Этанол для заправки автомобилей, грузовиков и других транспортных средств завтра может потреблять меньше энергии для производства благодаря устройству, изобретенному учеными Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) в Калифорнии.
Инженеры-химики Ричард Д. Оффеман и Джордж Х. Робертсон из Западного регионального исследовательского центра ARS в Олбани, Калифорния, считают, что можно сократить расходы на электроэнергию, используя ряд специально разработанных проницаемых пластиковых листов или мембраны для производства этанола из ферментированных бульонов кукурузы или соломы и других видов сырья биомассы.
Технология поможет решить серьезную проблему, связанную с энергоэффективностью производства биоэтанола, по словам Роберта Л. Файреовида, руководителя национальной программы ARS по технологии и химии, Белтсвилл, штат Мэриленд
Изобретение исследователей, называемое жидкостным мембранным модулем со спиральной обмоткой, потенциально может заменить широко используемый процесс дистилляции этанола из ферментационных бульонов. Модуль предлагает производителям этанола важное преимущество, заключающееся в объединении двух процессов разделения, экстракции и мембранной проницаемости, в одном оборудовании.
С дальнейшими исследованиями и разработками модуль будет потреблять меньше энергии, чем дистилляция. Сегодня затраты на энергию являются второй по величине статьей расходов производителей этанола; сырье в первую очередь.
Короче говоря, ферментационный бульон, обычно содержащий от 5 до 12 процентов этанола, проходит через сэндвич-конфигурацию мембран и сетчатых листов, называемых прокладками, которые удерживают мембраны отдельно друг от друга. В порах одной мембраны находится растворитель, который извлекает этанол из бульона. Вторая мембрана с помощью вакуума вытягивает этанол из растворителя. Образовавшиеся пары этанола и воды конденсируются в другом оборудовании в жидкость, богатую этанолом.
Учёные подали заявку на патент. Теперь они планируют построить и настроить прототип, а затем передать его производителю мембран для дальнейшей разработки перед коммерциализацией.
Уже некоторые производители этанола проявили интерес к изобретению.
У устройства есть и другие потенциальные области применения, такие как очистка сточных вод или очистка природного газа для домашнего использования.
ARS - главное научно-исследовательское агентство Министерства сельского хозяйства США.