Η Φυτική Παραγωγή ως Πηγή Πρώτων Υλών της Χημικής Βιομηχανίας. Η Πράσινη Προσέγγιση.

Α.Ι. Μαρούλης*, Κ. Χατζηαντωνίου-Μαρούλη, Χ. Καραμπέρης

Τμήμα Χημείας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

ΠΡΑΣΙΝΗ ΧΗΜΕΙΑ και ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ. 1ο Πανελλήνιο Συμπόσιο

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι αυξανόμενες ανάγκες σε καύσιμα, ενέργεια και χημικά προϊόντα και η ανάγκη αντιμετώπισης του προβλήματος της ρύπανσης του περιβάλλοντος οδηγούν στην αναζήτηση εναλλακτικών ανανεώσιμων πρώτων υλών και βιώσιμων μεθόδων επεξεργασίας τους. Οι προσεγγίσεις αυτές που κωδικοποιήθηκαν πρόσφατα με τη μορφή των αρχών της πράσινης χημείας¹ συναντούν ολοένα και αυξανόμενη αναγνώριση². Σημαντική συνεισφορά στην κατεύθυνση της επίλυσης αυτών των προβλημάτων φαίνεται να έχει η βιομάζα.

Βιομάζα είναι κάθε οργανικό υλικό με βασικό συστατικό τον άνθρακα που είναι διαθέσιμο σε ανανεώσιμη ή επαναλαμβανόμενη βάση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί των ορυκτών πρώτων υλών για την παραγωγή θερμότητας ή γενικότερα ενέργειας καθώς και βιομηχανικών και καταναλωτικών προϊόντων. Η βιομάζα μπορεί να προέρχεται από τη γεωργική, τη δασική, την κτηνοτροφική και τη θαλάσσια παραγωγή καθώς και τα υπολείμματα τους. Επίσης μπορεί να βρεθεί και στα βιομηχανικά και αστικά υπολείμματα³.

Με τη χρήση της βιομάζας κλείνει ο κύκλος άνθρακα. Δηλαδή, ο άνθρακας που υπάρχει στην ατμόσφαιρα, με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα, απορροφάται από τα φυτά, και με τη φωτοσύνθεση μετατρέπεται σε υδατάνθρακες. Αυτοί με τη μορφή βιομάζας, μετατρέπονται από τη χημική βιομηχανία σε βιοαποικοδομήσιμα χημικά προϊόντα. Όταν η χρησιμοποίηση των προϊόντων αυτών τελειώσει, αποικοδομούνται και ο άνθρακας που περιέχουν επιστρέφει στην ατμόσφαιρα. Αντίθετα, τα προϊόντα που παράγονται από ορυκτές πρώτες ύλες αποδεσμεύουν στην ατμόσφαιρα πρόσθετες ποσότητες άνθρακα και επιβαρύνουν το περιβάλλον.

Η βιομάζα είναι πολύ σημαντική ανανεώσιμη πρώτη ύλη γιατί επιτρέπει την υλοποίηση της ιδέας του βιοδιυλιστηρίου (biorefinery), του διυλιστηρίου δηλαδή που για πρώτη ύλη δεν έχει το αργό πετρέλαιο αλλά τη βιομάζα. Τα βιοδιυλιστήρια θα μπορούν να χρησιμοποιούν ποικιλία μορφών βιομάζας, όπως καρπούς, γεωργικά υπολείμματα και πολτό, καθώς και ποικιλία διαδικασιών επεξεργασίας ώστε να παράγουν ποικιλία προϊόντων, όπως καύσιμα, ενέργεια, χημικές ουσίες και διάφορα προϊόντα γενικώς. Τα υπολείμματα δεν καταστρέφονται αλλά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του βιοδιυλιστηρίου.

Βιοπροϊόντα ονομάζονται όλα τα εμπορικά ή βιομηχανικά προϊόντα που μπορούν να παρασκευαστούν, αποκλειστικώς ή μερικώς από βιομάζα. Τέτοια βιοπροϊόντα είναι η βιοενέργεια (θερμότητα και ηλεκτρισμός), τα βιοκαύσιμα (αιθανόλη και βιοντήζελ), βιομηχανικά βιοχημικά προϊόντα, βιοπλαστικά από άμυλο καλαμποκιού και πολλά άλλα. Ο ορισμός των βιοπροϊόντων δεν περιλαμβάνει τα τρόφιμα και τα συστατικά τους (παράγωγα, γευστικά πρόσθετα, διατροφικά πρόσθετα), τα είδη ένδυσης και τα υλικά ξυλείας (ξυλεία, χαρτοπολτός, χαρτί, κοντραπλακέ). Τα βιοχημικά προϊόντα μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τέσσερις κύριες κατηγορίες:

q  Βιοπροϊόντα από σάκχαρα και άμυλο (αλκοόλες, οξέα-)

q  Βιοπροϊόντα από λίπη και έλαια φασολιών σόγιας, κράμβης ή άλλων ελαιοσπόρων (λιπαρά οξέα, έλαια, αλκυδικές ρητίνες, γλυκερίνη και διάφορα φυτικά έλαια)

q  Βιοπροϊόντα από ξυλεία και κόμμι (ρητίνη χαρτοπολτού, αλκυδικές ρητίνες, κολοφώνιο, πίσσα, λιπαρά οξέα, τερεβινθέλαιο-νέφτι)

q  Βιοπροϊόντα κυτταρίνης, χαρτοπολτού και οξικής κυτταρίνης (αναζωογονημένη κυτταρίνη)

Στην παρούσα εργασία θα εστιαστούμε κυρίως στη βιομάζα που προέρχεται από τη φυτική, την κτηνοτροφική και τη δασική παραγωγή (είτε με τη μορφή ειδικής καλλιέργειας για βιοπροϊόντα είτε με τη μορφή υπολειμμάτων καλλιέργειας για τρόφιμα).

Για το πλήρες κείμενο πατήστε το παρακάτω εικονίδιο.