X
تبلیغات
مهندسی شیمی - بیو اتانول چیست؟؟؟
  بیو اتانول چیست؟؟؟

اتانول يا الکل اتيليک مايعي زلال و بي رنگ بوده و به آساني مي سوزد و از احتراق آن آب و گاز کربنيک حاصل مي شود. اتانول به دو روش سنتزي و تخميري توليد مي شود که در روش سنتزي از اتيلن استفاده مي شود.

در روش تخميري چون اتانول از تخمير مواد طبيعي مانند گياهان قندي، نشاسته اي و سلولزي حاصل مي شود، اصطلاحاً به آن بيواتانول گفته مي شود. براين اساس بايد گفت که بيواتانول الکلي است که از تخمير يا تقطير مواد اوليه متعددي به دست مي آيد. اين مواد اوليه در سه گروه قند، نشاسته و مواد سلولزي دسته بندي مي شوند و تفاوت آنها در آن است که قندها معمولاً به طور مستقيم و توسط ميکروارگانيسم ها به اتانول تبديل مي شوند ولي مواد نشاسته يي و سلولزي بايد ابتدا هيدروليز شده و به قند تبديل شوند و نهايتاً پس از تخمير به اتانول بدل شوند. با توجه به مواد اوليه قابل دسترس، کشورهاي مختلف از مواد متفاوتي براي اين کار استفاده مي کنند يعني مثلاً در برزيل از نيشکر و در امريکا از ذرت و در سوئد و کانادا از ضايعات چوب و در ايتاليا از ضايعات فرآيند توليد نوشيدني ها و در ايران از ملاس چغندر استفاده مي کنند که قرار است در ايران از نيشکر نيز براي اين هدف استفاده شود.

البته نبايد فراموش کرد از اتانول به عنوان جايگزين براي ماده MTBE نيز نام برده مي شود. ماده MTBE براي افزايش عدد اکتان بنزين و بهبود خاصيت ضدتقه آن مورد استفاده قرار مي گيرد ولي چند سالي است که گزارش هاي مختلفي در مورد آلودگي آب هاي زيرزميني به اين ماده آلي منتشر شده است. هرچند گروهي به اين موضوع بدبين بوده و اظهار داشته اند که چون امريکايي ها داراي مقادير زيادي اتانول مازاد هستند اينگونه مطالب را انتشار مي دهند و موضوع را بيش از حد بزرگ جلوه مي دهند ولي بالاخره بايد به اين نکته توجه کرد.

اگر مازاد غلات کشور به این صنعت سرازیر شود، این صنعت توانایی تبدیل بخش عمده¬ ای از آن به اتانول را دارد. به گفته وی، گندم در بورس کیش با قیمت ۱۸۲ دلار عرضه می¬ شود،در حالی¬که اگر این محصول به محصولات بالادستی تبدیل شود، مزیت¬های فراوانی برای کشور به همراه دارد. البته به تازگی تحقیقات زیادی در زمینه تولید اتانول از محصولات مختلف انجام شده است. مزرعه آزمایشی کشت سورگوم شیرین با نظارت دانشگاه صنعتی اصفهان در شهرستان کهنوج از جمله این موارد است. سورگوم شیرین یکی از گیاهان معروف به انرژی¬ ساز است. در دنیای امروز سوخت¬های زیستی از لحاظ مسایل اقتصاد کلان، محیط زیست، بهداشت و درمان، بیوتکنولوژی، ایجاد توازن در بخش کشاورزی و اقتصاد انرژی حائز اهمیت است. در عین حال اگر به قیمت سوخت¬های فسیلی در دهه¬ های اخیر نگاهی بیاندازیم، در می¬یابیم که قیمت آنها از بشکه ای ۷ تا ۸ دلار شروع شده و حتی در مقاطعی به ۱۳۰ تا ۱۴۰ دلار هم رسیده است. یعنی همواره روند رو به رشدی را طی کرده، اما این موضوع در مورد سوخت¬ های زیستی بر عکس بوده است. به هر حال یکی از دلایل مهم جایگزینی بیواتانول در سوخت خودروها،کمک به کاهش آلودگی محیط زیست و حذف ماده آلاینده MTBE (متیل ترشری بوتیل اتر) از بنزین است که این ماده در آمریکا از بنزین حذف شده است و در اروپا یک برنامه¬ ریزی میان¬ مدت برای حذف آن وجود دارد. از آن¬جا که قابلیت¬ های بسیاری برای تولید سوخت¬های زیستی در کشور وجود دارد و به آینده سوخت¬های فسیلی نیز امید چندانی نمی¬ رود، بنابراین بهتر است تا زمان بیشتری از دست نرفته و دیر نشده به فکر توسعه و افزایش تولید این سوخت¬های تجدید پذیر زیستی باشیم تا علاوه بر کاهش آلودگی¬های زیست¬ محیطی، اتکا به منابع نفتی را فراموش کنیم. باید توجه داشته باشیم هر کشوری دارای برنامه مشخص برای تولید اتانول است و با توجه به شرایط هر کشور، وضع تولید در هیچ کشوری قابل مقایسه و یکسان¬ سازی نیست.

