జీవద్రవ్య ఇంధనాలు
జీవద్రవ్య ఇంధనాలు అనేవి జీవ ద్రవ్యాలనుండి ఉత్పత్తి కావింపబడుఇంధనాలు.జీవద్రవ్యం లేదా జీవపదార్ధం అనేది జీవులనుండి ఏర్పడు లేదా ఉత్పత్తి కావించు పదార్ధం. ముఖ్యంగా జంతువుల కన్న మొక్కల నుండి ఏర్పడు, లేదా ఉత్పత్తి కావించు జీవద్రవ్యం పరిమాణం ఎక్కువ. జీవద్రవ్యం అనేది సులభంగా తక్కువ కాలవ్యవధిలో పునరుత్పత్తి కావించు అవకాశమున్న సేంద్రియ పదార్ధం. జీవద్రవ్యం నుండి ఉష్ణరసాయనిక చర్య లేదా జీవరసాయనిక చర్య వలన ఘన, ద్రవ లేదా వాయు జీవఇంధనాలను ఏర్పరచ వచ్చును. జీవద్రవ్యం లేదా జీవపదార్థాన్ని ఇంధనంగా విరివిగా వాడుఆవకాశం ఉంది.
జీవఇంధన వాడకం మానవునికి కొత్తేమి కాదు. మానవుడు మొదట నిప్పును సృష్టించిన తరువాత ఎండిన కర్రపుల్ల లు, చెట్లకాండాలు, ఆకులను నిప్పు పుట్టించే ఇంధనంగా వాడటం మొదలెట్టాడు, ఆతరువాత జంతు మరియు మొక్కల నుండి తీసిన నూనెలను కూడా ఇంధ నంగా వాడేవాడు.ఆతరువాత ఇళ్ళలో వంటలకు, ఇతరాత్ర పనులకు కర్రలను, కర్రలను కాల్చగా ఏర్పడు బొగ్గులను ఇంధనంగా వాడటం మామూలు అయ్యింది.క్రమేనా జనాభా పెరగడం కలపను/కట్టెలను ఇంధనంగా వాడటం వలన అడవుల వైశాల్యం తగ్గి పర్యావరణంపై కలుగుతున్న విపరీత మార్పులవలన, ప్రత్యామ్నాయ ఇందనంగా బొగ్గు మరియు పెట్రోలియం పదార్థాల వాడకం పెరిగింది.
ప్రస్తుతం విచ్చలవిడిగా అవసరానికి మించి వాడుతున్న నేలబొగ్గు (భూమిగర్భం నుండి త్రవ్వితీసిన బొగ్గు) మరియు ముడిపెట్రోలియం నుండి ఉత్పత్తి కావించు ఖనిజ నూనెలు, వాయువులు, పెట్రోలియం బావుల నుండి ప్రారంభంలో వెలువడు సహజ వాయువు వంటివి అన్నియు శిలాజ ఇంధనాలు. కొన్ని లక్షల సంవత్సరాల క్రితం భూమిమీద ఏర్పడిన విపత్కర పరిస్థితుల్లో భారీప్రమాణంలో భూమిమీది జీవరాశి ఒకేసారి అంతమయ్యు, క్రమేనా భూమి అంతర్భాగంలో చేరి, భూమి లోపల విపరీతమైన ఉష్ణం మరియు పీడనం కారణంగా మృత జీవజాలం నుండి శిలాజ నూనెలు/బొగ్గు ఏర్పడినవి.శిలాజ నూనెలు లేదా శిలాజ ఘనపదార్థాలను (నేల బొగ్గు వంటివి) తిరిగి సులభంగా పునరుత్పత్తి కావించుటకు సాధ్యం కాదు.అలా తిరిగి శిలాజ ద్రవ్యాలు ఏర్పడవలెనంటే మళ్ళి కొన్ని లక్షల సంవత్సరాలు పడుతుంది.అనగా శిలా జ ఇంధనాలను వాడే కొలది వాడి నిల్వలు తగ్గు పోవునుకాని పెరగవు. ఇప్పటికే 19వ శతాబ్ది నుండి శిలాజ ఇంధన వాడకం ప్రపంచ వ్యాప్తంగా పెరిగి పోయింది.పరిశ్రమల్లో బాయిలర్లలో, మరియు థెర్మోపవరు ప్లాంటు బాయిలరులో బొగ్గు వాడకం ఎక్కువ. పెట్రోలు, డీజిల్లను ఇంధనంగా వాడు వాహనాలు విపరీతంగా పెరిగిపోయాయి. అందువలన శిలాజ ఇంధనాల నిల్వలు త్వరగా కరిగి, తరిగి పోతున్నాయి.