Кіріспе
Iogen Corporation – 1975 жылы Патрик Фуди аға (Patrick Foody Sr.) құрған, Канаданың Онтарио штатындағы Оттава қаласында орналасқан компания. Компания ауыл шаруашылығы қалдықтары және басқа да органикалық қалдықтардан жаңартылатын целлюлозалық биоотын (екінші буын биоотын немесе озық биоотын деп те аталады) жасау технологиясын әзірлейді. Iogen компаниясы зерттеу, әзірлеу және демонстрацияға 500 миллион доллар инвестициялаған және 300-ден астам патентына ие. Ензимдік гидролиз технологиясын пайдалана отырып, Iogen компаниясы 2004 жылдан бері целлюлозалық этанол өндіріп келеді. 2012 жылы Iogen компаниясы Оттавадағы бас кеңсесіндегі 150 қызметкерін жұмыстан босатты, бұл оның жұмыс күшінің көп бөлігін құрады. 2014 жылы бразилиялық серіктесі Raízen Energia компаниясымен бірлесіп, Iogen компаниясы Бразилияның Пирасикаба қаласында Raizen’s Costa Pinto қант зауытының жанында коммерциялық целлюлозалық этанол зауытын салды. Iogen сонымен қатар биогазды көлік отыны ретінде пайдаланудың жаңа әдістерін әзірлеп жатыр.
Коста Пинто жобасы
Бразилиялық Raízen Energia S/A компаниясы Iogen компаниясының жетілдірілген целлюлозалық биоотын технологиясын қолдана отырып, коммерциялық биомассадан этанол өндіретін зауыттың құрылысын аяқтады. 105 миллион АҚШ доллары көлеміндегі зауыт Сао-Паулу штатының Пирасикаба қаласында Raízen’s Costa Pinto қант қамысын өңдейтін зауытының жанында орналасқан және жылына қант қамысының бағасы мен сабанынан 40 миллион литр целлюлозалық этанол өндіретін болады. Осы бірінші зауыттан кейін Raízen компаниясы Iogen компаниясының целлюлозалық биоотын технологиясын пайдалана отырып, тағы жеті зауыт салуды жоспарлап отырғанын мәлімдеді.
Тарих
2019 Iogen компаниясы Boardman, Oregon маңындағы Three Mile Canyon Farms анаэробты дигестор жобасына құрылымды RNG алу келісімін ұсынады. Жобада 33 000 сүт сиырының тыңайтқышы анаэробты дигестор жүйесіне, одан кейін табиғи газ желісіне жаңартылатын табиғи газды (RNG) енгізетін биогаз тазарту жүйесіне пайдаланылады. 2015 Коста Пинто зауытының ресми ашылуы – Iogen-нің целлюлозалық этанол технологиясын қолданатын алғашқы коммерциялық нысан. 2014 Iogen Corporation және Raízen компаниялары Бразилияның Сан-Паулу штатындағы Пирасикаба қаласындағы Raízen қант зауытында целлюлозалық этанолды жоспарланған мерзімде өндіруді бастағанын хабарлады. 2014 Iogen Corporation биогаздан целлюлозалық биоотын құюдың жаңа әдісін әзірлегенін және патенттегенін хабарлады. 2013 Iogen Corporation өзінің өнеркәсіптік ферменттер бизнесі Iogen Bio Products-ты даттық фермент өндіруші Novozymes-ке 80 миллион долларға сатты. 2013 Бразилияда Raízen компаниясы Iogen технологиясын пайдалана отырып, целлюлозалық этанол зауытының құрылысын бастады. Бұл нысан Raízen-нің Коста Пинто зауытына жақын орналасқан. Raízen компаниясы Iogen технологиясын пайдалана отырып, сегіз целлюлозалық этанол зауытын кеңейтуді жоспарлап отыр. 2012 Iogen Corporation Оттавадағы штаб-пәтерінде 150 қызметкерді жұмыстан шығарды. 2012 Iogen Energy (IE) Iogen Corp және Raízen Energia S/A арасындағы 50/50 бірлескен кәсіпорынға айналды, Royal Dutch Shell және бразилиялық этанол компаниясы Cosan S. A. арасындағы 12 миллиард долларлық бірлескен кәсіпорын, және Raízen-мен Бразилияда Iogen технологиясын коммерцияландыруға бағытталған зерттеу келісімін жасады. 2012 Канаданың Оттава қаласындағы демонстрациялық зауытында Iogen-нің целлюлозалық этанол өндірісі 2,1 миллион литрге (561 000 галлонға) жетті. 2010 Shell және Cosan S. A. Бразилияда Raízen Energia деп аталатын бірлескен кәсіпорын құру ниеті туралы хабарлады, ол елдің жетекші қант өңдеушісі, этанол өндірушісі және отын сатушысы болады. Shell сондай-ақ Iogen Energy-дегі үлесін Raízen-ге беру ниеті туралы хабарлады. 2009 Iogen алғашқы целлюлозалық биоотын өндіруші болып, өзінің озық биоотын өнімдерін бөлшек сауда қызмет көрсету станциясында сата бастады. 2006 Goldman Sachs Iogen-ге 30 миллион доллар инвестициялады. 2004 Iogen әлемдегі алғашқы целлюлозалық этанол отынын өндірді.
