एक Biorefinery एक ऐसी सुविधा है जो बायोमास से ईंधन, बिजली, गर्मी और मूल्यवर्धित रसायनों का उत्पादन करने के लिए बायोमास रूपांतरण प्रक्रियाओं और उपकरणों को एकीकृत करती है। बायोरेफाइनरी अवधारणा आज की पेट्रोलियम रिफाइनरी के समान है, जो पेट्रोलियम से कई ईंधन और उत्पादों का उत्पादन करती है।

बायोरेफाइनरी सिद्धांत एक तेल रिफाइनरी के समान है, जहां जटिल यौगिक कच्चे तेल को अलग-अलग अंशों या घटकों में विभाजित किया जाता है। इनमें से कुछ को रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा अन्य, बेहतर सुलभ यौगिकों में परिवर्तित किया जाता है।

रासायनिक उद्योग में एक महत्वपूर्ण कच्चे माल के रूप में कच्चे तेल को पूरक और प्रतिस्थापित करने के लिए बायोरेफिनरीज का उद्देश्य अन्य चीजों के साथ है। इसके अलावा, बायोमास में विभिन्न रासायनिक यौगिकों की विविधता भी नए अनुप्रयोग बना सकती है। अन्य महत्वपूर्ण कारक जलवायु और पर्यावरण संरक्षण प्रयास हैं।

बायोमाफाइनरी के समग्र और उच्च गुणवत्ता वाले उपयोग के साथ बायोरेफाइनरी की अवधारणा वर्तमान में अभी भी विकास में है। दृष्टिकोण में, यह अवधारणा पहले ही लागू हो चुकी है, उदाहरण के लिए। चीनी, बायोथेनॉल और बायोडीज़ल के उत्पादन में, जहां यह उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों या उत्पादों का उपयोग करने की कोशिश कर रहा है। बायोगैस संयंत्रों को कभी-कभी बायोरेफाइनरी कहा जाता है।

बायोरेफिनरीज़ पर इंटरनेशनल एनर्जी एजेंसी बायोनेर्जी टास्क 42 ने बायोफाइनिंग को जैव-आधारित उत्पादों (खाद्य, फ़ीड, रसायन, सामग्री) और बायोनेर्जी (जैव ईंधन, बिजली और / या गर्मी) के स्पेक्ट्रम में बायोमास की टिकाऊ प्रसंस्करण के रूप में परिभाषित किया है।

कई उत्पादों का उत्पादन करके, बायोरेफाइनरी बायोमास और उनके मध्यवर्ती क्षेत्रों में विभिन्न घटकों का लाभ उठाती है इसलिए बायोमास फीडस्टॉक से प्राप्त मूल्य को अधिकतम करती है। कुछ शोधकर्ताओं ने जैव रसायन उत्पादन के बाद बायोनेर्जी प्रणाली के लिए स्टैंड-अलोन बायोमास के आर्थिक प्रदर्शन में सुधार के व्यावहारिक तरीके के रूप में बायोरेफाइनरी की खोज पर विचार किया है, उदाहरण के लिए, एक या कई कम मात्रा का उत्पादन कर सकता है, लेकिन उच्च मूल्य, रासायनिक या न्यूट्रास्यूटिकल उत्पादों और कम मूल्य, लेकिन उच्च मात्रा वाले तरल परिवहन ईंधन जैसे बायोडीज़ल या बायोथेनॉल। साथ ही संयुक्त ताप और बिजली (सीएचपी) प्रौद्योगिकी के माध्यम से, बिजली के उपयोग और गर्मी को संसाधित करने के लिए, अपने उपयोग के लिए और शायद स्थानीय उपयोगिता के लिए बिजली की बिक्री के लिए पर्याप्त है। उच्च मूल्य वाले उत्पाद लाभप्रदता में वृद्धि करते हैं, उच्च मात्रा ईंधन ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने में मदद करता है, और बिजली उत्पादन ऊर्जा लागत को कम करने और पारंपरिक बिजली संयंत्र सुविधाओं से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में मदद करता है। यद्यपि कुछ सुविधाएं मौजूद हैं जिन्हें जैव-रिफाइनरियों कहा जा सकता है, जैव-रिफाइनरी को अभी तक पूरी तरह से महसूस नहीं किया गया है। भविष्य में बायोरेफाइनरी पारंपरिक रूप से पेट्रोलियम से उत्पादित रसायनों और सामग्रियों के उत्पादन में एक प्रमुख भूमिका निभा सकते हैं।

