Chimica Verde

Incontro: CHIMICA E AMBIENTE
Istituto Molinari
18/2/2009
Chimica Sostenibile e
Biocombustibili
Prof. Attilio Citterio
Dipartimento CMIC “Giulio Natta”
https://corsi.chem.polimi.it/citterio/
Sviluppo Sostenibile
La sostenibilità è una parte cruciale della presente e futura
tecnologia:
‘… soddisfare le necessità del presente senza compromettere le
possibilità delle future generazioni di soddisfare le loro necessità
’
Commissione delle Nazioni Unite sull’Ambiente e lo Sviluppo (1987)
ƒ
Non si deve sistematicamente alterare le distribuzioni naturali dei
componenti della crosta terrestre (es. metalli pesanti)
ƒ Non si deve sistematicamente incrementare le sostanze persistenti
prodotte dalla società (DDT, CO2, CFC, ecc.)
ƒ Non si deve sistematicamente deteriorare le basi fisiche dei cicli naturali
produttivi della terra
ƒ Bisogna realizzare un uso oculato ed efficiente delle risorse rispettando il
soddisfacimento delle necessità umane
The Natural Step (Sweden)
Attilio Citterio
Regimi Socio-Ecologici
nella Storia Umana
uso annuale pro capite
Energia
Materiali
Metabolismo umano di base
3,5 GJ
1t
10-20 GJ
2-3 t
60-80 GJ
4-5 t
250 GJ
20-22 t
(immissione di biomasse via nutrizione)
Cacciatori-raccoglitori
(uso incontrollato dell‘energia solare)
Società Agricola
(uso controllato dell‘energia solare)
Società Industriale/Tecnologica
(uso di energia fossile)
2 A. Citterio, POLITECNICO DI MILANO – Dipartimento CMIC - Via Mancinelli,
7 – 20131
Milano
Attilio
Citterio
Crescita della Popolazione Mondiale
Popolazione
mondiale
6000
8.5 bilioni
8 bilioni
MMilioni
illio n s
6000
5250
7 bilioni
4000
6 bilioni
2600
1670
2000
260
0
0
240
500
280
1000
427
1500
Asia
5 bilioni
Africa
Europa
730
4 bilioni
3 bilioni
2000
2 bilioni
Year
Anno
Nord
America
1 bilione
Anno
Sud
America
Australia e
Oceania
Attilio Citterio
La Risposta più Comune Fornita:
La Chimica – E’ Dovunque
Attilio Citterio
Il Problema dei Rifiuti
•
•
Tecnologie di “Fine linea”
Sistemi di contenimento per lo stoccaggio e per le discariche
ƒ Costoso
ƒ Monitoraggio costante
ƒ Potenzialmente in grado di fallire
Attilio Citterio
Altri Problemi.
Incidenti Rilevanti: Imparare dal Passato!!
BASF,
Oppau/Ludwigshafen,
21 Settembre 1921
Cratere di: 80 m di diametro,
e 16 m di profondità
450 morti
80
AZF, Tolosa,
21 Settembre 2001
Cratere di 50 m di diametro,
e 10 m di profondità
29 morti
Attilio Citterio
i
n
an
o
p
do
Disponibilità Risorse = Materia dall’Ambiente
(vivente o non) per Soddisfare i Bisogni Umani
Risorse
Non rinnovabili
Rinnovabili
Comb. Fossili
Petrolio
Carbone
Gas Naturale
Energia Solare
Aria, Vento
Acqua, Maree, Correnti
Suolo, Piante
Attilio Citterio
Minerali
metallici
Ferro
Rame
Alluminio
Minerali non
metallici
Sale
Fosfati
Ciclo del Carbonio e Biocombustibili
(ppm)
500
Ciclo Globale del Carbonio
(Unità =
1012 g-atomi
300
C)
375
400
292
200
Netta Primaria
Produttività
100
0
5,000
CO2
61,000
1900
5,000
Comb. Fossili
84,000
Biomass Handbook
Attilio Citterio
1960
1980
2002 y
1) Protezione di
ambiente
globale
2) Esaurimento del
petrolio
5,100
Suolo
116,000
1940
Variazione in CO2 atmosferica
500
Vegetazione
47,000
1920
Ecosistemi Naturali e Industriali –
Ecologia Industriale
L’analogia tra sistemi industriali e sistemi naturali:
ƒ
entrambi hanno cicli di energia e nutrienti/materiali.