ఇలాగే శిలాజ ఇంధనాల వాడకం కొనసాగితే కొన్ని వందల సంవత్సరాల తరువాత శిలాజనిల్వలు నిండుకు పొయ్యి, బైకులు, కార్లు, బస్సులు, ట్రక్కులు, విమానాలు, ఓడలు ఏవి కదలవు.మళ్ళి మానవుడు ఎద్దుల బండ్లను. గుర్రపు బళ్ళను సైకిళ్ళను వాడ వలసి వుంటుంది.ఉత్పత్తి అయ్యిన వస్తువులు వేగంగా వినియోగ ప్రాంతాలకు చేరనిచో అభివృద్ధి కుంటుపడుతుంది.జన జీవనం అస్తవస్తం అవును. అందువలన కొంత మేరకు పెట్రోలియం ఇంధనాల వాడకం తగ్గించు నేపథ్యంలో ఈ జీవఇంధనాల వైపు ప్రపంచదృష్టి మళ్ళింది. 
బాయిలర్లలో జీవద్రవ్యాన్ని ఇంధనంగా వాడవచ్చును, బాయిలరు తయారీదారులు కూడా జీవ ద్రవ్య ఇంధనాలను మండించుటకు అనుకూలంగా బాయిలరు ఫర్నేసులను రూపకల్పన చేస్తున్నారు, కొందరు బాయిలరు ఉత్పత్తి దారులు ఒకటి కంటే ఎక్కుబ జీవఇంధనాలను వాడుటకు అనుకూలంగా మల్టి ఫ్యూయల్ బాయిలరును తయారు చేసి ఇస్తున్నారు. 
జీవ ద్రవ్య ఇంధనాలను త్వరగా తక్కువ కాలంలో ఉత్పత్తి చెయ్యవచ్చును.జీవ ఇంధనాలుగా వ్యవసాయ ఉత్పత్తుల నుండి ఏర్పడు వ్యర్ధ పదార్థాలను, వాటి ఉపఉత్పత్తులను ఉపయోగించ వచ్చును.జీవద్రవ్య ఇంధనాలను కొన్ని నెలలవ్యవది లేదా తక్కువ సంవత్సరాల కాల వ్యవధిలో ఉత్పత్తి కావించవచ్చును. ముఖ్యంగా చెట్ల మరియు మొక్కల నుండి జీవద్రవ్య ఇంధనాలను ఉత్పత్తి చెయ్యడం మొదలైంది.జీవ ద్రవ్యాల నుండి ఘన, ద్రవ మరియు వాయు ఇంధనాలను ఉత్పత్తి చెయ్యవచ్చును. పలు జీవద్రవ్య ఉత్పత్తులను బాయిలరులలో ఇంధనంగా వాడవచ్చును. 
సరుగుడు, సుబాబుల్, యూకలిప్టస్ వాటి కాండాలను పేపరు పరిశ్రమల్లో కేవలం పాల్పు/గుజ్జు తయారీకే కాకుండా బాయిలరు ఇంధనంగా వాడవచ్చును.వీటి ఎండిన ఆకులను, చిన్న కొమ్మలను కూడా వాడవచ్చును. అలాగే కలప రంపపు పరిశ్రమల్లో ఏర్పడు రంపపు పొట్టును బాయిలరులలో ఇంధనంగా వాడవచ్చును.అలాగే వరి పొట్టు/ఊక, పత్తిగింజల పొట్టు, వేరుశనగ కాయల పొట్టు, జీడి పిక్కల పై పెంకు, పామా యిల్ ఎండిన గెలలు, పామాయిల్ తీసిన తరువాత మిగిలిన పళ్ళపీచు, వీటి అన్నింటిని బాయిలరు ఇంధనంగా వాడవచ్చును. అంతేకాక కోళ్ళ ఫారంలో ఉత్పత్తి అగు కోళ్ళ రెట్టను బాగా ఎండబెట్టి బాయిలరులో ఇంధనంగా వాడవచ్చును. మున్సిపాలిటి వారు సేకరించు చెత్తలో ప్లాస్టిక్ పదార్థాలను మినహాయించి, మిగిలిన చెత్తను పొడి మరియు తడి చెత్తగా వేరు చేసి, పొడి చెత్తను బాయిలరు ఇంధనంగా వాడవచ్చును.చక్కెరపరిశ్రమల్లో చెరకు నుండి వ్యర్ధ పదార్థంగా వచ్చు పిప్పిని బెగాస్ అంటారు. ఎండబెట్టిన/ఆరబెట్టిన బెగాస్ ను బాయిలరులో ఇంధనంగా వాడవచ్చును.
