Uvod u Biotehnologiju

Uvod u Biotehnologiju

Sadraj1.UVOD32.BIOGORIVA43.BIOMASA64.UTICAJ NA OKOLINU85.VRSTA BIOMASA96.PRETVARANJE BIOMASE U GORIVO107.VRSTE BIOGORIVA127.1.PRVA GENERACIJA BIOGORIVA127.1.1.Bioalkoholi127.1.2.Bioetanol127.1.3.Biodizel147.1.4.Biljno ulje167.1.5.Bioplin / biogas167.2.DRUGA GENERACIJA BIOGORIVA187.2.1.Biohidrogen197.2.2.Bio DME207.2.3.Biometanol207.2.4.DMF217.2.5.HTU dizel217.2.6.Fischer Tropsch dizel227.2.7.Mjeavine alkohola237.3.TREA GENERACIJA BIOGORIVA247.3.1Biogoriva od algi248.BIODIZEL EKOLOKO GORIVO 21 VIJEKA278.1Uljana repica308.2.Recept za pravljenje biodizela338.3.Transesterifikacija ulja u biodizel368.3.1.Bazno katalizirana transesterfikacija368.3.2.Kiselo katalizirana transesterfikacija378.3.3.Nekatalizirana transesterifikacija388.3.4.Enzimatski katalizirana transesterifikacija398.4.Biodizel kao biolo ulje419.BIOETANOL429.1Proizvodnja bioetanola429.2.Koje su prednosti proizvodnje bioetanola.459.3.KARAKTERISTIKE BIOETANOLA KAO GORIVA469.3.1Karakateristike istog etanola4610.BIOPLIN5010.1.Neto vie o anaerobnoj digestiji (AD)5310.1.1.Supstrati AD5410.1.2.Biohemijski postupak AD5410.1.3.Hidroliza5510.1.4.Acidogeneza5610.1.5.Acetogeneza5610.1.6.Metanogeneza5610.2.Osnovne primjene bioplina5710.3.Osobine bioplina5810.4.Direktno sagorjevanje i upotreba bioplina za proizvodnjutoplinske energije5910.5.Bioplin kao transportno gorivo5911.ZAKLJUAK6012.LITERATURA62

1.UVOD

Pojam biogoriva je veoma star. Rudol Diesel je veinu svog rada bazirao na istaivanju biodizela i pokretanju svog motora sa biodizelom. 1900 godine u Parizu je pokazao svoj motor koji je radio na ulju od kikirija. To je trebala biti prekretnica u proizvodnji goriva za automobile. Ali se to nije desilo, veoma mala koliina maina koje su pokretane motorima na gorivo, njihova cijena i trenutno neistrone rezerve fosilnih goriva potisnule su ideju o proizvodnji biogoriva.Ideja se ponovo javila 70 godina proslog stoljea,kada su ljudi postali svjesni zagaenja koje uzrokuju, moguoj nestaici goriva i eksponencijalnoj rasti broja automobila koji se tada javio.Sutinski biogoriva su trebala da budu lako pristupana goriva, nekodljiva po okolinu i da predstavljaju neiscrpan obnovljivi izvor goriva.Meutim dolo se do kontradiktornih rezultata, prizvodnja biogoriva nije jeftina i nije tako lako dostupna, barem ne na utrb neega drugog, a to je izvor hrane za ljude. Nisu ekoloka kako se mislilo, jer se koriste velike koliine energije za samu proizvodnju iz ostataka hrane.Da bi se proizvodilo gorivo potrebna je biomasa, ukoliko se koriste ostatci hrane, prinos goriva je daleko manji. Ako koristimo cijelu biomasu usjeva a ne samo ostatke koliina goriva koju proizvedemo daleko je vea. Time stvaramo problem nedostatka hrane iako je imamo dovoljno. Veliki dijelovi obradive zemlje bi se koristilo za proizvodnju usjeva od kojih bi proizvodili gorivo. Dolazi se u iskuenje za proizvodnjim GMO hrane za proizvodnju goriva, GMO bi bila nekodljiva za tu upotrebu, ali ne bi se moglo sprijeiti njeno irenje i ukravanje sa ne modificiranom hranom.Tu su i ekonomski razlozi, cijena hrane bi porasla kako bi nestajali izvori fosilnih goriva. Dovelo bi do jo veeg raslojavanja drutva i do monopolizacije obradivog zemljita.Kako se danas vode ratovi za naftu tako bi se u skoroj budunosti mogao voditi rat za odradivu zemlju i vodu.

2.BIOGORIVABiogoriva su goriva koja se dobivaju preradom biomase. Njihova energija je dobivena fiksacijom ugljika, tj. redukcijom ugljika iz zraka u organske spojeve. Za razliku od ugljika koji oslobaaju fosilna goriva mijenjajui klimatske uvjete na Zemlji, ugljik u biogorivima dolazi iz atmosfere, odakle ga biljke uzimaju tokom rasta. Slika 1.Fiksacija ugljik dioksida iz atmosfere.Iako su fosilna goriva dobivena fiksacijom ugljika, ne smatraju se biogorivima jer sadre ugljik koji se ne izmjenjuje u prirodi ve dugo vremena. Biogoriva postaju popularna zbog rasta cijena nafte, potrebe za sigurnijom nabavkom energije, zabrinutosti zbog tetnih emisija staklenikih plinova ... 2010. godine svjetska proizvodnja biogoriva dosegla je 105 milijardi litara, s porastom od 17% u odnosu na 2009. godinu. U saobraaju ona zauzimaju 2,7%, s najveim udjelom bioetanola i biodizela. Svjetska proizvodnja bioetanola je dosegla 86 milijardi litara, a najvei proizvoai su Sjedinjene Amerike Drave i Brazil (zauzimaju 90% svjetske proizvodnje). Najvei proizvoai biodizela su zemlje Europske unije s ueem od 53% u svjetskoj proizvodnji. Prema podacima Internacionalne energetske agencije (International Energy Agency), do 2050. godine biogoriva mogu zadovoljiti etvrtinu svjetske potrebe za gorivima u saobraaju. Globalno, biogoriva se najee koriste za prevoz i u kuanstvu. Veina goriva za prevozna sredstva su tekuine jer vozila zahtijevaju veliku gustou energije, kao to je ona koja je sadrana u tekuinama i rudama. Veliku gustou energije najlake i najefikasnije je dobiti motorom s unutarnjim sagorjevanjem, a on zahtijeva da gorivo bude isto. Goriva koja najlake izgaraju su tena i plinovita (mogu se ukapljivati), praktina su za prijenos i izgaraju isto (bez vrstih produkata).

3.BIOMASA

Biomasa (eng. biomass, njem. Biomasse) odnosi se na ivuu ili donedavno ivuu materiju, biljnog ili ivotinjskog porijekla, koja se moe koristiti kao gorivo ili za industrijsku proizvodnju. Najee se koristi direktno u konanoj potronji energije za grijanje, kuhanje ili zagrijavanje tople vode, ali se moe koristiti i za proizvodnju elektrine energije i topline, te se odnedavno sve vie koristi za proizvodnju biogoriva. Takoer moe se koristiti u industriji za proizvodnju vlakana i hemikalija. Biomasa je obnovljivi izvor energije, a openito se moe podijeliti na drvnu, nedrvnu i ivotinjski otpad, unutar ega se mogu razlikovati: Drvna biomasa Ostaci i otpad nastao pri piljenju, bruenju, blanjanju, esto je to otpad koji optereuje poslovanje drvno-preraivake firme Slui kao gorivo u vlastitim kotlovnicama, sirovina za proizvode, brikete, pelete Jeftinije je i kvalitetnije gorivo od umske biomase

Ostaci i otpaci iz poljoprivrede Slama, kukuruzovina, stabljike, kotice, ljuske, To je heterogena biomasa razliitih svojstava Ima nisku ogrjevnu vrijednost zbog visokog udjela vlage i razliitih primjesa Prerauje se presanjem, baliranjem.

ivotinjski otpad i ostaci Anaerobna fermentacija (izmet sve vrste ivotinja + zelena masa) Spaljivanjem (stelja, leine peradarske farme) Biogas (60% metana, 35% CO2 te 5% smjese vodika, azota, amonijaka, sumporvodika, CO, kisika i vodene pare)

Biomasa iz otpada Zelena frakcija kunog otpada Biomasa iz parkova i vrtova s urbanih povrina Mulj iz kolektora otpadnih voda

Slika 2. Izvori biomase.Najee se koristi drvna masa koja je nastala kao sporedni proizvod ili otpad te ostaci koji se ne mogu vie iskoristiti. Takva se biomasa koristi kao gorivo u postrojenjima za proizvodnju elektrine i toplotne energije ili se prerauje u plinovita i tekua goriva za primjenu u automobilima i kuanstvima.Biomasa ne ukljuuje organske tvari koje su promijenjene raznim geolokim procesima u tvari poput nafte i ugljena.

4.UTICAJ NA OKOLINUBiomasa je dio zatvorenog ugljinog kruga. Ugljik iz atmosfere se pohranjuje u biljke, prilikom spaljivanja ugljik se ponovno oslobaa u atmosferu kao ugljik dioksid (CO2). Dok god se potuje princip obnovljivog razvoja (zasadi se onoliko drvea koliko se posijee) ovaj oblik dobivanja energije nema znaajnog uticaja na okolinu.Biomasa se smatra obnovljivim izvorom energije i esto se naziva ugljikovo neutralno gorivo, no ono ipak moe doprinjeti globalnom zagrijavanju. To se dogaa kad se poremeti ravnotea sjee i saenja drvea, na primjer kod krenja uma ili urbanizacije zelenih povrina. Kada se biomasa koristi kao gorivo umjesto fosilnih goriva ono isputa jednaku koliinu CO2 u atmosferu. Ugljik iz biomase koji sainjava otprilike pedeset posto njene mase je ve dio atmosferskog ugljikovog kruga. Biomasa apsorbira CO2 tokom svog ivotnog ciklusa te ga isputa natrag u atmosferu kad se koristi za dobivanje energije. Kod fosilnih goriva je to drugaije jer se kod njih ugljik izdvaja iz dugotrajnih spremnika, u kojem bi inae bio zauvijek zarobljen, i isputa u atmosferu.

