| Aktuální verze |
Váš text |
| Řádek 1: |
Řádek 1: |
| [[Soubor:Biobutanol.jpg|right|Schéma produkce a využití biopaliv]] | | == '''Úvod''' == |
| | Biobutanol je butanol, který je produkován dvoustupňovým kvasným procesem z [[biomasy]] upravenými kvasinkami ''Clostridium tyrobutyricum'' a ''Clostridium acetobutylicum''. |
|
| |
|
| '''Biobutanol''' je butanol, který je produkován dvoustupňovým kvasným procesem z [[w:cs:biomasa|biomasy]] upravenými kvasinkami ''Clostridium tyrobutyricum'' a ''Clostridium acetobutylicum''. | | == '''Vlastnosti''' == |
| | Butanol (butanol-1 či n-butanol, C4H9OH) je alkohol, obsahující čtyři uhlíky a průmyslově se vyrábí hydratací butanu.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305] Butanol má výhřevnost větší než etanol a srovnatelnou s [[motorovým benzínem]]. Používá se jako ředidlo a průmyslově se vyrábí hydratací butanu. Jeho produkce dosahuje přes 14 mil. hektolitrů ročně.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305] Biobutanol se může přimíchávat do [[motorových fosilních paliv]] v širokém poměru. Butanol je mnohem méně těkavý než etanol nebo [[motorový benzín]]. Nedochází tedy k odparu během teplejšího počasí. Také jeho korozivní vlastnosti jsou mnohem menší než u lihu. Biobutanol také nepohlcuje vodu jako [[biolíh]], bod mrazu je -89°C, a proto je možné pro jeho přepravu a skladování použít stávající zařízení.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305] Dá se mísit s benzínem od 10 do 99% a lze jej využít i jako čisté stoprocentní palivo. V Evropě se přidává 10 obj. % butanolu do benzínu, v USA 11,5 obj. %, výhledově až 16 obj. % aniž by se musely modifikovat motory. Zaznívají i názory, že se může přidávat do [[dieselového paliva]].[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305]<br /> |
|
| |
|
| ==Vlastnosti== | | == '''Technologie výroby''' == |
| Butanol (butanol-1 či n-butanol, C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>OH) je alkohol, obsahující čtyři uhlíky a průmyslově se vyrábí hydratací butanu.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/cz/odborne-clanky/biobutanol-vhodnejsi-nahrada-benzinu>. ISSN: 1801-2655.
| | V technologii výroby se uplatňují nové kultury mikroorganismů. Nový druh mikroorganismu ve fermentovaném roztoku působí nejen při vyšší koncentraci butanolu, ale umožňuje vyrábět především butanol. Jedná se o zcela nové kvasinky ''Clostridium tyrobutyricum'' a nově vyšlechtěné ''Clostridium acetobutylicum'', které zajišťují optimální produkci butanolu a výtěžnost z glukózy přes 40%. První kmen přeměňuje glukózu na vodík a kyselinu máselnou a druhý poskytuje z kyseliny butanol.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305]<br /> |
| </ref> Butanol má výhřevnost větší než etanol a srovnatelnou s motorovým benzínem. Používá se jako ředidlo a průmyslově se vyrábí hydratací butanu. Jeho produkce dosahuje přes 14 mil. hektolitrů ročně.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref> Biobutanol se může přimíchávat do motorových [[w:cs:fosilní palivo|fosilních paliv]] v širokém poměru. Butanol je mnohem méně těkavý než etanol nebo [[motorový benzín]]. Nedochází tedy k odparu během teplejšího počasí. Také jeho korozivní vlastnosti jsou mnohem menší než u lihu.<ref name="BioEnergywiky">BIOENERGYWIKY, Biobutanol. Dostupné z WWW: <http://www.bioenergywiki.net/index.php/Biobutanol>.</ref> Biobutanol také nepohlcuje vodu jako [http://cs.wikipedia.org/wiki/Biolíh biolíh], bod mrazu je -89°C, a proto je možné pro jeho přepravu a skladování použít stávající zařízení.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref> Dá se mísit s benzínem od 10 do 99% a lze jej využít i jako čisté stoprocentní palivo. V Evropě se přidává 10 obj. % butanolu do benzínu, v USA 11,5 obj. %, výhledově až 16 obj. % aniž by se musely modifikovat motory. Zaznívají i názory, že se může přidávat do [[dieselové palivo|dieselového paliva]].<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref><br /> | | Rovnice procesu je následující[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305]: C6H12O6→CH3CH2CH2CH2OH+2CO2+H2O→C4H9OH+2CO2+H2O→C4H9OH+2CO2+H2O<br /> |
