バイオラフィリーリー – ウィキペディア

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バイオマスとの最も一般的な接続はグルコースであり、これはモノマーとして現れるが、何よりもセルロースと強度の形のポリマーとして現れる。

主にトリアシルグリセリンで構成される植物油は、今日すでに集中的に使用されています。 （残りは、主に異なる脂肪酸の炭化水素鎖の略です。）

一 バイオラフィリーリー は、すべての原料成分を最も完全に使用して、バイオマスから異なる中間製品（化学物質、材料、バイオエネルギーなど）が生成される製油所です。寿命と飼料も副産物として生じる可能性があります。根本的な全体的な概念と、さまざまなプロセスとテクノロジーの統合は、Biora -Refineryにとって重要です。 [初め]

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原材料を除いて、バイオリファイナリーの原理は、生油の複合体が個々の画分または成分に分離されているオイル製油所の原理と多くの類似点を持っています。これらのいくつかは、化学プロセスによって他のより良い控除可能な化合物に変換されます。 [初め]

「ビオラベースの」概念の重要な目標は、長期的に化学産業の重要な原料として石油を置き換え、したがってバイオベースの産業を獲得することです。米国のエネルギー省は、産業バイオリオン – リファイネリーをこの目標への最も有望な道として説明しています。 [2]

バイオマスの全体的かつ高品質の使用を伴うバイオレフィナリーの概念は現在、まだ開発中です。ただし、この概念はすでに実装されています。 B.砂糖、バイオエタノール、バイオディーゼルの生産において、高品質の側面または結合生成物を使用しようとする試みが行われます。

Biorefineryの概念は、利用可能な原料に大きく依存しています。原材料ベースとして木材、澱粉植物、その他の新鮮な植物またはサイレント植物を提供する概念については、主に説明します。

バイオマスは、非常に異なる割合で多数の異なる有機化合物で構成されています。質量の大部分は、脂肪、炭水化物、またはタンパク質（タンパク質）に属する接続を構成します。さらに、他にも多くの接続がありますが、これは主に次のような低い割合で発生します。 B.二次代謝産物（または二次植物物質）。

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バイオマスに応じて、これらの株は変動します。たとえば、木材は、デンプン植物（小麦、トウモロコシなど）、油植物（菜種、草、大豆）、または植物の廃棄物と比較して、かなり異なる組成物を持っています。

バイオリファイナリーでは、特定の高品質の自然モジュール、バイオマスからの事前コースを分離する試みがなされています。自然の合成前の支払いは、精巧で人工製造プロセスを置き換えるか、複雑で非人工的な接続を獲得するために使用されます。これらはさらに、さまざまな高品質の接続の合成モジュールとして機能するプラットフォーム化学物質に処理されます。使用可能な最終製品は、他のいくつかの段階で製造できます。 [3]

Fließdiagramm stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe.pdf

左翼から、使用不可能なバイオマスから、 B.食品、飼料、またはそれほど高品質の化学物質が得られます。これらの形状の株がバイオマスから取得された後、残りの割合はエネルギー的に使用できます。 zができます。 B.植物の操作または販売用、またはバイオ燃料または合成燃料（BTL、メタノール、バイオメタンなど）のために、電気と熱が生成されます。

バイオマスで利用可能な接続の抽出に加えて、原材料からの新しいつながりの生成は、バイオレフィン内の別の活動分野です。すでに述べた合成燃料の生産などの化学プロセスはここで使用できますが、特に高品質のつながりの生産に対するバイオテクノロジーのアプローチも使用できます。 [4]

原材料、プロセス、および主要製品の多様性に応じて、Biora -Refineriesは3つの異なるタイプに分けられます。 [初め]

製油所の種類 多様性
原材料 		多様性
プロセス 		多様性
製品 		例 [5]
Phase-I-Bioraffinerie 少量 少量 少量 バイオディーゼルは、ミュメステロールによる菜種油から作られています
Phase-II-Bioraffinerie 少量 高い 高い さまざまなプロセスを通じて穀物からさまざまな澱粉製品が作られています
Phase-III-Bioraffinerie 高い 高い 高い さまざまなプラットフォーム化学物質は、さまざまなプロセスを通じてリグノセルロースを含む原材料から作られています

フェーズIやフェーズIIバイオラフィネリとは異なり、フェーズIIIバイオラフィナーはまだ商業的に実施されていません。紹介は2020年からヨーロッパで予定されています。 [5]

これについて最も一般的な4つのシステム概念は、それぞれの原料に従って命名されています。

Phase-Iii-raffinerien [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

リグノセルロース – ビオラフィリーリー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

リグノセルロースバイオファブリックは、リグニン、セルロース、ヘミセルロースで作られたリグノセルロースA構造を含む原材料を使用しています。これには、木材だけでなく、わらや草、および次のような用紙産業の無駄が含まれます。 B. Lignring -Rich Black Louteを大量に使用できます。 [4] [6]

