1. IntroductionBioenergy from renew

1. Introduction
Bioenergy from renewable, agricultural resources is already
today a viable alternative to fossil fuels. However, to meet the
increasing need for bioenergy several raw materials have to be
considered for the production of biofuel as
first-, and second
generation bioethanol or biomass. Several biorefinery technologies
can be applied [1], e.g. dry-milling-, wet-milling technologies for
grain resources or application of lignocellulosic biomass as
potential alternative bioenergy resources.
Several processes exist for the production of bioethanol as
transportation fuel. Currently, processes using grain or sugar beet
as raw material are used, but using various lignocellulosic raw
materials such as straw, wood and waste [2–4] is gaining increased attention. Lignocellulosic biomass conversion to biofuel involves
several steps [1,5,6]. From those the main ones are: pre-treatment,
hydrolysis, fermentation, dehydration of ethanol of fuel-grade
quality, namely more than 99.5 wt% ethanol [7]. The fermentation
product is usually a dilute aqueous solution containing 3–12 wt% of
ethanol. Especially, low ethanol concentration of the fermentation
broth, about 3–5 wt%, can be obtained applying lignocellulosic raw
material [4]. Separation of ethanol from the fermentation broth is
an energy-intensive process. It usually takes up a large fraction of
the total energy requirement for the whole biorefinery [5]. In
general, ethanol distillation up to 85 wt% overhead product is
effective, while for the feed containing more than 85 wt% ethanol,
distillation becomes expensive. Galbe and Zacchi [8] stated that
the energy demand in distillation unit changes between about 7 to
10 MJ/kgEt, in the feed ethanol concentration range of 3–10 wt%.
Similar results were published by Vane [9]. Later Huang et al. [5]
discussed how the energy demand of ethanol purification can be
lowered by combining distillation and membrane vapour permeation.
Economic analysis of corn-based bioethanol production by
means of continuous fermentation–pervaporation process was analyzed by O’Brien et al. [10]. The continuous removal of the
fermentation product enables the user to lower the production
costs. They stated that the production cost by conventional
fermentation-distillation system (0.226 $/LEt) is 19% cheaper than
fermentation–pervaporation–distillation operation (0.27 $/LEt).
Note the ethanol content of fermentation, the permeation rate,
the permeate concentration was 7.1 wt%, 0. 15 kg/m2/h, and 42 wt
%Et (j = 9.5), respectively. They concluded that this new process
could achieve break-even with the conventional case if either the
flux could be increased to 0.2 kg/m2/h or the permeate concentra-
tion raised to 0.55 (j = 16). Analysis of production costs of the
lignocellulosic biomass came in focus of researchers in the last
decade [11–14]. According to calculation of Gnansounou and
Dauriat [11], the production cost of ethanol from straw is about
0.73 $/LEt, from which the distillation cost accounts 0.042 $/LEt
which is 11.67 % of the total non-feedstock cost, namely 0.36 $/LEt.
According to the International Institute of Sustainable Development's
report [13], the production cost of lignocellulosic
bioethanol is predicted to be 0.76 Euro/LEt. The recent report of
NREL of US Department of Energy [14] predicted the minimum
ethanol selling price to be 0.57 $/LEt (calculated by 2007$) applying
231 Million LEt/y capacity (from which the cost distributions are:
feedstock: 0.195, enzymes: 0.09, conversion: 0.285 $/LEt). Distillation
accounts 0.032 $/LEt from this sum, which is 18.3 % of the total manufacturing costs of 0.175 $/LEt, namely the sum of pretreat-
ment (0.09 $/LEt), saccharification-fermentation (0.053 $/LEt) and
distillation.