ƒ strategie della natura per far fronte alla sostenibilità:
• reciclaggio/decomposizione
• rinnovamento
• conservazione e controllo della popolazione
• presenza di tossine
• funzione multiple di un organismo
Attilio Citterio
Seguire gli Atomi nel loro Evolvere Valutazione del Ciclo di Vita
”Dalla nascita alla morte”
Impatti su:
• Salute umana
• Ecosistemi
• Risorse
Attilio Citterio
Ecologia Industriale (Obiettivi)
Tipo I
Tipo II
Tipo III
Risorse
Illimitate
Energia e
Risorse Limitate
Energia e
Risorse Limitate
Componente
Ecosistema
Componente
Ecosistema
Componente
Ecosistema
Componente
Ecosistema
Componente
Ecosistema
Degradazione
illimitata a scarto
Scarti
Limitati
Attilio Citterio
Componente
Ecosistema
Componente
Ecosistema
Ecologia Industriale - Chimica Sostenibile Sicurezza Intrinseca
Ecologia industriale =
scienza della sostenibilità
con enfasi sull’attento uso e
riuso delle risorse
Chimica verde e sostenibile
= scienza delle trasformazioni
chimiche a basso impatto
ambientale attenta all’uso efficiente
delle risorse e dell’energia
Chimica
Sostenibile
Ingegneria
sostenibile
Ecologia
industriale
(DfE)
Progettazione
per l’ambiente
Sviluppo
sostenibile
Sicurezza Intrinseca = scienza rivolta alla riduzione/
eliminazione dei pericoli associati ai materiali usati e
alle operazioni, con inserimento permanente ed
inseparabile nella tecnologia del processo
* Green Chemistry Theory & Practice, P T Anastas & J C Warner, Oxford University Press 1998
Attilio Citterio
Nuova Visione Integrata
Teoria delle
Reazioni chimiche
e Progettazione
Tossicologia ed
Ecotossicologia
Consumo di Energia
e Economia atomica
(green metrics)
Composti
chimici
e reazioni
Tecniche di
laboratorio e
Industriali sicure
Sostenibilità
Attilio Citterio
Metodi Analitici
(analitica di processo)
Aspetti della Chimica Sostenibile
Minimizzare
la produzione
di rifiuti
Fonti
energetiche
alternative
Minimizzare
Rischio e Incidenti
Efficienza
Energetica
Uso di Solventi
alternativi di
pulizia
Microreattori
CHIMICA VERDE
Progettare
per
Degradare
Efficienza
Atomica
Minimizzare l’uso di
composti chimici
tossici e pericolosi
Celle a
combustibile
Uso di Risorse
Rinnovabili
Riciclare dove
possibile
Attilio Citterio
Plastiche
Biodegradabili
Principio
Vie al Caprolattame (intermedio del Nylon©)
Tradizionale
O
N OH
O
H2SO4
NH2OH.H2SO4
NH
• elevate quantità di (NH4)2SO4
• E = 8 (kg rifiuti per kg di prodotto)
Miglioramento (uso di catalizzatori eterogenei - zeoliti)
N OH
O
NH3 + H2O2
O
Zeolite
TSI
• scarichi minimi (acque) e senza sali
• E = 0.32
Attilio Citterio
NH
Principio 3: Sostituzione con Sostanze Nontossiche
Sintesi di Policarbonato : Processo Fosgene
O
OH
HO
+
Cl
O
NaOH
*
Cl
O
O
Sintesi Policarbonato: Processo in Stato Solido
OH
HO
+
O
*
O
O
n
*
O
O
O
‹
Vantaggi
„
„
niente fosgene ne CH2Cl2
Il policarbonato ha qualità superiore
Asahi Chemical Industry Co.
