22 Mayıs 2022

Helixbilim.com

Güncel Bilim ve Teknoloji Siteniz…

Biyoetanol nedir?

Bu slaytta biyoetanol üretimi hakkında şu sorulara cevap verilecektir:

•Biyoetanol nedir?

•Ne işe yarar?

•Niçin kullanılır?

•Nasıl üretilir?

•Faydaları ve zararları nelerdir?

•Biyoetanelün mikrobiyal üretimi nasıl gerçekleşir?

Hammaddesi şeker pancarı, mısır, buğday ve odunsular gibi şeker, nişasta veya selüloz özlü tarımsal ürünlerin fermantasyonu ile elde edilen ve benzinle belirli oranlarda harmanlanarak kullanılan alternatif bir yakıttır.

Fiziksel ve kimyasal özellikleri

•Biyoetanol berrak, renksiz ve karakteristik bir kokuya sahip bir sıvıdır. Yüksek oktanlı bir yakıttır. (113) Kaynama noktası 78,5°C, donma noktası -114,1°C dir. Biyoetanol 20 °C de 0,789 gr/ml yoğunluğa sahiptir.

•İhtiyaç duyulmadan %1  içten yanmalı motorlara herhangi bir modifikasyona uğratmadan 0 miktarında harmanlanarak kullanılabilir. •Biyoetanolün en yaygın iki kullanım şekli: •E-10 (%10 Biyoetanol + %90 Benzin) ve •E-85 (%85 Biyoetanol + %15 Benzin)’dir.

Biyoetanolün Diğer Yakıtlarla Harmanlanması

Biyoetanol benzin ile harmanlandığında; • Biyoetanol yakıtlarda oktan artırmak amacı ile kullanılan benzen, metil tersiyer bütil eter (MTBE) gibi kanserojen maddelerin çevreci alternatifidir.

•Biyoetanol benzin ile harmanlanma oranına göre 2-3 puanlık bir oktan artışı sağlayarak motorun performansını yükseltir. • Biyoetanol donmayı engeller, motorun daha serin ve enjektörlerin daha temiz kalmasını sağlar.

Biyoetanolün Elde Edilebildiği Hammadde Kaynakları

    • Şeker Pancarı
• Şeker Kamışı
• Mısır
• Tatlı Sorgum
• Patates
• Buğday
• Tarımsal Atıklar
• Odunsular

Biyoetanolün Üretimi

•Nişastanın önce şekere, daha sonra da şekerin doğrudan fermente edilmesiyle biyoetanole dönüştürülmesi ile sağlanır.

•Bu üretim üç aşamadan meydana gelir:

•1)Hazırlama

•2)Fermantasyon

•3)Distilasyon

1-Hazırlama

•Hazırlama sürecinde biyoetanol üretimi için kullanılacak olan nişasta kaynağı (buğday, mısır, şeker pancarı vb.) çekiçli değirmenden geçirilerek öğütülür ve enzim yardımı ile hücresel yapısı parçalanır (liquefying enzyme). •Bu şekilde içindeki nişastanın ortaya çıkması ve biyoetanol üretimi için daha iyi bir verim elde edilmesi sağlanır.

•Ortaya çıkan bu nişasta bir başka enzim yardımı ile şekere çevrilir (saccarifaction enzyme). •Üretimin bu noktasında parçalanmış nişasta kaynağı, enzim ve sudan oluşmuş bir bulamaç halindeki sıvı, içine maya konularak bir sonraki işlem olan fermantasyon ünitesine aktarılır.

2-Fermantasyon

•Fermantasyon sürecinde eklenen maya bulamaçta bulunan şeker moleküllerini biyoetanol moleküllerine çevirir. Bu işlem 60 – 80 saat arası sürer. •Mayanın yüksek verimle çalışması için gereken koşullar bu süre boyunca denetlenir.

•Fermantasyon sonunda bulamacın içinde %10-12 arası biyoetanol elde edilmesi hedeflenir. •Ayrıca fermantasyon süresince açığa çıkan karbondioksit de ayrılmış olur.

3-Distilasyon

•Fermantasyon sonucu elde edilen bulamaç distile edilerek içindeki biyoetanol ayrıştırılır.

•Bu ayrıştırma işlemi distilasyon kulelerinde sıvının ısıtılması ile sağlanır. Saflığını %99,80-99,95’e kadar yükseltilir.

