Methods of Liquid Biofuel Production – the Bioethanol Example

• Autorzy: Ryms M. , Lewandowski W. M. , Klugmann-Radziemska E. , Januszewicz K. , Ciunel K.

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2013.20(10)112

Warianty tytułu

PL

Metody produkcji biopaliw ciekłych na przykładzie bioetanolu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ethanol is used in chemical and food industry, mainly either in the synthesis or as a solvent. The newest application of ethanol is as a fuel. This alcohol, produced on an industrial scale from crop waste, is widely known under the name bioethanol. It could be used as a fuel by itself or in a mixture with gasoline. Today, there are several technologies for bioethanol production known. The relatively simple method of obtaining bioethanol is through the mechanism of fermentation. There is an interest in use and improvement of this and other production mechanisms. Given the increasing demand for alternative fuels, ethanol today is one of the most supported research and implementation issues in the fuel sector. This paper summarizes the current knowledge on the subject. In this article, data from the largest producers of ethanol in the world and an analysis of use of biofuels in each country are presented. Identified characteristics of bioethanol production and its mechanism for the main technologies of production are presented. The paper contains a forecast on the future use of biofuels – the construction of a new generation of biorefineries.

PL

Etanol, poza wykorzystaniem w przemyśle spożywczym oraz chemicznym, gdzie służy jako rozpuszczalnik i substrat syntezowy, w ostatnich czasach zyskał równie ważne zastosowanie w branży paliwowej. Produkowany jest na skalę przemysłową, głównie z substratów nienadających się do spożycia i występuje pod zwyczajową nazwą bioetanol, pełniąc funkcję biopaliwa lub dodawanego do benzyny w różnych proporcjach biokomponentu. Z uwagi na stosunkowo prosty sposób produkcji, wykorzystujący mechanizm fermentacji, znanych jest dziś kilka technologii produkcji bioetanolu, a zainteresowanie ich wykorzystywaniem i ulepszaniem jest wciąż znaczne. Biorąc pod uwagę rosnące zapotrzebowanie na paliwa alternatywne, bioetanol jest dziś jednym z najbardziej nośnych tematów badawczych i wdrożeniowych w sektorze paliwowym. Niniejsza praca stanowi podsumowanie dotychczasowej wiedzy w tym temacie. Przytoczono w niej dane, dotyczące największych producentów etanolu i bioetanolu na świecie oraz analizę wykorzystania tego biopaliwa w poszczególnych krajach. Wskazano charakterystykę samego bioetanolu, mechanizm jego produkcji i schematycznie przedstawiono najważniejsze technologie produkcji. Praca zawiera również opis najbardziej prawdopodobnego przyszłego wykorzystania biopaliw – budowę biorafinerii nowej generacji.

Słowa kluczowe

EN

biofuels; bioethanol; technology of production

PL

biopaliwa; bioetanol; technologie produkcji

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 20, nr 10
• Strony: 1223--1237
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Ryms M.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80–233 Gdańsk, Poland, phone: [phone].

autor

Lewandowski W. M.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80–233 Gdańsk, Poland, phone: [phone].

autor

Klugmann-Radziemska E.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80–233 Gdańsk, Poland, phone: [phone].

autor

Januszewicz K.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80–233 Gdańsk, Poland, phone: [phone].

autor

Ciunel K.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80–233 Gdańsk, Poland, phone: [phone].

