Biodegalų plėtros moksliniai tyrimai Wissenschaftliche Forschungen Tarptautinė konferencija BIOENERGETIKOS PLĖTRA Internationale Konferenz ZUR ENTWICKLUNG DER BIOENERGIE Biodegalų plėtros moksliniai tyrimai Wissenschaftliche Forschungen der Biobrennstofferweiterung P.Janulis, E.Sendžikienė Litauische landwirtschaftliche Universität Lietuvos žemės ūkio universitetas 2007 10 04

INHALT Traditionelle Technologien für Herstellung von Briobrennstoffen Biodieselin aus Mono- (Rapssamen), Mehrrohstoffen (aus verschiedenen ölhaltigen Saamen, Tierfetten, freien Fettsäuren) Restprodukte bei der Herstellung des Biodieselins Möglichkeiten der Verwendung von Glycerol und Rapskuchen Neue Richtungen Heterogene Katalyse, Enzyme, Ethylester Zukunftsperspektiven Biokraftstoffe der zweiten Generation – synthetisches Fischer-Tropsch Biodieselin, Biomethanol und Bio DME aus dem Synthese -Gas, Biowasserstoff, Bioethanol und Biobuthanol aus Rohstoffen, die Zellulose beinhalten. Entwicklung und Erweiterung der MTEP Basis

Biofuel production in 2003 and production potential 2020, Mtoe

Herkömmliche Technologien zur Herstellung von Biobrenstoffen Wege der Rentabilitätssteigerung: Herstellungsvolumen erhöhen Kaltölpressen durch Extraktion ersetzen Rationelle Nutzung von Neben- und Restprodukten, wie: Glycerol Freie Festsäure Rapskuchen oder -schrot Kalium- oder Natriumphosphat Höhere Spirituosen (Fusel) Ersetzung von Rohstoffen zur Herstellung des Bioethanols (Zuckerrüben, Melasse)

Zukunftsperspektiven für Biodieselin Neue Rohstoffe Pflanzliches Speiseöl: Palm-, Soja-, Sonnenblumenöle aus “neuen” Samen: Senf, kufeja (tropische Pflanze) Öl aus einzelligen: Hefe, Pilze, Algen Öl aus den genetisch modifizierten Saamen Öl aus nicht zum Verzehren geeigneten Saamen (Jatropha, Rizinus) Tierische Fette: Rind-, Schweinfette, Reste von gefallenen Tieren Restöle und -fette, Seifen, freie Fettsäuren

Herstellung von Biobrennstoffen aus Abfall fetten, freien Fettsäuren und neuen Rohstoffen Partner im Ausland Lenkijos sunkiosios organinės sintezės institutas “Blachownia” Chang Gung University (Taivanis) Rygos Technikos universitetas (Latvija) Centrinė naftos laboratorija (Lenkija) Karinio oro laivyno technologijos institutas (Lenkija) Lenkijos Mėsos ir riebalų tyrimo institutas (Varšuva, Lenkija) Geschäftspartner in Litauen UAB „Rapsoila“ UAB „Agrochema“ UAB „Mestilla“ UAB „ARVI“ UAB „Biofuture“ KŽŪB „Telšių bioenergija“ Wissenschaftliche Partner in Litauen Lietuvos energetikos institutas (LEI) Klaipėdos universitetas (KU)

Heterogene Katalyse Metalloxide (Mg, Ca, Al, Fe) Silikate Karbonate: CaCO3 Ioniten Enzyme Vorteile: leichte Abtrennung, Zurückfühurng in den Prozess pures Glycerol ohne Nebenprodukte Nachteile: hohe Temperatur und Druck, höhere Investitionen, unvolle Konversion, notwendige Destilation

Enzyme als Katalysatoren Vorteile: Hohe katalytische Aktivität, keine Lösungsmittel notwendig In einer Phase mögliche Veresterung und Umesterung Hohe Konversion auch mit Ethanol Einfache Abtrennung und die Reinigung des Produktas Nachteile: Kleine Geschwindigkeit der Reaktion Hoher Preis von Enzymen Deaktivierung von Enzymen mit Glycerol

Es wurden die Untersuchungen der Synthese des Biodieselins unter Anwendung von biotechnologischen Methoden durchgeführt, notwendige Vergärungsmittel ausgewählt, opmtimale Herstellungsbedingungen festgestellt Untersuchten Lipasen Lipozyme RM IM, Lipozyme TL IM, Novozyme 435, davon die besten Ergebnisse wurden bei der Anwendung der immobilisierten Lipase Lipozyme TL IM geliefert. Optimales Verhältnis von Methanol und Öl ist 4:1 mol. Für ein grösseres Resultat sollte die Beimischung des Methanols in das Reaktionsgemisch so verteilt, dass keine kritische Konzentration erreicht wird, da als Folge wird die Lipase inhibiert und der Prozess läuft nicht mehr weiter. Partner UAB “Biocentras” und Universität Vilnius mobilisieren zur Zeit Lipasen, und noch in diesem Jahr werden die Vergleichende Forschungen mit untersuchten industriellen Mustern durchgeführt.