•Distilasyon sonucu %95-96 oranında biyoetanol, fermantasyondan gelen bulamaçtan ayrıştırılmış olur. Ayrıştırılan bu biyoetanol içindeki su, moleküler elek teknolojisi yardımı ile süzülerek biyoetanolün saf eldesi sağlanmış olur.

Biyoetanolün Kullanım Alanları

Ulaştırma Sektörü
• Benzin ile karıştırılarak
• Dizel motorlarda katkı maddesi olarak
• Son teknolojik araçlarda (hibrid, yakıt hücreli)
• Tarım makinalarında

•Kojenerasyon ünitelerinde

•Fosil yakıtlı tesislerdeki NOx emisyonlarının azaltılması

•CO2 ticareti için

•Buhar enjeksiyonlu gaz türbinlerinde

• Kombine çevrimli güç santrallerinde

• Dizel güç jeneratörlerinde

• Küçük kojenerasyon (veya soğutma) Stirling sistemleri

• Suyun tuzluluğunun giderilmesinde (1 ton etanolle 600- 100 m 3 su, tuzdan ayrıştırılabiliyor)

Küçük Ev Aletlerinde
• Fırınlarda
• Aydınlatmada
• Isıtma ve soğutma aygıtlarında
• Besinlerin saklanmasında (soğutma)

Kimyasal Ürün Sektörü
• Etilen üretimi
• Hidrojen üretimi
• Glikol eterler
• Etil akrilat
• Asetik asit

Biyoetanolün Çevreye Olan Faydaları

•Biyoetanol yakıt içindeki oksijen seviyesini arttırmanın en kolay şeklidir. Yakıtın oksijen seviyesini arttırmak, yakıtın daha verimli yanmasını sağlayarak, egzoz çıkışındaki zararlı gazları azaltır.

•Biyoetanol yakıtlarda oktan artırmak amacı ile kullanılan benzen, metil tersiyer bütil eter (MTBE) gibi kanserojen maddelerin çevreci alternatifidir.

•Biyoetanol egzoz emisyonlarını azaltır.

• Biyoetanol karışımları, ozon tabakasının azalmasına yol açan, hidrokarbon emisyonlarında büyük ölçüde düşüş sağlar.

• Yüksek seviyeli biyoetanol karışımları azot oksit emisyonlarında %20’ye kadar düşüş sağlar.

Biyoetanolün Toplumsal Faydaları

• Tarım ürünleri için katma değeri yüksek yeni bir pazar oluşturarak, etanol hammaddesi olarak kullanılan bitkilerin tarımının gelişmesine katkı sağlar.

• Enerji amaçlı tarım faaliyetlerinin gelişmesi ile yeni ve yerli yatırıma istihdam olanakları sağlar.

• Enerji amaçlı tarım yapan çiftçi gelirlerinde ve refah düzeylerinde artış görülür.

• İthal petrol ihtiyacına alternatif yerli, yenilenebilir ve stratejik bir enerji kaynağı oluşturur.

• Biyoetanol, fosil yakıtların aksine, yenilenebilir kaynaklardan üretilen bir yakıttır. Üretim kısıtlaması yoktur ve doğadaki karbon dengesini bozmaz.

• Biyoetanol doğaya zarar vermeden çözünür.


Biyoetanolun Zararları

•Biyoetanolun doğaya insana ya da hayvanlara bir zararı görülmemiştir. Ancak bunun başka ticari ve zirai çarpışmaları da beraberinde getirip getirmeyeceği ufukta bir soru işareti olarak durmaktadır.

Biyoetanolün Mikrobiyal Üretimi

•1L saf su için 3g glukoz, 2g pepton, 1g maya ekstraktı kullandık. pH’sını 5,5-6’ya ayarladık.

•Ön kültür karışımımızı otoklavladıktan sonra 2 gün boyunca 25oC’de inkübe ettik.

•İnkübasyondan sonra karışımımızı tekrar otoklavladık ve 2ml alarak ana kültüre ilave ettik.

•Ana kültürü de otoklavladıktan sonra 2 gün 25oC’de inkübe ettik. •İnkübe edilmiş besiyerini ısıtarak etanolü buharlaştırabiliriz. Ateş yardımıyla etanolün oluşup oluşmadığını test ettik. •Böylece deneyimizde Saccharomyces cerevisiae yardımıyla biyoetanol üretmiş olduk.

kaynak:http://www.yegm.gov.tr/yenilenebilir/biyoetanol.as

helixbilim.com