कच्चे माल बायोमास
बायोरेफाइनरी की अवधारणा अनिवार्य रूप से उपलब्ध कच्चे माल पर निर्भर करती है। सबसे ऊपर, अवधारणाएं जिनमें कच्चे माल के आधार पर लकड़ी, स्टार्च पौधों और अन्य ताजा या ensiled पौधों शामिल हैं, पर चर्चा की जाती है।

बायोमास बहुत अलग अनुपात में कई अलग कार्बनिक यौगिकों से बना है। यौगिकों का एक बड़ा हिस्सा यौगिक होते हैं जो वसा, कार्बोहाइड्रेट या प्रोटीन (प्रोटीन) से संबंधित होते हैं। इसके अलावा, कई अन्य यौगिक हैं, लेकिन आमतौर पर कम अनुपात में होते हैं, जैसे कि। बी माध्यमिक मेटाबोलाइट्स (या माध्यमिक पौधे पदार्थ)।

बायोमास के आधार पर, ये अनुपात अलग-अलग होते हैं। लकड़ी, उदाहरण के लिए, स्टार्च पौधों (जैसे गेहूं, मक्का), तेल संयंत्रों (तिलहन बलात्कार, घास, सोयाबीन) या पौधे के अपशिष्ट की तुलना में एक अलग अलग संरचना है।

संयंत्र अवधारणाओं
बायोरेफाइनरी में, बायोमास से कुछ उच्च गुणवत्ता वाले यौगिकों को अलग करने के प्रयास किए जाते हैं। ऐसा करने में, प्रकृति के संश्लेषण लाभ का उपयोग महंगा, कृत्रिम विनिर्माण प्रक्रियाओं को बदलने या जटिल, गैर-कृत्रिम रूप से संश्लेषित यौगिकों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

आप फार्मास्युटिकल उद्देश्यों और बुनियादी रसायनों के लिए कर सकते हैं। चूंकि वे आमतौर पर केवल एक छोटा सा अनुपात बनाते हैं, बायोमास का एक बड़ा हिस्सा पीछे रहता है। यह बदले में जेड कर सकते हैं। भोजन, फ़ीड, या कम उच्च गुणवत्ता वाले रसायनों को प्राप्त किया जाता है। एक बार इन रीसाइक्टेबल अंशों को बायोमास से निकाला गया है, शेष अंश अभी भी ऊर्जा उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जा सकता है। यह पौधे के संचालन या बिक्री के लिए बिजली और गर्मी के रूप में हो सकता है, या जैव ईंधन या सिंथेटिक ईंधन (बीटीएल, मेथनॉल, बायोमेथेन इत्यादि) उत्पन्न होते हैं।

बायोमास में मौजूद यौगिकों के निष्कर्षण के अतिरिक्त, कच्चे माल से नए यौगिकों का उत्पादन बायोरेफाइनरी के भीतर गतिविधि का एक और क्षेत्र है। यहां, रासायनिक प्रक्रियाओं, जैसे सिंथेटिक ईंधन के पहले से ही निर्दिष्ट उत्पादन का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन विशेष रूप से उच्च मूल्य वाले यौगिकों के उत्पादन के लिए जैव प्रौद्योगिकी दृष्टिकोण भी।

तीन आम, चर्चा की गई पौधों की अवधारणाओं का नाम संबंधित कच्चे माल के नाम पर रखा गया है:

typology
कई प्रकार के बायोरिफाइनरी कभी-कभी प्रतिष्ठित होते हैं:

कच्चे माल या उसके स्रोत (जैसे समुद्री, सब्जी, पशु, कवक या वानिकी, कृषि, कार्बनिक अपशिष्ट, आदि) के आधार पर,
प्रयुक्त प्रक्रियाओं के आधार पर: बायोरेफिनरीज हरी (यौगिकों को बढ़ाने में आम तौर पर अस्थिर उच्च आर्द्रता), अनाज, तिलहन, सूक्ष्मजीव या मैक्रो शैवाल, लिग्नोसेल्युलोजिक सामग्री या पूरे पौधे।
परिवर्तन से उत्पन्न अंतिम उत्पादों के अनुसार, विशेष रूप से एक ही श्रेणी के तहत एक साथ लाने से सभी बायोरेफाइनरी उत्पाद का एक प्रकार (उदाहरण के लिए संश्लेषण गैस) उत्पन्न करते हैं।