Attilio Citterio
Komiya et al.,
n
*
Nuove Tecnologie:
Efficienza Energetica
Stessa reazione – diverso riscaldamento
Bagno ad Olio
Mantello riscaldante
Attilio Citterio
Forno a microonde
Perdite Energetiche
Bagno ad Olio
Le fotografie all’infrarosso evidenziano
le dispersione di energia.
Attilio Citterio
Mantello riscaldante
Crescita delle Norme Ambientali
EPACT
FFCA
CERFA
CRAA
AMFA
ARPAA
AJA
ASBCAA
ESAA -AECA
FFRAA
FEAPRA
IRA
NWPAA
CODRA/NMSPAA
FCRPA
MMPAA
120
110
100
NAWCA
RCRAA
WLDI
APA
SWDA
CERCLA
CZMIA
COWLDA
FWLCA
MPRSAA
CAAA
CWA
SMCRA
SWRCA
SDWAA
90
Numero di leggi
AQ
A
80
70
BLBA
FWPCA
MPRSA
CZMA
NCA
FEPCA
PWSA
MMPA
60
50
40
AQA
FOIA
WQA
NWPA
ARPA
SDWAA
SARA
MPRSAA
HMTA
ESA
TAPA
FRRRPA
SOWA
DPA
FCMHSA
WRPA
AFCA
30
TA
FWCA
BPA
20
10
RHA
WA
NBRA
IA
AA
AEPA
MBCA
NPS
YA
0
1870 1880 1890 1900
1910 1920
FHSA
NFMUA
FIFRA PAA
FAWRA
NLRA
WPA
AEA
NHPA
WLDA
FWCAA
FWA
WSRA
EA
RCFHSA
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990
Attilio Citterio
PPA
PPVA
IEREA
ANTPA
GLCPA
ABA
CZARA
WRDA
EDP
OPA
RECA
CAAA
GCRA
GLFWRA
HMTUSA
NEEA
BLRA
ERDDAA
EAWA
NOPPA
PTSA
UMTRCA
ESAA
QGA
NCPA
TSCA
FLPMA
RCRA
NFMA
CZMAA
NEPA
EQIA
CAA
EPA
EEA
OSHA
FAWRAA
NPAA
2000
Leggi e Rischio
Queste leggi, con poche eccezioni, riguardano l’inquinamento
dopo che è stato prodotto. In generale si focalizzano su trattamenti
o abbattimenti dell’inquinamento e sono note come leggi di
“imposizione e controllo”. In molti casi esse pongono limiti
sull’inquinamento e tempistiche di adeguamento, con poca
attenzione alla possibilità che scienza/tecnologia possano
raggiungere tali obiettivi e con scarso riguardo all’economicità.
Il Rischio associato ai composti chimici tossici è una funzione
del Pericolo e dell’Esposizione. Le leggi “end of the pipe” tentano
di controllare il Rischio operando sulla prevenzione
dell’Esposizione ai composti chimici dannosi e tossici. Purtroppo
piuttosto spesso la prevenzione dell’Esposizione ha fallito.
Rischio = f(Pericolo, Esposizione)
Attilio Citterio
Ciclo della Gestione del Rischio e Informazioni
Eco-tossicologiche sui Prodotti Chimici
Tecnosfera
Influenza
Sostanza
Decisioni
Profilo di
rischio
Rilascio
Ambiente
Range spazio-temporale
Ricerche su
Rischio
Bioaccumulazione
Attività Biologica
Incertezza
Attilio Citterio
Sostanza +
Prodotti di
Trasformazione
Organismi
Riduzione del Pericolo!
