Гидролиз целлюлозы

[Angry_Biotechnologist]

9 минут назад, Художник67 сказал:

 

Китай является лидером по использованию биотехнологий.

 

Тема называется Гидролиз целлюлозы. Топик стартер в первом сообщении свёл всё к вопросу гидролиза древесных опилок в гараже.

Так вот если всё таки обсуждать тему, а не только гидролиз древесины, при чём только сульфатным методом, то да, китайцы производят много спирта гидролизными методами, при чём не только древесной целлюлозы.

 Это и шелуха злаков, кукуруза, коровий навоз, всякие фекалии, и прочая клетчатка.  

не Китай

[Вольный Сяншен]

1 час назад, Angry_Biotechnologist сказал:

Я вообще не нефтехимик (я биотех по образованию), поэтому я ничего не могу сказать по поводу ванадия или железа, я просто повторил за человеком из видео. Сейчас проверил в публикациях https://link.springer.com/chapter/10.1007/0-306-46855-7_11 вот тут пишут что раньше, на дне были серно-окисляющие бактерии, которые вместе с цианобактериями создали нефть

Странная статья, как из того, что некоторые цианобактерии могут быть хемотрофами, или из того, что цианобактерии могут жить совместно с хемотрофами следует, что они создали нефть? Чушь какая-то. 

Не обязательно быть нефтехимиком, если Вы знаете, как работает фотосинтез у цианобактерий, то можно сделать вывод, какие порфириновые комплексы будут в их останках.

[Вольный Сяншен]

3 часа назад, Художник67 сказал:

Там давление высокое, как раз могут хоть октаны, хоть пентаны, хоть полифины образовываться. 

Но порфирины не могут, а их в нефтях много. Поэтому газ действительно может при глубинном гидролизе карбидов образовываться, а нефть всё-таки из останков, причём морских организмов, которые вместо гемоглобина комплексы ванадия используют. Может его ещё какие-нибудь динозавры имели, не знаю. 

[Angry_Biotechnologist]

2 минуты назад, Вольный Сяншен сказал:

Странная статья, как из того, что некоторые цианобактерии могут быть хемотрофами, или из того, что цианобактерии могут жить совместно с хемотрофами следует, что они создали нефть? Чушь какая-то. 

Не обязательно быть нефтехимиком, если Вы знаете, как работает фотосинтез у цианобактерий, то можно сделать вывод, какие порфириновые комплексы будут в их останках.

На самом деле много таких статей, поэтому я бы не откидывал их просто так

 

https://www.jstor.org/stable/24969433?seq=1#metadata_info_tab_contents

а вообще вот https://www.google.com/search?q=bacterial+origin+of+oil&bih=937&biw=1920&rlz=1C1GCEU_csCZ970CZ970&hl=en&sxsrf=APq-WBvU5tIqq9RHJ7fe85DAd6N_0lL1JQ%3A1644492771815&ei=4_cEYv__MKrxsAeJv7_ABg&ved=0ahUKEwi__f77hPX1AhWqOOwKHYnfD2gQ4dUDCA4&uact=5&oq=bacterial+origin+of+oil&gs_lcp=Cgdnd3Mtd2l6EAMyCAghEBYQHRAeMggIIRAWEB0QHjIICCEQFhAdEB46BwgAEEcQsAM6BwgjEOoCECc6BAgjECc6BQguEIAEOgUIABCABDoICC4QgAQQ1AI6CwguEIAEEMcBENEDOgkIABCABBAKECo6BwgAEIAEEAo6CgguEIAEENQCEAo6BggAEAoQHjoGCC4QChATOggIABAKEAEQEzoGCAAQChATOggIABAKEB4QEzoGCAAQHhATOgQILhAnOgUIABCRAjoOCC4QgAQQxwEQ0QMQ1AI6CgguEMcBEK8BECc6BAgAEEM6BQguEJECOgoILhDHARDRAxBDOgQILhBDOgcILhDUAhBDOgoIABCABBCHAhAUOgYIABAWEB46CAgAEBYQChAeSgQIQRgASgQIRhgAUMYKWIRIYIJKaAhwAXgAgAHqAYgBuBiSAQcxNS4xMi4ymAEAoAEBsAEKyAEIwAEB&sclient=gws-wiz

много интересного пишут

[Художник67]

6 часов назад, Angry_Biotechnologist сказал:

не Китай

 

Это они себе льстят, к тому же, смотря как считать  -  экспорт/импорт, общий  объём, количество предприятий?

Монголия почему вся серая? Да у них промышленности почти нет, одно скотоводство, топят кизяком, кушают баранину, конину, пьют верблюжье молоко , на экспорт мясо, шкуры, шерсть, кисломолочное кобылье молоко. Сплошные биотехнологии.  

