Текущие методы производства биотоплива в больших объемах экономически невыгодны. На производство тратится слишком много энергии. Поэтому эксперты в этой сфере давно ищут более эффективные и менее затратные способы производства. Специалисты из Университета Юты (США) считают, что изобретенным ими новый метод поможет решить этот вопрос. Для производства большого объема биотоплива они предлагают использовать специально созданную струйную мешалку. Кратко об их изобретении пишет Sciencedaily.com, более подробное описание работы описано в статье журнала Chemical Engineering Science X.
В микроводорослях содержатся липиды — молекулы жирных кислот, способные выступать в роли горючего. При использовании традиционных методов перегонки сырья требуется большое количество энергии. Овчинка выделки не стоит, как говорится – затраты на энергию больше, чем дает полученное биотопливо. Исследователи из Университета штата Юты разработала новый тип струйной мешалки, позволяющей извлекать липиды из водорослей с меньшими энергозатратами.
«Ключевой момент здесь – достижение энергетического паритета. Мы пока его не достигли, но большой шаг вперед уже сделан. Мы убрали значительный барьер на пути более эффективного производства биотоплива из водорослей», — приводит слова соавтора нового исследования Леонарда Пиза Sciencedaily.com.
При использовании традиционных подходов переработки водорослей для извлечения липидов сначала требуется убрать из водорослей воду. Эта часть производства – самая энергозатратная. Сухой остаток смешивается с растворителем, где липиды отделяются от биомассы. Они идут на производство биотоплива, которое затем смешивается в нужных пропорциях с дизельным горючим.
Американские специалисты создали смесительный экстрактор, в котором сталкиваются потоки растворителя и водорослей. В результате этого в экстракторе создается локализованная турбулентность, которая выталкивает липиды. Они попадают в растворитель, откуда затем извлекаются. После переработки химикат можно использовать повторно.
«Дизайн позволяет не тратить всю энергию на сушку и значительно ускоряет работу», — комментирует профессор Свомитра Моханти, соавтор проекта.
Авторы разработки отмечают, что подобный метод экстракции подходит и для извлечения полезных веществ из других микроорганизмов, вроде бактерий и грибков.
Согласно данным Министерства энергетики США, в 2017 году около 5 процентов всей энергии, использованной в стране, было получено из органических веществ. Список включает древесное топливо, этанол, полученный из растений, и органические отходы, превращенные в биогаз. Преимущество водорослей заключается в том, что их можно выращивать в прудах, каналах или специально созданных для этого биореакторах. Выращивание водорослей в больших объемах также положительно влияет на атмосферу, уменьшая концентрацию углекислого газа в воздухе.
«Наша разработка – настоящий прорыв, — говорит Пиз. – Технологии, которые мы создаем, могут произвести революцию в сфере производства биотоплива из водорослей и других органических веществ».