Переработка побочных продуктов спиртового производства с получением изобутилового спирта
Автор: Зуева Н.В., Веретенников С.А., Новикова И.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 4 (94), 2022 года.
Бесплатный доступ
Во всех развитых странах ведутся интенсивные исследования по созданию экономичного процесса производства бутанола и его производных из биомассы, обеспечивающего снижение себестоимости продукта по сравнению с существующими процессами получения синтетического бутанола на основе ископаемого сырья. Это связано, прежде всего, с перспективами использования бутанола и его производных в качестве альтернативного топлива. В работе предложена технология получения изобутилового спирта, предусматривающая переработку побочных продуктов спиртового производства путем гидрогенизации кротональдегида. В качестве объектов исследования использовали концентрат головных фракций этилового спирта (КГФ) и концентрат головных фракций этилового спирта (КГФ). В процессе работы предложена технология переработки побочных продуктов спиртового производства, включающая ряд стадий с получением в качестве готового продукта-изобутилового спирта, который может быть использован в производстве пластмасс, резины, покрытий, медицине и производстве специальных растворителей, а также в качестве добавки к топливу. Проводились экспериментальные исследования по получению изобутанола и изучению его физико-химических свойств: цветность, плотность; массовая доля изобутилового спирта, массовую долю кислот в пересчете на уксусную кислоту, бромное число, массовая доля карбонильных соединений в пересчете на масляный альдегид, массовая доля нелетучего остатка. Технологический процесс на установке по получению изобутанола дифференцирован по стадиям, которые осуществляются последовательно в отдельных реакторах с обработкой полупродуктов катализаторами. В результате разработанной технологии получен бутиловый спирт с массовой долей изобутилового спирта не менее 99,3%.
Изобутиловый спирт, биоконверсия побочных продуктов, альтернативное топливо, кротональдегид, катализатор
Короткий адрес: https://sciup.org/140301791
IDR: 140301791 | DOI: 10.20914/2310-1202-2022-4-76-79
Список литературы Переработка побочных продуктов спиртового производства с получением изобутилового спирта
- Xu J., Li M., Ni T. Feedstock for bioethanol production from a technological paradigm perspective // BioResources. 2015. V. 10. №. 3. P. 6285-6340.
- Devaparelli M., Atiyeh H. A review of conversion processes for bioethanol production with a focus on syngas fermentation // Biofuel Res. J. 2015. V. 7. P. 268-280.
- Trippe A., Ruthven I. Evaluating real patent retrieval effectiveness // Current Challenges in Patent Information Retrieval. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2017. P. 143-162.
- Montecchi T., Russo D., Liu Y. Searching in Cooperative Patent Classification: Comparison between keyword and concept-based search // Advanced Engineering Informatics. 2013. V. 27. №. 3. P. 335-345. https://doi.org/10.1016/j.aei.2013.02.002
- Karvonen M., Klemola K. Identifying bioethanol technology generations from the patent data // World Patent Information. 2019. V. 57. P. 25-34. https://doi.org/10.1016/j.wpi.2019.03.004
- Fang Y.R., Wu Y., Xie G.H. Crop residue utilizations and potential for bioethanol production in China // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. V. 113. P. 109288. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109288
- Пат. № 2080382, RU, C1, C12N 1/20, C12P 7/06, 7/06, C12R 1/145. Штамм бактерий Clostridium Acetobutylicum-продуцент н-бутилового спирта и ацетона / Лукина Г.П., Абилев С.К., Любимова И.К., Великая М.А., Ежова И.Е., Артюшкина Т.В. № 95 95103597; Заявл. 13.03.1995.
- Qureshi N., Maddox I.S. Reduction in butanol inhibition by perstraction: utilization of concentrated lactose/whey permeate by Clostridium acetobutylicum to enhance butanol fermentation economics // Food and Bioproducts Processing. 2005. V. 83. №. 1. P. 43-52. https://doi.org/10.1205/fbp.04163
- Производство и рынок н-бутанола и изобутанола в СНГ. URL: https://tebiz.ru/mi/rynok-butanola1v-rossii
- Abbasov A.R. N-butanol based emulsified diesel fuel production // Kimya Problemleri. 2020. №. 1. P. 61-67. https://doi.org/10.32737/2221-8688-2020-1-61-67
- Tutak W., Szwaja S., Lukacs K. Alcohol-diesel fuel combustion in the compression ignition engine // Fuel. 2015. V. 154. P. 196-206. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.03.071
- Nayyar A., Sharma D., Soni S.L., Mathur A. Characterization of n-butanol diesel blends on a small size variable compression ratio diesel engine: Modeling and experimental investigation // Energy conversion and management. 2017. V. 150. P. 242-258. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.031
- Siwale L., Kristof L., Adam T., Bereczky A. et al. n-Butanol-Diesel (D2) Blend Fired in a Turbo-Charged Compression Ignition Engine: Performance and Combustion Characteristics // Improv. Trends Intern. Combust. Engines. 2018. V. 3. P. 21. https://doi.org/10.5772/intechopen.72879
- Kuszewski H. Effect of injection pressure and air-fuel ratio on the self-ignition properties of 1-butanol-diesel fuel blends: Study using a constant-volume combustion chamber // Energy & Fuels. 2019. V. 33. №. 3. P. 2335-2347. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.8b04523
- ГОСТ 9536-2013. Спирт изобутиловый. Технические условия. Москва, 2019.
- Lakshmi N.M. Binod P., Sindhu R., Awasthi M.K. et al. Microbial engineering for the production of isobutanol: current status and future directions // Bioengineered. 2021. V. 12. №. 2. P. 12308-12321. https://doi.org/10.1080/21655979.2021.1978189
- Su Y., Zhang W., Zhang A., Shao W. et al. Biorefinery: The production of isobutanol from biomass feedstocks // Applied Sciences. 2020. V. 10. №. 22. P. 8222. https://doi.org/10.3390/app10228222
- Desai S.H., Rabinovitch-Deere C.A., Fan Z., Atsumi S. Isobutanol production from cellobionic acid in Escherichia coli // Microbial cell factories. 2015. V. 14. №. 1. P. 1-10. https://doi.org/10.1186/s12934-015-0232-6
- Sherkhanov S., Korman T.P., Chan S., Faham S. et al. Isobutanol production freed from biological limits using synthetic biochemistry // Nature communications. 2020. V. 11. №. 1. P. 4292. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18124-1
- Matsuda F., Ishii J., Kondo T., Ida K. et al. Increased isobutanol production in Saccharomyces cerevisiae by eliminating competing pathways and resolving cofactor imbalance // Microbial cell factories. 2013. V. 12. №. 1. P. 1-11. https://doi.org/10.1186/1475-2859-12-119