5.VRSTA BIOMASA

vrsta biomasa ukljuuje drvo, poljoprivredne te ostale organske nusproizvode i otpad.Kruta biomasa se moe spaljivati i tako se iz nje moe dobiti toplotna energija za grijanje ili proizvodnju elektrine energije, a moe se raznim postupcima pretvoriti u biogoriva ili biogas te se kao takva koristiti za dobivanje energije.Neki postupci prerade i upotrebe biomase: kompostiranje (u svrhu dobijanja gnojiva) anaerobna digestija (biomasa truhne u svrhu dobivanja metana i taloga koji se koristi kao gnojivo) fermentacija i destilacija (za dobivanje etilnog alkohola) destruktivna destilacija (proizvodi metilni alkohol iz otpada bogatih celulozom) piroliza (zagrijavanje organskog otpada bez prisustva zraka u svrhu proizvodnje zapaljivog plina i ugljena) spaljivanje u svrhu dobivanja topline i elektrine energije graevinski materijali biorazgradive plastike i papir (koritenje celuloznih vlakana)

6.PRETVARANJE BIOMASE U GORIVOZa dobivanje upotrebljivog goriva koriste se razliite tehnologije i razliite sirovine.Od biljaka koje imaju znatan postotak ulja dobiva se biodizel. Od sirovine koje imaju znatan postotak eera proizvodi se etanol uz pomo kvaevih gljivica i naknadnim rafiniranjem. Ovakav etanol dobiven od biljnih sirovina sve ee se zove bioetanol, kako bi se razlikovao od etanola dobivenog sintetskim putem. Celuloza se najvie koristi za dobivanje papira a moe se koristiti i za proizvodnju bioetanola, tj. etilnog akohola. Bioetanol se moe proizvesti i iz celuloze kao sloenog eera. Pri ovome celuloza se najprije uz pomo kiselina ili baza razlae na jednostavne eere, a nakon toga se pretvara u bioetanol, tj etilni alkohol. Kao izvor celuloze najee se koristi drvo, jednogodinje biljke, slama od itarica, a moe se koristiti i stajsko gnojivo. Stajsko gnojivo se najee koristi kao sirovina za dobivanje bioplina metana, a isprano moe se koristiti za dobivanje celuloze, to koriste neke tvornice papira i celuloze na Novom Zelandu . Kod dobivanja celuloze iz stajskog gnojiva problem je veliki postotak vode, amonijaka, hemiceluloze, lignina, humusa i ostalih neistoa to poskupljuje transportne trokove do tvornica celuloze.Uticajem amonijaka hemiceluloza i lignin su djelomino otopljeni pa ih je mogue isprati, ali za to je potrebno mnogo vode. Oba problema se mogu rijeiti uz pomo mobilnog ureaja za ispiranje stajskog gnojiva koji viekratno koristi istu vodu, ime se tedi voda, pri emu voda postaje sve prljavija i prljavija, a gnojivo sve istije i istije. Ureaj je mogue postaviti na svaku farmu pa se smanjuju i transportni trokovi. umski otpad najee se koristi samo kao sirovina za proizvodnju bioplina metana, odnosno otpaci od drveta se koriste za proizvodnju nakon provedene suhe destilacije briketa, ili drvenoga uglja.

Slika 3. Izgaranje biomase, pretvaranje biomase u gorivo.

7.VRSTE BIOGORIVA

7.1.PRVA GENERACIJA BIOGORIVAPrva generacija biogoriva su biogoriva sastavljena od eera, kroba, biljnog ulja i ivotinjskih masti, koritenjem konvencionalnih tehnologija. Osnovne sirovine za proizvodnju biogoriva prve generacije esto su itarice poput penice koje daju krob, zatim fermentacijom prelazi u bioetanol. Koritenjem suncokretovih sjemenki se dobiva biodizel.7.1.1.Bioalkoholi Bioloki proizvedeni alkoholi, najee etanol, rijetko propanol i butanol, dobivaju se radom mikroorganizama i enzima - fermentacijom eera ili kroba (najlake), ili celuloze (tee).7.1.2.BioetanolBioetanol predstavlja alternativu benzinu. U SAD-u se uglavnom dobiva iz kukuruza gdje etanolske smjese ine oko 9% ukupne godinje prodaje benzina. Pretpostavlja se kako su amerika vozila od 1979. godine do danas prela priblino 3 milijarde kilometara koristei etanolske smjese. Veina dananjih automobila moe voziti na mjeavine s 15% bioetanola i ostatkom benzina. Etanol ima manju gustou energije od benzina, tj. potrebna je vea masa bioetanola da bi se proizveo isti rad. Prednost etanola (CH3CH2OH) je vei oktanski broj to omoguava vei kompresijski omjer motora za poveanu termiku efikasnost. U Brazilu, koji je i vodea zemlja u svijetu u proizvodnji i primjeni etanola za vozila, bioetanol se dobiva iz eerne trske. Oko 15% brazilskih vozila se kree na isti etanol dok preostala koriste dvadesetpostotnu smjesu s benzinom. Bioetanol se moe dobivati i od ostalih itarica kao to su penica i jeam te od krompira.

Postoji niz naina za proizvodnju bioetanola, a glavni je dry-mill metodom, koja se provodi kroz nekoliko faza:1. Kukuruz ili neka druga itarica se melje i dobija se prah2. Mjeavina sastavljena od tog itnog praha, vode i enzima ulazi u visokotemperaturnu pe gdje se pretvara u tekue stanje. Tom procesu potpomae enzim koji otapa spojeve koje sadri preraena itarica.3. Tekuina je ohlaena i mijea se s drugim enzimom. Taj enzim pretvara krob u eer, koji kasnije fermentira i pretvara se u alkohol.4. U eernu mjeavinu se dodaje kvasac pri emu zapoinje proces fermentacije. eer se otapa na etanol i ugljik dioksid.5. Nakon fermentacije iz mjeavine se odvaja etanol.6. Od odvojenog etanola se procesom dehidracije uklanja voda.7. U etanol se dodaje mala koliina benzina da bi ga se uinilo nepitkim.U proizvodnji i upotrebi bioetanola dobivenog iz celuloze emitira se 0,22 kg/l CO2, a kod benzina 2,45 kg/l to je 91% vie. Bioetanol dobiven iz kukuruza emitira 1,94 kg/l CO2 (22% manje od benzina), a onaj dobiven iz eerne trske 1,07% (56% manje od benzina). Cijena benzina je bila za 1.2 puta vea nego cijena etanola dobivenog iz kukuruza. Brazil konkurira SAD-u u proizvodnji etanola zahvaljujui eernoj trski, koja daje od 5700 do 7600 litara po hektaru, dvostruko vie od kukuruza. Stabljike sadre 20% eera koji fermentira u alkohol, a otpad se moe koristiti kao gorivo za pogon destilacije, smanjujui upotrebu fosilnih goriva. Viegodinje trave poput prerijske trave rastu na tlima nepogodnima za druge kulture, i mogle bi zadovoljiti do 13% svjetskih potreba za naftom, ako se razvije uinkovit postupak pretvaranja celuloze u alkohol. Energija fosilnih goriva potroena u proizvodnju etanola iz kukuruza i dobijena energija proizvedenog etanola odnose se kao 1 : 1,3. Energija fosilnih goriva potroena na proizvodnju etanola iz eerne trske i energije dobivenog etanola odnose se kao 1:8, a za proizvodnju etanola iz celuloze i energija dobivenog etanola kao 1 prema 2 ili do 36, ovisno o metodi proizvodnje.Za proizvodnju metanola mogu se koristiti sirovine s visokim udjelom celuloze, kao to je drvo i neki ostaci iz poljoprivrede. Tehnologija se razlikuje od one za proizvodnju etanola. U prvoj se sirovina konvertira u gasoviti meuproizvod iz kojeg se sintetizira metanol. Faza sinteze metanola je dobro poznata i komercijalno dokazana, dok je faza rasplinjavanja jo u razvoju. Takva istraivanja se provode u zemljama s velikim drvnim potencijalom kao to su vedska i Brazil. Po mnogim su osobinama etanol i metanol vrlo slini benzinu. Za dodavanje do 20% etanola u benzin, nisu potrebne nikakve prerade ni zahvati na motoru, dok za vee udjele ili za pogon samo na etanol, treba djelomino modificirati motor to poskupljuje cijenu takvih vozila za oko 5 do 10%. Slino kao etanol, metanol se moe koristiti kao dodatak benzinu ili kao posebno gorivo. Zbog poneto drugaijeg naina izgaranja nego benzin, mogu se pojaviti odreene potekoe koje se rjeavaju dodavanjem odreenih tvari. Butanol (C4H9OH) dobiva se ABE fermentacijom (aceton, butanol, etanol) i eksperimentalne modifikacije procesa pokazuju potencijalno visoke dobitke energije s butanolom kao jedinim tekuim produktom. Butanol e davati vie energije i navodno moe izgarati izravno u sadanjim benzinskim motorima (bez modifikacija na konstrukciji), manje je korozivan i manje topiv u vodi od etanola.7.1.3.Biodizel

