Biopohjaiset liikenteen polttonesteet

Abstract

Biopolttoaineet ovat biomassasta tuotettuja polttoaineita. Biomassaa saadaan eloperäisistä kasveista, jotka kasvaessaan sitovat hiilidioksidia saman määrän, jonka palaessaan vapauttavat. Ilmastonmuutoksen on todettu johtuvan osittain liikenteen ja teollisuuden hiilidioksidipäästöistä. Liikennemäärät ovat kasvussa, ja fossiilisia polttoaineita käyttävät liikennevälineet tuottavat suuren määrän ilmaan vapautuvasta hiilidioksidista, mikä on johtanut biopolttoaineiden tuotantoprosessien kehittämisen voimakkaaseen kasvuun. Työ toimii osana SusFuFlex-projektia. Projekti on Suomen Akatemian rahoittama tutkimus, jonka tavoitteena on löytää uusia ratkaisuja biopolttoaineiden tuotantoon.

Työn tavoitteena oli selvittää mahdollisuuksia tuottaa selluloosapohjaisesta biomassasta happohydrolyysin avulla sokeria biobutanolin raaka-aineeksi sekä sokerin prosessointi edelleen biobutanoliksi. Biobutanoli on polttoaineeksi erinomaisesti soveltuva alkoholi, jonka kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat lähellä bensiinin vastaavia ominaisuuksia. Selluloosan happohydrolyysikokeet suoritettiin Keski-Pohjanmaan ammattikorkeakoulun kemian laboratoriossa laboratoriomittakaavassa. Kokeissa käytettyjä raaka-aineita saatiin UPM Kymmene Pietarsaaren tehtailta.

Biofuels are fuels produced from biomass. Biomass refers to living and recently dead biological materials, which use the same amount of carbon dioxide when growing as they release when burning. The global warming is claimed to be a result from carbon dioxide emissions caused by transportations and industry. The amount of transportations is constantly growing and vehicles using fossil fuels produce a large amount of carbon dioxide releasing it to the atmosphere, which has increased the research of biofuel processes. This thesis is a part of the SusFuFlex-project, which is a research financed by the Finnish Academy. The objective of the SusFuFlex-project is to find new processes to produce biofuels.

The objective of the thesis was to research possibilities to produce glucose, as a raw material of biobutanol, from cellulosic biomass by an acid hydrolysis of cellulose, and production of biobutanol from glucose. Biobutanol is an alcohol that has almost the similar chemical and physical attributes to the traditional gasoline. Therefore, biobutanol would be an excellent biofuel. The experiments of the acid hydrolysis of cellulose were made in the chemical laboratory of Central Ostrobotnia University of Applied Sciences in a laboratory scale. Raw materials used in the experiments were obtained from UPM-Kymmene Pietarsaari Mill.