చెట్లగింజల నుండి నూనె తీసిన తరువాత మిగులు విత్తన పిండి (దీనిని ఆయిల్ కేకు అంటారు) సాధారణంగా పశువుల దాణాకు పనికి రాదు. చెట్లగింజల నుండి నూనెను సాధారణంగా సాల్వెంట్ ఎక్సుట్రాక్సను విధానంలో సంగ్రహిస్తారు.సాల్వెంట్ ఎక్సుట్రాక్సను ద్వారా నూనె తీసిన విత్తనపిండిలో నూనె శాతం 1% కన్న తక్కువగా వుండి కార్బను శాతం అధికంగా వుండి, బాయిలరు ఇంధనంగా వాడుటకు అనుకూలమైనవి. ఉదాహరణకు ఇప్ప, గుగ్గిలం, కానుగ చెట్ల విత్తనాల నూనె తీసిన పిండిని సాధారణంగా సేంద్రియ ఎరువుగా వాడుతారు.అయితే వీటిని బాయిలరులో ఇంధనంగా కూడా వాడవచ్చును.అలాగే ఎండినకొబ్బరి చిప్పల పెంకులు కూడా బాయిలరులో ఇంధనంగా వాడుటకు అనువైనవి. 
చెట్లగింజల నుండి తీసిన కొన్ని నూనెలు ఆహారయోగ్యం కాదు. ఉదాహరణకు వేప, కానుగ. జట్రోఫా (అడవి ఆముదం, నేపాళం) వంటి అనేక నూనెలు ఆహార యోగ్యం కాదు.ఈ నూనెలను అల్కహోలసిస్ అనబడు ఎస్టరిఫికేసన్ రసాయనచర్య ద్వారా బయోడీజిల్ గా పరివర్తింఛి,10% వరకు డీజిల్‌లో కలిపి డిజిల్‌ను ఇంధనంగా వాడు వాహనాల్లో వాడటం వలన డీజిల్ వాడకాన్ని చాలా వరకు తగ్గించవచ్చు. డీజిల్‌తో నడిచే వాహనాల్లోని అంతర్గత దహన యంత్రం (IC Engine) యొక్క కార్బోరేటరులో తగు మార్పులు చేసిన నేరుగా బయోడిజిల్‌ను వాడవచ్చును.అలాగే డీజల్‌తో నడిచే రైలు ఇంజనులలో బయోడిజిల్‌ను వాడవటం వలన కూడా డీజల్ వాడకాన్ని గణనీయంగా తగ్గించ వచ్చును.
పశువుల పేడ, మూత్రాలను ఉపయోగించి బయోగ్యాస్ ఉత్పత్తి కొన్ని దశాబ్దాలుగా ఉత్పత్తి చేస్తున్న విషయం తెలినదే.అలాగే ఏదైన జీవద్రవ్య ఘనఇంధనాన్ని తక్కువ ఆక్సిజన్ అందేలా/లేదా ఆక్సిజన్ రహిత 
వాతావరణంలో 450°Cవద్ద మండించడం వలన జీవ వాయు ఇంధనం ఏర్పడును.ఈ రసాయన చర్యను తాపవిచ్ఛేదన / ఉష్ణవిచ్ఛేదన (Pyrolysis) అంటారు.ఈ చర్యలో పొడవైన హైడ్రోకార్బనను గొలుసు కల్గిన, సంయుక్త సమ్మేళనాలు తక్కువ పొడవున్నహైడ్రోకార్బనను గొలుసుకల్గిన సరళ హైడ్రోకార్బను సమ్మేళనాలుగా వియోగం చెందును.అందువలన ఈ రసాయన చర్యను ఉష్ణ వియోగ రసాయన చర్య అనవచ్చును. ఘనజీవద్రవ్యపదార్థాలను తాపవిచ్ఛేదన / ఉష్ణవిచ్ఛేదన కావించిన హైడ్రోజన్, కార్బన్ మొనాక్సైడ్, మిథేన్, ఈథేను, ఇథైలిన్ వాయువులు ఏర్పడును.ఈ వాయువులను కండెన్సరు/ద్రవీకరణకారి లోద్రవీకరించిన ద్రవ ఇంధనం/బయోడీజిల్ ఏర్పడును.