U nekim zemljama, biodizel je jeftiniji od konvencionalnog dizela.Biodizel (metilni ester repiinog ulja) je gorivo za motorna vozila koje se dobiva od ulja uljane repice ili recikliranog otpadnog jestivog ulja. Sirovine biodizela su masti ivotinjskog porjekla, biljna ulja, soja, goruica (senf), suncokret, palmino ulje, alge, itd. Biodizel je najee biogorivo u Europi. Biorazgradiv je i nije opasan za okolinu. Dok hektar kukuruza daje oko 2500 litara etanola godinje, hektar soje oko 560 litara biodizela, svaki hektar algi u teoriji moe dati vie od 45 000 litara biogoriva godinje. Kukuruz ili soja daju urod jednom godinje, a alge se mogu ubrati svaki dan. Kemijsko modificiranje biljnog ulja za proizvodnju biodizela troi manje energije nego destiliranje kukuruza u etanol, no problem je postotak iskoritenosti i visoka cijena. Njemaka je vodei svjetski proizvoa koji koristi ulje krstaica. U nekim zemljama Europske Unije, biodizel je u odreenom postotku ve zastupljen u gorivima, te takoer neka vozila ve mogu voziti na 100%-tni biodizel. Dobiva se kroz proces esterifikacije, tako to biljno ulje reagira s metanolom i natrijevim hidroksidom kao katalizatorom, te nastaje ester masnih kiselina zajedno s ostalim nusproduktima: glicerolom, gliceridskim talogom i sapunom. Ulja se mjeaju sa natrijevim hidroksidom i metanolom te iz hemijske reakcije nastaje biodizel i glicerol. Jedan dio glicerola je proizveden za svakih deset dijelova biodizela. isti biodizel (B100), ima daleko najmanje tetne emisije meu dizelskim gorivima. B100 moe postati viskozniji pri niim temperaturama, a to zavisi od sirovine iz koje je dobiven. U nekim zemljama proizvoai automobila ak daju garanciju za koritenje biodizela u njihovim motorima. Veina dananjih vozila imaju motore koji se ne moraju prepravljati za upotrebu biodizela. Budui da je biodizel dobro otapalo i isti ostatke mineralnog dizela, filteri motora se moraju ee mijenjati jer biodizel otapa ostatke u rezervoaru goriva i cijevima. Takoer isti i komoru za izgaranje od ostataka ugljika i poveava djelotvornost. Biodizel ima reduciranu koliinu ugljika te poveanu koliinu vodika i kisika, to znai da pri izgaranju nastaje manje estica nasagorenog ugljika. Iako isti likveficirani gas i vodik imaju ie izgaranje, oni se koriste kod puno manje uinkovitih benzinskih motora i nisu lako dostupni. Biodizel je siguran za koritenje i transport jer je biorazgradiv, 10 puta manje otrovan od kuhinjske soli i izgara na relativno visokoj temperaturi (148C). Pripada grupi srednje dugih, C16-C18 lananih masnih kiselina. Te molekule pokazuju slinost s molekulama mineralnog dizelskog goriva. Kod proizvodnje i upotrebe, emitira se 0,89 kg/l CO2, a kod mineralnog dizela 2,81 kg/l, to je 68% vie.

7.1.4.Biljno ulje Jestivo biljno ulje se uglavnom ne koristi kao gorivo, ali manje kvalitetno ulje se moe koristiti za tu svrhu. Kako bi se osiguralo da ubrizgava pravilno raspruje gorivo za njegovo efikasno izgaranje, biljno ulje mora biti zagrijano da bi se smanjila viskoznost. Taj postupak je laki u podnebljima sa toplijom klimom. Velike korporacije kao to su MAN B & W Diesel, Wartsila i Deutz imaju ponudu motora koji su prilagoeni za biljno ulje, bez potrebe dodatnih modifikacija. Biljno ulje takoer mogu koristiti starije izvedbe dizel motora, koji ne koriste uobiajen nain ubrizgavanja goriva ili ubrizgavanje goriva pomou elektronskog sistema. Zbog adekvatnog dizajna komore za izgaranje koja omoguuje indirektno ubrizgavanje goriva, ovakvi motori su najpogodniji za pogon na biljno ulje. Ovaj sistem omoguava relativno vee molekule ulja, dakle vie vremena za izgaranje.7.1.5.Bioplin / biogas

Supstanca %

Metan, CH4 50 75

Ugljik dioksid, CO2 25 - 50

Azot, N2 0 - 10

Vodik, H2 0 - 1

Vodik sulfid, H2S 0 - 3

Kisik, O2 0 - 1

Biogas je gasovito gorivo koji se dobiva anaerobnom razgradnjom ili fermentacijom organskih tvari, ukljuujui gnojivo, kanalizacijski mulj, komunalni otpad ili bilo koji drugi biorazgradivi otpad. Sastoji se uglavnom od metana i ugljik dioksida.

Slika 4.Procentualni sastav komponenti biogasa.vrsti nusproizvod se moe koristiti kao biogorivo ili gnojivo. U budunosti bi mogao biti vaan izvor energije.Biogas tj. smjesa gasova u kojoj je veina metan moe se dobiti od svake biomase. Biomasa je svaka organska supstanca nastala rastom bilja i ivotinja. Od svih obnovljivih izvora energije, najvei se doprinos u blioj budunosti oekuje od biomase. Svake godine na Zemlji nastaje oko 2.000 milijardi tona suhe biomase.

Slika 5.Dobijanje biogasa iz komunalnog otpada.

Za hranu se od toga koristi oko 1,2%, za papir 1%, i za gorivo 1%. Ostatak, oko 96% truhne ili poveava zalihe obnovljivih izvora energije. Od biomase se mogu proizvoditi obnovljivi izvori energije kao to su biogas, biodizel, biobenzin, (etanol), a suha masa se moe mljeti u sitne komadie, koji se mogu spaljivati u automatiziranim peima za proizvodnju toplote i elektrine energije.

7.2.DRUGA GENERACIJA BIOGORIVABiogoriva druge generacije su biogoriva dobivena iz odrivih sirovina. Odrivost sirovine se definira dostupnou sirovine, uticajem na emisije staklenikih plinova i uticajem na biodiverzitet i koritenje obradivih zemljita. Mnoga su jo u razvoju, npr. celulozni etanol, biovodik, biometanol, itd. U proizvodnji celuloznog etanola se koriste usjevi koji se ne mogu koristiti u prehrani, celuloza drvenasti dio strukture biljke. Ove sirovine ima dovoljno, a esto se javlja i problem skladitenja takvog otpada (piljevina, kora citrusnog voa). No, proizvodnja je tehniki zahtjevna u laboratorijima se pokuava izvesti prirodan proces enzimatskog raspadanja celuloze na jednostavne eere koji bi fermentirali u bioetanol. 2009. godine naunici su pronali nove gljivice ije djelovanje katalizira raspadanje na eere pri visokim temperaturama. Procesi na visokim temperaturama, kao i mikroorganizmi koji te temperature mogu izdrati, predmet su sadanjih istraivanja. Nedavno otkrie gljivice Gliocladium roseum omoguilo je proizvodnju takozvanog myco-dizela iz celuloze. Taj organizam posjeduje jedinstvenu sposobnost pretvaranja celuloze u ugljikohidrate manjih duina koji se obino nalaze u dizelskim gorivima. Radi se i na rekombinaciji gena takvih organizama da bi se poveala mogunost prirodnog dobivanja biogoriva. Naunici na Novom Zelandu su razvili tehnologiju koritenja ugljikovog monoksida iz eliana za dobivanje sirovine za fermentaciju etanola. U Minnesoti je razvijen sistem mikrobiolokih kultura koje proizvode ugljikovodike iz vode, ugljik dioksida i uz pomo suneve svjetlosti.Za razliku od prve generacije, biogoriva ove generacije znatno bi mogla reducirati emisiju CO2, a uz to ne koriste izvore hrane kao temelj proizvodnje i neke vrste osiguravaju bolji rad motora. Biogoriva druge generacije koja su trenutno u proizvodnji su: biohidrogen, bio DME, biometanol, DMF, HTU dizel, Fischer Tropsch dizel i mjeavine alkohola.

7.2.1.Biohidrogen Ova vrsta biogoriva mogla bi biti najzastupljenija u budunosti, budui da je obnovljiva, ne uzrokuje emisiju staklenikih plinova pri sagorijevanju, ve oslobaa energiju te se lako pretvara u elektrinu energiju pomou elija za gorivo. Kod proizvodnje biohidrogena uz pomo fotosintetikih mikroorganizama, potreban je jednostavan solarni reaktor, kao prozirna zatvorena kutija i neznatni energijski izvor. Elektrohemijska proizvodnja biohidrogena pomou solarne baterije zahtijeva, meutim, jake energetske izvore. Postoje razliiti procesi proizvodnje biohidrogena. Neke od njih su: biofotoliza vode pomou mikroalgi ili cijanobakterija, proizvodnja biohidrogena uz pomo odreenih enzima (hidrogenaza, nitrogenaza), proizvodnja pomou fotosintetskih bakterija, kombinacija fotosintetskih i anaerobnih bakterija kod proizvodnje.

Slika 6. Tehnologija proizvodnje biohidrogena.Sama proizvodnja biohidrogena je najzahtjevnija s obzirom na okoli. Budunost ovog procesa ovisi ne samo o poboljanjima na temelju istraivanja, ve i o ekonomskim zahtjevima, drutvenoj prilagoenosti i razvoju hidrogenskog energijskog sistema.7.2.2.Bio DME Bio DME ili biodimetileter je jako slian biometanolu o kojem e biti rije kasnije. Moe se proizvesti neposredno iz sintetikog plina, koji je jo uvijek u razvoju. Meutim, u hemijskoj industriji, DME se proizvodi iz istog metanola procesom katalitike dehidracije, kojom se hemijski razdvaja voda od metanola. Ovakav metanol moe se proizvesti iz ugljena, prirodnog plina ili biomase. esto se produkcija metanola i DME obuhvaa jednim procesom. Tek nedavno se na DME poelo gledati kao na mogui izvor goriva. U prolosti je bio koriten kao zamjena hloroflourkarbonu u sprejevima. Meutim, zbog svoje niske temperature sagorijevanja i visokog oktanskog broja pogodan je kao gorivo u dizelskim motorima. Iako ne potie koroziju metala (kao bioetanol i biometanol), DME utie na odreene vrste plastike i gume nakon odreenog vremena. Na sobnoj temperaturi je u plinovitom stanju, dok u tekue prelazi ukoliko je pritisak iznad 5 bara ili na temperaturi nioj od -25 C. 7.2.3.Biometanol Ova vrsta goriva druge generacije moe takoer biti proizvedena iz sintetikog plina, koji se dobiva iz biomase. Moe se koristiti kao zamjena nafte u paljenju motora na iskru zbog visokog oktanskog broja. Ba kao i kod bioetanola, kod upotrebe ovog goriva trebali bi u obzir uzeti niski pritisak isparavanja, nisku energiju gustoe i nekompatibilnost s materijalima u motoru. 10 20% biometanola pomijeanog s naftom moe se koristiti u motorima bez potrebe za njihovom modifikacijom. Budui da biometanol gori nevidljivim plamenom i znatno je otrovan, treba prilikom upotrebe poduzeti stroge mjere opreza.

