trừu tượng
Nhu cầu năng lượng tăng mạnh trong thế kỷ hiện nay thúc đẩy con người khai thác nhiên liệu từ các nguồn mới. Năng lượng tái tạo như nhiên liệu sinh học là mục tiêu nổi bật nhất nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch của các quốc gia. Việc sử dụng nhiên liệu sinh học đưa các quốc gia đến nơi an toàn trước biến động giá dầu, ô nhiễm không khí và cạn kiệt nhiên liệu hóa thạch. Trong số các mối đe dọa của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, ô nhiễm ngoài trời, gây ra hơn 4,2 triệu ca tử vong hàng năm, đã thúc đẩy ý tưởng tìm kiếm nhiên liệu thay thế. Trong số các loại nhiên liệu sinh học khác nhau, ethanol sinh học phổ biến hơn do có nguồn gốc đa dạng và khả năng hòa trộn với nhiên liệu hóa thạch trong các phương tiện thương mại. Mặc dù có hàm lượng năng lượng thấp hơn xăng nhưng chỉ số octan của nó cao hơn, giúp bảo vệ động cơ khỏi bị kích nổ trong điều kiện áp suất cao. Hơn nữa, hàm lượng oxy cao hơn và các sản phẩm đốt không độc hại làm giảm ô nhiễm không khí.
Việc chiết xuất nhiên liệu từ chất thải cây trồng hoặc làm sản phẩm phụ trong quá trình chế biến thực phẩm nông sản rất hứa hẹn sẽ đạt được sự phát triển năng lượng bền vững. Chất này được thải bỏ rộng rãi trên khắp thế giới trong quá trình thu hoạch, đóng gói và vận chuyển. Ở nhiều nước, chất thải nông nghiệp có trọng lượng đáng kể. Tuy nhiên, hầu hết số đó được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón thảo dược và không có giá trị gia tăng hữu ích nào. Mặc dù nằm ở khu vực khô cằn, Iran vẫn sản xuất nhiều loại cam quýt, ngũ cốc và rau với khối lượng lớn. Chất thải nông nghiệp, đặc biệt là chất thải từ các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, chẳng hạn như các nhà máy nước ép trái cây, cũng vẫn vô dụng. Tiềm năng của dư lượng để chiết xuất nhiên liệu sinh học được nghiên cứu trong nghiên cứu thực nghiệm hiện nay.
Vật liệu, phương pháp và kết quả
Sáu mẫu nông sản phong phú ở Iran được chọn: mía, nho, khoai tây, vỏ cam, chà là và dâu tằm. Các quá trình tiền xử lý, thủy phân và lên men được thực hiện và nước ép chiết xuất được dẫn đến máy chưng cất để thu ethanol sinh học. Để đánh giá độ tinh khiết của nước cất, phép thử sắc ký khí được thực hiện. Người ta chứng minh rằng chà là và dâu tằm có thể sản xuất tối đa 29,5 và 23 ml (etanol)/100 g (chất thải khô) là những sản phẩm nông nghiệp hiệu quả nhất. Hình dưới đây cho thấy lượng ethanol sinh học được chiết xuất từ mỗi sáu loại chất thải.
Lượng ethanol sinh học chiết xuất từ phế thải nông nghiệp IranKết luận
Việc lãng phí nông sản, hiện tượng nặng nề ở nhiều nước do phát triển rộng rãi ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, có thể coi là nguồn năng lượng đầy hứa hẹn. Nhiên liệu sinh học là nhiên liệu có thể sử dụng trong ô tô, ở dạng tuyệt đối hoặc hỗn hợp. Chất này có thể được tạo ra từ phế thải nông nghiệp, như đã được nghiên cứu thực nghiệm trong nghiên cứu này đối với Iran. Mẫu của nhiều sản phẩm ở Iran, bao gồm mía, khoai tây, chà là, nho, vỏ cam, dâu tằm đã được thu thập và áp dụng các quy trình tiền xử lý, thủy phân, lên men. Nước ép chiết được làm bay hơi và cô đặc trong thiết bị chưng cất để thu được ethanol sinh học. Tất cả các mẫu đều cho thấy lục địa ethanol có thể chấp nhận được. Chà là Bushehr (29,5 ml (etanol)/100 g (rác khô)), chà là Jiroft (27 ml (etanol)/100 g (rác khô)) và dâu tằm (23 ml (etanol)/100 g (rác khô)) đã được chứng minh là sản phẩm hiệu quả nhất. Việc sản xuất ethanol sinh học cần được cải thiện bằng cách tối ưu hóa các thông số liên quan đến quá trình tiền xử lý và lên men, đây có thể là chủ đề của nghiên cứu trong tương lai. Một loại quy trình lên men khác có thể hiệu quả hơn như áp dụng các axit hữu cơ như axit formic, acetic, maleic, citric và tartaric cũng có thể được coi là một bước phát triển khác của công việc hiện tại cho các công trình trong tương lai. Hơn nữa, nhiều chất thải nông nghiệp khác như cuống ngũ cốc có thể được coi là nguồn sản xuất ethanol sinh học ở Iran. Nghiên cứu hiện tại cho thấy các ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học nên được thiết lập và phát triển ở Iran, đảm bảo tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm không khí. Chương trình này có thể mang lại lợi nhuận tiềm năng và mang lại lợi ích cho tất cả những ai đầu tư vào ngành này.
Nguồn
- Taherzadeh Fini , A, Fattahi, A, “ Sản xuất ethanol sinh học từ chất thải: Nghiên cứu đánh giá thử nghiệm đối với Iran ”, Tạp chí Năng lượng tái tạo và Môi trường, Tập. 8, số 3, (2021), 86-93. https://doi.org/10.30501/jree.2021.255487.1156