120 هزار تن گندم استان خوزستان و 90 هزار تن گندم استان فارس به نمایندگی از شرکت بازرگانی دولتی ایران در بورس کالای جزیره کیش، صرفاً برای صادرات، عرضه شد و در اولین نوبت عرضه 9000 تن از گندم عرضه شده به قیمت 182 دلار هر تن به فروش رفت. این تنها بخشی از گندم مازاد بر مصرف کشور است که قرار است برای صادرات چوب حراج بخورد.

بدیهی است که دولت نمی توانست این گندم مازاد را با این شرایط در بازار داخلی کشور( حتی برای مصارف صنایع تبدیلی) عرضه کند زیرا هم اکنون گندم مازاد بر مصرف کشاورزان ایرانی با قیمت هر کیلو بیش از 300 تومان خریداری می گردد و دولت بخش عمده این تعهد خرید خود را نیز به عهده بخش خصوصی گذاشته است. گندم وارداتی نیز برای بخش خصوصی، با احتساب کلیه هزینه ها حدوداً همین قیمت در می آید.

حال ببینیم اگر دولت بخشی از این گندم مازاد را به جای صادرات برای تولید بیواتانول و صادرات محصول تولیدی تخصیص می داد چه اتفاقی می افتاد و چه تاثیری برای توسعه پایدار کشور می توانست داشته باشد (البته همین استدلال را صنایع دیگری از قبیل ماکارونی و کیک و کلوچه نیز می توانند بکنند).

1- بخشی از ظرفیت بلا استفاده تعدادی از کارخانجات تولید آرد و تولید نشاسته و گلوکز کشور، بویژه کارخانجات قدیمی تری که رقابت خود را از دست داده اند، به کار خواهد افتاد.

2- بخشی از ظرفیت بلا استفاده تعدادی از کارخانجات تولید اتانول کشور نیز به کار خواهد افتاد.

3- بخشی از واردات گندم دامی کشور با خوراک دامی که به عنوان محصول جانبی در مراحل مختلف تبدیل گندم به اتانول تولید و فرموله می شود، جایگزین خواهد گردید.

4- از هر 100،000 تن گندم مازاد بر مصرف کشور حدود 35،000،000 لیتر بیواتانول تولید و صادر خواهد گردید (و یا جایگزین MTBE و بنزین سوپر وارداتی خواهد گردید).

5- توانایی صنایع کشور برای جذب گندم جهت تولید بیواتانول باعث خواهد شد تا بخش عمده ای از ضایعات گندم کشور از مرحله برداشت تا مرحله مصرف نهایی (که کم هم نیست)، بدون اینکه کیفیت خوراکی انسانی و یا حتی دامی داشته باشد، وارد فرآیند تولید صنعتی گردد.

 

هدف و انگیزه ی اولیه و اصلی از تولید بیواتانول در دنیا چه بوده است؟

مهمترین عامل توجه ، یا بهتر بگوییم توجه مجدد به بحث بیواتانول در دنیا یافتن جایگزینی برای سوخت خودرو ها یا همان بنزین است. بیواتانول یک سوخت تجدید پذیر است که بر اساس تبدیل زیست توده یا بیومس به قند قابل تخمیر و سپس تخمیر الکلی این قند ها به اتانول است. زیست توده منبعی از انرژی است که از تبدیل انرژی خورشید به مولکول های بیوشیمیایی مانند قند های ساده و پلیمریک ، روغن ها و پروتئین ها ی سلولی در اثر پدیده ی فتوسنتز ایجاد می شود . مقدار این مواد که هر ساله در اثر رشد گیاهان روی زمین تولید می شوند بسیار عظیم است. در نتیجه بیواتانول ، تبدیل لنرژی خورشیدی به سوخت های شیمیایی است ؛ با استفاده از روش های زیستی و بیوتکنولوژیک . اتانول از نظر انرژیایی و خواص سوختی مشابهت زیادی با بنزین دارد و قابلیت مصرف آن در خودرو ها مدت هاست که شناخته شده است. کشور هایی چون ایالات متحده ی آمریکا ، برزیل ، کانادا ، سوئد ، فرانسه و ژاپن در این زمینه پیشرو هستند .

تولید بیواتانول در حال حاضر به چه روش هایی و طی چه چرخه ای در دنیا صورت می گیرد؟

کمتر از 10 % اتانول توسط روش های شیمیایی (هیدراتاسیون گاز اتیلن) و مابقی به روش بیولوژیک یا تخمیری صورت می گیرد.در روش تخمیری تا به حال از موادی چون نشاسته ی ذرت یا عصاره ی نیشکر استفاده می شد که چون در رقابت با مصرف انسانی است که اکنون به نوعی تولیدی چالشی محسوب می شود. به این نوع بیواتانول نسل اول می گویند . استفاده از موادی که رقیب خوراک انسان و دام محسوب نمی شوند ، مانند مواد باقیمانده ی کشاورزی و جنگل ها (مواد لیگنوسلولزی) بیواتانول نسل دوم گفته می شود که هم اکنون موضوع بسیار داغی محسوب می شود.چنین موادی باید به صورت متمرکز تولید شوند ، مانند همان چیزی که هم اکنون در ایران در مناطق تولید نیشکر داریم . کشت و صنعت کارون به همین اعتبار متقاضی انجام تحقیقات در این زمینه شده است .