7.2.4.DMF DMF ili dimetilformamid je organski spoj ija hemijska formula glasi (CH3)2NC(O)H. Ova bezbojna tenost se moe mijeati s vodom i veinom organskih spojeva. Takoer se esto koristi kao otopina u hemijskim reakcijama. Dobiva se procesom reakcije dimetil amina i ugljik monoksida pri niskom pritisku i temperaturi. Svoju upotrebu, osim kao gorivo, pronalazi u farmaciji, proizvodnji pesticida, sintetikih vlakana i slinih materijala. Smatra se kako DMF uzrokuje rak u ljudi te takoer neke mane prilikom roenja.

7.2.5.HTU dizel HydroThermalUpgrading (HTU) je tehnologija pretvaranja biogoriva iz izvora kao to je mokra biomasa ivotinjskog podrijetla. Na temperaturi od 300 - 350 C i visokom priotisku biomasa se pretvara u organsku tekuinu koja sadrava mjeavinu ugljikovodika. Nakon procesa katalitike hidrodeoksigenacije (HDO) moe se proizvesti teno biogorivo, slino fosilnim gorivima. Za sada se ova tehnologija koristi samo u Nizozemskoj, gdje se i nalazi pokusni HTU pogon.

7.2.6.Fischer Tropsch dizel Fischer Tropsch proces je katalitika kemijska reakcija prilikom koje se ugljikov monoksid i vodik pretvaraju u teni ugljikovodik razliitih oblika. Pri tome se koriste tipini katalizatori kao eljezo ili kobalt.Formula je: (2n+1)H2 + nCO CnH(2n+2) + nH2O.

Slika 7. Fischer-Tropsch proizvodanja biodizela.Osnovni cilj ovog procesa je produkcija sintetike zamjene nafti, prvenstveno od uglja ili prirodnog gasa, a da bi se upotrijebila kao sintetiko ulje za podmazivanje ili sintetiko gorivo.

7.2.7.Mjeavine alkohola Sintetiki plin, mjeavina ugljikovog monoksida i vodika, moe se proizvesti iz biomase kroz niz termalnih procesa, kao isparavanje. Katalitikim reakcija se moe pretvoriti u goriva, kao etanol i hemikalije velike vrijednosti, kao propanol i butanol. Trenutni katalizatori za sintezu "mjeanih alkohola" su proizvedeni za sintetiki plin dobiven iz uglja ili pare metana. Meutim, oni nisu ba najbolje rjeenje te se pokuavaju proizvesti poboljani katalizatori koji bi usavrili proizvodnju ove vrste biogoriva.

7.3.TREA GENERACIJA BIOGORIVABiogoriva tree generacije su biogoriva proizvedena iz algi. Na temelju laboratorijskih ispitivanja alge mogu proizvesti i do trideset puta vie energije po hektaru zemljita od itarica kao to je soja. Sa viim cijenama fosilnih goriva, postoji dosta veliko zanimanje za uzgoj algi. Jedna od velikih prednosti ovakvog biogoriva je u tome to je biorazgradivo, tako da je relativno bezopasno za okolinu ako se dogodi havarija. United States Department of Energy procjenjuje kako e u budunosti alge koje proizvode gorivo zamijeniti sva naftna goriva u SAD-u.7.3.1Biogoriva od algi

Ulje proizvedeno od mikroalgi moe biti ono to traimo za smanjenjem nae ovisnosti o fosilnim gorivima.Naunici imaju za cilj koritenje lokalnih sorti mikroalgi s najboljim karakteristikama za proizvodnju biogoriva.

Slika 8. Alge u proizvodnji biogoriva.Jednoelijske mikroalge sadre ulja slina biljnim uljima koji su ve uspjeno koriste kao biogoriva. A ovo alga ulje moe biti najzelenije rjeenje za kojim tragamo da smanjenjimo emisije ugljika. U usporedbi s fosilnim gorivima, prednosti ulja od algi su drastine. Fosilna goriva sadre ugljik koji je ugraen daleko u Zemlji jo prije vie miliona godina. Kada spalimo fosilna goriva, ovaj drevni ugljik biva puten natrag u atmosferu, stvarajue prekomjerne koliine slobodnog ugljika u prirodi. Nove koliine ugljika optereuju prirodni ciklus ugljika i priroda ne moe da ga eliminie. Mikroalge, s druge strane, troe ugljik dioksid (CO2) iz atmosfere kako rastu.

Slika 9. Tehnoloki proces prozivodnje biogoriva sa mikroalgama.

Kao rezultat toga, alge za proizvodnju goriva ne bi trebale stvarati dodatne koliine ugljik dioksida.Za razliku od drugih izvora biogoriva kao to su kukuruz, mikroalge ne zahtjevaju preusmjeravanja poljoprivrednog zemljita iz proizvodnje hrane. Idealan sluaj bi bio kad bi se alge uzgajale iz otpadnih voda koje preovladavaju fosfatima i drugim hranjivim elementima potrebnim za razvoj algi, a potrebni ugljik dioksid bi mogao biti doveden iz tvornica. Niti jedan drugi izvor biogoriva se ne moe ovako pripremati.Mikroalge rastu veoma brzo, pa bi se ubiranje ulja moglo vriti kroz nekoliko sedmica za razliku od usjeva koji moraju sazrijeti da bi se mogli preraivati. Brzina rasta omoguava do 20 puta vie prinosa ulja od algi nego od usjeva.

8.BIODIZEL EKOLOKO GORIVO 21 VIJEKA

Biodizel je komercijalni naziv za metil ester(ME) bez dodatog mineralnog goriva. Biodizel je standardno teno nemineralno gorivo. Biodizel je potpuno biorazgradiv, nije toksian, redukuje tetne gasove koji stvaraju efekat staklene bate. Danas se masovno koriste dve vrste goriva alkohol i biodizel. I jedno i drugo gorivo mogu se upotrebljavati samostalno ili uz dodatak konvekcionalnim gorivima.Biodizel ili metil-ester je hemijsko jedinjenje koje nastaje u procesima transesterifikacije ulja ili masti biljnog i ivotinjskog porekla, odnosno hemijskom reakcijom viih nezasienih masnih kiselina i alkohola u prisustvu katalizatora. Biodizel se moe proizvesti od:- svih vrsta masti i ulja biljnog i ivotinjskog porijekla kao to su (repiino ulje, suncokretovo, kukuruzno, ulje uljane repice itd.)- od otpadnog ulja iz restorana i domainstava- od svih vrsta viih masnih kiselina. Kao sporedni proizvod ove hemijske reakcije (transesterifikacije) nastaje trihidroksilni alkohol, glicerol koji takoe predstavlja znaajnu sirovinu koja ima iroku primjenu u industriji. Ideja o korienju biljnih ulja kao goriva za motore je vrlo stara i see do samih poetaka upotrebe motora sa unutranjim sagorjevanjem. Na svjetskoj izlobi u Parizu, 1900. godne, Njemac Rudolf Dizel, otac savremenih dizel motora, demonstrirao je rad dizel motora sa pogonom na ulje kikirikija. Iako je demonstracija bila uspjena, projekat nije zaivjeo, jer je upravo u to doba svijet otkrivao ogromne prednosti nafte kao energenta. Sve do prve naftne krize, 1973. godine, osim za vrijeme dva rata, svijet nije razmiljao o moguoj nestaici nafte.

Slika 10.Proizvodnja biodizela.Situacija je takva, da je Evropska unija propisima obavezala zemlje lanice da do kraja 2006. godine sva dizel goriva koja se proizvode i distribuiraju na prostorima EU moraju u sebi sadrati najmanje 5% biodizela. Predvieno je da se 2020. godine ak 20% svih energetskih potreba zemalja lanica podmiruje koritenjem razliitih vrsta biogoriva, meu kojima je i biodizel.

8.1Uljana repica

Uljana repica ili (Brassica napus L. ssp. oleifera) ranije je koritena najvie za dobijanje stone hrane, a rjee i konzumnog ulja. To je jednogodinja zeljasta biljka koju u periodu cvjetanja krasi jarko uti cvijet. Za dobijanje ulja koristi se sjeme ove biljke. U prosjeku, sjeme uljane repice sadri 40-48% ulja, tj. viih masnih kiselina heterogenog sastava i 18-25% bjelanevina. Ulje iz sjemena sadri razliite masne kiseline, od kojih su neke (zasiene) vrlo pogodne za proizvodnju biodizela (oleinska 60% i linolna 15%), dok su neke manje pogodne (linoelinska 10% ) ili ak nepoeljne (eruka 2%). Uljana repica sa ovakvim sastavom sjemenskog ulja pripada tzv. 0 kulturama koje su kod nas u proizvodnji ve dvadesetak godina i danas su jo uvek rasprostranjene. Postupcima daljeg oplemenjivanja ove kulture dobijene su tzv. 00 kulture koje su dijelom zastupljene i kod nas. One u sastavu svog sjemena imaju manje od 0.1% eruka masne kiseline, kao i izmjenjen odnos uea zasienih i nezasienih masnih kiselina. Posljednjih godina u Evropi je otpoelo gajenje tzv. 000 kulture sa jo povoljnjijim karakteristikama sjemenskog ulja. Ulje iz sjemena uljane repice dobija se postupkom presovanja u presama razliitog kapaciteta ili kombinovanim procesima presovanja i ekstrakcije. Posle ekstrakcije ulja iz sjemena dobija se tzv. sama uljane repice koja u sebi sadri 35-40% bjelanevina povoljnog sastava aminokiselina, pa je stoga vrlo pogodna za proizvodnju stone hrane. Ovo je jo jedan znaajan ekonomski aspekt koritenja uljane repice. Pored ulja, kao osnovnog proizvoda, same i glicerola, kao nus proizvod eterifikacije pri proizvodnji MER-a, dobija se i znaajna koliina slame, odnosno biomase. Slama uljane repice se moe stoprocentno iskoristiti bilo kao sirovina u industriji i graevinarstvu, bilo kao gorivo.

