Jak można przekształcić algi w biopaliwo?

Używanie alg jako biopaliwa nie jest tak proste, jak zbieranie zielonego materiału z powierzchni stawu i wpompowanie go do naszych zbiorników z gazem. © iStockphoto.com / Jose Tejo

Wierz lub nie, ale pewnego dnia algi mogą stanowić przynajmniej część odpowiedzi na pytanie, czy jesteśmy uzależnieni od paliw kopalnych. Jednak użycie alg jako biopaliwa nie jest tak proste, jak usunięcie zielonego materiału z powierzchni stawu i wpompowanie go do naszych zbiorników z gazem. Naukowcy muszą stosować różne metody mechaniczne i chemiczne (lub ich kombinacje), aby wydobywać olej z alg i przekształcić go w faktycznie opłacalne paliwo. Dobrą wiadomością jest to, że za badaniami nad zielonymi produktami stoi rząd Stanów Zjednoczonych. W połowie 2010 roku Departament Energii Stanów Zjednoczonych zobowiązał się zainwestować do 24 milionów dolarów w trzy grupy badawcze poszukujące sposobów komercjalizacji biopaliw na bazie alg [źródło: Departament Energii Stanów Zjednoczonych].

Jedną rzeczą, której naukowcy nie kwestionują, jest to, jak wydobyć olej z alg. Jedną z powszechnych form ekstrakcji mechanicznej jest wyrażenie, w którym oliwa jest dosłownie wyciskana z alg (pomyśl, jak tłoczy się oliwki, aby wydobyć oliwę z oliwek). Istnieje kilka typów pras, w tym konfiguracje ślimakowe, ekspellerowe i tłokowe, a rodzaj używanej prasy zależy od szczepu glonów, ponieważ każdy szczep ma inne właściwości fizyczne. Gdy olej zostanie usunięty z alg poprzez wytłaczanie, można zastosować metodę chemiczną, aby kontynuować proces ekstrakcji. Używając tylko metody ekspresji, naukowcy byli w stanie wydobyć do 80% oleju z alg [źródło: Virtuoso Biofuels].

Drugim rodzajem ekstrakcji mechanicznej jest metoda ultradźwiękowa, co jest szybszym procesem niż tłoczenie. Ta metoda wykorzystuje fale ultradźwiękowe do tworzenia pęcherzyków w rozpuszczalniku (cieczy używanej do rozpuszczania innej substancji). Kiedy pęcherzyki pękają w pobliżu ścian komórkowych glonów, powodują rozpad ścian komórkowych i uwalniają olej do rozpuszczalnika.

Chociaż metody mechaniczne okazały się skuteczne, nie są jedynymi technikami wykorzystywanymi przez naukowców; rozpuszczalniki chemiczne są również powszechnie używane do ekstrakcji oleju z alg. Te rozpuszczalniki są skuteczne, ale często praca z nimi może być niebezpieczna. Benzen, na przykład jest niedrogim rozpuszczalnikiem, ale jest klasyfikowany jako rakotwórczy, a inne rozpuszczalniki chemiczne mogą również stwarzać zagrożenie wybuchem [źródło: Olejkowate].

Heksan to kolejny rozpuszczalnik chemiczny, który można stosować samodzielnie lub w połączeniu z metodą tłoczenia w celu oddzielenia oleju od alg. Stosowane razem, metody tłoczenia i heksanu mogą wydobyć prawie 95% oleju zawartego w algach [źródło: oleiste]. Ale heksan nie kończy się na tym: można go również zmieszać z miazgą pozostałą po wytłoczeniu, aby wydobyć dodatkowy olej. Inne metody chemiczne obejmują ekstrakcja Soxhleta, w którym rozpuszczalnik organiczny jest używany do usuwania oleju z glonów poprzez wielokrotne mycie, oraz ekstrakcja płynem nadkrytycznym, w którym ciekły dwutlenek węgla jest podgrzewany i używany jako rozpuszczalnik do ekstrakcji oleju.

Olej wydobywany tymi metodami jest określany jako „zielona ropa„i nie jest gotowy do użycia jako paliwo, dopóki nie przejdzie innego procesu zwanego transestryfikacja. Na tym etapie do mieszanki dodaje się więcej substancji, w tym alkohol i katalizator chemiczny, który powoduje reakcję alkoholu z olejem. Ta reakcja tworzy mieszankę biodiesla i glicerolu. Ostatnim etapem przetwarzania jest oddzielenie glicerolu od mieszanki i pozostawienie biodiesla, który jest gotowy do użycia jako paliwo. Może pewnego dnia naprawdę łatwo będzie być zielonym.

Powiązane artykuły

• 10 Biopaliwa jadalne
• 10 najlepszych upraw biopaliw
• Inteligentne samochody: biopaliwa
• Jedzenie lub paliwo?
• The Ultimate Biopuels Crops Quiz
• Jak działa Biodiesel
• Jak działa biodiesel z alg
• Czy samochody ze smarem są legalne?
• Czy biopaliwa konkurują z żywnością??
• Grassoline: Czy możemy zatankować nasze samochody trawą??
• Czy paliwa alternatywne wyczerpią światowe dostawy kukurydzy?

Więcej świetnych linków

• Departament Energii: Biopaliwa Algal
• Mapa drogowa technologii biopaliw z alg
• Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej
• Narodowy program edukacyjny dotyczący biodiesla
• Biofuels Digest
• Olejkowate

Źródła:

• Brighter Energy.org. „Biotech Firm Pursues Algal Oil Biofuels 'Holy Grail”. 8 grudnia 2010 r. (22 grudnia 2010 r.). Http://www.brighterenergy.org/20505/news/bioenergy/biotech-firm-subsidiary-pursues -algal-biopaliwa-święty-Graal /
• ExxonMobil. „Biopaliwa z alg”. (22 grudnia 2010). Http://exxonmobil.com/corporate/energy_climate_con_vehicle_algae.aspx
• Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej, „Nauka o energii odnawialnej”. (22 grudnia 2010). Http://www.nrel.gov/learning/re_biofuels.html
• Olejkowate. „Biodiesel z alg”. (22 grudnia 2010). Http://www.oilgae.com/algae/oil/biod/biod.html
• Olejkowate. „Ekstrakcja oleju z alg metodami chemicznymi”. (22 grudnia 2010). Http://www.oilgae.com/algae/oil/extract/che/che.html
• Scientific American.com. „Czy algi są biopaliwem przyszłości?” 28 kwietnia 2009. (22 grudnia 2010). Http://www.scientificamerican.com/article.cfm? Id = algae-biofuel-of-future
• Departament Energii Stanów Zjednoczonych. „Departament Energii ogłasza 24 miliony dolarów na badania nad biopaliwami z alg”. 28 czerwca 2010 r. (22 grudnia 2010 r.). Http://apps1.eere.energy.gov/news/daily.cfm/hp_news_id=251
• Biopaliwa Virtuoso. „Separacja ciał stałych, suszenie produktu i możliwości ekstrakcji oleju” str. 20: Opcje ekstrakcji. 1 marca 2010 r. (22 grudnia 2010 r.). Http://www.ascension-publishing.com/BIZ/virtuoso.pdf