قطعا تولید بیواتانول نسل دوم با چالش های مخصوص به خود نیز رو به روست.

از مهمترین این چالش ها هیدرولیز مناسب مواد لیگنوسلولزی با راندمان کافی ، به دست آوردن گونه های مناسب میکروارگانیسم ها از نظر تولید اتانول در مقدار بالا و مقاومت در برابر مواد سمی می توان اشاره کرد. البته در برابر هر دو مشکل فوق هم اکنون دانش قابل ملاحظه ای در وجو دارد.

چه مزیت های زیست محیطی و اقتصادی در جایگزینی بیواتانول به جای سوخت های فسیلی مطرح هستند؟

اتانول نه تنها از نظر عدد اکتان ، از بنزین بهتر است بلکه اتانول به خاطر دارا بودن اکسیژن دئر مولکول قابلیت سوختن بهتری دارد . محصول سوختن اتانول تنها آب و کربن دی اکسید است و بعلاوه فاقد هیدرو کربن های نسوخته ، مولکول های آروماتیک و ترکیبات گوگردی است. بیواتانول علاوه بر آن که می تواند خود مستقلا به عنوان سوخت در موتور های درونسوز به کار گرفته شود ، می تواند جایگزین MTBE (متیل ترشیاری بوتیل اتر) شود که هم اکنون به بنزین افزوده می شود تا عدد اکتان آن را بالا ببرد.فراموش نکنید که MTBE ماده ای شناخته شده از نظر ایجاد سرطان است و در هوا و آب های زیر زمینی متراکم شده و براحتی از بین نمی رود . تولید و مصرف MTBE در بسیاری از کشور های جهان ممنوع شده یا در حال ممنوع شدن است.

جالب آن که قیمت اتانول در بازار های جهانی بسیار به قیمت بنزین نزدیک شده است (مربوط به بیواتانول نسل اول ) و با توسعه ی فناوری های ارزان قیمت که در حال گسترش نیز است بزودی شاهد کنار گذاشته شدن بنزین به عنوان سوخت اتومبیل ها خواهیم بود.

بیواتانول بهترین ضدعفونی کننده دنیا

این درست است که بیش از 80 درصد بیواتانول تولیدی در جهان به مصرف جایگزینی بنزین و MTBE(مهمترین افزودنی بنزین بدون سرب ) می رسد. اما این آمار به مفهوم کم اهمیت بودن سایر مصارف بیواتانول نیست. مصارف غیر سوختی بیواتانول در جهان کاهش نیافته، بلکه با روندی معقول و سالم در حال افزایش تدریجی بوده و هست. این مصارف سوختی بیواتانول است که رشدی تصاعدی و شگفت انگیز داشته و منجر به افزایش سال به سال سهم اتانول سوختی از کل اتانول تولیدی در جهان شده است.

بیواتانول ( یا به عبارت دیگر الکل اتیلیک،و یا به عبارت مصطلح تر الکل طبی) و ضدعفونی کننده هایی که بر پایه بیواتانول فرموله و تولید می شوند به چندین دلیل، که دو دلیل آنها از همه مهم تر است، اهمیت زیادی در چرخه بهداشت و درمان دارند:

1- بیواتانول ضدعفونی کننده ای است طبیعی( از مواد اولیه با منشا گیاهی و نه منشا پتروشیمیایی) ، صد در صد تجزیه پذیر در محیط زیست، بدون عوارض جلدی و داخلی برای مصرف کننده و با طیف عمل نسبتا وسیع.

2- بیواتانول به عنوان بهترین، کاراترین و کم ضرر ترین ضدعفونی کننده دست هیچ رقیبی بین ضدعفونی کننده های رنگارنگ و متعدد شیمیایی موجود در بازار ندارد. استفاده از بیواتانول برای ضدعفونی کردن دست ها، چه در محیط های بیمارستانی و چه در شرایط زندگی روزمره، بهترین روش شناخته شد و تایید شده برای مقابله با عفونت های بیمارستانی، بیماری های واگیرداری مثل هپاتیت، ایدز، سارس، آنفولانزا( شامل انواع جدید آن مثل آنفولانزای نوع A ) و . . . می باشد.

متاسفانه در ایران ، به علت بعضی نگرانی ها در مورد احتمال سوء مصرف بیواتانول ( الکل طبی) ، توجه لازم به این ضدعفونی کننده موثر و کم ضرر و مزایای فوق العاده ای که می تواند در کنترل بیماری ها داشته باشد صورت نمی گیرد

|+| نوشته شده توسط شادی حیدری در پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391  |
 
 
بالا