Технология
Iogen компаниясының целлюлозалық биоотын технологиясы целлюлозалық шикізаттың кең ауқымындағы түрлерін этанолға және басқа биоотынға айналдырады. Iogen процесі келесідей:
Feedstock handling: Feedstocks such as agriculture residues are trucked to a cellulosic ethanol facility where the material is weighed and tested for moisture content. Trucks are then sent either to onsite storage, or directly to the unloading area serving the plant process. Once in the process, the feedstock particle size is reduced. When the facility is co located with a sugarcane mill, bagasse is drawn either directly from the process or from a storage pile. In this case, no further size reduction is required. In both cases, feedstock is processed to remove debris, sand and other impurities. Pretreatment: Pretreatment is a high temperature, short residence time, mild acid hydrolysis which breaks down the feedstock and prepares it for the introduction of enzymes. Pretreatment also breaks down the hemicellulose component of the feedstock into five carbon sugars. Pretreatment requires water, chemicals, and high pressure steam. Energy is recovered for re use elsewhere in the process. Enzymatic hydrolysis: The enzymatic hydrolysis step is a multi day operation run under mild conditions. Tanks receive feed slurry from pretreatment, and with the use of added enzymes, the cellulose is then broken down to produce six carbon sugars. Lignin separation and processing: In this step, the product of hydrolysis is split into solid and liquid portions. The solid portion consists mainly of lignin which possesses a high heating value, thus making it an ideal fuel for burning in a boiler. The combustion of lignin provides enough energy to power most of the cellulosic ethanol process. The liquid portion, which contains the sugars, is then sent to fermentation. Ethanol fermentation and distillation: The five and six carbon sugars are now converted to ethanol using genetically modified yeasts. A dilute ethanol stream, known as beer, is generated as well as carbon dioxide. The fermentation beer is distilled into commercial grade fuel ethanol.
Шикізатты өңдеу: Ауыл шаруашылығы қалдықтары сияқты шикізат целлюлозалық этанол зауытына жүк көлігімен тасымалданады, онда материал салмақтап, ылғалдылығы тексеріледі. Жүк машиналары кейін зауыттың өзіндегі қоймаға немесе тікелей өңдеу процесіне қызмет ететін түсіру алаңына жіберіледі. Процеске енгеннен кейін шикізаттың бөлшектерінің мөлшері кішірейтіледі. Егер зауыт қант құмырасын өңдеу зауытымен бірге орналасса, багасс тікелей процестен немесе сақтау қабатынан алынады. Бұл жағдайда, өлшемді одан әрі кішірейтудің қажеті жоқ. Екі жағдайда да шикізаттан қоқыстар, құм және басқа да қоспалар алынып тазартады.
Feedstock handling: Feedstocks such as agriculture residues are trucked to a cellulosic ethanol facility where the material is weighed and tested for moisture content. Trucks are then sent either to onsite storage, or directly to the unloading area serving the plant process. Once in the process, the feedstock particle size is reduced. When the facility is co located with a sugarcane mill, bagasse is drawn either directly from the process or from a storage pile. In this case, no further size reduction is required. In both cases, feedstock is processed to remove debris, sand and other impurities. Pretreatment: Pretreatment is a high temperature, short residence time, mild acid hydrolysis which breaks down the feedstock and prepares it for the introduction of enzymes. Pretreatment also breaks down the hemicellulose component of the feedstock into five carbon sugars. Pretreatment requires water, chemicals, and high pressure steam. Energy is recovered for re use elsewhere in the process. Enzymatic hydrolysis: The enzymatic hydrolysis step is a multi day operation run under mild conditions. Tanks receive feed slurry from pretreatment, and with the use of added enzymes, the cellulose is then broken down to produce six carbon sugars. Lignin separation and processing: In this step, the product of hydrolysis is split into solid and liquid portions. The solid portion consists mainly of lignin which possesses a high heating value, thus making it an ideal fuel for burning in a boiler. The combustion of lignin provides enough energy to power most of the cellulosic ethanol process. The liquid portion, which contains the sugars, is then sent to fermentation. Ethanol fermentation and distillation: The five and six carbon sugars are now converted to ethanol using genetically modified yeasts. A dilute ethanol stream, known as beer, is generated as well as carbon dioxide. The fermentation beer is distilled into commercial grade fuel ethanol.