The main question to be answered is whether the application of
the membrane separation process, namely the pervaporation as a
promising separation process, offers a real alternative to conven-
tional distillation and also whether its standalone or combined
application with distillation can really lower the energy demand of
biofuel production and accordingly its production costs. Increase of
the ethanol concentration, from that in the fermentation broth up
to the biofuel-grade (more than 99.5 wt%), is mostly carried out by
distillation in conventional ethanol separation processes. The
distillate stream (approximately 90 wt% ethanol) then undergoes
dehydration (commonly adsorption, pervaporation, and vapour
permeation) to produce anhydrous ethanol product of fuel grade
[15]. Nowadays, the application of the so called hybrid process,
namely combination the distillation with pervaporation, as a
potential combined process of the next future, could come to the
front due to the relatively high permeation rate and selectivity of
the pervaporation [16]. Vane [9] reviewed various approaches to
integrate pervaporation recovery of ethanol from fermentation
broth. He compare

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำพลังงานชีวมวลจากทรัพยากรทดแทน เกษตรอยู่แล้ววันนี้การทำงานทางเชื้อเพลิงฟอสซิล อย่างไรก็ตาม การตอบสนองต้องการพลังงานชีวมวลหลายวัตถุดิบที่จำเป็นต้องเพิ่มพิจารณาสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเป็นแรก และสองรุ่น bioethanol หรือชีวมวล เทคโนโลยี biorefinery หลายสามารถใช้ [1], เช่นเทคโนโลยีด้านหน้าเปียก แห้ง -มิลลิ่ง -ทรัพยากรข้าวหรือแอพลิเคชันของชีวมวล lignocellulosic เป็นมีศักยภาพพลังงานชีวมวลทดแทนทรัพยากรกระบวนการต่าง ๆ ที่มีอยู่สำหรับการผลิต bioethanol เป็นขนส่งน้ำมันเชื้อเพลิง ปัจจุบัน กระบวนการโดยใช้เมล็ดหรือนทานเป็นวัตถุดิบที่ใช้ แต่ใช้ต่าง ๆ lignocellulosic ดิบวัสดุเช่นฟาง ไม้ และขยะ [2-4] จะได้รับความสนใจเพิ่มขึ้น เกี่ยวข้องกับการแปลง lignocellulosic ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพหลายขั้นตอน [1,5,6] จากที่ มีคนหลัก: ก่อนการรักษาไฮโตรไลซ์ หมัก การคายน้ำของเอทานอลน้ำมันเกรดคุณภาพ 99.5 มากกว่าได้แก่ wt %เอทานอล [7] หมักผลิตภัณฑ์โดยปกติจะเป็นการ dilute ละลายประกอบด้วย 3 – 12 wt %เอทานอล โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ต่ำเอทานอลความเข้มข้นของหมักซุป ประมาณ 3 – 5 wt % ได้ใช้ lignocellulosic ดิบวัสดุ [4] แยกของเอทานอลจากซุปหมักเป็นกระบวนการพลังงานมากขึ้น โดยปกติจะใช้ค่าเศษส่วนขนาดใหญ่ของความต้องการพลังงานสำหรับ biorefinery