Prerada sjemena uljane repice radi dobijanja biodizela ima dvije faze. Prva faza je proizvodnja ulja, a druga, je transesterifikacija repiinog ulja. Dobijanje ulja iz uljane repice moe se vriti i u malim, individualnim postrojenjima. U takvim postrojenjima postupak transekstrakcije ulja je putem hladnog presovanja, poslije ega je neophodno vriti filtriranje ulja. Kao ostatak postupka presovanja nastaje tzv. pogaa (presovana zrna oiena od ljuske) koja se dalje koristi u proizvodnji stone hrane. Stepen izdvajanja ulja u ovakvom postupku je oko 70%. Poslije predpresovanja nastaje sirovo ulje i pogaa. Sirovo ulje se dalje filtrira ili se podvrgava postupku rafinacije. Pogaa se usitnjava i podvrgava tenoj ekstrakciji, posle ega se dobija uljna sirovina i tzv. mulj. Uljna sirovina se zatim filtrira i destilira, a potom rafinira, pa se dobija rafinirano ulje. Mulj se sui i melje, poslije ega se formira pogaa koja se koristi za stonu hranu. Stepen izdvajanja ulja u ovakvom postupku iznosi 98%. Mogue je koristiti i slian skraeni postupak, u kome se pogaa ne podvrgava daljoj ekstrakciji. Stepen izdvajanja ulja je u tom sluaju oko 85%. Ovako dobijena ulja koriste se u postupku esterifikacije. Biodizel je prvo, i za sada jedino, alternativno gorivo koje je prolo kompletnu evaluaciju izduvne emisije i potencijalnih zdravstvenih rizika po programu propisanom od strane Agencije za zatitu ivotne sredine SAD (EPA - Environmental Protection Agency). Ovaj program ukljuuje najotrije procedure ispitivanja radi certifikacije goriva. Podaci dobijeni iz ovih ispitivanja predstavljaju najpotpuniji inventar uticaja biodizela na ivotnu sredinu i ljudsko zdravlje. Ova ispitivanja su pokazala da dizel motori sa pogonom na biodizel imaju znaajno manju emisiju dima i estica. Smanjenje emisije u prosjeku iznosi oko 40%. Nia emisija dima i estica postie se i pri primjeni mijeavine konvencionalnog dizel goriva I MER-a. Slini rezultati se dobijaju i u pogledu redukcije emisije ugljenmonoksida (smanjenje oko 40%) i ugljovodonika (smanjenje oko 65 %). Emisija oksida azota pri pogonu dizel motora na biodizel vea je u prosjeku oko 10%. Znaajno je istai i da je emisija policiklinih aromatinih ugljovodonika (PAH -Polycyclic Aromatic Hydrocarbons), izrazito kancerogenih frakcija estine emisije, nia za oko 80%. to se tie emisije ugljendioksida, koji doprinosi nastanku efekta staklene bate, sagorevanje biodizela u motorima ne poveava emisiju ovog gasa u odnosu na emisiju koja bi nastala u prirodnom ivotnom ciklusu uljane repice. Znai da je u pogledu doprinosa efektu nastanka staklene bate biodizel neutralan. Toplotna mo biodizela je za oko 10% nia od toplotne moi konvencionalnog dizel goriva, to ima za posljedicu smanjenja snage motora. Ipak, zahvaljujui veoj viskoznosti biodizela efikasnost sistema za ubrizgavanje je, pri nepromenjenim parametrima ubrizgavanja, vea. Koritenje biodizela ne oteuje motor. Naprotiv, dobra maziva svojstva ovoga goriva doprinose manjem troenju elemenata klipno-cilindarske grupe, kao i elemenata sistema, za ubrizgavanje. Poslednjih godina insistira se na smanjenju sadraja sumpora i aromata u dizel gorivu, ime se znatno pogoravaju maziva svojstva goriva. Mjeanjem konvencionalnih dizel goriva i MER-a, ak i u malom procentu, znaajno se poboljavaju maziva svojstva goriva. Na taj nain moe se u potpunosti nadoknaditi manjak mazivosti nesumpornih goriva, a pri tome se poboljava i kvalitet izduvne emisije.

8.2.Recept za pravljenje biodizelaJestivo biljno ulje (bilo novo ili ve korieno ) ima previsok viskozitet da bi se bez ikakvih modifikacija koristilo u dananjim dizel motorima. Da bi se jestivo ulje pretvorilo u biodizel potrebno mu je smanjiti viskozitet. To se postie hemijskim putem. Cilj hemijskog postupka proizvodnje biodizela je razbiti molekule masti i na taj nain smanjiti im viskozitet. Taj postupak se naziva transesterifikacija.Molekula masti je triglicerid, to znai da se sastoji od tri lanca masnih kiselina (estera) koje su povezane sa molekulom glicerola. Glicerol ima udio u ulju oko 20%. Procesom transesterifikacije lanci masnih kiselina se odvajaju od molekula glicerola i veu se sa metanolom. Glicerol tone na dno, inei nusprodukt glicerin. Na mesto glicerola dolazi metanol.Hemikalije potrebne za postupak transesterifikacije su:1. metanol2. kaustina soda ili natrijum hidroksid (NaOH).Metanol se dodaje u razmeri od 20% u odnosu na ulje. Metanol treba da bude 99,5%-tni, dakle vrlo visoke istoe, jer voda ometa proces transesterifikacije.Potrebno je naglasiti da je metanol izuzetno opasna hemikalija koja, ako se proguta, moe izazvati sljepilo, a u veim koliinama je i smrtonosna. Zato je izrazito vano paziti da ne udiemo pare metanola i da ga naravno ne progutamo. Pri radu OBAVEZNO nositi gumene rukavice i zatitnu odeu.Od jednog molekula triglicerida, dobiemo tri molekula alkilnog estera koji nazivamo biodizel. Biodizel se takodje moe praviti i od prirodnoh alkohola, da naglasimo kojom vrstom alkohola smo pravili bio dizel, imenujemo ga metilnim esterom. Kako bismo uopte razbili molekul triglicerida, dodajemo katalizator NaOH, takoe opasnu hemikaliju vrlo nagrizajuih svojstava. Kaustina soda je izrazito toksina hemikalija koja moe otetiti kou, oi i plua, a moe biti i smrtonosna ako se proguta. Treba kupiti NaOH 96%-tne istoe. Kaustina soda nam osigurava da se molekuli masnih kiselina odvoje od glicerola kako bi se osloboene spojile s alkoholom. Kaustina soda e se spojiti s glicerolom i pasti na dno posude u kojoj proizvodimo biodizel.Odnos kaustine sode izraunavamo u gramima, zato moramo imati i preciznu vagu, osetljivu ve od 1 grama. U samom procesu proizvodnje metanol i kaustinu sodu pomjeamo i dobijemo natrijum metoksid, koji obezbeuje odvajanje masnih kiselina od glicerola. OPREZ!! Natrijum-metoksid je opasan i ima sva opasna svojstva i jedne i druge hemikalije.Koristiti iskljuivo plastine polietilenske, staklene, emajlirane ili inoks posude. Panja Posude moraju biti potpuno suhe.

Slika 11. Proizvodnja biodizela.Nusproizvod proizvodnje biodizela je glicerin. Glicerin koji dobijemo nakon proizvodnje nije opasan i toksian, i moe se koristiti za proizvodnju sapuna.Ako biodizel pravimo od koritenog jestivog ulja, najvanije nam je da uklonimo tzv. slobodne masne kiseline u preprenom ulju. Koliinu masnih kiselina odreujemo procesom titracije. Ukoliko ne uklonimo slobodne masne kiseline, one mogu zaustaviti proces proizvodnje biodizela. Slobodne masne kiseline neutralizovaemo dodatkom kaustine sode. Procesom titracije odreujemo koliko nam sode treba za ovaj postupak.

8.3.Transesterifikacija ulja u biodizel

Razlikujemo vise transesterifikacija Hemijski katalizirana transesterfikacija Bazno katalizirana transesterfikacija Kiselo katalizirana transesterfikacija Transesterfikacija bez prisustva katalizatora Enzimatski katalizirana transesterifimacija

8.3.1.Bazno katalizirana transesterfikacija

U alkalnoj transesterifikaciji kao bazu koristimo Natrijev hidroksid (NaOH), kalijhidroksid (KOH), i natrij methoxid (CH3ONa). Ovim hemijskim sredstvima podiemo pH iznad 7. Ovo su tri hemikalije koje se najee koriste kao alkalni katalizatori. Pri koritenju baze kao katalizatora, reakcija je relativno brza, odvija se na niskim temperaturama i pritiscima i relativno je jednostavna tehnika. Alkalna transesterifikacija daje visoke prinose 98% u kratkom vremenu. Nedostatak metode je osjetljivost na koncentraciju slobodnih masnih kiselina i vode, one moraju biti ispod odreenih granica.Prisustvo slobodnih masnih kiselina potpomae nastajenja veih koliina sapuna i potronja katalizatora je odmah vea. Glavni nedostatak ove metode je zagaenje otpadne vode je otpadna voda je jako bazna.

8.3.2.Kiselo katalizirana transesterfikacija

Koristi se mnogo manje nego bazno katalizirane reakcije zato to su mnogo sporije i do 4000 puta a i kiseline su veoma korozivne. Kiseline koje se koriste su sumporna, sulfonska, fosforna, hloridna kiselina. Bilo bi potrebno vie puta vriti iste reakcije da bi se dobio odgovarajui prinos, a pored toga potrebna je vea koliina alkohola i koncentracija alkohola.Ovaj proces je u prednosti u odnosu na slobodne masne kiseline jer ne nastaje sapun, tako da se ovom metodom mogu preraivati ulja sa visokim procentom slobodnih masnih kiselina.Ovaj postupak kiselinske transesterifikacije moe se koristiti kao predkorak u esterifikaciji bazama, prvo se esterifikuju slobodne masne kiseline. Kada je ravnotea postignuta katalizator i voda se uklanjaju centrifugiranjem.

Slika 12. Kiselo katalizirana transesterifikacija.

8.3.3.Nekatalizirana transesterifikacija

Iako katalizatori smanjuju vrijeme transesterifikacije, njihova prisutnost komplicira preiavanje konanog proizvoda. Da bi izbjegli nedostatke katalizatora koristi se transesterifikacija sa superkritinim alkoholom. Upotreba superkritinog alkohola osigurava visoki prinos konverzije ulja u kratkom vremenu. Ova metoda je u prednosti u odnosu na klasine metode koje koriste konvencionalne katalizatore. Konvencionalni katalizator moe prevesti palmino ulje u biodizel za jedan sat, dok super kritinom alkoholu treba samo 20 minuta. Kao nedostatak katalizatora finalni proizvod ne treba preiavati u odnosu na prethodne metode.

