eluloze.

%irovine za proizvodnju etanola mogu se grupisati na slede$i način:

(. Be$erne sirovine -e$erna repa, e$erna trska, vo$e0&. 9igno)elulozne sirovine -otpadna biljna masa0*. %poredni ili nus proizvodi odre;enih industrija -melasa, sulfitni lug, surutka i dr.0

C. %krobne sirovine -krtolaste sirovine krompir, sladak krompir8 i kukuruz, peni)a,

ječam, ra# i tritikale0.

Be$erne sirovine se mogu, pomo$u kvasa)a, razgraditi direktno metaboličkim putem,

te ovakvi supstrati ne zahtevaju skupu pripremu. %irovine koje sadr#e skrob i ligno)elulozu

su jeftinije od sirovina koje sadr#e e$er, ali je prevo;enje ovih sirovina do oblika koji je

dostupan kvas)ima skupo i predstavlja nedostatak ovih supstrata.

4ada se razmatra mogu$nost industrijske proizvodnje bioetanola na odre;enim

sirovinama, moraju se uzeti u razmatranje faktori kao to su kon)entra)ija ugljenih hidrata

-odnosno mogu$e iskori$enje na etanol, tj. količina etanola koja se mo#e dobiti iz jedini)e

te#ine sirovine0, zatim )ena i dostupnost sirovine, kao i )ena tehnolokog postupka za

proizvodnju etanola na odre;enoj sirovini.


20/27

2.2 Osnovne =aze 0roizvodnje etanola

ioetanol se proizvodi fermenta)ijom e$era prisutnih u biomasi ili e$era dobijenih

prethodnom enzimskom konverzijom sastojaka biomase. ermenta)ija e$era biomase se

vri pomo$u mikroorganizama, i to tradi)ionalno pomo$u kvasa)a, a u novijim tehnologijama

i pomo$u odre;enih vrsta bakterija. Gehnologija za proizvodnju etanola se, dakle, razlikuje u

zavisnosti od vrste primenjene sirovine 7 supstrata i globalno se mo#e podeliti u tri faze -slika

C.(.0:

(. Prethodna obrada supstrata 7 priprema sirovine,

&. ermenta)ija supstrata i

*. Izdvajanje proizvoda -destila)ija, rektifika)ija, preči$avanje i obezvodnjavanje0.

2.2.1 )ri0re'a sirovine

aza prethodne obrade supstrata ima za )ilj da se skrobne ili )elulozne komponente

iz biomase prevedu u fermentabilne e$ere i vri se pomo$u enzima ili kiselina.

ermentabilni e$eri su oni e$eri koje mikroorganizmi mogu metabolisati, odnosno

fermentisati do etanola, i to su uglavnom monosaharidi sa est -glukoza, fruktoza, galaktoza,

manoza0 ili pet ugljenikovih jedini)a -ksiloza, arabinoza0 ili disaharidi -saharoza, maltoza,

laktoza0. %upstrati na bazi biomase koja je bogata e$erima, kao na primer, e$erna repa, ne

zahtevaju prethodnu enzimsku hidrolizu, ve$ se na njima mo#e direktno izvoditi

mikrobioloka fermenta)ija do etanola.

2.2.1.1 isela !idroliza

4iselinska hidroliza se izvodi pomo$u sumporne ili hlorovodoniQene kiseline i

zagrevanjem skrobne suspenzije -sa sadr#ajem suve materije od *' C'50 na temperaturi od

('' do (C D pri p? vrednosti od (,+&. Aejstvom kiselina mo#e se izvriti par)ijalna ili

potpuna hidroliza. Proizvodi par)ijalne hidrolize su sirupi i hidrolizati skroba, a totalnomhidrolizom se dobija glukoza. Aobijeni hidrolizati pokazuju dobre filtra)ione osobine, ali

dobijaju se i polimeri -koji boje rastvor0 i visok sadr#aj pepela, pa postup)i preči$avanja

dodatno poskupljuju pro)es.