ทั้งหมด [5] ในทั่วไป กลั่นเอทานอลได้ถึง 85 wt %จ่ายผลิตภัณฑ์คือมีประสิทธิภาพ การดึงข้อมูลที่ประกอบด้วยมากกว่า 85 wt %เอทานอลการกลั่นจะมีราคาแพง Galbe และ Zacchi [8] ที่ระบุความต้องการพลังงานในการเปลี่ยนแปลงหน่วยกลั่นระหว่าง 7 เกี่ยวกับการ10 MJ/kgEt ในช่วงความเข้มข้นเอทานอลฟีด 3 – 10% wtผลคล้ายถูกเผยแพร่ โดย Vane [9] ในภายหลังหวง et al. [5]กล่าวถึงความต้องการพลังงานของเอทานอลฟอกจะลดลง โดยการรวมการกลั่นและการซึมผ่านของไอเมมเบรนผลิตจากข้าวโพด bioethanol โดยวิเคราะห์เศรษฐกิจวิธีการหมักอย่างต่อเนื่อง – pervaporation ถูกวิเคราะห์โดยโอไบรอัน et al. [10] การเอาออกอย่างต่อเนื่องของการผลิตภัณฑ์หมักดองให้ผู้ใช้เพื่อลดการผลิตค่าใช้จ่าย พวกเขากล่าวว่า การผลิตต้นทุน โดยทั่วไประบบหมักกลั่น (0.226 $/ ให้) เป็น 19% ถูกกว่าการหมักดอง – pervaporation – กลั่น (0.27 $/ ให้)หมายเหตุเนื้อหาของหมักดอง อัตราการซึมผ่าน เอทานอลความเข้มข้น permeate 7.1 wt % 0 ได้ 15 kg/m2/h และ 42 wt%ร้อยเอ็ด (j = 9.5), ตามลำดับ พวกเขาสรุปการที่กระบวนการนี้ใหม่สามารถบรรลุ break-even กับกรณีทั่วไปถ้าเป็นการไหลจะเพิ่มขึ้น 0.2 kg/m2/h หรือ concentra permeate-ยก 0.55 สเตรชัน (j = 16) การวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตชีวมวล lignocellulosic มาในโฟกัสของนักวิจัยในล่าสุดทศวรรษ [11-14] ตามการคำนวณของ Gnansounou และDauriat [11], ต้นทุนการผลิตของเอทานอลจากฟางเป็นเรื่องเกี่ยวกับ0.73 ดอลลาร์/ให้ ซึ่งการกลั่นต้นทุนบัญชี 0.042 $/ ให้ซึ่งเป็น 11.67% ของต้นทุนทั้งหมดไม่ใช่วัตถุดิบ คือ 0.36 $/ ให้ตาม สถาบันนานาชาติพัฒนาอย่างยั่งยืนรายงาน [13], ต้นทุนการผลิตของ lignocellulosicbioethanol คาดว่า จะ ให้ละ 0.76 ยูโร รายงานล่าสุดต่ำสุดคาดว่า NREL ของสหรัฐอเมริกาภาคพลังงาน [14]เอทานอลขายราคา 0.57 $/ ให้ (คำนวณ โดย$ 2007) จะใช้กำลัง ให้/y 231 ล้าน (จากที่ที่มีการกระจายต้นทุน:วัตถุดิบ: 0.195 เอนไซม์: 0.09 แปลง: ให้ 0.285 $) กลั่น$ บัญชี 0.032/ให้ จากผลนี้ ซึ่งยัง 18.3% ของต้นทุนการผลิตรวม 0.175 ที่ $/ ให้ คือผลรวมของ pretreat-ติดขัด (0.09 $/ ให้), saccharification-หมัก (0.053 $/ ให้) และกลั่นคำถามหลักเพื่อจะตอบว่า ใช้กระบวนการแยกเยื่อ ได้แก่ pervaporation เป็นการสัญญาแยกกระบวนการ มีความจริงทาง conven-tional กลั่นและว่าเป็นเดี่ยว หรือรวมแอพลิเคชันกับกลั่นจริง ๆ สามารถลดความต้องการพลังงานของผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ และตามต้นทุนการผลิต เพิ่มขึ้นของเอทานอลความเข้มข้น จากในซุปหมักขึ้นการเชื้อเพลิงชีวภาพเกรด (มากกว่า 99.5 wt %), เป็นส่วนใหญ่ดำเนินการโดยการกลั่นในกระบวนการแยกเอทานอลทั่วไป ที่กลั่นไอน้ำ (ประมาณ 90 wt %เอทานอล) แล้วผ่านคายน้ำ (โดยทั่วไปดูดซับ pervaporation และไอซึมผ่าน) ในการผลิตเอทานอลไดผลิตภัณฑ์เกรดน้ำมันเชื้อเพลิง[15] . Nowadays