リグニンは、主に芳香族接続フェノールの誘導体で構成されており、化学産業に役立つ可能性があります。

セルロースは、モノマーグルコース（ヘキソーシス）からの多糖（多糖）です。これは、さまざまな基本化学物質にあります。 B.ポリエチレン（PE）および塩化ポリビニル（PVC）の産生の出力産物としてのエタノールおよびエテン、またはナイロンの生産のための出力生成物としてのヒドロキシメチルフォアラルトラブルへ。さらに、グルコースは、発酵によるバイオテクノロジー製造プロセスの基質です。

ヘミセルロースも多糖ですが、モノマーとしての異なる五角形からです。これから、毛皮誘導体、ナイロン、その他の製品を入手できます。 [4] [7]

リグノセルロースの生物は、最も有望なバイオレフィンと見なされます。重要な利点は、食料として適していない原材料のみが使用されるため、食料生産と競合していないことです。 [初め]

強度の主要成分 – アミロペクチンとアミロース

Amylopektin Haworth.svg

アミロペクチンのポリマー構造から抽出します

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アミロースのポリマー構造から抽出します

オールプラントバイオラアフィリーリー [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

完全な作物ユーザーは、次のようなフルプラント組織を使用しています。 B.トウモロコシ、小麦、ライ麦、トリティカレなど。植物は本質的に穀物とリグノセルロシックストローで構成されています。これらは通常、収穫時にハーベスターを組み合わせて分離します。

ストローは、リグノセルロースの生体で処理するか、熱分解によって合成ガス（合成ガス）に変換されます。これは、バイオマスから液体（BTL）やメタノールなどの合成燃料の基礎を形成します。

穀物は主にグルコースポリマー強度で構成されており、さまざまな方法で処理できます。彼女はzできます。 B.は、食品または化学産業の原料として直接使用できます。などのバイオベースのプラスチックの生産B.熱可塑性の強度と発酵基板としての使用が可能です。 [4]

グリーンビオラベース [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

緑色のバイオリーフィンは、植物材料を使用していますB.草、クローバー、ルツェルン、または未熟（ 緑 ）農業からの穀物。 [4] 他の2つの概念との大きな違いは、新鮮な植物が使用されており、その成分は木材や成熟した植物とは大きく異なることです。最初の準備ステップは、植物ジュースを絞ることです。プレスケーキには、主に繊維（セルロース）、および澱粉、染料、顔料が含まれています。プレスジュースでは、タンパク質、アミノ酸、有機酸などがこれから見つかります。 B.乳酸、アミノ酸、エタノールなどの製品は分離されています。プレスケーキは、フィードとして、シンガとバイオガスを生成したり、化合物を抽出したりすることができます。 [4] [8] [9]

UtzenaichのGreen Bioraffinerデモンストレーションシステム [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

乳酸は、グリーンビオラ – リファイネリーの重要な製品になる可能性があります。 B.プラットフォーム化学として使用するため。

オーストリアでは、2009年5月にグリーンバイオリファイナリーがデモンストレーションシステムとして開設されました。アミノ酸と乳酸が得られる草のサイレージが使用されます。固定株は、バイオガスプラントでエネルギー的に使用されます。 1時間あたり4 t草のサイレージまたは100 Lプレスジュースは1時間あたり処理できます。 150〜210 kgの乳酸と80〜120 kgの生タンパク質（アミノ酸）は、トンのサイレージ乾燥物質ごとに得られます。目的は、産業工場の設計をサポートする知識を獲得することです。 [9] [十]

LeunaのLignocellose-Bioraffinerie Pilot Plant [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

原材料でe。 V.調整プロジェクトは、2007年のリグノセルロースビオラの手続き上の概念から開発されています。後継プロジェクトでは、最初のテストシステムは、1日1.25トンの木材を処理するLeuna（Saxony-Anhalt）に構築されます。長期的には、400,000 T/Aの処理容量を持つシステムが可能であると考えられています。 [11]

Biwert System Brensbach [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

オーガニックバリューシステムは、グリーンバイオレフィンに基づいた原則とともに機能します。草や草のサイレージは原料として機能します。これは押されており、プロセスエネルギーまたはプロセス熱が発酵しているバイオガスプラントの液体部分が発酵します。プレスケーキには、プラスチック用の断熱材または繊維添加剤（天然繊維強化プラスチック）が生成される高い繊維含有量が含まれています。 [12番目]

（記事の精製、再生可能原料としての強度、再生可能原料としての砂糖、再生可能原料も参照してください）

バイオリアクターでは、次のようなバイオマスから他の接続を生成できます。 B.また非常に高い – 製薬業界向けの品質製品：ワクチンの生産施設

Biorefineryでは、原材料を調製し、特定の派ionsを分離し、化学的、化学物理的、およびバイオテクノロジープロセスとのさらなるつながりを導き出すために、さまざまな手順が必要です。 [8] [十] バイオレフィナリーが可能な限り持続可能に機能するためには、グリーン化学の方法を使用し、その原則を観察する必要があります。 [13]

これらの手順は、バイオマスですでに取得できます。ただし、製品のスペクトルは、化学的変化によって依然として大幅に拡大することができます。

  • 化学的および化学物理的手順での処理：
  • バイオテクノロジープロセスによる化学変化 （バイオテクノロジーとホワイトバイオテクノロジーも参照してください） ：