लिग्नोसेल्युलोसिक बायोरेफाइनरी
एक लिग्नोसेल्युलोसिक बायोरेफाइनरी कच्चे माल की लकड़ी का उपयोग करती है, जिसमें लिग्नोसेल्यूलोस की बड़ी मात्रा होती है – लिग्निन और सेलूलोज़ की संरचना – और हेमिसेल्यूलोज़। इसके अलावा समान समग्र बायोमास, जैसे स्ट्रॉ और घास, और कागज उद्योग से अपशिष्ट, जैसे। चूंकि बड़ी मात्रा में लिग्निन समृद्ध काले शराब का उपयोग किया जा सकता है।

लिग्निन मुख्य रूप से सुगंधित यौगिक फिनोल के डेरिवेटिव होते हैं, जो रासायनिक उद्योग के लिए उपयोगी हो सकते हैं। सेलूलोज मोनोमर ग्लूकोज (हेक्सोज) से एक पॉलिसाक्साइड (पॉलीहाइड्रिक चीनी) है। इससे विभिन्न बुनियादी रसायनों का कारण बन सकता है। नायलॉन के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में पॉलीथीन (पीई) और पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) या हाइड्रोक्साइमिथाइलफुरफुरल के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में इथेनॉल और एथेन के रूप में, आगे संसाधित किया जाता है। इसके अलावा, ग्लूकोज किण्वन द्वारा जैव प्रौद्योगिकी उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए एक सब्सट्रेट है। Hemicellulose भी एक polysaccharide है, लेकिन एक monomer के रूप में विभिन्न pentoses से। यह एक विशेष फुरफुरल भी हो सकता है – व्युत्पन्न संसाधित या नायलॉन और अन्य उत्पादों को संसाधित किया जा सकता है।

पूरे संयंत्र बायोरेफाइनरी
एक पूरे पौधे बायोरेफाइनरी पूरी फसल का उपयोग करता है, जैसे कि बी मकई, गेहूं, राई, ट्रिटिकेल इत्यादि। पौधे अनिवार्य रूप से अनाज और लिग्नोसेल्यूलोसेरेचेन स्ट्रॉ के होते हैं, जो आम तौर पर एक गठबंधन हारवेस्टर के साथ फसल में अलग होते हैं। स्ट्रॉ को आगे लिग्नोसेल्युलोसिक बायोरेफाइनरी में संसाधित किया जा सकता है या पायरोलिसिस द्वारा संश्लेषण गैस (सिंजस) में परिवर्तित किया जा सकता है। यह सिंथेटिक ईंधन जैसे बायोमास-टू-तरल (बीटीएल) या मेथनॉल के लिए आधार बनाता है, अनाज मुख्य रूप से ग्लूकोज पॉलिमर स्टार्च होता है, जिसे कई तरीकों से आगे संसाधित किया जा सकता है। आप जेड कर सकते हैं बी को सीधे खाद्य या रासायनिक उद्योग की कच्ची सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। बायोप्लास्टिक्स का उत्पादन, जैसे। थर्मोप्लास्टिक स्टार्च के रूप में और किण्वन सब्सट्रेट के रूप में उपयोग संभव है।

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ग्रीन बायोरेफाइनरी
ग्रीन बायोरेफाइनरी पौधों की सामग्री का उपयोग करती है, जैसे कि घास, क्लॉवर, अल्फाल्फा या कृषि से अपरिपक्व (हरा) अनाज। अन्य दो अवधारणाओं के साथ एक बड़ा अंतर यह है कि ताजा पौधे का उपयोग किया जाता है, सामग्री लकड़ी या abgereiften पौधों से अलग महत्वपूर्ण है। पहला उपचार चरण पौधे के रस का निचोड़ है। प्रेस केक में मुख्य रूप से फाइबर (सेलूलोज़), साथ ही स्टार्च, रंग और रंगद्रव्य होते हैं। प्रेस रस में प्रोटीन, एमिनो एसिड, कार्बनिक एसिड, आदि हैं, यह कर सकते हैं। बी उत्पादों जैसे लैक्टिक एसिड, एमिनो एसिड, इथेनॉल इत्यादि अलग किया जा सकता है। प्रेस केक को सिग्ना और बायोगैस के उत्पादन के लिए या रासायनिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए फ़ीड के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