Алдын ала өңдеу: Алдын ала өңдеу – жоғары температурадағы, қысқа уақытты, жұмсақ қышқылды гидролиз процесі, ол шикізатты ыдыратып, ферменттер енгізуге дайындайды. Алдын ала өңдеу шикізаттың гемицеллюлоза құрауын бес көміртекті қанттарға да бөледі. Алдын ала өңдеуге су, химиялық заттар және жоғары қысымды бу қажет. Энергия процестің басқа бөліктерінде қайта қолдану үшін қалпына келтіріледі.
Feedstock handling: Feedstocks such as agriculture residues are trucked to a cellulosic ethanol facility where the material is weighed and tested for moisture content. Trucks are then sent either to onsite storage, or directly to the unloading area serving the plant process. Once in the process, the feedstock particle size is reduced. When the facility is co located with a sugarcane mill, bagasse is drawn either directly from the process or from a storage pile. In this case, no further size reduction is required. In both cases, feedstock is processed to remove debris, sand and other impurities. Pretreatment: Pretreatment is a high temperature, short residence time, mild acid hydrolysis which breaks down the feedstock and prepares it for the introduction of enzymes. Pretreatment also breaks down the hemicellulose component of the feedstock into five carbon sugars. Pretreatment requires water, chemicals, and high pressure steam. Energy is recovered for re use elsewhere in the process. Enzymatic hydrolysis: The enzymatic hydrolysis step is a multi day operation run under mild conditions. Tanks receive feed slurry from pretreatment, and with the use of added enzymes, the cellulose is then broken down to produce six carbon sugars. Lignin separation and processing: In this step, the product of hydrolysis is split into solid and liquid portions. The solid portion consists mainly of lignin which possesses a high heating value, thus making it an ideal fuel for burning in a boiler. The combustion of lignin provides enough energy to power most of the cellulosic ethanol process. The liquid portion, which contains the sugars, is then sent to fermentation. Ethanol fermentation and distillation: The five and six carbon sugars are now converted to ethanol using genetically modified yeasts. A dilute ethanol stream, known as beer, is generated as well as carbon dioxide. The fermentation beer is distilled into commercial grade fuel ethanol.
Ферменттік гидролиз: Ферменттік гидролиз кезеңі – жеңіл жағдайда жүзеге асырылатын, бірнеше күндік операция. Бактар алдын ала өңделген қоспаны қабылдайды, және қосылған ферменттердің көмегімен целлюлоза алты көміртекті қанттарға ыдырайды.
Feedstock handling: Feedstocks such as agriculture residues are trucked to a cellulosic ethanol facility where the material is weighed and tested for moisture content. Trucks are then sent either to onsite storage, or directly to the unloading area serving the plant process. Once in the process, the feedstock particle size is reduced. When the facility is co located with a sugarcane mill, bagasse is drawn either directly from the process or from a storage pile. In this case, no further size reduction is required. In both cases, feedstock is processed to remove debris, sand and other impurities. Pretreatment: Pretreatment is a high temperature, short residence time, mild acid hydrolysis which breaks down the feedstock and prepares it for the introduction of enzymes. Pretreatment also breaks down the hemicellulose component of the feedstock into five carbon sugars. Pretreatment requires water, chemicals, and high pressure steam. Energy is recovered for re use elsewhere in the process. Enzymatic hydrolysis: The enzymatic hydrolysis step is a multi day operation run under mild conditions. Tanks receive feed slurry from pretreatment, and with the use of added enzymes, the cellulose is then broken down to produce six carbon sugars. Lignin separation and processing: In this step, the product of hydrolysis is split into solid and liquid portions. The solid portion consists mainly of lignin which possesses a high heating value, thus making it an ideal fuel for burning in a boiler. The combustion of lignin provides enough energy to power most of the cellulosic ethanol process. The liquid portion, which contains the sugars, is then sent to fermentation. Ethanol fermentation and distillation: The five and six carbon sugars are now converted to ethanol using genetically modified yeasts. A dilute ethanol stream, known as beer, is generated as well as carbon dioxide. The fermentation beer is distilled into commercial grade fuel ethanol.