ఇలా ఏర్పడిన ఇంధనవాయువులను జనరేటరుకు అనుసంధానం డీజిల్ ఇంజను తిప్పి విద్యుత్తు ఉత్పత్తి కావించవచ్చును.లేదా బాయిలరులో వాయు ఇంధనంగా వాడవచ్చును.లేదా ఈ వాయు ఇంధనాన్ని మందించగా వచ్చు ఉష్ణశక్తిని ఇతర రసాయన పదార్థాలను వేడిచేయుటకు, లేదా రసాయన చర్యకు ప్రేరేపించుటకు వాడవచ్చును.
జీవద్రవ్యాలు /సేంద్రియ పదార్థాలు కార్బను సమ్మేళనాలు. జీవద్రవ్యాల్లో కార్బన్, హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజను అధికమొత్తంలోను, నైట్రోజన్, సల్ఫర్ వంటివి స్వల్ప ప్రమాణంలో వుండును.ప్రోటీను అధికంగా వున్నజీవద్రవ్యాల్లో నైట్రోజను/నత్రజని అధికంగా వుండును. అలాగే లెగుమినస్ కుటుంబానికి చెందిన మొక్కల వేరు భాగాలలో నైట్రోజన్ వుండును.నూనె తీసిన చెట్లగింజల పిండిలో నత్రజని 3-5% వరకు వుండును.
జీవపదార్థాలలోని సమ్మేళన పదార్థాలను ఇలా వర్గీకరించవచ్చు.1.తేమ, 4.అకర్బన సమ్మేళనాలు 3.తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మండే సమ్మేళనాలు, 4.మూలక సమ్మేళనాలు 
జీవ ద్రవ్యాలలో తేమ శాతం 10 నుండి 70 % వరకు ఉండును.జీవ ద్రవ్యాన్ని ఇంధనంగా వాడునపుడు తేమ శాతం ఎక్కువగా ఉన్నచో ఇంధన కేలరిఫిక్ విలువ తగ్గి పోవును.అంతే కాకుండా జీవ ద్రవ్యాన్ని మండించే టప్పు డు వెలువడు ఉష్ణశక్తిని గ్రహించి తేమ ఆవిరిగా మారును.అందుచే తేమ అధికంగా వున్న జీవద్రవ్యాలను ఇంధనంగా వాడునపుడు తప్పని సరిగా తేమ శాతాన్ని కనిష్ఠ స్థాయికి (8-9%) కు తగ్గించి ఉపయోగించాలి. అప్పుడే నరికిన సరుగుడు, యూకలిప్టస్, సుబాబుల్ చెట్ల కాండ భాగాలలో తేమ 40% దాటి వుండును.విత్తన గింజల కేకులు/నూనె తీసిన విత్తన పిండి, తవుడు, వేరుశనగ కాయల పొట్టు, పత్తి గింజల పొట్టు వంటి వాటిలో తేమ శాతం 10-12% వరకు వుండును.అలాగే తాజా పామాయిల్ గెలలు వంటివాటిలో 30% వరకు ఉండును.ఆరబెట్టిన తరువాత 10-15%కు తగ్గును.తేమ అధికంగా ఉన్నందున దహన క్రియ వేగంగా జరుగదు. ఇంధనాన్ని మండించుటకు ఇచ్చు ఉష్ణాన్ని, నీరు/తేమ ముందుగా గ్రహించి ఆవిరుగా మారడం వలన దహన క్రియకు అవరోధం కల్గును.తేమ తక్కువగా ఉన్న ఇంధనం వేగంగా దహనం చెందును.