การประยุกต์ใช้สิ่งที่เรียกว่าไฮบริการได้แก่ชุดกลั่นกับ pervaporation เป็นการศักยภาพรวมกระบวนการต่อไปในอนาคต ไม่สามารถมาหน้าอัตราการซึมผ่านที่ค่อนข้างสูงและวิธีของpervaporation [16] วิธีการต่าง ๆ เพื่อการตรวจทาน Vane [9]รวม pervaporation ฟื้นตัวของเอทานอลจากการหมักซุป เขาเปรียบเทียบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำพลังงานชีวภาพจากทดแทนทรัพยากรทางการเกษตรที่มีอยู่แล้วในวันนี้เป็นทางเลือกที่ทำงานได้กับเชื้อเพลิงฟอสซิล อย่างไรก็ตามเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับพลังงานชีวภาพวัตถุดิบหลายจะต้องมีการพิจารณาสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเป็นครั้งแรกและครั้งที่สองเอทานอลรุ่นหรือชีวมวล เทคโนโลยี biorefinery หลายสามารถนำมาใช้[1] เช่นแห้ง milling- เทคโนโลยีโม่เปียกสำหรับทรัพยากรเมล็ดหรือการใช้ชีวมวลเป็นลิกโนเซลลูโลสที่มีศักยภาพทรัพยากรพลังงานชีวภาพทางเลือก. กระบวนการมีหลายสำหรับการผลิตเอทานอลเป็นเชื้อเพลิงขนส่ง ขณะนี้กระบวนการโดยใช้เมล็ดพืชหรือผักชนิดหนึ่งน้ำตาลเป็นวัตถุดิบที่ใช้แต่ใช้วัตถุดิบต่างๆลิกโนเซลลูโลสวัสดุเช่นฟางไม้และของเสีย[2-4] กำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้น แปลงชีวมวลเชื้อเพลิงชีวภาพลิกโนเซลลูโลสที่จะเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน [1,5,6] จากผู้คนที่หลักคือการรักษาก่อนการย่อยสลาย, การหมักเอทานอลของการคายน้ำของน้ำมันเชื้อเพลิงเกรดคุณภาพคือมากกว่า99.5% น้ำหนักเอทานอล [7] หมักสินค้าโดยปกติจะเป็นสารละลายเจือจางที่มีน้ำหนัก 3-12% ของเอทานอล โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเข้มข้นของเอทานอลที่ต่ำของการหมักน้ำซุปประมาณ 3-5% โดยน้ำหนักสามารถรับใช้ดิบลิกโนเซลลูโลสวัสดุ[4] แยกเอทานอลจากน้ำหมักเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก มันมักจะใช้เวลาส่วนใหญ่ของความต้องการพลังงานทั้งหมดสำหรับทั้ง biorefinery [5] ในทั่วไปการกลั่นเอทานอลสูงถึง 85% โดยน้ำหนักสินค้าค่าใช้จ่ายเป็นที่มีประสิทธิภาพในขณะที่อาหารที่มีส่วนผสมของเอทานอลกว่า85% โดยน้ำหนัก, การกลั่นมีราคาแพง Galbe และ Zacchi [8] ระบุว่าความต้องการใช้พลังงานในการเปลี่ยนแปลงหน่วยการกลั่นระหว่างประมาณ7 ถึง10 MJ / KGet ในช่วงความเข้มข้นของเอทานอลฟีดของ 3-10% โดยน้ำหนักได้. ผลที่คล้ายกันถูกตีพิมพ์โดยใบพัด [9] ต่อมา Huang et al, [5] คุยกันว่าความต้องการใช้พลังงานของการทำให้บริสุทธิ์เอทานอลที่สามารถลดลงโดยการรวมการกลั่นและการซึมผ่านไอน้ำเมมเบรน. การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจของการผลิตเอทานอลจากข้าวโพดโดยวิธีการของกระบวนการหมัก-pervaporation อย่างต่อเนื่องได้รับการวิเคราะห์โดยโอไบรอัน, et al [10] การกำจัดอย่างต่อเนื่องของผลิตภัณฑ์หมักช่วยให้ผู้ใช้ที่จะลดการผลิตค่าใช้จ่าย พวกเขาระบุว่าต้นทุนการผลิตโดยทั่วไประบบการหมักกลั่น (0.226 $ / ให้) เป็น 19% ราคาถูกกว่าการดำเนินการหมัก-pervaporation-กลั่น(0.27 $ / ให้). หมายเหตุเนื้อหาเอทานอลของการหมักอัตราการซึมผ่านที่ความเข้มข้นเพเป็นน้ำหนัก 7.1% 0. 