Biorafineerimistehas

Biorafineerimistehas on tehas, mis hõlmab biomassi muundamisprotsesse ja seadmeid biomassist kütuste, soojus- ja elektrienergia ning suure lisandväärtusega toodete nagu kemikaalid, tselluloos ja selle derivaadid ning paberi tootmiseks. Biorafineerimine on jätkusuutlik protsess, mis eraldab ja väärtustab biomassi keemilisi komponente ja vähendab kasvuhoonegaaside emissiooni. Biorafineerimine on kompleksne lahendus tootmaks biomassist erinevate ja omavahel integreeritud tehnoloogiliste lahenduste abil kütuseid, energiat ja kemikaale. Biokütustest väärivad esmajoones mootorikütustena tähelepanu bioetanool ja biodiislikütus, millel on perspektiiv asendada traditsioonilisi naftakeemial põhinevaid kütuseid. Biomassist mootorikütuste saamisel on olulisemaks kaks tehnoloogilist suundumust: lähtetoorme gaasistamine süngaasiks (H2 ja CO, lisandina CH4) järgneva süngaasi katalüütilise või ensümaatilise muundamisega vedelkütuseks ja teise tehnoloogilise variandina biomassi ensümaatiline hüdrolüüs ja monosahhariidide fermenteerimine piirituseks. Süngaas sobib ka osaliselt või täielikult soojus- ja elektrienergia tootmiseks või paljude keemiatoodete valmistamiseks. Biokemikaalide tootmisel on olulisel kohal metanool, etanool ja butanool. Metanooli võib saada lähtudes biomassi gaasistamise tehnoloogiast ja teda kasutatakse peamiselt formaldehüüdi saamiseks, aga ka paljudel muudel eesmärkidel, kaasa arvatud mootorikütuses. Etanooli saamiseks on eelistatum ensümaatilise hüdrolüüsi ja fermenteerimise tehnoloogia. Nii metanoolist kui ka etanoolist võib saada olefiine plastitööstuses polüetüleeni ja polüpropüleeni valmistamiseks. Etanool sobib ka butanooli valmistamiseks. Tselluloositehas biorafineerimistehasena (puidurafineerimistehasena) võib toota tehnilist sulfaattselluloosi paberitööstusele või eelhüdrolüüsi tehnoloogia kasutamisel kõrge puhtusastmega tselluloosi, mis sobib keemiliseks töötlemiseks tselluloosi derivaatideks. Nendest olulisemad on ksantogenaattselluloos viskooskiu valmistamiseks, atsetüültselluloos atsetaatkiu, elektriisolatsioonmaterjalide ja plasttoodete valmistamiseks, nitrotselluloos lõhkeainete, lakkide, värvainete ja liimide valmistamiseks ning nanotselluloos kasutusvõimalustega väga paljudes valdkondades alates paberist ja komposiitidest ning lõpetades meditsiini, farmaatsia ja kosmeetikaga. Sulfaattselluloosi tootmise tavalisteks kõrvalsaadusteks on puiduvaigu komponentidest saadav tallõli (kasutus emulgaatorina, liimide komponendina, kampoli valmistamiseks jne) ja tärpentin. Sulfaatkeedu mustast leelisest võib eraldada ligniini, mille keemiline töötlemine võimaldab saada süsinikkiudu, mootorikütust, liimvaiku ja kemikaale. Eelhüdrolüüsi tehnoloogia puhul on võimalik ka hüdrolüsaadi sisalduvatest hemitsellulooside laguproduktidest saada etanooli, butanooli ja piimhapet. Butanooli saab kasutada paljude tööstuslike kemikaalide valmistamiseks, piimhappest saab biolagunevat polümeeri ning kasutusvõimalused on ka farmaatsias, kosmeetikas ja toidutehnoloogias. Energia tootmine biorafineerimistehases võib toimuda süngaasi baasil. Kui aga biorafineerimistehases toodetakse tselluloosi, siis saadakse musta leelise põletamisel soojus- ja elektrienergiat sellises koguses, mis ületab tunduvalt tehase sisemised vajadused ja ülejäägi võib müüa väljapoole. Jonas M Joelsson, Clas Engström, Lena Heutz. "From green foresr to green commodity chemicals - Evaluating the potential for large-scale production in Sweden for three value chains". VINNOVA Report VR 2015:02.ISBN:978-91-87537-28-8 Cutler J. Cleveland and Christopher Morris (2015). The Dictionary of Energy, Second Edition. Elsevier. Christine Chirat, Dominique Lachenal, Alain Dufresne. "Biorefinery in a craft pulp mill: From bioethanol to cellulose nanochristals", Cellulose Chem. Technol., 44 (1-3), 2010. Peter Axegard. "The kraft pulp mill as a biorefinery",Innventia.com (2013)