La chimica verde, anziché limitare il Rischio controllando la
nostra Esposizione ai composti chimici pericolosi, tenta di
ridurre e preferenzialmente eliminare il Pericolo evitando la
necessità di controllare l’Esposizione. Essa si fonda sul
principio che se non si usano o producono sostanze pericolose
allora il Rischio è zero, e non ci si deve preoccupare di trattare le
sostanze dannose o limitare la nostra esposizione ad essi.
La chimica verde ha guadagnato un forte posizione nell’area
della ricerca e sviluppo sia nell’industria che nell’università.
Molte conferenze e riunioni si tengono ogni anno su questo
tema.
Rischio = f(Pericolo, Esposizione)
Attilio Citterio
RISPOSTA ALL’EMERGENZA DI IMPIANTO
PROTEZIONE FISICA (BARRIERE)
PROTEZIONE FISICA (DISPOSITIVI DI SOCCORSO)
AZIONI AUTOMATICHE SIS
ALLARMI CRITICI,
OPERATORE SUPERVISIONE & INTERVENTI
CONTROLLI DI BASE, ALLARMI DI PROCESSO,
OPERATORE AZIONI
CHIMICA
Progettazione
Di Processo
Attilio Citterio
5 Livelli di Prevenzione
RiSPOSTA DELLA COMUNITA’ ALL’EMERGENZA
4 Livelli di Mitigazione
Controllo del Rischio:
Prevenzione/Mitigazione
Intensificazione di Processo
Dove si è ora ...
... E dove si vorrebbe essere
Jenck, J.; Agterberg, F.; Droescher, M., Green Chem., 2004, 6, 544
Attilio Citterio
Biomasse
Il termine Biomassa indica tutti i materiali organici vegetativi
e correlati nonché i residui derivanti dalle attività in
agricoltura, foreste, centri urbani, e dalle fonti di lavorazione
del legno.
ƒ L’energia solare è immagazzinata nei legami chimici delle
biomasse e questa energia si può recuperare convertendola o se
bruciata efficientemente
ƒ Le risorse biomasse includono: colture dedicate all’energia (quali
salici/pioppi, ecc.); colture industriali; residui di colture agricole;
residui di foresta/bosco; rifiuti animali; reflui municipali …
ƒ Utilizzate sia come forme liquide o solide di energia
Attilio Citterio
Costituenti Alimentari della Biomassa
Amido: 70-75% (frumento)
ƒ Rapidamente disponibile e
idrolizzabile
ƒ Base per le attuali “bioraffinerie”
Oli: 4-7% (frumento), 18-20% (soia)
ƒ Rapidamente separabile dalla
pianta
ƒ Base per l’oleochimica e il
biodiesel
Proteine: 20-25% (frumento), 80%
(soia)
ƒ Componente chiave dei cibi
ƒ Applicazioni in prodotti chimici
Attilio Citterio
Costituenti Non Alimentari della Biomassa
Lignina: 15-25%
ƒ Complessa struttura aromatica
ƒ Alto contenuto energetico
ƒ Resistente alla conversione
biochimica
Emicellulosa: 23-32%
ƒ Lo xilosio è il secondo zucchero più
abbondante nella biosfera
ƒ Polimero di zuccheri a 5- e 6carboni, marginale alimento
biochimico
Cellulosa: 38-50%
ƒ La forma più abbondante di
carbonio nella biosfera
ƒ Polimero del glucosio, valida
materia prima biochimica
Attilio Citterio
Interdisciplinarietà della BioEconomia
Usi finali
Prodotti
Scienza
delle piante