Slika 13.Transesterifikacija sa superkritinim metanolom.Smjesa metanola i ulja se ugrije do superkritinih temperatura, bez prisustva katalizatora. Biodizel se ukloni iz reakcione smjese a viak metanola se ukloni isparavanjem u toku 20 minuta na temperaturi od 90 oC.

U poreenju sa katalitikim reakcijama superkritine metanol reakcije su puno bre i moe se postii visok prinos u kratkom vremenu. Meutim reakcija zahtijeva visoke pritiske, temperaturu i visoku koncetraciju metanola. Visoka koncentracija alkohola poskupljava proces transesterifikacije.8.3.4.Enzimatski katalizirana transesterifikacija

Postoji veliki interes o koritenju biokatalizatora pri transformaciji triglicerida u biodizel, imaju veliku prednost jer je niska cijena proizvodnje a i produkt koji se dobije je velike istoe. Enzimska transesterifikacija moe se provesti na 35 do 45 oC.

Za razliku od hemijskih katalizatora, enzimi ne stvaraju sapune i kataliziraju transesterifikaciju triglicerida u jednom koraku bez potrebe za pranjem proizvoda. S druge strane mogui neodostaci su sporija reakcija u prisustvi metanola i mogua inaktivacija enzima od strane istog.

Lipaza je enzim koji moe katalizirati reakcije sa metanolom, a proizvode ga mokroorganizmi kao to su bakterije i gljivice. Lipaze se izoliraju iz Mucor miehei, Rhizopus oryzae, Candida Antarktika, i Pseudomonas cepacia su najee koriteni enzimi.Lipaza spada u grupu hidrolitikih enzima koji hidroliziraju trigliceride na masne kiseline i glicerol.U odnosu na regioselektivnost lipaze dijelimo na:

sn-1 ,3-specifine: hidrolizira esterske veze u pozijama R1 ili R3 triglicerida,

sn-2-specifine: hidrolizira esterske veze u pozicijama R2 triglicerida,

nespecifini: ne prave razliku izmeu pozicija estera.

Iako su lipaze u prednosti u odnosu na kiseline i baze kao katalizatori, one su skupe pa je zbog ekonomske isplativosti veoma esta reciklaa istih i vraanje u proces.

Slika 14. Enzimatska transesterifikacija.

Enzim se u otopini nalazi rastvoren i slobodno se kree, sutina imobilizacije je prevoenje istog u inaktivni oblik i njegovo vezivanje za neku supstancu pomou koje se moe izolirati i ponovo koristiti. Imobilizacija je ekonomski isplativa a i ekoloki ispravna.Razne tehnike imobilizacije se koriste a jedna je i adsorpcija na smolama, na gelovima, silika aero gelovima. Uglavnom se koristi fizika imobilizacija i odvajanje iz rastvora jer se nekoriste opasne hemikalije koje unitavaju enzim. Fizikom metodom se enzim inaktivira izoluje i ubaci drugi rastvor i ponovo aktivira.

8.4.Biodizel kao biolo ulje

Biodizel, moe se koristiti i kao biolo ulje. Prednost nove vrste grejnog ulja u odnosu na dizel je u tome to ima manje zagaenja prilikom sagorjevanja, a pravi se od uljane repice. Zbog toga je manje opasno po okolinu, a smanjuje zavisnost od uvoznih sirovina(nafte). Vee koritenje 5% biodizela, na primjer, znai smanjenje uvoza stoprocentnog dizela. Ali, koliine bio-dizela trenutno su nedovoljne da bi se svi potroai snabdjeli njime u potrebnim koliinama. Neka svojstva biodizela ine ga nepodesnim za primjenu u visokim koncentracijama. Na primjer, isti biodizel ne toi se najbolje na niskim temperaturama, to bi moglo da stvori probleme u njegovom skladitenju u rezervoarima na otvorenom, u podrujima sa hladnijom klimom, a mo rastapanja mu je takva da moe da probui ak i gumenu izolaciju, usput, da pokupi godinama nagomilani naftni mulj iz prljavih rezervoara, I njime zapui filtere i protok goriva. Dugorono, strunjaci misle da je rjeenje upravo u pronalaenju naina za to masovnijim koritenjem bio-goriva koja mogu da se obnavljaju, prerauju iz svog otpada i vie puta koriste. Time e se postii da potroai i njihovi snabdjevai budu manje zavisni od drugih u obezbeenju potrebnih koliina ulja za grejanje.

9.BIOETANOL

9.1Proizvodnja bioetanola

Osnovna primena bioetanola se moe svrstati u tri oblasti: u industriji kao sirovina ili rastvara za proizvodnju alkoholnih pia kao gorivoVelika potronja i iscrpljivanje fosilnih goriva poslednjih nekoliko godina koje se javlja usljed razvoja industrije i tehnologije, uslovljava pronalaenje nekog alternativnog rjeenja. Meu alternativnim energetskim resursima znaajno mjesto danas zauzimaju biogoriva, od koji bioetanol ima posebno mjesto kao obnovljivo i ekoloki pogodno gorivo.

Kod proizvodnje bioetanola vano je da se moe dobiti fermentacijom iz obnovljivih sirovina koje sadre ugljene hidrate (kukuruz, eerna trska, krompir, topinambur i dr.). Fermentacija eera biomase se vri pomou mikroorganizama, i to tradicionalno pomou kvasaca, a u novijim tehnologijama i pomou odreenih vrsta bakterija.

Slika 15. Proizvodnja i primjena bioetanola.

Tehnologija za proizvodnju bioetanola se moe podjeliti u tri faze:

1.Prethodna obrada supstrata- priprema sirovine2.Fermentacija supstrata3.Izdvajanje proizvoda (destilacija, rektifikacija, preiavanje i obezvodnjavanje).

Slika 16. Uproena blok-ema dobijanja etanola na biomasi.Faza prethodne obrade supstrata ima za cilj da se krobne ili celulozne komponente iz biomase prevedu u fermentabilne eere i vri se pomou enzima ili kiselina.Fermentacija u proizvodnji etanola se moe izvoditi na sljedea etiri naina: diskontinualno, kontinualno, dolivno i semi-kontinualno. Pored izabranog postupka fermentacije, od izuzetnog znaaja za efikasnost fermentacije i produktivnost proizvodnje etanola mogu biti odreena konstrukciona poboljanja fermentora ime se postie bolji prenos mase i toplote u sistemu, kao i bolja kontrola procesa. Znaajani tehnoloki pomaci se postiu upotrebom reaktora sa imobilisanim elijama, kao i istraivanja fermentacija sa genetski modifikovanim mikroorganizmima.

Za dobijanje bioetanola koji se sam ili u smjesi sa benzinom koristi kao motorno gorivo potrebno je izdvojiti vodu i odreen sadraj neistoa. Osnovni proces izdvajanja etanola izdvaja iz profermentisane podloge nakon fermentacije je destilacija i rektifikacija.

Slika 17.Shema proizvodnje etanola, od samog prijema sirovine.

9.2.Koje su prednosti proizvodnje bioetanola.

Od posebnog znaaja je da se bioetanol dobija iz obnovljivih sirovina kojih ima u velikoj koliini i koje su lako dostupne, kao i to je sporedni proizvod u ovoj proizvodnji dibra koja je kvalitetna stona hrana, tako da se ekonomski gubici pri proizvodnji bioetanola svode na minimum. Sirovinski potencijal za proizvodnju bioetanola, a od poljoprivrednih sirovina najznaajnije su krobne sirovine kukuruza i penice i namjenski gajene krobne sirovine- hibridni sirak, tritikale i Jerusalimska artioka koje se mogu gajiti na marginalnoj zemlji. Sa aspekta zatite ivotne sredine dodatak bioetanola u gorivo smanjuje efekat staklene bate do 20 %, smanjuje emisiju CO do 30 %, smanjuje emisiju benzola i sumpora, i potpuno je netoksian i biodegradabilan. Skoro sve zemlje Evropske unije, a i veina zemalja u tranziciji, u poslednjih desetak godina, znaajno su poveale proizvodnju bioetanola. Ovakav trend e se nastaviti i u budunosti to potvruje i Direktiva Evropske unije EC/30/2003 o alternativnim gorivima i njihovoj promociji.

Slika 18.Prednosti biogoriva.