2.2.1.2 Enzi'ska !idroliza

3nzimski postupak hidrolize skroba je savremeno reenje u kojem se koriste

termostabilne amilaze koje omogu$avaju hidrolizu na ni#oj temperaturi i pritisku. Prema


21/27

tome, osnovne prednosti ovakvog postupka su manja potronja energije i ni#i sadr#aj

neglukozidnih nečisto$a.

Likvefakcija je prva faza enzimske hidrolize skroba u kojoj dolazi do delimične

hidrolize skroba uz smanjenje viskoznosti suspenzije. = ovoj fazi se koristi enzim

termostabilna R amilaza koji vri utečnjavanje skroba tako to hidrolizuje unutranje RA-(

C0glikozidne veze. aza likvefak)ije obuhvata: intenzivno meanje polazne skrobne

suspenzije, podeavanje p? vrednosti koja je odgovaraju$a za dati enzim i zagrevanje

smee na temperaturu neophodnu za likvefak)iju -+((' SD0 u toku ((,+ h. %a pove$anjem

temperature skrob se #elatinizira formiraju$i gustu kau koja dejstvom enzima, po zavretku

likvefak)ije, prelazi u teQnu smeu izgra;enu od dekstrina -kompleksnih e$era0. Dilj

likvefak)ije je da se smanji viskoznost suspenzije, kao i dovo;enje dekstroznog ekvivalenta

do vrednosti izme;u (' i &' u zavisnosti od količine dodatog enzima -dekstrozni ekvivalentA3 predstavlja odnos redukuju$ih e$era izra#enih kao glukoza i ukupnih ugljenih hidrata,

računato na suvu materiju0.


22/27

α-amilaze -endoamilaze0 raskidaju RA-(C0glikozidne veze u unutranjosti skroba

nasumi)e usled čega naglo opada viskozitet rastvora skroba i smanjuje se intezitet boje

kompleksa sa jodom. 4ada nai;u na tačku grananja, tj. na RA-(,K0glikozidnu vezu,

hidroliza se prekida. Lezultat dejstva Ramilaza su dekstrini sa Rkonforma)ijom na prvom D

atomu, pa otuda i nose naziv Ramilaze. Produ)enti !-amilaza su plesni, kvas)i, bakterije i

aktinomi)ete, mada se uglavnom u njihovom industrijskom dobijanju koriste plesni

- Aspergillus oryae0 i bakterije -"acillus subtilis, ". licheniformis, ". amyloli#uefaciens0.

β-amilaze -egzoamilaze0 hidrolizuju RA-(C0glikozidnu vezu počevi od

neredukuju$eg kraja makromolekula pa se zbog toga nazivaju egzoamilaze. Ovi enzimi

otkidaju po jedan molekul maltoze i usled inverzije na prvom Datomu dobija se maltoza T

konforma)ije -zbog čega se nazivaju Tamilaze0.

2.2.2 $er'entacija

ermenta)ija e$era je faza koja sledi nakon pripreme supstrata i u klasičnim

postup)ima se izvodi najče$e pomo$u kvasa)a iz roda Saccharomyces cere$isiae na

temperaturi od oko *'D. Pored Saccharomyces cere$isiae u industrijskoj praksi se koriste i

kvas)i Saccharomyces u$arum %carlsbergensis&, Schiosaccharomyces pombe i

'ly$eromyces vrste. Pored kvasa)a i neke bakterije kao napr. (ymomonas mobilis,

Clostridium sporogenes i )hermoanaerobacter ethanolicus mogu proizvoditi etanol, ali se

one manje industrijski koriste, osim u posebnim slučajevima. Pro)es fermenta)ije se odvija u

spe)ijalno konstruisanim sudovima 7 fermentorima, uglavnom pod anaerobnim uslovima,

naime bez prisustva kiseonika, iako je poznato da su kvas)i fakultativni anaerobi -mogu

fermentisati e$ere i pod aerobnim i anaerobnim uslovima0. Pod anaerobnim uslovima kvas)i

fermentiu e$ere stvaraju$i etanol i ugljendioksid uz osloba;anje odre;ene količine

energije.