తేమ శాతాన్ని మినహాయించి జీవద్రవ్య ఇంధనాల్లో కార్బను, హైడ్రోజను, మరియు ఆక్సిజన్ మూలకాల సమ్మేళనాలు దాదాపు జీవ ద్రవ్యఇంధనాల భారంలో 85-99% వుండును.జీవ ద్రవ్యఇంధనాల్లో కర్బన సమ్మేళనాల శాతం అధికంగా వుండును.మిగిలిన 1-15% పదార్థాలు ఆకర్బనపదార్థాల సమ్మేళనాలు. మాములుగా జీవద్రవ్య ఇంధనాల్లో ఉండు ఆకర్బన పదార్థాలు కాల్సియం, పొటాషియం, మాగ్నిషియం, భాస్వరము, తదితరాలు ఉండును. చెట్ల కాండాలు, కొమ్మలు, బెరడు వంటి జీవఇంధనాల్లో ఈ ఆకర్బన పదార్థాల శాతం ౦.5% కన్న తక్కువగా ఉండును. వ్యవసా య జీవ ఇంధనాల్లో (పొట్టు, ఊక, గడ్డి, విత్తనాల పిండి, తవుడు) బూడిద శాతం10% ఉండగా ఇందులో ఆధిక భాగం సిలికా సమ్మేళన రూపంలో ఉండును.అలాగే వరి పొట్టు/ఊకలో 16-18% వరకు సిలికా అనే ఆకర్బన సమ్మేళనం వుండును.
400-500°C వద్ద జీవద్రవ్యం నుండి ఆవిరయ్యి వాయువులుగా వెలువడు పదార్థాలను ఆంగ్లంలో వోలటైల్ పదార్థాలు అంటారు.వస్తువులను తాపపరచినపుడు మొదట వోలటైల్ పదార్థాలు విడుదల అయ్యి మండిన తరువాత మూలక కార్బన్ మండుతుంది.జీవద్రవ్య ఇంధనాలు ఎక్కువ నిష్పత్తిలో, (దాదాపు80%వరకు) వోలటైల్‌లను కలిగి ఉండును.అందువలన తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్దనే జీవద్రవ్య ఇంధనాలు మండటం మొదలగును.
తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో బాష్పశీలత చెందు పదార్థాలు ఆవిరిగా మిగిలినవే పదార్థ మూలక సమ్మేళానలు.ఇవి కార్బనుయుత పదార్థాలు.కలపను కొద్దిసేపు కాల్చగా ఏర్పడు బొగ్గు మూలక పదార్హం. నేలబొగ్గు వంటి శిలాజ ఇంధనాల్లో వోలటైల్‌ల శాతం తక్కువ వుండి మూలక కార్బను అధికంగా 70-75% వరకు ఉండును.బొగ్గు లోని కార్బనును స్థిర మూలకపదార్థం అంటారు
ఆక్సిజన్ ఎదైన మూలకాలతో లేదా మూలక సంయోగ పదార్థాలతో రసాయనిక చర్యతో కలవడాన్ని ఆక్సీకరణం అంటారు.జీవద్రవ్యాల దహన చర్యఆక్సీకరణం చర్య.కార్బను మరియు హైడ్రోజను పరమాణువులు ఆక్సిజనుతో దహనచర్య జరపడం వలన ఉష్ణం మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్, నీరు ఏర్పడును. జీవద్రవ్యాలను మండించినపుడు జీవద్రవ్య ఇంధనాల కార్బను మరియు హైడ్రోజను పరమాణువులు ఆక్సిజను పరమాణువులతో ఆక్సీకరణ చర్యను జరుపును.
