Биотопливо широко используется только в странах Латинской Америки из-за дефицита нефти и высокопродуктивного сельского хозяйства. Если использовать целлюлозное биотопливо без переработки в спирт, это повысит его КПД и снизит стоимость, но целлюлоза твердое вещество, а автомобильные двигатели не приспособлены для работы на твердом топливе. [5-38].
При измельчении целлюлозы в мелкий порошок, ее можно сделать пригодной для топливных систем. Целлюлозе можно придать форму мелкодисперсного порошка удобного во всех отношениях, если изменить ее молекулярную структуру.
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.