15 กก. / m2 / ชั่วโมงและ 42 โดยน้ำหนัก% Et (ญ = 9.5) ตามลำดับ พวกเขาสรุปว่ากระบวนการใหม่นี้สามารถบรรลุแบ่งแม้จะมีกรณีการชุมนุมถ้าทั้งฟลักซ์อาจจะเพิ่มขึ้นถึง0.2 กก. / m2 / ชั่วโมงหรือซึมเข้มข้นการยก0.55 (ญ = 16) การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายในการผลิตของชีวมวลลิกโนเซลลูโลสมาในโฟกัสของนักวิจัยในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา[11-14] ตามการคำนวณของ Gnansounou และDauriat [11] ต้นทุนการผลิตเอทานอลจากฟางเป็นเรื่องเกี่ยวกับ0.73 $ / ให้จากการที่บัญชีค่าใช้จ่ายในการกลั่น 0.042 $ / ให้ซึ่งเป็น11.67% ของค่าใช้จ่ายที่ไม่ใช่วัตถุดิบทั้งหมดคือ 0.36 $ / อนุญาต. ตามที่สถาบันระหว่างประเทศของการพัฒนาที่ยั่งยืนรายงาน [13] ค่าใช้จ่ายในการผลิตของลิกโนเซลลูโลสเอทานอลเป็นที่คาดการณ์ว่าจะเป็น0.76 ยูโร / ให้ รายงานล่าสุดของNREL ของกระทรวงพลังงานสหรัฐ [14] ที่คาดการณ์ขั้นต่ำเอทานอลราคาขายจะเป็น0.57 $ / ให้ (คำนวณจาก 2,007 $) ใช้231 ล้านให้กำลังการผลิต / ปี (จากการที่การกระจายค่าใช้จ่ายที่มี: วัตถุดิบ: 0.195, เอนไซม์: 0.09 แปลง: 0.285 $ / ให้) กลั่นบัญชี 0.032 $ / ให้ผลรวมจากนี้ซึ่งเป็น 18.3% ของต้นทุนการผลิตรวมของ 0.175 $ / ให้คือผลรวมของ pretreat- ment (0.09 $ / LET) saccharification หมัก (0.053 $ / ให้) และการกลั่น. คำถามหลักที่จะตอบคือว่าการประยุกต์ใช้กระบวนการแยกเยื่อคือ pervaporation เป็นกระบวนการแยกที่มีแนวโน้มมีทางเลือกจริงอนุสัญญากลั่นtional และยังว่าเดี่ยวหรือรวมกันของแอพลิเคชันที่มีการกลั่นจริงๆสามารถลดการใช้พลังงานความต้องการของการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและตามค่าใช้จ่ายในการผลิต การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของเอทานอลจากว่าในน้ำหมักขึ้นกับเชื้อเพลิงชีวภาพเกรด(มากกว่า 99.5% โดยน้ำหนัก) จะดำเนินการส่วนใหญ่ออกจากการกลั่นในกระบวนการแยกเอทานอลธรรมดา กระแสกลั่น (ประมาณ 90% โดยน้ำหนักเอทานอล) จากนั้นผ่านการคายน้ำ(ปกติจะดูดซับ pervaporation และไอซึมผ่าน) ในการผลิตเอทานอลผลิตภัณฑ์ปราศจากเกรดน้ำมันเชื้อเพลิง[15] ปัจจุบันการประยุกต์ใช้กระบวนการที่เรียกว่าไฮบริดที่คือการผสมผสานการกลั่นที่มี pervaporation เป็นขั้นตอนการทำงานร่วมกันที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตข้างหน้าอาจจะมากับหน้าเนื่องจากอัตราการซึมผ่านที่ค่อนข้างสูงและการเลือกของpervaporation เมื่อ [16] ใบพัด [9] การทบทวนวิธีการต่างๆที่จะบูรณาการการกู้คืนpervaporation เอทานอลจากการหมักน้ำซุป เขาเปรียบเทียบ