 

Цитата

 в 2000 году количество китайских биотехнологических компаний утроилось до 600. В 2005 году биотехнологическая промышленность Китая увеличилась до 900 современных биотехнологических компаний. Объем продаж биотехнологической отрасли Китая в 2000 году составил 2,4 млрд долларов США по сравнению с 31 млн долларов США в 1986 году.Википедия  site:wiki2wiki.ru

 

Цитата

 По состоянию на 2016 год в США насчитывалось 449 публичных биотехнологических компаний. 

 

Да по тому же биотопливу

 

Цитата

 

 Мировое производство биоэтанола в 2005 году составило 36,3 млрд литров, из которых 45 % пришлось на Бразилию и 44,7 % — на США. Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США — из кукурузы. Производство этанола из тростника на сегодняшний день экономически более выгодно, чем из кукурузы. Федеральное правительство США предоставляет производителям этанола налоговый кредит (но не субсидии) до $0,51 за галлон этанола. Бразильский этанол дёшев из-за низких заработных плат у сборщиков сахарного тростника.

США в августе 2005 года приняли «Энергетический Билль» («Energy Policy Act of 2005»), и «Стандарт возобновляемых видов топлива» («Renewable Fuels Standard»). Они предусматривают к 2012 году ежегодное производство 30 миллиардов литров этанола из зерновых и 3,8 миллиард литров из целлюлозы (стебли кукурузы, рисовая солома, отходы лесной промышленности и т. д.).

 

Тоже не в лидерах.

 

Биогаз в Китае - каждому фермеру.

 

Цитата

В 2010 г. в Китае общая электровыработка на биогазе достигла 800 тысяч кВт, в 2020 г. она достигла 1,5 млн. кВт. 

 

Цитата

Китай намерен в 333 раза увеличить производство биогаза в ближайшие 10 лет. Соответствующий план принят Госкомитетом КНР по делам реформ и открытости, пишет Caixin. На сегодня объем производства биогаза в КНР составляет приблизительно 60 млн кубометров в год. К 2025 году этот показатель планируется довести до 10 млрд кубометров, а к 2030 – до 20 млрд кубометров ежегодно.

Источник: http://ekd.me/2019/12/kitaj-nameren-v-333-raza-uvelichit-proizvodstvo-biogaza-za-10-let/

Изменено 10 Февраля, 2022 в 17:02 пользователем Художник67

[Художник67]

7 часов назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Бензин из древесины - это вообще спасение от всех напастей. Вы зря тут все упорствуете. Ну очень туго до вас доходит.

 

Бензин из древесины делать невыгодно, нерентабельно, сложно и нецелесообразно.

Гидролизный этанол из древесины - выгодно и отлаженные технологии, в СССР неплохо был налажен выпуск, даже в Бразилию технологию поставляли:

 

 

В настоящее время разрабатываются новые технологии  ферментативного гидролиза. Химическая предварительная обработка исходного сырья необходима для предварительного гидролиза (отделения) гемицеллюлозы, чтобы она могла более эффективно превращаться в сахара.  Например в Лаборатории лесной продукции USFS совместно с Университетом Висконсин-Мэдисон разработали предварительную обработку сульфитом для обработки лигноцеллюлозы для надежного ферментативного гидролиза древесной целлюлозы.

[Художник67]

09.02.2022 в 13:36, Ruslan_Sharipov сказал:

А кто конкретно у нас мог бы выделить средства для строительства опытно-промышленной установки по производству бензина из опилок?

 

Как уже правильно писал Аркадий

Цитата

 

Дорого будет стоить нефть из дров! При этом половина дров уйден на нагрев дров для пиролиза!

Проще машинки делать газогенераторные, работающие на чурках

 

 

Так что пиролизный бензин из опилок просто бессмысленен.

Другое дело целлюлозный этанол. Ближе термин гидролизный спирт. Биоэтанол это другой термин.

 

Цитата

Первая попытка коммерциализации процесса получения этанола из древесины была предпринята в Германии в 1898 году. Она включала использование разбавленной кислоты для гидролиза целлюлозы до глюкозы и была способна производить 7,6 литра этанола на 100 кг древесных отходов. Вскоре немцы разработали промышленный процесс, оптимизированный для выработки около 190 л. на тонну биомассы. Этот процесс вскоре добрался до США, кульминацией которого стали две коммерческие установки, работавшие на юго-востоке во время Первой мировой войны. Эти установки использовали так называемый «американский процесс» — одностадийный гидролиз разбавленной серной кислоты. Хотя выходы были вдвое меньше, чем в оригинальном немецком процессе (25 галлонов США (95 л) этанола на тонну против 50), производительность американского процесса была намного выше. 