すべての洗練された植物油では、3-MCPD脂肪酸エステルが見つかり、その含有量は大幅に異なりました。 [14] [15] 3-MCPDは、2011年に国際癌研究機関（IARC）によって「可能性のある人間のアーミネゲン」として分類されました。

フェステルの市場調査によると、2001年のバイオテクノロジー生産化学物質の割合は、市場全体の約2.5％で300億ドルでした。 [16] 2010年までに、約20％（総売上高が1,6000億ドルの3,000億ドル）に増加しました。 [16] 2007年の割合は480億ドルで、3.5％に相当しました。 [17] 2010年には、バイオテクノロジー生産薬の割合は17％でした。 [18]

近年、米国ではバイオレフィンの開発が集中的に進歩しています。約3億6,000万ドルが毎年バイオマスの昇進に投資されました（2003年：約4億2,000万ドル、2005年：約3億1,000万ドル）。そこでは、専門家は、現在化石ベースの有機原材料の4分の1と10％のオイルと燃料が、2020年までにボラマベースの技術によって生産されると予想しています。

EUでは、2002年半ばから2006年までの第6回研究フレームワークプログラムの過程で、合計7,400万ユーロがバイオマスの使用に関する研究に投資されました。第7回研究フレームワークプログラム（2007〜2013）では、年間総予算が40％増加したため、バイオマスの使用を調査する際にも増加が期待できます。 [19]

  • K.アーノルド、D。マガ、u.fritscheu。a。： バイオクーベ – 材料/エネルギーのバイオマスの使用 – 概念の分析と既存の提供と使用のシナリオへの統合の評価 、Wuppertal-Institut、Fraunhofer Care、およびBMU資金によるプロジェクトFKZ No.のEco Instituteからの最終報告書03 KB 006 A-C、Wuppertal/Oberhausen/Darmstadt PDFファイル6.5 MB 。
  • G.フェステルら： 化学産業の生産プロセスに対するバイオテクノロジーの影響 、化学エンジニア2004、76、No。 3、pp。307–312
  • バイオベースの工業製品：研究と商業化の優先順位（2000）ライフサイエンス委員会（CLS）。 このテキストは、2010年まで米国で同じ名前のFUEプログラムの版の「大統領秩序」番号の専門テンプレートとして機能しました。
  • B. Kamm、M。Kamm： Biorefinery-Systems、 化学および生化学エンジニアリング四半期2004、18（1）、S。1–6、 PDFファイル 。
  • B. Kamm、P。Gruber、M。Kamm： Biorefineries – 産業プロセスと製品 、Wiley-VCH、2006、ISBN 978-3-527-31027-2、包括的な、現状と将来の開発に関する2巻の作業 ビオラアフィナリーの概念 。
  • A.デミルバス： Biorefineries。バイオマスアップグレード施設用。 Springs-Publising、London2010。ISBN978-1-8482-72-。
  1. ↑ a b c d Arno Behr＆Thomas Seidensticker： 再生可能原料の化学の紹介 – 発生、変換、使用 Springer Spektrum、2018、ISBN 978-3-662-55254-4、pp。340–351。
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  4. ↑ a b c d そうです f Kamm、B。およびComb。 M。： Biorefinery-Systems （PDF; 200 KB）、化学および生化学工学四半期2004、18（1）、pp。1–6、英語、2010年2月28日にアクセス。
  5. ↑ a b オリバー・タルク： 再生可能原料の材料使用。 Springer Vieweg、Wiesbaden、2014、ISBN 978-3-8348-1763-1、pp。24–31。
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  7. ↑ 技術機関の再生可能原料e。 V： バイオラフィン：化学産業向けの木製原材料 （ 記念 2013年2月11日からWebアーカイブで archive.today ）、2007年7月5日のプレスリリースは、2010年3月1日にアクセスした3年間の資金提供プロジェクトです。
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  9. ↑ a b 草のサイレージの最初の緑色のバイオリーフィンは、世界中にオープンしました。 の： Fabrikderzukunft.at。 2010年3月1日にアクセス。
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  13. ↑ ジェームズ・H・クラーク、ラファエル・ルク＆アヴター・S・マタル： 緑の化学、バイオ燃料、バイオリーフィン 。の： 化学および生体分子工学の年次レビュー 。 バンド 3 、2012、 S. 183–207 、doi： 10.1146 / Annureev-Chembioeng-062011-081014 。
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  15. ↑ 連邦リスク評価研究所（BFR）： 3 MCPD、2つのMCPD、グリシジル脂肪酸エステルで食品を汚染するための質問と回答 。 2016年7月7日、2016年7月8日アクセス。
  16. ↑ a b Gunter Festel et al。： 化学産業における生産手順に対するバイオテクノロジーの影響 In：Chemistry Engineer Technology 2004、76、No。3、S。307–312。
  17. ↑ ec.europa.eu： リードマーケットイニシアチブ – ファイナルレポートの最終評価 （ 記念 2014年2月22日から インターネットアーカイブ ）（PDF; 3.3 MB） 、2011年7月、2011年12月25日アクセス。
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