مقايسه و تحليل فني - اقتصادي توليد اتانول زيستي از ريزجلبك

كارشناسي ارشد

چكيده مصرف و تقاضاي بالا براي اتانول به عنوان افزودني بنزين و مصارف مختلف در صنايع شيميايي و هزينه‌هاي اوليه بالا براي توليد اتانول سنتزي باعث رويكرد جهاني به استفاده از اتانول زيستي شده است. اتانول زيستي مي‌تواند از منابع مختلف بيومس يا زيست‌توده كه شامل مواد بيولوژيكي محصولات كشاورزي و مواد طبيعي است، توليد شود. در اين تحقيق ابتدا به معرفي انواع سوخت زيستي، تمايز بين اتانول سنتزي و اتانول زيستي و استفاده از اتانول زيستي به عنوان سوخت خودروها پرداخته مي‌شود. در ادامه به معرفي منابع اوليه براي توليد اتانول زيستي از هر سه نسل زيست‌توده و سپس به روش‌هاي تبديل زيست‌توده به اتانول زيستي براي هر نسل به صورت جداگانه مورد بررسي قرار مي‌گيرد. تمركز اصلي اين تحقيق بر بهينه‌سازي توليد اتانول زيستي و مصرف انرژي از نسل سوم زيست‌توده كه شامل ريزجلبك‌هاي آب شور و آب شيرين مي‌شود، است. در اين تحقيق روش توليد اتانول زيستي دو مرحله‌اي بوده است. مرحله اول بهينه‌سازي توليد گلوكز از زيست‌توده ريزجلبكي به وسيله هيدرويز اسيدي مي‌باشد كه براي g⁄L 10 ريزجلبك كلرلاولگاريس در دماي ℃ 130، با غلظت اسيد سولفوريك 1% به مدت زمان 15 دقيقه داراي بيشينه توليد گلوكز g⁄L 9/4 و براي g⁄L 10 ريزجلبك دوناللا در همان شرايط بهينه g⁄L 9/3 بوده است. مرحله دوم، توليد اتانول زيستي از گلوكز حاصل از مرحله هيدروليز با استفاده از مخمر كه براي g⁄L 10 گلوكز حاصل از ريزجلبك كلرلاولگاريس در دماي ℃ 9/22، با ميزان PH 4/5 به مدت زمان 6 روز و 18 ساعت داراي بيشينه توليد اتانول v⁄v 8 % و براي g⁄L 8 گلوكز حاصل از ريزجلبك دوناللا در دماي ℃ 9/25، با ميزان PH 4/5 به مدت زمان 6 روز و 22 ساعت داراي بيشينه توليد اتانول v⁄v 6 % است. در قسمت هيدروليز ميزان انرژي گرمايي مصرف شده در صورت تركيب سيستم هيدروليز با كالكتور خورشيدي و بدون آن محاسبه و بهينه‌سازي شده است. در پايان ميزان اتانول نهايي توليد شده به صورت تامين انرژي گرمايي مورد نياز از اتانول زيستي توليدي، محاسبه شده است و در صورتي كه سيستم با كالكتور خورشيدي تركيب شود و گرماي مورد نياز از محصول نهايي گرفته شود، ميزان بيشينه توليد اتانول زيستي %7/12 براي كلرلا و %6/9 براي دوناللا در مقايسه با عدم استفاده از سيستم خورشيدي افزايش پيدا مي‌كند. كلمات كليدي: اتانول زيستي، ريزجلبك، بنزين، كلرلا ولگاريس، دوناللا سالينا

193309

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي سيستم هاي انرژي - محيط زيست

دكتر عليرضا زاهدي