प्रक्रियाओं और उत्पादों
बायोरेफाइनरी में, कच्चे माल को तैयार करने, कुछ अंशों को अलग करने और रासायनिक, रासायनिक-भौतिक और जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं के साथ और कनेक्शन प्राप्त करने के लिए विभिन्न प्रक्रियाएं आवश्यक हैं:

तैयारी जेड। द्वारा:
दबाएँ
पीसने, कटाई आदि द्वारा क्रशिंग

अलगाव और अलगाव (अलगाव प्रक्रिया (प्रक्रिया इंजीनियरिंग) भी देखें:
सेविंग और निस्पंदन
निष्कर्षण
क्रोमैटोग्राफी
आदि।

इन तरीकों के साथ, बायोमास में पहले से मौजूद पदार्थ और यौगिकों को प्राप्त किया जा सकता है। रासायनिक परिवर्तन से, उत्पाद श्रृंखला अभी भी काफी विस्तारित हो सकती है:

रासायनिक और रासायनिक-भौतिक प्रक्रियाओं के साथ प्रसंस्करण:
संश्लेषण गैस के उत्पादन के लिए पायरोलिसिस
नए यौगिकों के संश्लेषण के लिए संश्लेषण गैस का उपयोग, उदाहरण के लिए। फिशर-ट्रॉप्स संश्लेषण द्वारा बी बीटीएल और अन्य हाइड्रोकार्बन
बिजली और गर्मी उत्पन्न करने के लिए दहन

जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं का उपयोग करके रासायनिक संशोधन (जैव प्रौद्योगिकी और सफेद जैव प्रौद्योगिकी भी देखें):
किण्वन के लिए कच्ची सामग्री या अंशों का उपयोग, उदाहरण के लिए। बी। बायोप्लास्टिक्स, विटामिन, एमिनो एसिड, आदि के उत्पादन के लिए बुनियादी और ठीक रसायनों, इथेनॉल, बायोगैस, कच्चे माल के उत्पादन के लिए।
कुछ यौगिकों के संशोधन के लिए पृथक एंजाइमों के साथ बायोकैलालिसिस, उदाहरण के लिए। बी ग्लूकोज के स्टार्च के हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज के लिए एमाइलेस के साथ

उदाहरण
पूरी तरह से परिचालित ब्लू मार्बल एनर्जी कंपनी में ओडेसा, डब्ल्यूए और मिसौला, एमटी में स्थित कई बायोरेफाइनरी हैं।

कनाडा की पहली एकीकृत बायोरेफाइनरी, हिमार्क बायोगास द्वारा एनारोबिक पाचन तकनीक पर विकसित, बार्बे हिल, अल्बर्टा में स्थित है। बायोरेफाइनरी मेट्रो एडमॉन्टन क्षेत्र, ओपन पेन फीडलॉट खाद, और खाद्य प्रसंस्करण अपशिष्ट से स्रोत सेपरेटेड ऑर्गेनिक्स का उपयोग करती है।

तंबाकू, फ्लेक्स स्ट्रॉ और बायोथेनॉल के उत्पादन से अवशेष जैसे फीडस्टॉक्स से शुरू होने वाले कई संभावित बायोरेफाइनरी उदाहरण प्रस्तावित किए गए हैं। बायोरिफाइनरीज़ को पेड़ों से अधिक सामग्री इकट्ठा करने का प्रस्ताव भी दिया गया है (यानी सेलूलोज़, हेमिसेल्यूलोज़, लिग्नाइन, लिपिड्स) जितना संभव हो सके।

ब्लैक शराब गैसीफिकेशन के लिए केमरेक की तकनीक और बायोमेथेनॉल या बायो डीएमई जैसे दूसरे पीढ़ी के जैव ईंधन के उत्पादन को मेजबान लुगदी मिल के साथ एकीकृत किया जाता है और फीडस्टॉक के रूप में एक प्रमुख सल्फेट या सल्फाइट प्रक्रिया अपशिष्ट उत्पाद का उपयोग करता है।