Produzione
– Genomica
–
–
–
–
–
–
– Proteomica
– Enzimi
– Metabolismo
– Composizione
Alberi
Erbe da sfalcio
Colture agricole
Residui agricoli
Rifiuti animali
Rifiuti solidi
urbani
Lavorazione
- Idrolisi acida/enzimatica
- Fermentazione
- Bioconversione
- Conversione Chimica
- Gassificazione
- Combustione
- Co-generazione
Attilio Citterio
– Plastiche
– Monomeri funzionali
– Solventi
– Intermedi chimici
– Fenoli
– Adesivi
– Fluidi idraulici
– Acidi grassi
– Nero di carbonio
– Pitture
– Coloranti, Pigmenti
– Detergenti
– Carta
– Prodotti per l’orticultura
– Cartone
– Solventi
– Adesivi
– Cariche per plastiche
– Abrasivi
Combustibile
Potenza
Sistema Rurale per l’Utilizzo di Biomasse
Foresta
Economia Locale
Città
Alberghi
Ristoranti
Birrerie
Altri
Fattoria
Scarti
Legno
Scarti
Altri usi dell’Etanolo
Cooperazione
Compost
Centro
trattamenti
di Scarti
Etanolo
per bus
Etanolo per
camion
Educazione Locale
Scuole Pubbliche
Educazione
Governo Locale
Uffici
Centri residenziali
Stazione
Etanolo
PIante
Etanolo
per auto
li
Parti non-edibili
Stoppie
pula
Materiali di
scarto
Distribuzione
Prodotti
Agricoli
Orticultura
Attilio Citterio
Produzione
Bio-raffineria
Combustibili
Solventi
Composti
Chimici
Plastiche
Grano
Fibre
Chimica fine
Oli
Attilio Citterio
Biocombustibili
Gas d’acqua
+ separazione
Idrogeno
Diesel FT
Gassificazione
Sintesi
catalitica
Syngas
Alcoli Misti
Metanolo
Biomasse
Lignocellulosiche
Digestione
anaerobica
Pirolisi
Flash
Liquefazione
idrotermale
Idrolisi
Biosintesi
Alcohols
Organic Acids
Biogas
Purificazione
SNG
(CH4)
Bio-olio
Idrotrattamento
e raffinazione
Biodiesel/
Syn grezzo
Fermentazione
Etanolo
Bioconversione
Oleaginose
Macinazione e
idrolisi
Pressatura o
estrazione
Sintesi
catalitica
Monomeri /
Comp. chimici
Alcoli
Acidi organici
Sintesi
catalitica
Monomeri /
Comp. chimici
Glicerina
Sintesi
catalitica
Polioli
Biodiesel
(alkyl esters)
Sintesi
catalitica
Monomeri /
Comp. chimici
Bio olio
(olio vegetale)
Sintesi
catalitica
Bio-lubes
Zuccheri
Bioconversione
diretta
Piante da
Zuccheri / amido
Matura o Estesa
In fase di Sviluppo
vicina (inizio previsto
in 3-5 anni)
Medio termine (inizio
in 5-10 anni)
Lungo termine
(inizio in 10+ anni)
Sintesi
Idrocarburi
catalitica
Olio vegetale
Esterificazione
Attilio Citterio
Produttività di Alcuni Biocombustibili (litri/anno/ettaro)
Attilio Citterio
Correnti del Commercio Mondiale
di Biocombustibili di 1a Generazione
Attilio Citterio
Biomasse Amidacee
Amilosio
α(1,4)glu-glu
O
O
O
O
O
Amido
O
OH
O
HO
Ramif.
H
HO
legame α-1,6
etc
OH
O
O
O
O
O
O
O
O
O
HO
H
HO
OH
O
etc
HO
legame α-1,4
O
O
O
etc
OH
O
OH
HO
H
Amilopectina
Glicogeno
(amido)
(riserva del corpo)
α(1,4)
+
α(1,6)glu-glu
Attilio Citterio
Punto
Ramif.
Biocombustibili di Ia Generazione:
Processo Etanolo da Amido
Acqua
Termo-stabile
alfa Amilasi
Grano
Mais
Macinaz.
