Анотація
Різке зростання попиту на енергію в поточному столітті спонукає людей видобувати паливо з нових джерел. Відновлювані джерела енергії, такі як біопаливо, є найбільш важливими цілями для зменшення залежності країн від викопного палива. Використання біопалива захищає країни від коливань цін на нафту, забруднення повітря та виснаження викопного палива. Серед загроз, пов’язаних із використанням викопного палива, забруднення навколишнього середовища, яке щорічно спричиняє понад 4,2 мільйона смертей, мотивує ідею пошуку альтернативних видів палива. Серед різних типів біопалива біоетанол є більш поширеним через різноманітність джерел і його здатність змішуватися з викопним паливом у комерційних транспортних засобах. Хоча він має менший енергетичний вміст, ніж бензин, його октанове число вище, що зберігає двигун від детонації в умовах високого тиску. Крім того, вищий вміст кисню та нетоксичні продукти згоряння знижують рівень забруднення повітря.
Видобуток палива з відходів рослинництва або як побічного продукту під час переробки сільськогосподарських продуктів є настільки перспективним для досягнення сталого енергетичного розвитку. Це масово утилізується по всьому світу під час збору врожаю, пакування та транспортування. У багатьох країнах сільськогосподарські відходи мають значну вагу. Тим не менш, більша частина цього використовується для годування тварин або трав'яних добрив і не додає жодної корисної цінності. Незважаючи на своє розташування в посушливому регіоні, Іран виробляє різноманітні цитрусові, зернові та овочі у великому тоннажі. Відходи сільськогосподарської продукції, особливо ті, що утилізуються на підприємствах харчової промисловості, таких як заводи з виробництва фруктових соків, також залишаються марними. Потенціал відходів для вилучення біопалива досліджується в поточному експериментальному дослідженні.
Матеріали, метод і результати
Вибрано шість зразків великої кількості сільськогосподарських продуктів в Ірані: цукрова тростина, виноград, картопля, апельсинова шкірка, фініки та шовковиця. Проводяться процеси попередньої обробки, гідролізу та бродіння, а віджатий сік направляється в дистилятор для збору біоетанолу. Для оцінки чистоти дистильованого соку проводять газову хроматографію. Показано, що фінік і шовковиця можуть давати максимум 29,5 і 23 мл (етанол)/100 г (сухі відходи) як найбільш ефективні сільськогосподарські продукти. На малюнку нижче показано кількість біоетанолу, вилученого з кожного шести відходів.
Кількість біоетанолу, видобутого з іранських сільськогосподарських відходівВисновки
Відходи сільськогосподарської продукції, які є великими в багатьох країнах через широку харчову промисловість, можна розглядати як перспективне джерело енергії. Біоетанол є застосовним паливом в автомобілях, в абсолютному або змішаному вигляді. Його можуть виробляти сільськогосподарські залишки, як досліджено експериментально в цій роботі для Ірану. Зразки багатьох продуктів в Ірані, включаючи цукрову тростину, картоплю, фініки, виноград, апельсинову шкірку та шовковицю, були зібрані та застосовані до них процеси попередньої обробки, гідролізу та ферментації. Екстрагований сік випарювали та конденсували в дистиляторі для отримання біоетанолу. Усі зразки показали прийнятний вміст етанолу. Фінік Бушер (29,5 мл (етанол)/100 г (сухі відходи)), фінік Джірофт (27 мл (етанол)/100 г (сухі відходи)) і шовковиця (23 мл (етанол)/100 г (сухі відходи)) виявилися найефективнішими продуктами. Виробництво біоетанолу має бути покращено шляхом оптимізації параметрів, що включають процеси попередньої обробки та бродіння, що може бути предметом майбутніх досліджень. Інший тип процесу бродіння, який може бути більш ефективним, наприклад застосування органічних кислот, таких як мурашина, оцтова, малеїнова, лимонна та винна кислоти, також можна розглядати як ще один розвиток поточної роботи для майбутніх робіт. Крім того, багато інших сільськогосподарських відходів, таких як стебла зернових, можна розглядати як джерело виробництва біоетанолу в Ірані. Поточне дослідження показало, що промисловість виробництва біопалива повинна бути створена та розвиватися в Ірані, забезпечуючи енергозбереження та зменшуючи забруднення повітря. Ця схема може бути потенційно прибутковою та корисною для всіх, хто інвестує в цю галузь.
Джерело
- Тахерзаде Фіні , А, Фаттахі, А, « Виробництво біоетанолу з відходів: експериментальне оцінювальне дослідження для Ірану », Журнал відновлюваної енергії та навколишнього середовища, том. 8, № 3, (2021), 86-93. https://doi.org/10.30501/jree.2021.255487.1156