Ερευνητές από το Νοβοσιμπίρσκ, την τρίτη μεγαλύτερη πόλη της Ρωσίας μετά τη Μόσχα και την Αγία Πετρούπολη, αναζητούν τρόπους χημικής τροποποίησης της σύνθεσης των πριονιδιών, του άχυρου, της σκόνης, του πράσινου τσαγιού και άλλων φυτικών πρώτων υλών. Ο στόχος είναι να αυξηθεί η θερμότητα καύσης ώστε υλικά όπως αυτά να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματικό καύσιμο.
Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Χημείας Στερεάς Κατάστασης και Μηχανοχημείας προσπαθούν να δημιουργήσουν ενέργεια από τα αγροτικά και δασικά απόβλητα, πραγματοποιώντας επεξεργασία υλικών που έχουν ως βάση φυτικές πρώτες ύλες, οι οποίες θα έχουν θερμότητα κατά την καύση, σχεδόν όση και ο λιγνίτης. Αυτό προσπαθούν να το επιτύχουν μέσω της αύξησης της περιεκτικότητας ορισμένων ουσιών, όπως για παράδειγμα της λιγνίνης. Πρόκειται για ένα από τα βασικά συστατικά που δίνουν το άρωμα βανίλιας στα παλιά βιβλία. Η λιγνίνη περιλαμβάνεται στη σύνθεση ουσιαστικά όλων των φυτών και τα δύσκαμπτα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων.
Μπορούν να βελτιωθούν τα καυσόξυλα;
Είναι από παλιά γνωστό ότι τα φυτικά απόβλητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο, για παράδειγμα στη βιομηχανία. Αυτό μειώνει σημαντικά το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας και επιτρέπει να εξοικονομηθούν πόροι για τη θέρμανση και για την ταυτόχρονη καταστροφή των απορριμμάτων.
Ο επιστημονικός συνεργάτης του Ινστιτούτου Χημείας Στερεάς Κατάστασης και Μηχανοχημείας, διδάκτορας χημικών επιστημών Αλεξέι Μπιτσκόφ, ανέφερε στην RBTH ότι υπάρχει πλήθος αποβλήτων από φυτικές πρώτες ύλες, όπως τα πριονίδια, το άχυρο, ο φλοιός του ρυζιού, του λιναριού, του καλαμποκιού, τα σκουπίδια από τα εργοστάσια επεξεργασίας ξύλου ή χαρτιού. Και ο σκοπός των επιστημόνων είναι να αποκτήσουν από αυτά καύσιμο σε σκόνη.
Παράλληλα, οι ερευνητές θα επιχειρήσουν να βελτιώσουν τα καθιερωμένα καύσιμα, όπως τα καυσόξυλα, τα οποία δίνουν τόση θερμότητα, όση έχει προβλέψει γι’ αυτά η φύση. Οι επιστήμονες όμως έθεσαν ως στόχο να τροποποιήσουν τη χημική σύσταση των πρώτων υλών ώστε να προκύψει καύσιμο με αυξημένη θερμογόνο αξία.
Όπως εξήγησε ο Μπιτσκόφ, η φυτική πρώτη ύλη αποτελείται από δυο στοιχεία: Την κυτταρίνη και τη λιγνίνη. Η κυτταρίνη είναι αναγκαία για τη χημική βιομηχανία και τη βιοτεχνολογία. Από αυτή μπορεί να παραχθεί αλκοόλη, πλαστική ύλη κλπ. Κατά την καύση όμως έχει χαμηλή θερμική ενέργεια και γι’ αυτό η χρήση της ως καύσιμο δεν είναι επιθυμητή. Η λιγνίνη, αντιθέτως, έχει πολύ μικρή ζήτηση. Συνήθως παραμένει στη βιομηχανία χαρτοπολτού σαν σκουπίδια, παρότι έχει υψηλή θερμική δύναμη, σχεδόν όση ο λιγνίτης.
Σήμερα οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους να μειώσουν το ποσοστό της κυτταρίνης και ταυτόχρονα να αυξήσουν αυτό της λιγνίνης. Για παράδειγμα, στο άχυρο ή στο σιτάρι υπάρχει περίπου 20% λιγνίνης. Αν αυξηθεί τεχνητά η ποσότητα αυτής της ουσίας ως το 70%, τότε αυτό θα αυξήσει τη θερμότητα καύσης κατά 30%.
Η σκόνη καίγεται περισσότερο χρόνο
Όπως έχει αποδειχθεί, η χρήση συνηθισμένων σομπών για άχυρο ή άλλη φυτική πρώτη ύλη, δεν είναι αποτελεσματική. Είναι καλύτερο να κονιοποιείται η ύλη και να καίγεται σε καυστήρες σαν φυσικό αέριο. Το σχεδιαστικό γραφείο του προαναφερόμενου Ινστιτούτου Χημείας δημιούργησε ειδικά για το κομμάτιασμα της ύλης νέες συσκευές, μηχανικούς ενεργοποιητές. Όπως αναφέρει ο Μπιτσκόφ, σε πιο απλή γλώσσα πρόκειται για μύλους, στους οποίους γίνεται όχι μόνο η άλεση, αλλά και η αλλαγή της δομής των ουσιών. Και φέρνει ως παράδειγμα το πόσο δύσκολο είναι να θρυμματιστεί η πλαστελίνη. Αλλά αυτή, προσθέτει, μπορεί να μεταβληθεί, να συνδεθεί με άλλο χρώμα, αλλάζοντας έτσι δομή. Στις συσκευές του Ινστιτούτου, για παράδειγμα, μπορεί να «συμπιεστεί» λιγνίνη στην επιφάνεια σωματιδίων, να αλλάξει η δομή προκειμένου η πρώτη ύλη να καεί καλύτερα.
Ο Αλεξέι Μπιτσκόφ μαζί με τους συναδέλφους του από το Ινστιτούτο Θερμοφυσικής, έχουν ήδη δοκιμάσει τη συγκεκριμένη μέθοδο σε σκόνη, την οποία έκαιγαν σε καυστήρες στροβίλου. Όπως λέει ο επιστήμονας, αν εξοπλιστεί με τέτοιους καυστήρες ο λέβητας πετρελαίου κάποιας επιχείρησης ή λεβητοστάσιου, αυτός θα λειτουργεί σε «αυτοσυντηρούμενο πρόγραμμα». Δηλαδή, εκεί δεν θα χρειάζεται να προστίθενται άλλα εύφλεκτα υλικά. Σήμερα ο σημαντικός στόχος για τους επιστήμονες είναι να αναλυθεί η χημική σύνθεση όλων των υπαρχόντων στη Ρωσία φυτικών αποβλήτων. Θέλουν δε, να προσδιορίσουν, ποια από αυτά ταιριάζουν καλύτερα για την αναπτυσσόμενη τεχνολογία.
Πηγή
