SURSE NATURALE SE MATERII PRIME PENTRU INDUSTRIA ORGANICA DE SINTEZAProdusele industriei chimice organice contin in molecula, in principal, urmatoarele elemente: - Carbon - Hidrogen - Oxigen - HalogenCompusi ce contin carbon utilizati ca materii prime pentru industria organica: - Hidrocarburi (alcani, cicloalcani, olefine, hidrocarburi aromatice, acetilena); - Gaz de sintezaPrincipalele surse naturale de materii prime

Neregenerabile (epuizabile)Regenerabile -PetrolGaze naturaleCarbuneSisturi bituminoase - Bioresurse

Materiile prime fundamentale ale industriei chimice organice

Evoluia n timp a utilizrii principalelor materii prime pentru industria organica

Petrol conventional petrolul care constituie obiectul unei explorari si exploatari curente si care in cazul zacamintelor marine acestea nu depasesc adincimea de 400 m. Petrolul neconventional reprezinta hidrocarburile care nu sunt posibil de produs prin tehnicile curente. In aceastacategorie sunt incluse: - hidrocarburile din zonele marine cu adincimi mai mari de 400 m ca si cele din zonele polare; - petrolurile grele si nisipurile asfaltice care nu pot fi prelucrate prin tehnicile clasice si necesita metode termice precum si tehnici miniere (hidrocarburile sunt extrase din roca prin procedee neconventionale); - uleiul si gazul produs prin prelucrarea chimica a sisturilor bituminoase; - petrolul sintetic obtinut prin prelucrarea carbunilor; - petrolul sintetic provenind din biomasa.

Rezervele de combustibili fosili i durata de exploatare a acestora

Cai viitoare pentru valorificarea purtatorilor de energie altii decit titeiul in scopul obtinerii de combustibili sau materii prime pentru industria de sinteza

Materii prime bioregenerabile agrosurse

BIOMASA MATERIE PRIMA PENTRU INDUSTRIA ORGANICABiomasa reprezint fracia biodegradabil a produselor, deeurilor i reziduurilor din agricultur (inclusiv substanele vegetale i animale), domeniul forestier i industriile conexe acestuia, precum i fracia biodegradabil din deeurile municipale i cele industriale (Conform legislaiei Uniunii europene) Surse pentru obinere de energie n UE cu precizarea contribuiei biomasei

CONVERSIA BIOMASEI IN ENERGIE Ciclul integrat biomasa : biocombustibili : biomateriale : bioenergie

Pentru ca resursele vegetale s poata contribui n mod esenial la satisfacerea cererii n produse de baz trebuie respectate urmtoarele criterii:

resursele s fie n cantiti suficiente pentru a rspunde cererilor pieii;tehnologiile aplicate sa fie fiabile;randamentele procedeelor s fie ridicate;preurile produselor obinute s fie concureniale.Biomasa agricol este, cantitativ, apreciabil mai mult dect biomasa lemnoas. Potenialul mare al biomasei poate fi mrit i mai mult printr-o utilizare mai bun a resurselor existente i prin creterea productivitii culturilor

Productivitatea unor culturi agricole

CulturaProd. mat. uscat [t/ha]Prod. echiv. petrol [l/ha]Sorg, stuf, sorg dulce3012 000Mazare,cereale, salcie208 000Rapita, salcm, hric104 000

Resurse de biomasa:Lemnul - principala surs de biomas Culturi cu cu scopuri energetice:copaci cu vitez mare de cretere (plop, slacie, eucalipt);culturi agricole (trestie de zahr, sfecla de zahr, rapia)plante erbacee cu vitez mare de cretere (Switchgrass, Panicum virgatum, Miscanthus)Reziduuri: lemnul provenit de la toaletarea copacilor i din construcii;paiele i tulpinele cerealelor;alte reziduuri provenite din prelucrarea unor produse alimentare (trestia de zahr, ceaiul, cafeaua, nucile, mslinele);Deeuri i sub-produse:deeuri de la prelucrarea lemnului: tala, rumegu;deeuri de hrtie;fracia organic din deeurile municipale;uleiurile vegetale uzate i grsimile animaleMetanul capturat de la gropile de gunoi, de la staiile de tratare a apelor uzate i din blegar.