9.3.KARAKTERISTIKE BIOETANOLA KAO GORIVA

9.3.1Karakateristike istog etanola

U svjetu se kao dodatak gorivu koristi visokopreieni denaturisani apsolutni etanol. U Brazilu se etanol za gorivo upotrebljava od 1930., u SAD od 1992., u vedskoj od 1985., a u Poljskoj od 1992. godine (3). Sva koliina apsolutnog etanola proizvedena u Francuskoj, Poljskoj, paniji i Italiji upotrebljava se za proizvodnju ETBE. Evropska Unija je u programu proizvodnje etanola za gorivo postavila cilj da proizvode toliko etanola do 2010. godine da moe da doda u benzin 6% apsolutnog etanola, a do 2015. godine do 7%. Navedene zemlje uglavnom imaju standarde za kvalitet etanola namenjenog za dodatak benzinu ili dizelu. U ovim standardima limitiran su sadraji: vode, metanola, aldehida, sumpora, fosfora, viih alkohola, bakra, hlorida i sredstava za denaturisanje. Zahtjeva se odreena gustina, bistrina, kiselost i pH. ISO/TC 28 N 2279 iz 2005. godine propisuje i metode kojima se navedeni parametri kvaliteta odreuju.Evropska Unija je 1993. godine iznjela podatke o vrstama i koliinama sredstava koja se koriste kao sredstva za denaturaciju etanola namjenjenog za gorivo. Za primjenu etanola u medicini i farmaciji postoje kriterijumi kvaliteta definisani u Jugoslovenskoj farmakopeji iz 2000. godine, a 2005. izdata je Evropska farmakopeja. U navedenoj dokumentaciji limitiran je sadraj metanola (manje od 0,005% v/v, odreen gasnom hromatografijom), acetaldehida+acetala (maksimum 10 ppm v/v), benzena(maksimum 2 ppmv/v) itd. Iz navedenih podataka moe se zakljuiti da je kontrola etanola veoma vana i sloena; zahtjeva veoma specijalizovan struni kadar i opremu. Koliine etanola koje e se proizvesti zavise od raspoloivih sirovina, instalisane opreme za pojedine sirovine, kadra i na kraju od koliina etanola koje treba proizvesti za odreene namjene. U meunarodnom prometu etanol je prema kvalitetu razvrstan u 10 kategorija. Uprve tri kategorije svrstan je nepreien i slabo preien etanol (meuproizvod za dalju preradu) i moe se primjenjivati za proizvodnju estokih alkoholnih pia ili kao konzervans u prehrambenoj industriji. Ove kategorije su kod nas svrstane u sirovi etanol i zahtjevi za njegova svojstva definisani su u tabeli 1 Pravilnika broj 07-3405/l iz 1985. godine. U etvrtu kategoriju ubraja se rektifikovan rafinisani etanol i njegova svojstva definisana su u Tabeli 2 navedenog Pravilnika. U kategorije pet do osam spada veoma preieni etanol, visoke cjene za farmaceutske i kozmetike namjene kao i za proizvodnju estokih alkoholnih pia gde su tragovi arome nepoeljni. U devetu kategoriju svrstan je bezvodni etanol. Osnovna namjena ovog kvaliteta je dodatak gorivima ili proizvodnja ETBE (etil-tercijalnog butiletera) kao zamjena za tetraetilolovo u gorivima ili kao sirovina u petrohemijskoj industriji. Po obimu proizvodnje, ovaj kvalitet etanola doivio je najveu ekspanziju tokom proteklih decenija. Deseta kategorija predstavlja veoma preien bezvodni etanol. Koristi se u medicinske svrhe i kao rastvara za esencije i boje. Zahtjevani kvalitet bioetanola prikazan je u tabeli 1.

Tabela 1 Zahtjevani kvalitet bioetanola.

Tehnika ogranienja u primjeni etanola u mjeavini sa motornim benzinom su: raslojavanje i poveanje napona para. Pojava raslojavanja moe se javiti u rezervoarima proizvoaa, distributera i korisnika. Stepen raslojavanja zavisi od koliine vode u mjeavini, koliine aromata u gorivu i od temperature okoline. Za mjeavine etanola i motornih benzina sa aspekta primjene je izuzetno vano, da u svim uslovima mjeavina bude homogena, tj. da se sprjei izdvajanja dvije faze gornje (motorni benzin) i donje (etanol). Ovoj pojavi posebno doprinose prisustvo vode u etanolu i sniene temperature okoline. Za odreivanje temperature raslojavanja mjeavina etanola i motornog benzina koristi se standard za odreivanje temperature zamuenja SCS ISO 3015:1997. Temperatura raslojavanja se definie kao najvia temperatura pri hlaenju meavine etanola I motornog benzina i etilalkohola na kojoj dolazi do izdvajanja dvije faze. Stabilnost mjeavina mora da bude zadovoljena za temperature koje se mogu javiti u zimskim uslovima.

10.BIOPLIN

Postrojenje za proizvodnju bioplina ne proizvodi samo energiju. Biomasa preostala nakonanaerobne razgradnje organske tvari digestat- predstavlja vrijedno gnojivo, bogato azotom, fosforom, kalijem i mikro-nutrijentima. Za rasprostiranje po poljoprivrednoj povrini moe se koristiti ista mehanizacija koja se koristi za svjei stajski gnoj ignojnicu.

U usporedbi sa svjeim stajskim gnojem, digestat ima znatno bolja gnojidbena svojstva zahvaljujui homogenosti i veoj hranidbenoj vrijednosti, boljem omjeru ugljika i duika te gotovo potpunom nedostatku neugodnog mirisa. Proces proizvodnje bioplina - od proizvodnje supstrata pa do koritenja digestata kao gnojiva - ini zatvoreni ciklus hranjivih tvari.

Slika 19.Postrojenje za prizvodnju biogasa.

Koliina ugljikovih spojeva (C) smanjuje se postupkom digestije, pri emu se metan (CH4) koristi za proizvodnju energije, a ugljikovdioksid (CO2) se isputa u atmosferu i biva ponovo vezan u biljke tokom fotosinteze. Neto ugljikovih spojeva ostaje u digestatu. Oni poveavaju sadraj ugljika u tlu ukoliko se digestat koristi u gnojidbene svrhe. Proizvodnja bioplina se moe dobro integrirati u konvencionalnu i ekoloku poljoprivredu, gdje digestat zamjenjuje mineralna (umjetna)g nojiva, proizvedena uz veliki utroak fosilnih goriva.

Za proizvodnju bioplina mogu se koristiti razliite sirovine: stajski gnoj, gnojovka i gnojnica, etveni ostatak, organski otpad iz mlijene industrije, organski otpad iz prehrambeno-preraivake industrije, organska frakcija mulja nastala proiavanjem otpadnih voda, organski otpad iz kuanstava i ugostiteljske djelatnosti, biljke proizvedene kao energetski nasadi i ostalo.

Bioplin se moe prikupljati i s odlagalita otpada. Jedna od glavnih prednosti proizvodnje bioplina je mogunost koritenja tzv. Mokre biomase kao sirovine.

Primjeri mokre biomase su otpadni mulj od proiavanja otpadnih voda, muljeviti ostaci iz mljekarskih i svinjogojskih farmi ili flotacijski mulj iz prehrambene industrije u kojem je udio vlage vei od 60 70 posto.

U zadnje se vrijeme naveliko koriste brojni energetski usjevi (penica, kukuruz, uljanarepica i ostalo) kao sirovina za proizvodnju bioplina.

Osim ovih sirovina, sve vrste poljoprivrednih ostataka - usjeva koji su zbog nekog razloga neprihvatljivi za prehranu ljudi i ivotinja (npr. propali usjevi uslijed vremenskih nepogoda) - mogu biti koriteni za proizvodnju bioplina i gnojiva. Brojni ivotinjski nusproizvodi koji nisu prihvatljivi za prehranu ljudi, takoer, mogu biti procesirani u bioplinskom postrojenju.

Slika 20.Shema proizvodnje biogasa.

10.1.Neto vie o anaerobnoj digestiji (AD)

Anaerobna digestija je biohemijski proces u kojem se kompleksni organski spojevi razgrauju djelovanjem razliitih vrsta bakterija u anaerobnim uvjetima (bez prisustva kisika).

Anaerobna razgradnja prirodan je proces koji se svakodnevno dogaa u prirodi npr. u morskom sedimentu, u probavi preivaa ili prilikom nastanka treseta.

Kod bioplinskih postrojenja, rezultati procesa anaerobne digestije su bioplin i digestat. U sluajevima kada se za procesAD koristi homogena mjeavina iz dvaju ili vie razliita supstrata, kao na primjer gnojnica i organski otpad iz prehrambene industrije, postupak se naziva kodigestija. Kodigestija je najei nain proizvodnje bioplina.

Slika 21. Anaerobna digestija, shema.

10.1.1.Supstrati AD

Za supstrat AD radi proizvodnje bioplina mogu posluiti razliiti tipovi biomase. Najee se koriste sljedee kategorije supstrata:

stajski gnoj i gnojnica ostaci i nusproizvodi iz poljoprivredne proizvodnje razgradivi organski otpad iz poljoprivredne i prehrambene industrije (ostacibiljnog i ivotinjskog porijekla) organski dio komunalnog otpada i otpada iz ugostiteljstva (ostaci biljnog iivotinjskog porijekla) otpadni muljevi energetski usjevi (kukuruz, sirak, razliite vrste trava, djetelina)

10.1.2.Biohemijski postupak AD

AD je mikrobioloki proces razgradnje organske tvari bez prisutnosti kisika. Glavni proizvodi ovog procesa su bioplin i digestat. Bioplin je gorivi plin koji se primarno sastoji od metana i ugljikovog dioksida. Digestat je procesirani ostatak supstrata, nastao tokom proizvodnje bioplina.

Tokom proizvodnje bioplina nastaje vrlo malo topline u usporedbi s aerobnimrazgradnjom (uz prisutnost kisika) ili kompostiranjem. Energija koja se nalazi hemijskimvezama supstrata oslobaa se u obliku metana.

Proces nastanka bioplina rezultat je niza povezanih procesnih koraka tokom kojih se inicijalni supstrat razlae na sve jednostavnije spojeve, sve do nastanka bioplina. U pojedinim fazama proizvodnje bioplina djeluju specifine grupe mikroorganizma.

Slika 22. Faze anaerobne digestije.

Naglaene su etiri glavne faze u procesu nastanka bioplina: hidroliza, acidogeneza, acetogeneza i metanogeneza.

10.1.3.Hidroliza

Hidroliza je teoretski prva faza AD tokom koje se organska tvar (polimeri) razlae na manje jedinice zvane monomeri i oligomeri.

Polimeri poput ugljikohidrata, lipida, aminokiselina i bjelanevina transformiraju se u glukozu, glicerol, purine, piridine i sl. hidrolitike bakterije lue hidrolitike enzime i transformiraju biopolimere u jednostavne i topljive spojeve kako je prikazano:

Lipidi -lipaze masne kiseline, glicerolPolisaharidi- celulaze, celobiaze, ksilanaze i amilaze monosaharidiProteini - proteaze aminokiseline

Opisani lanani procesi odvijaju se istodobno unutar fermentatora. Brzina cjelokupnogprocesa razgradnje odreena je brzinom odvijanja najsporije reakcije u lancu. U procesu hidrolize uestvuje iroki spektar bakterija koje izluuju egzoenzime, koji razgrauju estice supstrata. Produkti hidrolize dalje razgrauju (probavljaju) prisutne bakterije, koje ujedno koriste ove spojeve za vlastite metabolike procese.

10.1.4.Acidogeneza

U fazi acidogeneze proizvodi hidrolize se uz pomo acidogenih bakterija (fermentacije)transformiraju u metanogene spojeve. Jednostavni eeri, aminokiseline i masne kiselinerazgrauju se na acetat, ugljikov dioksid i vodik (70%) te na hlapljive masne kiseline(HMK) i alkohole (30%).

