Влияние технологий предварительной обработки и последующей переработки на экономические показатели и энергопотребление при производстве целлюлозного этанола

ОБОСНОВАНИЕ: Хотя преимущества биотоплива широко освещались, исследования также выявляют проблемы крупномасштабного производства биотоплива. Стоимость этанола и потребление технологической энергии на предприятиях по производству целлюлозного этанола зависят от технологий, используемых для переработки сырья. Моделирование технологических процессов может помочь выявить технико-экономические узкие места производственного процесса. Был проведен комплексный технико-экономический анализ конверсии целлюлозного сырья в этанол с использованием нескольких распространенных технологий предварительной обработки: разбавленной кислотой, разбавленной щелочью, горячей водой и паровым взрывом. С использованием SuperPro Designer были разработаны подробные модели процессов, включающие обращение с сырьем, предварительную обработку, одновременные осахаривание и коферментацию, выделение этанола и последующую переработку. В качестве модельного сырья использовали овсяницу тростниковую (Festuca arundinacea Schreb.). РЕЗУЛЬТАТЫ: Расчетный выход этанола составил 252,62; 255,80; 255,27 и 230,23 л/сухую метрическую тонну биомассы для процессов конверсии с использованием соответственно технологий предварительной обработки разбавленной кислотой, разбавленной щелочью, горячей водой и паровым взрывом. Стоимость сырья и целлюлазного фермента принималась равной соответственно 50 долл./метрическую тонну и 0,517 долл./кг сусла (10% белка в сусле, 600 FPU/г белка). Капитальные затраты на этанольные предприятия, перерабатывающие 250 000 метрических тонн сырья в год, составили 1,92; 1,73; 1,72 и 1,70 долл./л этанола для процессов с использованием соответственно разбавленной кислоты, разбавленной щелочи, горячей воды и парового взрыва. Себестоимость производства этанола оценивалась в 0,83; 0,88; 0,81 и 0,85 долл./л этанола соответственно. Расход воды в производственных процессах с использованием разбавленной кислоты, разбавленной щелочи, горячей воды и парового взрыва оценивался в 5,96; 6,07; 5,84 и 4,36 кг/л этанола соответственно. ВЫВОДЫ: Цена этанола и энергопотребление в значительной степени зависели от условий процесса, использованных на предприятии по производству этанола. Существовал потенциал для существенного снижения стоимости этанола...