ऑस्ट्रिया में, मई 200 9 में एक प्रदर्शन सुविधा के रूप में एक हरी बायोरेफाइनरी खोला गया था। एमिनो एसिड और लैक्टिक एसिड से व्युत्पन्न घास का उपयोग किया जाता है। बायोगैस संयंत्र में निश्चित अंशों का ऊर्जावान रूप से उपयोग किया जाता है। यह प्रति घंटे 4 टन घास रेशम या प्रति घंटे 100 लीटर दबाए हुए रस को संसाधित कर सकता है। 150 से 210 किलोग्राम लैक्टिक एसिड और 80 से 120 किलोग्राम कच्चे प्रोटीन (एमिनो एसिड) से प्रति टन सिलेज शुष्क पदार्थ प्राप्त किया जा सकता है। इसका उद्देश्य औद्योगिक पौधों के डिजाइन का समर्थन करने वाली अंतर्दृष्टि हासिल करना है।

एजेंसी नवीकरणीय संसाधनों में से एक में ई। वी। समेकित परियोजना 2007 के बाद से लिग्नोसेल्युलोसिक बायोरिफाइनरीज़ की प्रक्रिया अवधारणाओं के विकास से विकसित की गई है। फॉलो-अप प्रोजेक्ट में, लीना (सैक्सोनी-एन्हाल्ट) में पहला पायलट प्लांट स्थापित किया जाएगा, जो प्रति दिन 1.25 टन लकड़ी का प्रसंस्करण करेगा। लंबी अवधि में, 400,000 टी / ए की प्रसंस्करण क्षमताओं वाले पौधों को संभव माना जाता है।

बायोर्ट प्लांट ग्रीन बायोरेफाइनरी के समान सिद्धांत के साथ काम करता है। कच्ची सामग्री घास या घास silage है। यह दबाया जाता है और बायोगैस संयंत्र में तरल अंश होता है, जो प्रक्रिया ऊर्जा या प्रक्रिया गर्मी की आपूर्ति करता है, किण्वित होता है। प्रेस केक में फाइबर का एक उच्च अनुपात होता है जिसमें से प्लास्टिक (प्राकृतिक फाइबर प्रबलित प्लास्टिक) के लिए इन्सुलेशन सामग्री या रेशेदार additives का उत्पादन होता है।

स्वास्थ्य महत्व
सभी परिष्कृत वनस्पति तेलों में 3-एमसीपीडी-फैटी एसिड एस्टर खोजने के लिए होते हैं, जिसमें सामग्री व्यापक रूप से भिन्न होती है। कैंसर पर अंतर्राष्ट्रीय एजेंसी फॉर कैंसर (आईएआरसी) द्वारा 3-एमसीपीडी को 2011 में “उम्मीदवार मानव कैंसरजन” के रूप में वर्गीकृत किया गया था।

परिप्रेक्ष्य
2001 में फेस्टेल द्वारा बाजार के एक अध्ययन के मुताबिक, 30 अरब अमेरिकी डॉलर के साथ बायोटेक्नोलॉजिकल निर्मित रसायनों का हिस्सा कुल बाजार का लगभग 2.5% था। 2010 तक, लगभग 20% की वृद्धि की भविष्यवाणी की गई थी (1600 अरब अमेरिकी डॉलर के कुल कारोबार के साथ 310 अरब अमेरिकी डॉलर)। 2007 में, शेयर 48 अरब अमेरिकी डॉलर था, जो 3.5% था। 2010 में, जैव प्रौद्योगिकी उत्पादन दवाओं का अनुपात 17% था।

हाल के वर्षों में संयुक्त राज्य अमेरिका में बायोरेफाइनरी के विकास को व्यापक रूप से बढ़ावा दिया गया है। लगभग $ 360 मिलियन प्रत्येक वर्ष बायोमास उत्पादन में निवेश किया गया था (2003: लगभग $ 420 मिलियन, 2005: लगभग $ 310 मिलियन)। वहां, विशेषज्ञों की उम्मीद है कि 2020 तक मौजूदा जीवाश्म आधारित कार्बनिक पदार्थों का एक चौथाई और तेल और ईंधन का 10% बायोरेफाइनरी प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके उत्पादित किया जाएगा।

यूरोपीय संघ में, 2002 के मध्य से 2006 तक छठी शोध फ्रेमवर्क कार्यक्रम के तहत बायोमास के उपयोग में अनुसंधान में कुल € 74 मिलियन का निवेश किया गया है। 7 वें अनुसंधान ढांचे कार्यक्रम (2007-2013) में, कुल वार्षिक बजट में 40% की वृद्धि हुई है, ताकि बायोमास उपयोग अनुसंधान में वृद्धि की भी उम्मीद की जा सके।

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