При неполном гидролизе длинные полимерные молекулы целлюлозы разрываются, но сохраняют форму цепей, не превращаясь при этом в продукты полного гидролиза, сахара. Продукты неполного гидролиза клетчатки называются микрокристаллической целлюлозой – "МКЦ". По физическим свойствам МКЦ сходна с крахмалом, она образует коллоидные растворы с водой, структура твердой МКЦ не волокнистая и она может измельчаться в порошок. Если раствор МКЦ измельчать и высушивать методом распыления в сухом теплом воздухе, то МКЦ приобретает форму сферических микрогранул. [5-38].
Микрогранулированная МКЦ – это плотный легкосыпучий порошок, по плотности сравнимый с нефтяным горючим. Из-за высокой сыпучести порошки из сферических частиц ведут себя подобно жидкостям. " [5-38].
Твердое топливо в форме легкосыпучего порошка может использоваться жидкостной топливной системой, с измененными насосами и дозаторами, и топливопроводами большого диаметра, выстланными внутренним антифрикционным покрытием. Благодаря псевдотекучести топливо из микрогранул МКЦ можно использовать для стандартных автомобильных двигателей внутреннего сгорания – "ДВС". Под целлюлозную пыль можно адаптировать даже серийные двигатели, заменив только топливную систему и дополнительно оснастив цилиндры дозаторами и системами распыления для пылевого топлива. Топливную пыль можно подавать в цилиндры и распылять при помощи струй сжатого воздуха, поступающего от насоса высокого давления, или аккумулируемого в небольших камерах, в начале рабочего хода.
Таблица. 5-1
Сравнительные данные по выходу масла из различных сельскохозяйственных культур
Целлюлозное биотопливо в форме порошка МКЦ, это более дешевый и рациональный способ использовать растительную клетчатку в качестве возобновляемого топливного ресурса. Порошок МКЦ более удобен в качестве возобновляемого химического сырья, чем твердая целлюлоза, древесина или солома. МКЦ может служить основой для синтеза недорогих и биологически разлагаемых – «зеленых» полимеров. МКЦ может быть инертным наполнителем при производстве пластмасс или резины, делая эти материалы более дешевыми и биоразлагаемыми. МКЦ может служить компонентом строительных и отделочных материалов. Примеси МКЦ в бетон, смеси для штукатурки и внутренней отделки, гипсокартона, делают эти материалы более легкими и улучшают их тепло– и шумоизолирующие свойства.
Перевод растительной клетчатки в форму порошка МКЦ позволяет использовать ее как возобновляемый естественный источник углеводородного сырья, конкурентный по цене с ископаемыми углеводородами. Для России, богатой источниками растительной клетчатки, технологии использования МКЦ в качестве топливно-химического сырья может составить альтернативу ископаемому топливу. В МКЦ можно с одинаковой эффективностью перерабатывать целлюлозу из любых источников, не тратя на ее получение ценную древесину твердых пород. МКЦ можно получать из быстрорастущих деревьев и кустов, ивы, вербы, и подобных, из сухой травы и соломы, из сухой хвои и листвы опавшей с деревьев, и подобных источников биоклетчатки не имеющих полезного применения, но повсеместно доступных. Особенно богата источником целлюлозы Сибирь, эта огромная территория может быть практически неиссякаемым источником биоклетчатки. [538, 5-39].
Термин энергетическая ферма используется в очень широком смысле, обозначая производство энергии в качестве основного или дополнительного продукта сельскохозяйственного производства, лесоводства, аквакультуры, а также те виды промышленной и бытовой деятельности, в результате которых образуются органические отходы.
Наиболее характерный пример энергетических ферм представляют собой предприятия по выращиванию и комплексной переработке сахарного тростника. Следует отметить, что этиловый спирт и электроэнергию можно использовать для выращивания культур и выполнения транспортных операций.
Для выращивания и переработки урожая необходима энергия в форме солнечного излучения и в форме, пригодной для получения топлива для работы сельхозмашин, создания самих этих машин, получения удобрения и т. п. Для оценки эффективности получения энергии из того или иного вида биомассы необходимо проведение энергетического анализа.
Энергетический анализ – это определение затрат энергии энергопотребляющих и энергопроизводящих систем, позволяющий выделить технические и технологические аспекты процесса. На практике энергетический анализ и связанный с ним анализ экономических факторов получения и переработки биомассы агропромышленным методом оказываются достаточно сложными. Однако использование для получения тепла и электроэнергии дешевых отходов биомассы может иметь решающее значение при оценке эффективности того или иного процесса.[5-40].