Lievito
Recupero
alcool
Saccarificazione Fermentazione Distillazione
Serbatoio sospensione
Liquefazione
Glucoamilasi
Etanolo
DDGS
Tapioca
Prodotto
Resa Etanolo
Amido (14,5 kg)
9.5 litri
Fibre (2 kg)
0.91 litri
Attilio Citterio
Alimentazione
Animale
Alternative nell’Ottenimento di Etanolo da
Granaglie
Macinazione a
umido
Macinazione a
secco
Mais
Mais
Macinazione
Frantumazione
Degerm/Defibr
Separ. Glutine
Enzima
Liquefazione
Enzima
Liquefazione
Enzima
Saccarificazione
e fermentazione
(SSF)
Enzima
Saccarificazione
Lievito
Fermentazione
Lievito
Distillazione
Distillazione
Disidratazione Secco
Etanolo
Residui secchi
di Distilleria
Attilio Citterio
Disidratazione Secco
Etanolo
Residuo
Olio
Pannello
di glutine
Biomasse Legnose
Cellulosa
CH2OH
O
CH2OH
O
OH
OH
O
O
HO
OH
OH
CH2OH
O
n
O
O
OH
β(1,4)glu-glu
Microfibrille
Microfibrille
Catene di
glucosio
O
H
HO
O
O
OH
OH
Attilio Citterio
O
etc
• Polimero costituito dal
molecole di monomero
glucosio
HO
etc
Fiibri di cellulosa
• Maggiore componente
strutturale delle piante
terrestri
• I ponti acetalici si
possono idrolizzare a
glucosio
OH
O
OH
OH
Stato dei Biocombustibili Cellulosici
• Le tecnologie di conversione della Cellulosa
dovrebbero essere tecnicamente ed
economicamente disponibili in 3-6 anni.
ƒ
Una delle principali variabili per l’industria è
il costo per produrre gli enzimi più efficienti
per la conversione della cellulosa in alcol.
• Due altre variabili significative per uno
sviluppo di una valida industria di
biocombustibili da cellulosa sono:
ƒ
Disponibilità delle materie prime (cioè
tonnellaggio, composizione)
ƒ Logistiche di produzione, raccolta,
stoccaggio e trasporto delle biomasse
cellulosiche
FIBRE VEGETALI
Pretrattamento
Idrolisi
enzimatica
Separazione
Generazione di potenza
Fermentazione
etanolo
Distillazione
ETANOLO DA
CELLULOSA
Attilio Citterio
Produzione
enzima
ELETTRICITA’
Degradazione delle Stoppie con Consorzi di
Microorganismi
Controllo
Inoculato
Associazione
Cresciuta in agar
giorno 0
giorno 4
giorno 8
Attilio Citterio
giorno 10
Biodiesel
•
•
•
L’uso di oli vegetali come combustibili è antico, ma fu nel 1900 che R. Diesel
utilizzò per il suo motore a diesel dell’olio di arachidi.
Attualmente l’attenzione per il biodiesel è ristretta agli esteri di acidi grassi a
partire da oli di origine vegetale ed in minor misura da grassi animali.
In particolare il combustibile liquido più indagato è il FAME (esteri metilici di
acidi grassi) ottenuto per trans-esterificazione catalizzata di oli con metanolo
( R = CH3).
H2C OCOR'
HC OCOR''
+
Catalizzatore
3 ROH
60 Kg
R"'
Olio
Alcool
6.78 Kg
Alcol Etilico
COOR
R" COOR
H2C OCOR'''
Gliceride
R'
COOR
Esteri
0.60Kg
NaOH
Attilio Citterio
58 Kg
Biodiesel
H2C OH
+
HC OH
H2C OH
Glicerina
6.5 Kg
Glicerina
Da Oli o Grassi a FAME
• Triacilglicerolo +
ƒ metanolo (da biomasse?)