 

В России производство гидролизного спирта из целлюлозы сократилось в 90-х годах, заводы были разгромлены в связи с изменением экономической ситуации. Просто грабить начали. Само производство рентабельно. 

 

Цитата

 

Современный гидролизный завод из 1 т сухого бросового древесного сырья может произвести 175 л этилового спирта и 35 кг белковых кормовых дрожжей, или 110 кг кормовых дрожжей и 80 кг фурфурола, или 220 кг кормовых дрожжей.

 

 

 

 

Цитата

 

Гидролизный завод средней мощности, перерабатывая 150 тыс. м³ плотных древесных отходов, выпускает столько же этилового спирта и белковых кормовых добавок, сколько было бы произведено из 36 тыс. т зерна.

На территории России образуются значительные объемы отходов лесозаготовки и лесопереработки. Только в Иркутской области их суммарная величина оценивается в 1,5-2,0 млн м³. В настоящее время значительное количество древесины теряется на лесосеках, сжигается, уходит в отвалы при производстве пиломатериалов.

Расчеты показывают, что стоимость товарного продукта при гидролизной переработке древесных отходов в 2-3 раза превышает стоимость товарных пиломатериалов, произведенных из того же объема деловой древесины.

 

 

Цитата

 

В настоящее время ОАО Кировский «Биохимзавод» - единственное предприятие в России, которое имеет возможность, производить биоэтанол из отходов древесины в промышленных объемах, для его дальнейшего применения в качестве моторного топлива. Технология производства спирта этилового ректификованного технического основана на химической переработке низкосортной хвойной и лиственной древесины, отходов лесо- и деревообработки, а также некондиционного зерна путем их гидролиза. Экологически чистое, которое соответствует европейским стандартам биотопливо стандарта Е-85 производится на предприятии, начиная с 2007 года. Все проведенные за это время испытания автотранспорта показали отличные результаты. Разработан стандарт организации (СТО) на данный вид топлива СТО 11605031-033-2009. Задача сегодняшнего дня завода - внедрить в практику перспективное, чистое, экологически безопасное топливо в широких масштабах.

 

 

 

 

Цитата

 

Почему столь успешно работавшая (даже в тяжелых 1990-х одах) гидролизная промышленность оказалась в глубоком кризисе и по сути прекратила свое существование? Дело в том, что в начале 2000-х гг. на уровне Правительства РФ были приняты два ключевых решения, радикально изменившие экономическую ситуацию в отрасли.

Во-первых, был введен акциз на гидролизный спирт, сделавший его неконкурентоспособным по сравнению со спиртом, производимым из пищевого сырья. Почему? Все очень просто. Себестоимость спирта из древесного сырья в 1,3-1,5 раза выше, чем из пищевого, что обусловлено наличием в технологическом цикле гидролизного производства дополнительного и весьма затратного звена — сернокислого гидролиза древесины. Безакцизная реализация гидролизного спирта делала его цену сопоставимой с ценой пищевого спирта. Введение акциза изменило ситуацию.

Во-вторых, было разрешено использовать пищевой спирт для технических целей, в результате чего гидролизный спирт был окончательно вытеснен с рынка.

Эти два решения, принятые на уровне федерального центра, сделали гидролизную промышленность неконкурентоспособной, предопределили ее кризисное состояние. В течение нескольких лет обанкротились все гидролизные заводы страны.

Ситуация усугубилась в 2004 г. с принятием решения о масштабной реализации запасов спирта из Росрезерва (по ценам себестоимости пищевого спирта) — в объеме примерно 10 % его годового производства. При этом почти весь резервный объем был реализован государственным унитарным предприятием «Залив», находящимся в Хакасии, вблизи гидролизных заводов Иркутской области и Красноярского края.

 

 

Изменено 11 Февраля, 2022 в 01:47 пользователем Художник67

[Художник67]

Цитата

Преобразование древесных ресурсов в жидкое топливо и химическое сырье становится более конкурентоспособным с точки зрения затрат, отчасти благодаря исследователям из FPL, которые постоянно разрабатывают технологии для снижения себестоимости возобновляемого биотоплива.

На протяжении десятилетий изучение возможностей улучшения экономики производства транспортного топлива и химических веществ из биомассы было частью программы работы FPL. Технология биоочистки использует химические, биохимические и термические методы для производства химических веществ и жидкого топлива из биомассы. Древесина гидролизуется на сахара, которые затем ферментируются в этанол или другие продукты брожения. Методы термохимической конверсии включают нагрев биомассы в контролируемых условиях. Исследования ферментации недавно прогрессировали экспоненциально, когда ученый FPL успешно модифицировал ДНК дрожжей, чтобы увеличить количество этанола, образующегося при метаболизме дрожжами определенных компонентов древесины.

