مروری برطراحی، شبیه سازی و آنالیز فنی و اقتصادی تولید سوخت زیستیِ بوتانول

در حال حاضر استفاده از بوتانول زیستی، به عنوان یک جایگزین مناسب برای سوخت های فسیلی مورد توجه قرار گرفته است. برخی از ویژگی های مهم بوتانول مانند قابلیت اختلاط ذیری با بنزین با هر نسبت، ارزش گرمایی بالا و غیرقابل حل بودن در آب، باعث برتری آن نسبت به سایر سوخت های زیستی مانند اتانول شده است. بوتانول زیستی تاکنون تنها در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده و رقابت پذیری آن در مقیاس صنعتی، هنوز با چالش های بسیاری رو به رو است. در این مطالعه، تازه ترین پژوهش های صورت گرفته در راستای طراحی و شبیه سازی بخش های گوناگون فرایند تولید بوتانول بررسی شده و آنالیز فنی و اقتصادی آن ها ارایه شده است. پژوهش های گسترده ای در راستای تولید بوتانول از مواد لیگنوسلولزی به عنوان یک ماده اولیه ی ارزان،که رقیبی هم برای منابع غذایی محسوب نمی شوند، انجام شده و ادامه دارد.  نتیجه های ارایه شده نشان می دهد، هزینه ی تولید بوتانول از مواد اولیه غیرلیگنوسلولزی کم تر از مواد لیگنوسلولزی می باشد؛ همچنین نتیجه ها نشان می دهد که با بهبود پارامترهای موثر بر فرایند همچون شرایط پیش فراوری، روش تخمیر، تغییر در عملکرد باکتری، میزان بازیابی بوتانول از محیط تخمیر و چگونگی خالص سازی فراورده، می توان اقتصاد تولید بوتانول از مواد لیگنوسلولزی را  بهبود بخشید.

design, simulation, and techno-economic analysis of biobutanol production: a review

biobutanol has been introduced as an advanced renewable fuel. some of the properties of butanol, e.g., complete miscibility with gasoline, high heating value, and immiscibility in water, are unique and superior to other biofuels such as ethanol and biomethane. biobutanol has only been produced at the laboratory scale and its production on a commercial scale still faces many challenges. in the current study, recent research on the techno-economic analysis of biobutanol production, including process simulation and design, are reviewed. extensive research has been conducted on the production of butanol from lignocellulose materials, a low-cost feedstock, that is not competing with food sources. however, the results show that the cost of butanol production from non-lignocellulosic materials is lower than that from lignocelluloses. furthermore, it can be concluded that commercial butanol production is facilitated by changing some of the process parameters. these parameters include pretreatment conditions, fermentation mode of operation, enhancement of bacterial performance using genetic engineering, and recovery and purification of butanol from the fermentation broth.