| | Výroba je kontinuální a probíhá ve dvou fermentorech propojených čerpadlem a potrubím a dále je zde zařízení pro oddělování butanolu z reakční směsi. Stručný technologický postup je následující: Suché či mokré mletí obilnin, sterilizace, přeměna biomasy na zkvasitelné cukry, fermentační reakce za pomoci kvasinek ''Clostiridium tyrorobutyricum'' v 1. fermentoru na máselnou kyselinu, přečerpání reakční směsi do druhého fermentoru, fermentace kyseliny máselné kvasinkami ''Clostridium tyrobutyricum'' na butanol, oddělení horkých plynů, adsorpce, desorbce, kondenzace, odstřeďování, destilace směsi butanolu s 10% vody. Výsledkem fermentace je tedy kyselina máselná, která je přeměněna na butanol, vodík, oxid uhličitý a voda.[http://biom.cz/index.shtml?x=2015305]<br /> |
| | Celkový výtěžek butanolu je ve srovnání s etanolem vyšší, ze l00 kg kukuřice se vyrobí až 38 litrů butanolu, což je lepší výsledek než u etanolu a navíc vzniká i vodík, který je energeticky využitelný. Jelikož technologie výroby biobutanolu se v mnohém podobá technologii výroby [[biolihu]], bude možno využít stávající zařízení na biolíh i při výrobě biobutanolu. Doposud využívaným tzv. ABE (Aceton-ButanolEtanol) fermentačním procesem vzniká také aceton (28 %) a etanol (14 %). V tomto novém technologickém postupu aceton a etanol nevznikají a výtěžnost butanolu je vyšší. Kukuřice zpracovaná na biobutanol poskytuje až o 42 % více energie než při fermentaci na [[biolíh]].[http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb]<br /> |
| | Jako "druhá generace" biobutanolu přijde biobutanol produkovaný novým biotechnologickým procesem, s vyšším stupněm přeměny pomocí [[biokatalyzátoru]]. Jejich uvedení do provozu v USA se předpokládá v roce 2010. Jako suroviny se používá řepa, cukrová třtina, kukuřice a dále se mluví o využití pšenice a rostlinné odpady- sláma, tráva, dřevo. Při spalování biobutanolu nevznikají emise oxidů síry a dusíku, oxidu uhelnatého a uhlovodíků. Studie analýzou [[Well-to-Wheel Life Cycle Analysis]] prokázala, že produkce emisí je u biobutanolu od přípravy pole po jízdu nejen nižší než u ropných paliv od těžby po jízdu, ale i proti [[biolihu]].[http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb]<br /> |
|
| |
|
| ==Technologie výroby== | | |
| V technologii výroby se uplatňují nové kultury mikroorganismů. Nový druh mikroorganismu ve fermentovaném roztoku působí nejen při vyšší koncentraci butanolu, ale umožňuje vyrábět především butanol. Jedná se o zcela nové kvasinky ''Clostridium tyrobutyricum'' a nově vyšlechtěné ''Clostridium acetobutylicum'', které zajišťují optimální produkci butanolu a výtěžnost z glukózy přes 40%. První kmen přeměňuje glukózu na vodík a kyselinu máselnou a druhý poskytuje z kyseliny butanol.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.
| | == '''Zdroje''' == |
| </ref> Rovnice procesu jsou následující<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref>:<br />
| | 1. ABUŠINOV, Alexandr: Biobutanol - přinese průlom v biopalivech? [cit. 2006-10-01]. Dostupné z WWW: <http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb>. |
| <br />1. C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>→C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>COOH+2CO<sub>2</sub>+2H<sub>2</sub><br />
| |
| <br />
| |
| 2. C<sub>3</sub>H<sub>7</sub>COOH+2H<sub>2</sub>→C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>OH+H<sub>2</sub>O<br />
| |
| [[Soubor:Biobutanol-sladky.JPG|right|Schéma výroby]]
| |
| <br />
| |
| Výroba je kontinuální a probíhá ve dvou fermentorech propojených čerpadlem a potrubím a dále je zde zařízení pro oddělování butanolu z reakční směsi. Stručný technologický postup je následující:
| |
| *suché či mokré mletí obilnin, sterilizace
| |
| *přeměna biomasy na zkvasitelné cukry
| |
| *fermentační reakce za pomoci kvasinek ''Clostiridium tyrorobutyricum'' v 1. fermentoru na máselnou kyselinu
| |
| *přečerpání reakční směsi do druhého fermentoru
| |
| *fermentace kyseliny máselné kvasinkami ''Clostridium tyrobutyricum'' na butanol
| |
| *oddělení horkých plynů, adsorpce, desorbce, kondenzace, odstřeďování
| |