Лигнинді бөлу және өңдеу: Бұл кезеңде гидролиз өнімі қатты және сұйық бөліктерге бөлінеді. Қатты бөлігі негізінен лигнинді құрайды, ол жоғары жылу беру қабілетіне ие, сондықтан қазандықта жағу үшін өте қолайлы отын болып табылады. Лигнинді жағу целлюлозалық этанол процесінің көп бөлігін қуаттандыруға жеткілікті энергия береді. Сұйық бөлік, құрамында қанттары бар, ферментацияға жіберіледі.
Feedstock handling: Feedstocks such as agriculture residues are trucked to a cellulosic ethanol facility where the material is weighed and tested for moisture content. Trucks are then sent either to onsite storage, or directly to the unloading area serving the plant process. Once in the process, the feedstock particle size is reduced. When the facility is co located with a sugarcane mill, bagasse is drawn either directly from the process or from a storage pile. In this case, no further size reduction is required. In both cases, feedstock is processed to remove debris, sand and other impurities. Pretreatment: Pretreatment is a high temperature, short residence time, mild acid hydrolysis which breaks down the feedstock and prepares it for the introduction of enzymes. Pretreatment also breaks down the hemicellulose component of the feedstock into five carbon sugars. Pretreatment requires water, chemicals, and high pressure steam. Energy is recovered for re use elsewhere in the process. Enzymatic hydrolysis: The enzymatic hydrolysis step is a multi day operation run under mild conditions. Tanks receive feed slurry from pretreatment, and with the use of added enzymes, the cellulose is then broken down to produce six carbon sugars. Lignin separation and processing: In this step, the product of hydrolysis is split into solid and liquid portions. The solid portion consists mainly of lignin which possesses a high heating value, thus making it an ideal fuel for burning in a boiler. The combustion of lignin provides enough energy to power most of the cellulosic ethanol process. The liquid portion, which contains the sugars, is then sent to fermentation. Ethanol fermentation and distillation: The five and six carbon sugars are now converted to ethanol using genetically modified yeasts. A dilute ethanol stream, known as beer, is generated as well as carbon dioxide. The fermentation beer is distilled into commercial grade fuel ethanol.
Этанолды ашыту және тазарту: Бес және алты көміртекті қанттар генетикалық модификацияланған ашытқылардың көмегімен этанолға айналдырылады. Көмірқышқыл газымен бірге «сыра» деп аталатын сұйылтылған этанол ағыны да пайда болады. Ферментациялық сырадан коммерциялық сападағы этанол алынады.
Feedstock handling: Feedstocks such as agriculture residues are trucked to a cellulosic ethanol facility where the material is weighed and tested for moisture content. Trucks are then sent either to onsite storage, or directly to the unloading area serving the plant process. Once in the process, the feedstock particle size is reduced. When the facility is co located with a sugarcane mill, bagasse is drawn either directly from the process or from a storage pile. In this case, no further size reduction is required. In both cases, feedstock is processed to remove debris, sand and other impurities. Pretreatment: Pretreatment is a high temperature, short residence time, mild acid hydrolysis which breaks down the feedstock and prepares it for the introduction of enzymes. Pretreatment also breaks down the hemicellulose component of the feedstock into five carbon sugars. Pretreatment requires water, chemicals, and high pressure steam. Energy is recovered for re use elsewhere in the process. Enzymatic hydrolysis: The enzymatic hydrolysis step is a multi day operation run under mild conditions. Tanks receive feed slurry from pretreatment, and with the use of added enzymes, the cellulose is then broken down to produce six carbon sugars. Lignin separation and processing: In this step, the product of hydrolysis is split into solid and liquid portions. The solid portion consists mainly of lignin which possesses a high heating value, thus making it an ideal fuel for burning in a boiler. The combustion of lignin provides enough energy to power most of the cellulosic ethanol process. The liquid portion, which contains the sugars, is then sent to fermentation. Ethanol fermentation and distillation: The five and six carbon sugars are now converted to ethanol using genetically modified yeasts. A dilute ethanol stream, known as beer, is generated as well as carbon dioxide. The fermentation beer is distilled into commercial grade fuel ethanol.