Produkcja biokomponentów paliwowych drugiej i trzeciej generacji poprzez procesy termochemiczne – bioolej z mikroalg

Abstract

Produkcja biokomponentów paliwowych drugiej i trzeciej generacji poprzez procesy termochemicznebioolej z mikroalgRosnące uprzemysłowienie oraz dynamicznie rozwijający się sektor transportowy spowodowały w ostatnich dziesięciole-ciach gwałtowny wzrost konsumpcji paliw. Eksploatacja kurczących się zasobów paliw kopalnych przyczynia się do ustawicznego pogarszania środowiska naturalnego, głównie przez obciążenie atmosfery ziemskiej coraz większymi ilościami gazów cieplarnianych, w tym ditlenku węgla (CO 2 ). Z tego powodu od ponad dwóch dekad do komponowania paliw ciekłych stosuje się dodatki biopaliwowe. Powszechnie wykorzystywanymi biokomponentami są bioetanol oraz estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME), tzw. biopaliwa pierwszej generacji. Technologie produkcji tych biopaliw bazują głównie na surowcach jadalnych (paszowych), dlatego -biorąc pod uwagę ogromną skalę problemu głodu na całym globie -budzą olbrzymie kontrowersje. Te uwarunkowania stoją u podstaw rozwoju nowych technologii konwersji surowców niejadalnych/odpadowych do biopaliw drugiej generacji (z odpadów lignocelulozowych) oraz biopaliw trzeciej generacji z surowców pochodzących z dedykowanych procesów biologicznych. Przedstawione wyniki badań dotyczą otrzymywania półproduktu biopaliwa trzeciej generacji, tj. biooleju popirolitycznego, pozyskanego z mieszaniny biomasy mikroalg z gatunków Chlorella sp. i Scenedesmus sp. Na drodze pirolizy uzyskano około 30% (m/m) biooleju w odniesieniu do masy surowca. Stwierdzono, iż uzyski poszczególnych grup produktów (bioolej, faza gazowa, karbonizat) są uzależnione od warunków procesu (temperatura, czas reakcji). Analiza jakościowa (GC-MS) dowiodła, że otrzymany bioolej jest złożoną mieszaniną związków o różnych strukturach i właściwościach. Co ciekawe, analiza odporności na utlenianie termooksydacyjne badanego produktu wykazała znacznie lepszą jego stabilność w porównaniu z czystym biodieslem. Badania podstawowych parametrów fizykochemicznych dowodzą, że bioolej pozyskany na drodze pirolizy biomasy mikroalg, poddany odpowiednim procesom rafinacyjnym i uszlachetniającym, może z powodzeniem znaleźć zastosowanie jako biokomponent paliwowy.Słowa kluczowe: biopaliwa, bioolej, piroliza, mikroalgi.

Hydrothermal processing of pine wood: effect of process variables on bio-oil quality and yield

“…For instance, intensive decarboxylation may occur, as was confirmed by the gas analysis revealing the dominant contribution of carbon dioxide. These findings were similar to those reported elsewhere [6,10]. The yield of watersoluble organics was not found to be dependent on reaction time and equals approximately 11-13 wt.% at the lower temperature.…”

“…It was evidenced by the increase in the amount of heavier compounds with processing temperature increment, especially for the longest processing time. Moreover, similar findings regarding re-polymerization under more severe conditions were also mentioned earlier [6]. For the studied pine wood HTL bio-oils, there is no characteristic tail, as reported for some GPC distribution curves of bio-oils obtained from different feedstocks [16].…”

“…For example, near the critical point of water (i.e. 374 °C and 22.1 MPa), its dissociation constant rises drastically, causing water to act as acid or base catalyst for numerous reactions and empowering the chemical conversion of almost each type of organic compounds via hydrolysis and ionic reactions [6][7][8]. At supercritical conditions radical reactions start to dominate over ionic mechanism leading to higher gas fraction yields.…”

“…Thus the minimum and maximum values of the mentioned range was selected for presented investigation. The recent scientific literature provides several valuable review papers concerning hydrothermal liquefaction of different kinds of biomass [3,5,6,[8][9][10]. More specifically, there are also available research papers devoted to the conversion of different kinds of woody biomass processed under hydrothermal conditions, e.g.…”