Heterogene Katalyse, Enzyme, Etylester Neue Richtungen Heterogene Katalyse, Enzyme, Etylester Partner im Ausland Lenkijos sunkiosios organinės sintezės institutas “Blachownia” Chang Gung University (Taivanis) Rygos Technikos universitetas (Latvija) Centrinė naftos laboratorija (Lenkija) Karinio oro laivyno technologijos institutas (Lenkija) Lenkijos Mėsos ir riebalų tyrimo institutas (Varšuva, Lenkija) Geschäftspartner in Litauen UAB „Rapsoila“ UAB „Agrochema“ UAB „Mestilla“ UAB „ARVI“ UAB „Biofuture“ KŽŪB „Telšių bioenergija“ Wissenschaftliche Partner in Litauen Lietuvos energetikos institutas (LEI) Klaipėdos universitetas (KU)

Bei der Herstellung des Biodieselins (von Fettsäurenmethylestern) entstehende Produkte

Untersuchte Verwendungsmöglichkeiten der Glycerolphase Herstellnug von Holzresten, sowie von Strohbriketten und Pellets; Herstellung von Biogas; Herstellung des Kraftstoffes (in Mischungen mit Mineralölprodukten (Mazut, Heizöl u.ä.) Die Verarbeitung der Glycerolphase ins 1,3-Propandiol nach biotechnologischen Verfahren

Biotechnologische Methoden bei der Verwendung von Rapsschrot (Rapskuchen) für technische Ziele Gewinnung von Proteinisolaten (bis 80 % Proteinen) aus dem entölten Rapskuchen oder Schrot: Exstrahieren mit Salzlösungen; Extrahieren mit Alkohol Modifizierung von filtrierten Protein-Isolaten durch biochemische Verfahren: Hydrolyse bis zu Mischungen von Peptiden und Aminosäuren, welche später zur Herstellung von Biopolimeren (Aminoplasten) verwendet werden können

Verwendungsmöglichkeiten von Rapsschrot (Rapskuchen) für technische Ziele Wichtigste Verwendungsbereiche von Rapsproteinen (Isolaten und Hydrolisaten) Klebbstoffe (aus dem Rapsschrot gewonnene Proteinisolate zeichnen sich durch hohe Löslichkeit im Wasser aus, deshalb ist besonders gut für Herstellung von klebenden Materialien geeignet Kosmetika (Rapsproteine steigern die Kompatibilität von Bestandteilen der Kosmetika) Kapsulierungsagente Bioplastika (zeichnen sich durch gute termoplastische Eigenschaften aus, schnelles biologisches Verfallen, sind leicht geformt)

Nutzung Restprodukte bei der Herstellung des Biodieselins Partner im Ausland Lenkijos sunkiosios organinės sintezės institutas “Blachownia” Lenkijos Mėsos ir riebalų tyrimo institutu (Varšuva, Lenkija) Rygos Technikos universitetas (Latvija) Latvijos universitetas (Latvija) Nacionalinis Chiao - Tung universitetas (Taivanis) Geschäftspartner in Litauen UAB „Rapsoila“ UAB „Mestilla“ UAB „ARVI“ KŽŪB „Telšių bioenergija“ Wissenschaftliche Partner in Litauen Biochemijos institutas (BI) Kauno technologijos univeritetas (KTU) Vilniaus universitetas (VU) Lietuvos energetikos institutes (LEI) Klaipėdos universitetas (KU)

Zur Herstellung von 2 Generation Biokraftstoffen geeignete Rohstoffe Relativ trockene Biomasse (15-20 % Feuchtigkeit) Zum Brennstoff geeignetes Holz und seine Reste schnell wachsende verholzte Pflanzen Stroh (darunter auf von Raps) Torf Relativ feuchte Biomasse (70 – 95 % Feuchtigkeit) Gräser schnell wachsende grasartige Pflanzen Abwasserschlamm tierischer Art Abfälle In unserem Land gibt es ausreichendes Potenzial der Biomasse, welche lignozellulose beinhaltet, (9390 000 Tonnen relativ trockener Biomasse), das noch gesteigert werden kann, deshalb es besteht die offensichtliche Möglichkeit zur Herstellung von sekundären Brennstoffen. Niedriger Preis für Holzreste (35-45 Lt/Tonne) und Stroh (bis 60 Lt/Tonne) gibt wirschaftliche Prärogativen zur Herstellung solcher Brennstoffe

Neue Richtungen: syntetische Biobrennstoffe Gewonnene auf dem Wege der Pyrolyse Kraftstoffe: Jegliche Kohlressourcen: Plastik, Algen Pirolyse mit/ohne Katalisatoren Gemische aus Alkanen, Alkenen, Aromatischen Gasen, Benzin, Dieselinresten Gase für flüssige Kraftstoffe (gas-to-liquid, GTL) Ressourcen: Erdgas, Biogas, SN. Produkte der Synthese: Methanol, Dimetileter Benzyn, Dieselin Biomasse für flüssige Kraftstoffe (biomass-to-liquid, BTL) Vergasung der Biomasse Biomethanol, bioDME ir Fischer-Tropsch, Koch, HTS syntetisches Dieselbrennstroff

2 Generation Biokraftstoffen Partner im Ausland Rygos Technikos universitetas (Latvija) Latvijos universitetas (Latvija) Geschäftspartner in Litauen UAB „Agrochema“ UAB „Biofuture“ UAB „Malsena“ Wissenschaftliche Partner in Litauen Biotechnologijos institutas (BTL) Kauno technologijos universitetas (KTU) Vilniaus universitetas (VU)

Danke für Ihre Aufmerksamkeit ! LLU Prof. P. Janulis, Dr. E.Sendžikienė E-mail. agrotech@lzua.lt Tel./Fax.: +370 37 752292