BIOMASA LIGNOCELULOZICA Compoziia chimic a biomasei difer funcie de specia de provenien:plantele conin (15-30% n stare uscat) lignin i carbohidrai (zaharuri sau glucide). fracia de carbohidrai const din mai multe molecule de glucide legate mpreun n lanuri lungi sau polimeri. Cele dou categorii de carbohidrai reprezentative sunt (40-45%) celuloza i (20 35%) hemiceluloza. Compozitia structurala a lemnului, %

celulozahemicelulozeligninaextractibileLemn de esenta tare43-4827-3516-242-8Lemn de esenta moale40-4424-2926-331-5

COMPONENTELE BIOMASEICompoziia medie a masei combustibile a lemnului

Componentii biomasei din plante

Celuloza este o polizaharid, fiind constituentul principal al membranelor celulelor vegetale. Este un polimer linear compus din uniti de anhidroglucoz, legate prin legturi -(1,4)-glicozidice. Datorit acestor legturi s-a stabilit c unitatea care se repet este dimerul celobioz. Celuloza este o substan amorf, de culoare alb, insolubil n ap sau n solveni organici. Dei se umfl nu se dizolv n ap. Prin hidroliza enzimatic a celulozei n prima faz se obine celobioza (dizaharida), iar n a doua etap se formeaz glucoza. Organismul uman nu are enzimele necesare hidrolizrii celulozei. De aceea celuloza nu este o substan nutritiv pentru om.Structura filiforma a macromoleculelor de celuloz a permis orientarea lor paralela i realizarea unui numar mare de legturi de hidrogen ntre gruprile hidroxil din macromoleculele nvecinate. In felul acesta macromoleculele de celuloz sunt foarte strns mpachetate iar firul de celuloz este rezistent.

Hemiceluloza, spre deosebire de celuloz, nu conine numai uniti de glucoz, fiind compus din diferite pentoze i hexoze. Hemicelulozele sunt polizaharide amorfe, cum ar fi xilani, galactoglucomani, arabinogalactani, glucani i galactani. Hemiceulozele sunt mai scurte dect lanurile celulozice i au o structur uor ramificat.

Formulele ciclice ale principalelor monozaharide din hemiceluloze

Lignina este un component al lemnului, este relativ greu de separat de celuloza. Este componenta principal a peretelui celular, mai ales a traheidelor, xilemului i sclereidelor. Din punct de vedere chimic este un material polimeric, fiind foarte ramificat i avnd structuri fenolice ca baz monomeric. Formula chimic empiric a ligninei este C20H19O14N2. Lignina este o macromolecul, care const din alchilfenoli i are o structur complex tridimensional. Unitile chimice de baz ale ligninei sunt monolignolii (n principal siringil, guaiacil i p-hidroxi-fenol) formnd o matrice foarte complex. Aceasta matrice cuprinde o varietate de grupri funcionale, cum ar fi hidroxil, metoxil i carbonil, care i confer o polaritate mare macromoleculei de lignin. Principalii monolignoli din structura ligninei

Formule structurale pentru dou fragmente ipotetice de lignina din lemn de esen moale

Proteinele sunt substane organice macromoleculare constituite din catene polipeptidice lungi n care resturile de amino-acizi sunt unite ntre ele prin legturi amidice, CO-NH. Modul n care se aranjeaz catenele (n elice, globular) i succesiunea aminoacizilor n caten d specificitatea fiecri proteine. Degradate pe cale biologic, proteinele se transform n final n substane gazoase, degradate anaerob i la temperaturi i presiuni ridicate proteinele conduc, prin cracri i ciclizri, la substane macromoleculare cu caracter aromatic (acizi humici).

Cerurile prezente n plante sunt esteri cu mas molecular mare ai acizilor i alcoolilor alifatici superiori cu 12 24 atomi de carbon, cu caracter semicristalin. Catenele pot fi lineare sau ramificate, saturate sau nesaturate. n fapt, ceara specific unei anumite specii vegetale este un amestec de esteri ai mai multor alcooli i acizi, natura alcoolilor i acizilor i proporiile acestora conferind caracterul de specificitate.

Rinile sunt compui cu mas molecular mare, n fapt amestecuri de uleiuri eterice cu formula brut C10H16, camfen C11H18OH - , secsviterpene C15H24 - i acizi mono~ i dicarboxilici izomeri cu formula brut C20H30O2. Compoziia i proprietile rinilor difer n funcie de specia lemnoas i de zona geografic n care a crescut planta i chiar de partea botanic a plantei (rdcin sau tulpin). Acizii rezinici princiali prezeni n rinile naturale sunt: acidull levopimaric (cu o pondere de 30 50 % n rin), acidul neoabietic (pondere de 15 20 %) i acidul abietic (pondere de 5 10 %), ceilali acizi fiind izomeri ai acestora. Acizii rezinici princiali prezeni n rinile naturale

Procese de conversie a biomasei

Schema principalelor operatii la valorificarea deseurilor din lemn prin fractionare produsele obtinute

Produsele obtinute intr-o biorafinarie bazata pe procese termochimice de gazeificare