| *destilace směsi butanolu s 10% vody
| |
|
| |
|
| Výsledkem fermentace je tedy kyselina máselná, která je přeměněna na butanol, vodík, oxid uhličitý a voda.<ref name="Sladký">SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655.</ref> Celkový výtěžek butanolu je ve srovnání s etanolem vyšší, ze l00 kg kukuřice se vyrobí až 38 litrů butanolu, což je lepší výsledek než u etanolu a navíc vzniká i vodík, který je energeticky využitelný. Jelikož technologie výroby biobutanolu se v mnohém podobá technologii výroby biolihu, bude možno využít stávající zařízení na biolíh i při výrobě biobutanolu. Doposud využívaným tzv. ABE (Aceton-Butanol-Etanol) fermentačním procesem vzniká také aceton (28 %) a etanol (14 %).<ref name="BioEnergywiky">BIOENERGYWIKY, Biobutanol. Dostupné z WWW: <http://www.bioenergywiki.net/index.php/Biobutanol>.</ref> V tomto novém technologickém postupu aceton a etanol nevznikají a výtěžnost butanolu je vyšší. Kukuřice zpracovaná na biobutanol poskytuje až o 42 % více energie než při fermentaci na biolíh.<ref name="Abušinov">ABUŠINOV, Alexandr: Biobutanol - přinese průlom v biopalivech? [cit. 2006-10-01]. Dostupné z WWW: <http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb>.</ref>
| | 2. SLADKÝ, Václav: Biobutanol – vhodnější náhrada benzinu. Biom.cz [online]. 2007-07-04 [cit. 2008-11-19]. Dostupné z WWW: <http://biom.cz/index.shtml?x=2015305>. ISSN: 1801-2655. |
| | |
| | 3. BioenergyWiki, Biobutanol. Dostupné z WWW: <http://www.bioenergywiki.net/index.php/Biobutanol>. |
| | |
| | 4. STAŇKOVÁ, Hana: Biobutanol - palivo budoucnosti [cit. 2008-01-17]. Dostupné z WWW: <http://www.rozhlas.cz/leonardo/priroda/_zprava/415398+biobutanol&hl=cs&ct=clnk&cd=2&gl=cz&lr=lang_cs>. |
| | |
| | |
| | == '''Odkazy''' == |
| | |
| | |
| | === '''Související odkazy''' === |
| | *[[Biopaliva]] |
| | *[[Bioetanol]] |
| | *[[Biomasa]] |
| | *[[Obnovitelní zdroje energie]] |
| | *[[Životní prostředí]] |
| | |
| | |
| | === '''Externí odkazy''' === |
| | *[[wikipedia:cs:Biopaliva|Biomasa na české Wikipedii]] |
| | |
| | *[[wikipedia:cs:Biol%C3%ADh| Biolíh na české Wikipedii]] |
|
| |
|
| Jako "druhá generace" biobutanolu přijde biobutanol produkovaný novým biotechnologickým procesem, s vyšším stupněm přeměny pomocí [[w:cs:biokatalyzátor|biokatalyzátoru]]. Uvedení do provozu v USA se předpokládá v roce 2010. Jako suroviny se používá řepa, cukrová třtina, kukuřice a dále se mluví o využití pšenice a rostlinného odpadu- sláma, tráva, dřevo. Při spalování biobutanolu nevznikají emise oxidů síry a dusíku, oxidu uhelnatého a uhlovodíků. Studie analýzou [[Well-to-Wheel Life Cycle Analysis]] prokázala, že produkce emisí je u biobutanolu od přípravy pole po jízdu nejen nižší než u ropných paliv od těžby po jízdu, ale i proti biolihu.<ref name="Abušinov">ABUŠINOV, Alexandr: Biobutanol - přinese průlom v biopalivech? [cit. 2006-10-01]. Dostupné z WWW: <http://www.enviweb.cz/?env=energie_archiv_gaedb>.</ref><br />
| |
| ==Odkazy==
| |
| ===Zdroje===
| |
| <references/>
| |
| ===Související odkazy===
| |
| *[[w:cs:Biopalivo|Biopaliva]]
| |
| *[[w:cs:Bioethanol|Bioetanol]]
| |
| *[[w:cs:biomasa|Biomasa]]
| |
| *[[w:cs:Obnovitelný zdroj energíe|Obnovitelné zdroje energie]]
| |
| === Externí odkazy===
| |
| *[http://www.alternativni-zdroje.cz Alternativní zdroje energie - výroba energie z biomasy]
| |
| *[http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/oct08/fuel1008.pdf Banking on Biobutanol]
| |
| *[[wikipedia:en:Biobutanol|Biobutanol v anglické Wikipedii]]
| |
| *[https://www.aiche.org/resources/publications/cep/2008/august/biobutanol-%E2%80%93-replacement-bioethanol Biobutanol- A replacement for bioethanol?]
| |
| *[[wikipedia:cs:Biolíh|Biolíh na české Wikipedii]]
| |
| *[[wikipedia:cs:Biomasa|Biomasa na české Wikipedii]]
| |
| *[[wikipedia:en:Biofuel|Biopaliva v anglické Wikipedii]] | | *[[wikipedia:en:Biofuel|Biopaliva v anglické Wikipedii]] |
| | |
| *[[wikipedia:cs:Kapalné biopalivo|Kapalná biopaliva v české Wikipedii]] | | *[[wikipedia:cs:Kapalné biopalivo|Kapalná biopaliva v české Wikipedii]] |
| [[Kategorie:Energetika]] | | |
| | |
| | [[Kategorie:Skupina B]] |