ƒ + catalizzatore da
ƒ estere metilico + glicerina
• La grossa molecola a tripode
ƒ viene convertita in un estere
ƒ più flessibile e corto, per cui
• La viscosità si reduce da
ƒ 60 a 4 cSt (simile al diesel)
Saturi
H3C(CH2)18CO2H
H3C(CH2)10CO2H
Acido stearico
Acido laurico
(CH2)7CH3
(CH2)7CH3
Insaturi
(CH2)7CO2H
Acido linoleico
Acido oleico
(Acidi Organici Lunghi)
(CH2)4CO2H
Attilio Citterio
FAME = Fatty acid
methyl esters
Diagramma di Flusso dell’Energia per la Produzione
di Metil esteri dell’Olio di Colza (per 1 ha)
Energia
del sole
(156 GJ/ha)
Azienda agr.
(0.3 GJ/ha)
Olio di colza grezzo
(49.6 GJ/ha)
raffinazione
mezzi tecnici
(17.7 GJ/ha)
mulino
Sansa di colza
(28.2 GJ/ha)
Semi di colza
(77.8 GJ/ha)
Energia di processo metanolo
(4.6 GJ/ha)
(2.7 GJ/ha)
Fosfatidi, ecc.
(1.5 GJ/ha)
Olio di colza
parz. raffinato
(48.1 GJ/ha)
degommazione transesterificazione
(0.5 GJ/ha)
(0.4 GJ/ha)
Attilio Citterio
glicerina
(2.2 GJ/ha)
transester.
coltivazione
Scarti di colza
(78.2 GJ/ha)
FAME
47.8 GJ/ha
Perdite di energia
(23.1 GJ/ha)
Risparmi Gas Serra
Biocombust.
1a generazione
← Vantaggi per biocombustibili
Svantaggi →
Biodiesel olio palma (foreste naturali
Biodiesel olio palma (piantagioni)
Biodiesel girasole
Biodiesel colza
Biodiesel canola
Biodiesel noci di cocco
Biodiesel semi di soia
Olio colza grezzo
Olio di girasole grezzo
EtOH da canna da zucchero
EtOH da barbabietola da zucchero
EtOH da grano
EtOH da mais
EtOH potate
ETBE da barbabietole da zucchero
ETBE da grano
ETBE da patate
Biocombust.
2a generazione
EtOH da lignocellulosa
BTL grano / SRF
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
t risparmiati di gas serra (come CO2 equivalentj) / (ha*a)
Attilio Citterio
Fonte: IFEU 2007
[email protected]
www.chem.polimi.it
Attilio Citterio
Processo BTL per Idrogenazione
Reazioni e Prodotti
Materia prima
R’-CH2-CH3 + 2 H2O (A)
R’OCO-CH2
CH-O-COR’
R’OCO-CH2
H2
R’-CH3 + CO2
(B)
catalizzatore
R’-CH3 + CO
(B)
BTL Biodiesel, R’ = (n-1)C
Trigliceride
R = nC
H2
catalizzatore
Attilio Citterio
CH3-CH2-CH3
propano
Bioetanolo
Tecnologia basata sulla fermentazione degli zuccheri
Zucchero (glucosio)
C6H12O6
Lievito
CO2 + Etanolo
2 CO2 + 2 C2H5OH
La biomassa (amido o cellulosa) è trasformata in zuccheri, il processo cambia
in dipendenza della composizione chimica :
¾ Zucchero da barbabietola o da canna :
fermentazione diretta
¾ Cereali: amido, prima saccarificazione
(enzimi)
¾ Biomassa lignocellulosica : cellulosa e
emicellulosa. Idrolisi per rompere i
polisaccaridi e produrre zuccheri C6 e C5
Ogni materia prima da co-prodotti differenti.
Attilio Citterio
Livello di
Complicazione
Prezzo
materia
prima