Prinos koji se mo#e ostvariti u toku fermenta)ije supstrata zavisi od vrste e$era koji

se fermentie, vrste mikroorganizama i primenjenih pro)esnih uslova -p?, temperatura,meanje, kon)entra)ija e$era u hranjivoj podlozi, kon)entra)ija drugih izvora supstrata

neophodnih za metabolizam proizvodnog mikroorganizma, efikasna elimina)ija infek)ije,

stroga usmerenost metabolizma mikroorganizma u prav)u nastajanja etanola, eventualno

prisustvo inhibitora u hranjivoj podlozi itd.0

pH vrednost supstrata značajno utiče na tok alkoholne fermenta)ije. Optimalne p?

vrednosti se kre$u u opsegu od C do K. @rednosti p? ni#e od &,K značajno ometaju

fermenta)iju, dok se na ve$im p? vrednostima formiraju ve$e kon)entra)ije gli)erina i

organskih kiselina na račun etanola.


23/27

Temperatura na kojoj se izvodi alkoholna fermenta)ija utiče na fermenta)ionu

aktivnost kvas)a. Optimalna temperatura zavisi od velikog broja faktora i nije potpuno

definisana, ali se mo#e re$i da se nalazi u opsegu od &+*' D. Go je temperatura koja

istovremeno obezbe;uje brzu fermenta)iju, a pri tome ne ometa razmno#avanje kvasa)a, uz

postizanje to potpunije transforma)ije e$era u etanol i ugljendioksid.


24/27

napaja dehidrata)iona kolona. rak)ija anhidrovanog etanola se sakuplja na dnu

dehidrata)ione kolone i hladi pre skladitenja.

Pro)esi destila)ije i rektifika)ije i daljeg preči$avanja etanola su ekonomski

najnepovoljnije faze u proizvodnji etanola. 1bog toga je značajno da profermentisana

podloga koja odlazi na destila)iju ima to je mogu$e ve$u kon)entra)iju etanola. =

industrijskoj praksi najče$e se destila)ija i rektifika)ija izvode u zajedničkom postrojenju

kontinualnim tokom. Lazvoj destila)ionorektifika)ionih sistema koji je baziran na

savremenoj konstruk)iji i povezivanju destila)ionih kolona, ra)ionaliza)iji energije

rekupera)ijom, kondenza)ijom i kompresijom nastalih para, uvo;enju termopumpi i

savrenijeg kontrolnog sistema omogu$ava i do C'5 energetskih uteda u odnosu na

potronju energije koja u konven)ionalnim destila)ionorektifika)ionim postrojenjima iznosi

('(& 2JEl anhidrovanog etanola. = proizvodnji etanola iz #itari)a, značajna uteda energije-za oko ('50 se posti#e re)irkula)ijom toplote iz sistema za zagrevanje skrobne sirovine iz

faze pripreme supstrata u fazu destila)ije i rektifika)ije.

Dehidratacija adsorpcijom se zasniva na kori$enju dehidrata)ionih sredstava za

izdvajanje vode iz rafinisanog etanola -N+NK5 vol0.


25/27

ES)E-I,E"AL"I DEO

isela !idoliza

4isela hidroliza se odigrava u balonu koji se smesti u kaloti i opremljen je povratnim

kondezatorom -slika K0. = balon od +'' ml se najpre odmeri ('' g krompira a zatim se doda

('' ml &2 ?DI. @reme trajanje hidrolize iznosi K' min a zatim oe$erenu reak)ionu smeu

neutralisati sa C' ml sa +2


26/27

Izdvajanje etanola

iltriranu ili )entrifugiranu fermentisanu tečnost -+' m90 i destilovanu vodu -+' m90

preba)iti u balon sa okruglim dnom -&+' m90 i destilisati -slika 0. %akupljenom destilatu

odrediti gustinu metodom piknometra i odgovaraju$im tabli)ama prevesti u vol5.

%lika


27/27

-EZ5LAI

)rinos etanola iznosi

Documents

Dnevnik Iz Alternativnih Izvora Energije