10.1.5.Acetogeneza

Tokom acetogeneze se proizvodi fermentacije, koji se ne mogu metanogenim bakterijama direktno transformirati u metan, pretvaraju u metanogene spojeve. HMK i alkoholi oksidiraju u acetat, vodik i ugljikov dioksid.

HMK koje imaju lance ugljika due od dvije jedinice i alkohol s vie od jedne molekule ugljika oksidiraju u acetate i vodik. Nastanak vodika poveava parcijalni tlak vodika u digestoru, to se moe smatrati otpadnim proizvodom acetogeneze, jer inhibira metabolizam acetogenih bakterija. Tokom metanogeneze vodik se transformira u metan.

Procesi acetogeneze imetanogeneze uglavnom se odvijaju paralelno kao simbiotsko djelovanje dvije grupe organizama.

10.1.6.Metanogeneza

Proizvodnja metana i ugljikovog dioksida potaknuta je aktivnou metanogenih bakterija.70 posto metana nastaje iz acetata, dok ostalih 30 posto nastaje pretvaranjem iz vodika i ugljik dioksida.10.2.Osnovne primjene bioplina

Proizvodnja bioplina putem AD je rasprostranjena metoda obrade otpada iz stoarstva (ivotinjskog izmeta i gnojnice) u modernim drutvima radi proizvodnje obnovljiveenergije i poboljanja kvalitete tajskog gnoja. Razvoj trita bioplina tokom posljednjih godina potaknuo je interes poljoprivrednika za podizanje usjeva na kojima e se uzgajati itarice i uljarice za proizvodnju bioplina. AD glavna je tehnologija za stabilizaciju primarnog i sekundarnog otpadnog mulja pri obradi otpadnih voda organske, prehrambeno-preraivake i fermentacijske industrije, kao i pri recikliranju frakcije krutog komunalnog otpada organskog porijekla. Specijalna primjena provodi se kod prikupljanja bioplina s odlagalita.

Metodu AD za tretman industrijskih otpadnih voda koriste razliite industrije:

industrija prerade hrane, npr. konzerviranje povra, prerada mlijeka i sira, otpad izklaonica, industrija prerade krumpira itd.. industrija pia, npr. pivare, proizvodnja bezalkoholnih pia i sokova, destilerije,prerada kafe... industrijski proizvodi, npr. papir i karton, guma, kemikalije, krob, farmaceutski proizvodi..

Industrijska bioplinska postrojenja imaju niz prednosti za drutvo i ukljuene industrije:

dodana vrijednost ostvaruje se vraanjem dijela hranjivih tvari u tlo, a trokoviodlaganja otpada se smanjuju proizvedeni bioplin koristi se za proizvodnju energije uinkovito tretiranje otpada doprinosi zelenom imidu kompanije Za oekivati je da e drutvene prednosti koritenja ovakvih tehnologija kao i dobrobit zaokoli, nasuprot visokim trokovima zbrinjavanja otpada na druge naine, poveati broj instaliranih industrijskih bioplinskih postrojenja.Bioplin se moe koristiti za razliite energetske potrebe ovisno o prirodi izvora i lokalnom potranjom za specifinim vrstama energije.

Bioplin se najee koristi za proizvodnju toplinske energije direktnim sagorjevanjem, proizvodnju elektrine energije putem energetskih elija ili u mikro turbinama te proizvodnju topline i elektrine energijeu kogeneracijskim postrojenjima ili pak kao pogonsko gorivo za vozila.

Slika 23.(Primjena biogasa)10.3.Osobine bioplina

Osobine i sastav bioplina ovise o tipu supstrata, nainu proizvodnje (vrsti postrojenja), temperaturi na kojoj se odvijao proces, trajanju retencije, volumenu digestora i ostalim faktorima. Energetska vrijednost bioplina nalazi se hemijski vezana u metanu.

Prosjena toplinska vrijednost bioplina je oko 21 MJ/m3, prosjena gustoa iznosi 1,22 kg/m3 (s 50% udjela metana), a teina je slina zraku (1,29 kg/m3).

10.4.Direktno sagorjevanje i upotreba bioplina za proizvodnjutoplinske energije

Najjednostavniji i najraireniji nain koritenja bioplina je direktno sagorjevanje bioplina ukotlovima ili na gorionicima. Primjenjuje direktno sagorjevanje u gorionicima predvienim za prirodni plin. Za proizvodnju topline bioplin se moe spaljivati na mjestu proizvodnje ili se plinovodima transportirati do krajnjih korisnika.

Bioplin nije potrebno proiavati kod proizvodnje topline jer kontaminacija neistoama do odreenog nivoa ne predstavlja ogranienje, kao to je to sluaj za druge naine primjene. No, prije upotrebe bioplin prolazi proces kondenzacije, eliminacije estica, kompresije, hlaenja i suenja.

10.5.Bioplin kao transportno gorivo

Koritenje biometana u transportnom sektoru ima veliki potencijal i potencijalno znaajne socio-ekonomske koristi. Biometan se kao pogonsko gorivo ve koristi u vedskoj,Njemakoj i vicarskoj.Broj privatnih vozila, vozila u javnom prometu i kamiona koji koriste plinsko gorivo je u znaajnom porastu. Biometan se u vozilima moe koristiti na isti nain kao i prirodni plin.

11.ZAKLJUAKPostoje razni socijalni, ekonomski, ekoloki i tehniki problemi i pitanja u proizvodnji i upotrebi biogoriva. Neki od njih su: uticaj na cijene nafte i naftnih derivata, debata hrana vs. gorivo, potencijal za smanjenje siromatva, razina emisije CO2, odrivi razvoj u proizvodnji biogoriva, deforestacija i erozija tla, smanjenje biodiverziteta, uticaj na izvore pitke vode i uticaj na efikasnost i balans u koritenju energije. The International Resource Panel u izvjetaju o biogorivima zakljuio je da se sva biogoriva ne ponaaju jednako i nemaju isti uticaj na klimu, sigurnost dobavljanja energije i ekosisteme i da se uticaji na drutvo i okolinu trebaju pratiti kroz jedan ivotni vijek. Biogoriva ine mnogo za neke poljoprivredne proizvoae, ali malo za okolinu. Kukuruz, uzgaja li se u monokulturi, zahtijeva velike koliine herbicida i azotnih gnjojiva te moe uzrokovati vee smanjenje kvalitete tla nego druge kulture. Proizvodnja kukuruznog etanola troi gotovo toliko fosilnih goriva koliko ih etanol zamjenjuje. Zatitari okoline takoer strahuju da bi podizanje cijena kultura moglo potaknuti poljoprivrednike da ponu iskoritavati zemljita trenutano preputena zatiti i ouvanju ivotinjskoga svijeta, pa i ona koja se koriste za proizvodnju hrane. Komisija UN-a je u julu 2007. godine upozorila da upotreba tla te opskrba hranom i vodom ne smiju biti ugroeni proizvodnjom biogoriva. Ne smiju biti ugroeni biodiverzitet i raznovrstan privredni rast, to naroito prijeti nerazvijenim zemljama. eli li se osigurati da prednosti biogoriva ne budu na tetu proizvodnje hrane, jedini je nain da se odvoji i osigura proizvodnja hrane. Iako su kukuruz i eerna trska tradicionalni izvori etanola, on se moe proizvoditi od biljnih stabljika, lia ili piljevine sirovina koje se najee bacaju. Vizionari biogoriva daju prednost viegodinjim travama s dubokim korijenima koje veu ugljik u tlu, pruaju stanite divljim ivotinjama, sprjeavaju eroziju tla i daju obilje biogoriva.

Prednosti koritenja biogoriva: Ne zahtijevaju radikalne promjene u principu rada motora automobila Jeftiniji je od fosilnih goriva Smatraju se ugljik neutralnim gorivima jer se njihovim stvaranjem troi ugljik dioksid, stav je nekih stunjaka, mada vlada i suprotno miljenje da se emisija ugljik dioksida ne smanjuje u velikim koliinama. Smanjuje ovisnost o uvozi stranih goriva, gubi se monopol nekih drava. Emituju manje estine tvari u zrak, posebno biodizel. Pri izgaranju su mnogo tii nego fosilna goriva, manje prozvode zvuno zagaenje.Mada se na prvi pogled ini odlinom alternativom dizelu fosilnog porijekla, proizvodnja biogoriva ima i velikih nedostataka. Kako se za proizvodnju biogoriva koriste isti resursi kao i za proizvodnju hrane, uzgoj poljoprivrednih kultura za ovu namjenu die cijenu hrane, naroito u zemljama u razvoju. Uz poskupljenje hrane, i samo biogorivo skuplje je od onog dobivenog na klasian nain.Proizvodnja biogoriva je skupa i (prema nekim studijama) koliina energije koja se troi na proizvodnju biogoriva vea je od koliine energije koja se od njega moe dobiti. Sljedei problem predstavlja uzgoj sirovina za biogoriva, poput soje, to moe smanjiti biodiverzitet i dovesti do ekolokih problema.Veliki paradoks je i to da se zbog osiguranja dodatnih sirovina za proizvodnju biogoriva pojaano unitavaju amazonske praume, kako bi se dobile velike obradive povrine.Smatra se da bi glavni problem bio u svjetskim zalihama hrane, i od sadanjih zemalja izvoznika hrane stvore zemlje uvoznice hrane. Pretjerana hiperprodukcija hrane za potrebe automobila a ne ljudi.2008 godine UN-ov specijalni izvjestilac za prava hrane, Jan Ziegler rekao je:..zloin protiv ovjenosti je pretvarati obradivu zemlju u zemlju koja e proizvoditi usjeve koji e se spaljivati kao gorivo...

12.LITERATURA

www.sciencedaily.com www.topnews.in priceofoil.org www.dailytech.com www.economist.com www.ers.usda.gov www.esru.strath.ac.uk www.future-science.com www.davidsuzuki.org biomassmagazine.com www.nature.com www.nature.com www.scidev.net www.time.com www.independent.co.uk www.bdpedia.com www.ens-newswire.com news.bbc.co.uk biofuel.org.uk www.biofuels-platform.ch www.gns.cri.nz www.makebiofuel.co.uk www.utwente.nl solarbiofuels.org www.gafbiofuels.com www.ecoist.rs energyobserver.com www.izvorienergije.com en.wikipedia.org bioplin.webs.com bioeek.com www.eihp.hSarajevo 2012Page 1