సాధారణ వాతావరణ పీడనం వద్ద మాముము ఉష్ణోగ్రతలో వున్న ఒక గ్రామునీటి ఉష్ణోగ్రతను 1°C పెంచుటకు కావలసిన ఉష్ణతను ఒక కేలరీ అంటారు.అలాగే ఒక కిలో గ్రాము నీటి ఉష్ణోగ్రతను 1°C పెంచుతకు కావలసిన ఉష్ణతను కిలో కేలరి అంటారు.కేలరిఫిక్ విలువలను జౌలులలో కూడా లెక్కిస్తారు.జౌలులలో అయిన ఒక గ్రాము నీటిఉష్ణోగ్రతను 1°C పెంచుటకు కావలసిన ఉష్ణతను 4.1855 (4.2) జౌలు అంటారు.అదే కిలోగ్రాము నీటి ఉష్ణోగ్రతను 1°Cకావలసిన ఉష్ణతను 4.2 కిలో జౌలు అంటారు.
ఏదైన పదార్థాన్ని మండించినపుడు ఏర్పడు ఉష్ణాన్ని/తాపాన్ని కేలరిలులు లేదా జౌలులలో కొలుస్తారు/లెక్కిస్తారు.తేమ ల్గిన జివద్రవ్యం/సేంద్రియ పదార్ధంయొక్క కేలరిఫిక్ విలువను GCV అనగా గ్రోస్ కేలరిఫిక్ వేల్వు (మొత్తం కేలరిఫిక్ విలువ) అందురు.
జీవ ద్రవ్యాల కెలరోఫిక్ విలువను అందులోని మూలక పదార్థాల శాతం ఆధారంగాలెక్కించ వచ్చును.బయోమాస్ పదార్థాల కేలరీఫిక్ విలువను కేలరో మీటరు ద్వారానే కాకుండా, జీవ ద్రవ్య పదార్థంలో ఉన్న మూలకాల శాతం ఆధారంగా కూడా లెక్కించవచ్చును.మూలకాల శాతం ఆధారంగా కేలరిఫిక్ విలువలను రెండు రకాలుగా లెక్కిస్తారు.ఒకటి తేమహిత విధానం.అనగా పదార్థంలో వున్నతేమను తొలగించకుండా పదార్థంలోని మూలకాల శాతాన్ని లెక్కించడం.రెండవ విధానం తేమరహిత (తేమను తొలగించిన పిమ్మట) విధానం.అనగా బయోమాస్‌లో తేమను తొలగించిన తరువాత మూలకాల శాతాన్ని లెక్కించడం. అలా లెక్కించిన GCV నుండి పదార్థంలోని హైడ్రోజన్ మరియు తేమ యొక్క సమ్మేళనం భారాన్ని తగ్గించిన విలువను NCV అనగా నెట్ కేలరిఫిక్ వేల్వు (నికర కేలరిఫిక్ విలువ) అందురు.మరొక పద్ధతి అయిన డూలాంగ్ విధానంలో తేమ తొలగించిన పదార్తంలోని మూలకాల శాతం ఆధారంగా GCV ని పొడి (తేమ రహిత) విలువగా లెక్కిస్తారు.
ఇక్కడ
C=కార్బను
H=హైడ్రోజను
O=ఆక్సిజను
S=సల్ఫరు
M=తేమ (మాయిచ్చరు)
ఏదైన పదార్థాన్ని మండించినపుడు ఏర్పడు ఉష్ణశక్తిని కేలరిలులు లేదా జౌలులలో కొలుస్తా రు/లెక్కిస్తారు. జీవద్రవ్యాల కేలరిఫిక్ విలువలను కేలరి మీటరు ద్వారా నిర్ణయిస్తారు.ఒక కిలో గ్రాము నీటి ఉష్ణోగ్రతను ఒక సెంటి గ్రేడ్ ఉష్ణోగ్రత పెంచుటకు అవసరమైన ఉష్ణ శక్తిని ఒక కిలోకేలరి లేదా 4.18 కిలో జౌలు అంటారు.ఉష్ణ శక్తి కేలరిఫిక్ విలువలను బ్రిటిషు థెర్మల్ యూనిట్లలో కూడా లెక్కిస్తారు. పట్టికలో కిలరిఫిక్ విలువలను MJ/kg గా పేర్కొన్నారు. జీవద్రవ్యాల జీవద్రవ్య ఇంధనాలలో కార్బను శాతం పెరిగే కొలది దాని కేలరిఫిక్ విలువ పెరుగుతుంది.
కొన్నిముఖ్యమైన జీవ పదార్థాల కెలరిఫిక్ విలువల పట్టిక