Bibliografia

• [1] Szewczyk KW. Zarys możliwości wykorzystania etanolu jako odnawialnego źródła energii, http://www.transport.gov.pl/files/0/1791041/ETANOLJAKOODNAWIALNERDOENERGII.pdf.
• [2] Borychowski M. Production and consumption of liquid biofuels in Poland and in the World – opportunities, threats, controversies. Economic Annals of KP Univ in Bydgoszcz. 2012;5:39-59.
• [3] Creating Markets for Renewable Energy Technologies European Renewable Energy Technology Marketing Campaign – Bioethanol Production and Use. Project: RESTMAC TREN/05/FP6EN/S07.58365/020185.
• [4] Nigama PS, Singhb A. Production of liquid biofuels from renewable resources. Progress in Energy and Combustion Science. 2011;37:52-68.
• [5] Ehara K, Saka S. Decomposition behavior of cellulose in supercritical water, subcritical water, and their combined treatments. J Wood Sci. 2005;51:148-153. DOI:10.1007/s10086-004-0626-2.
• [6] Balat M, Balat H. Recent trends in global production and utilization of bio-ethanol fuel. App. Energy. 2009;86:2273-2282.
• [7] Sekab defends technology for making ethanol from cellulose. Focus on Catalysts. 2008;5:5.
• [8] Yee KF, Mohamed AR, Tan SH. A review on the evolution of ethyl tert-butyl ether (ETBE) and its future prospects. Ren Sust Energy. 2013;22:604-620.
• [9] FNR Biokraftstoffe 2007, FNR Biokraftstoffe Basisdaten Deutschland 2008. http://www.nachwachsenderohstoffe.de/
• [10] Harris RA. Glycolysis Overview. Encyclopedia of Biological Chemistry (SE). 2013:443-447.
• [11] Maris AJA, Abbott DA, Bellissimi E, Brink J, Kuyper M, Luttik MAH, Wisselink HW, Scheffers WA, Dijken JP, Pronk JT. Alcoholic fermentation of carbon sources in biomass hydrolysates by Saccharomyces cerevisiae: current status. J Microbiology. 2006;90:391-418. DOI: 10.1007/s10482-006-9085-7.
• [12] Jeuland N, Montagne X, Gautrot X. Potentiality of Ethanol As a Fuel for Dedicated Engine. Oil & Gas Science and Technology. 2004;59:559-570. DOI: 10.2516/ogst:2004040.
• [13] Vogel AI. Textbook of practical Organic Chemistry. Warsaw: WNT; 1984.
• [14] Jřrgensen H, Kristensen JB, Felby C. Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: challenges and opportunities. Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2007;1(2):119-134.DOI: 10.1002/bbb.4.
• [15] Tolan JS. Iogen’s process for producing ethanol from cellulosic biomass. Clean Technol Environ Policy. 2002;3:339-345. DOI: 10.1007/s10098-001-0131-x.
• [16] Banerjee S, Mudliar S, Sen R, Giri B, Satpute D, Chakrabarti T, Pandey RA. Commercializinglignocellulosic bioethanol: technology bottlenecks and possible remedies. Biofuels, Bioproducts andBiorefining. 2010;4(1):77-93. DOI: 10.1002/bbb.188.
• [17] Jakóbiec J, Wolszczak J. Prospects, barriers to growth and technical conditions for use of biofuels. Conference on Alter-Motive project. Poświętne: Nov 4; 2010.
• [18] Vander Griend DL. Ethanol distillation process. US Patent 7,572,353; 2009.
• [19] Amiguna B, Petrieb D, Görgens J. Economic risk assessment of advanced process technologies for bioethanol production in South Africa: Monte Carlo analysis. Renew Energy. 2011;36(11):3178-3186.
• [20] Rivers DB. Pilot Integrated Cellulosic Biorefinery Operations to Fuel Ethanol. ICM, Inc Biorefinery project. 2012. DOE/EE-0821.
• [21] Saka S, Phaiboonsilpa N, Nakamura Y, Masuda S, Lu X, Yamauchi K, Miyafuji H, Kawamoto H. Eco-Ethanol Production from Lignocellulosics with Hot-Compressed Water Treatment Followed by Acetic Acid Fermentation and Hydrogenolysis. The 31st Symposium on Biotechnology for Fuels and Chemicals. San Francisco, CA: May 3-6; 2009.
• [22] Phaiboonsilpa N, Lu X, Yamauchi K, Saka S. Chemical Conversion of Lignocellulosics as Treated by Two-Step Hot-Compressed Water. Green En Tech. 2010;III:166-170. DOI: 10.1007/978-4-431-99779-5_25.
• [23] Phaiboonsilpa N, Shiro S. Effect of acetic acid addition on chemical conversion of woods as treated by semi-flow hot-compressed water. Holzforschung. 2011;65(5):667-672. DOI: 10.1515/hf.2011.052.
• [24] Pińkowska H, Wolak P, Złocińska A. Hydrothermal decomposition of alkali lignin in sub- and supercritical water. Chem Eng J. 2012;187:410-414. DOI: 10.1016/j.cej.2012.01.092.
• [25] Lewandowski WM, Ryms M. Biopaliwa – proekologiczne odnawialne źródła energii. Warszawa: WNT; 2013.
• [26] Fulton L. Driving ahead, Biofuels for transport around the world. Biomass Energy World. 2004;7(4);180-189.