Биомасса как источник энергии стр.177

Характер предварительной подготовки сырья изменяется в пределах от мокрого измельчения до простой стерилизации. Так, для получения сока сахарного тростника производится его расщепление без экстенсивного разделения или очистки. Процесс ферментации целлюлозы также исключает такие этапы, как разделение или очистка.

Склонные к ферментации твердые вещества, входящие, как правило, в состав биомассы, представляют природные полимеры с ферментирующимися мономерами-сахарами. Полимеры отличаются стойкостью к физическому разрушению, и поэтому их разрушение осуществляется с помощью ферментов или кислот. Сопротивление полимеров к расщеплению находится в прямой зависимости от размера и сложности структуры молекул. Размеры капитальных затрат на приобретение оборудования для ферментации биомассы определяются технологией превращения сырья в ферментирующиеся сахара. При этом капиталовложения на оборудование для транспортирования, сухого измельчения и расщепления зерна значительно выше затрат на приобретение насоса и стерилизатора для доставки ферментирующегося потока отходов надлежащей концентрации.

1.2.    Расходы на предварительную подготовку

Эксплуатационные расходы зависят от технологии переработки сырья, что в свою очередь влияет на количество оборудования и расход энергии и ферментов. Кроме того, эти эксплуатационные расходы зависят от глубины, с которой могут ферментироваться твердые вещества сырья.

1.3.    Стоимость сырья

Важное значение имеет стоимость сырья, подаваемого на переработку. Согласно современным оценкам, на сырье этанольной ферментации приходится 2/3 производственных расходов. К сожалению, многие из легко ферментирующихся субстратов являются источником других не менее ценных продуктов, что естественно сказывается на их стоимости. По более низкой цене доступно менее надежное сырье, которое обычно требует большей предварительной подготовки и дает меньшие выходы этанола, считая на перерабатываемую массу. Примером такого сырья является целлюлоза -дешевое, имеющееся в изобилии, но очень стойкое к ферментации сырье.

1.4.    Компенсация расходов за счет реализации побочных продуктов

Для повышения экономичности ферментации важное значение имеет возможность реализации побочных продуктов. Так, например, хлебные злаки, особенно кукуруза, являются очень привлекательным сырьем благодаря ценности неферментирующихся компонентов. Компенсация расходов на процесс ферментации за счет остатков, образующихся после ферментации кукурузы (так называемой барды), может составить 58% общих производственных расходов [2].

2. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Детальный проект системы ферментации может быть разработан после того, как будет выбрано сырье. В зависимости от этого используется различное оборудование. Некоторые схемы технологического процесса представлены на рис. 1, 2 и 3 и в табл. 1.

Измельчение. Перед переработкой большая часть твердых материалов измельчается. Для измельчения зернового сырья обычно используют дисковые мельницы, вращающиеся плоские плиты с выступающими зубьями для разрыва зерен. Отделение сока сахарного тростника или тщательное измельчение целлюлозы, чтобы добиться приемлемых выходов ферментирующихся материалов [4, 5], осуществляется с помощью шаровых мельниц или путем обработки сильными растворителями.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