 

некоторые виды бактерий способны к прямому превращению целлюлозного субстрата в этанол. Одним из примеров является Clostridium thermocellum, который использует сложную целлюлозу для расщепления целлюлозы и синтеза этанола. Однако C. thermocellum также производит другие продукты во время метаболизма целлюлозы, включая ацетат и лактат, в дополнение к этанолу, что снижает эффективность процесса. Некоторые исследовательские усилия направлены на оптимизацию производства этанола генно-инженерными бактериями, которые фокусируются на пути производства этанола

https://www.fpl.fs.fed.us/

 

В США на это гранты дают

 

Цитата

Законопроект о фермерских хозяйствах 2008 года предусматривает кредитные гарантии на разработку, строительство и модернизацию биоперерабатывающих заводов коммерческого масштаба и гранты для оплаты затрат на разработку и строительство биоперерабатывающих заводов демонстрационного масштаба; он предоставляет 75 миллионов долларов США в 2009 финансовом году и 245 миллионов долларов США в 2010 финансовом году для коммерческих гарантий по займам на производство биопродуктов и разрешает финансирование в размере 150 миллионов долларов США в год, начиная с 2009 финансового года и до 2012 финансового года, как для демонстрационных, так и для коммерческих биопродуктов. Кроме того, в 2008 году Министерство сельского хозяйства США выделило 4,1 миллиона долларов в виде грантов, чтобы помочь малым предприятиям и общественным группам найти более инновационные способы использования древесной биомассы из национальных лесов. 

 

Цитата

Целлюлозному этанолу уделялось значительное внимание в 2000-х и начале 2010-х годов. Правительство Соединенных Штатов, в частности, финансировало исследования по его коммерциализации и установило целевые показатели доли целлюлозного этанола, добавляемого в автомобильное топливо. Большое количество новых компаний, специализирующихся на производстве целлюлозного этанола, в дополнение ко многим существующим компаниям, инвестировали средства в опытно-промышленные предприятия. Однако гораздо более дешевое производство этанола на основе зерна, наряду с низкой ценой на нефть в 2010-х годах, означало, что этанол из целлюлозы не был конкурентоспособен с этими традиционными видами топлива. В результате большинство новых нефтеперерабатывающих заводов были закрыты к середине 2010-х годов, а многие из вновь созданных компаний стали неплатежеспособными. Некоторые из них все еще существуют, но в основном используются в демонстрационных или исследовательских целях; по состоянию на 2021 год ни один из них не производит целлюлозный этанол в масштабах.

 

Цитата

 

К началу 2000-х гг. в России осталось только восемь работающих гидролизных заводов, способных выпускать порядка 5 млн дал этилового спир-

та. При этом на долю действующих заводов Иркутской области (в то время Тулунского и Бирюсинского) приходилась почти половина российского производства этанола. Вскоре началась череда банкротств, и в 2006 г. отечественная гидролизная промышленность прекратила свое существование.

Перспективы отрасли связаны с необходимостью наращивать производство биоэтанола, используемого в качестве моторного топлива. Во всем мире данное направление динамично развивается. Многие страны, включая Китай, приняли долгосрочные программы по увеличению производства биотоплива первого (из пищевого сырья) и второго (из древесных и сельскохозяйственных отходов) поколений. 

 

 

 

Изменено 11 Февраля, 2022 в 02:21 пользователем Художник67

[Художник67]

Работают по технологии

http://gazogenerator.com/ximicheskaya-texnologiya-drevesiny/proizvodstvo-etilovogo-spirta-iz-drevesiny/

 

Цитата

Из одной тонны абсолютно сухих отходов древесины при гидролизе можно получить около 180 литров чистого этилового спирта, 70 кило граммов жидкой углекислоты, 9 килограммов фурфурола, 40 килограммов белковых дрожжей, 7-8 килограммов других химических продуктов и 300 килограммов лигнина.

 

Пути глубокой переработки лигнина по безотходной технологии

http://ecoalfa.ru/file/ecoalfa_ru/lignin-2.pdf

 

Пути улучшения технологии

https://patenton.ru/patent/RU2509778C2

 

 

[Ruslan_Sharipov]

Гидролиз древесины - процесс длительный. Затем сбраживание - ещё один длительный процесс. После него перегонка, от которой остаётся барда - вонючая жидкость, которую перерабатывают в комбикорм, полезность которого для животных сомнительна.

 

Восстановительный пиролиз - процесс быстрый. Получается бензин, который более калорийное топливо, чем спирт.