Buku ini membahas bioenergi sebagai sumber serbaguna dan terbarukan. Sejak awal umat manusia, manusia telah menggunakan kayu dan sumber biogenik lainnya untuk memanaskan, memasak, dan penerangan. Perdagangan biomassa muncul pada masa bersejarah (pikirkan rute sutra misalnya). Bahkan pembuatan besi industri melalui pengurangan logam didasarkan pada pemanfaatan biomassa (karbonisasi). Namun, aplikasi itu juga menyebabkan deforestasi besar-besaran, yang jelas di Inggris Raya, dan menunjukkan bahwa penggunaan biomassa tidak menjamin pasokan energi yang berkelanjutan. Oleh karena itu, revolusi industri memperkenalkan aplikasi skala besar bahan bakar fosil, dimulai dengan penggunaan batubara. Mesin uap menjadi kuda penarik abad kesembilan belas. Batubara juga menjadi basis industri kimia saat itu. Minyak awalnya digunakan untuk lampu, tetapi kemudian tampaknya menjadi pilihan bahan baku untuk bensin dan diesel di Otto dan mesin Diesel, masing-masing. Kayu dan sumber-sumber lain kembali ke gambar selama periode interbellum dan Perang Dunia Kedua ketika minyak langka, khususnya di benua Eropa. Pada waktu itu, mobil, truk, dan kapal memanfaatkan gas yang diekstraksi dari instalasi gasifikasi kayu unggun tetap. Juga, pasokan bahan kimia dan bahan semakin didukung oleh proses berbasis kayu. Setelah Perang Dunia II, era minyak murah memasuki dan rute-rute seperti itu sebagian besar ditinggalkan. Setelah krisis minyak tahun 1970-an, biomassa kembali ke gambar sebagai sumber energi, diperkuat oleh kekhawatiran lingkungan tentang penggunaan sumber energi fosil karena emisi CO2 terkait mereka merangsang efek rumah kaca. Saat ini, biomassa secara serius kembali sebagai bagian dari bauran energi berkelanjutan, dalam kombinasi dengan pasokan bahan dan bahan kimia, dan dunia yang luas dari opsi biorefinery telah terbuka. Bidang biomassa untuk pasokan energi bersifat multidisiplin dan menawarkan banyak integrasi pengetahuan bagi para insinyur muda yang memulai karier mereka. Teknologi sangat bersandar pada keterampilan teknik kimia, tetapi juga pada fisika, teknik mesin, dan ilmu pertanian antara lain. Tidak hanya masalah teknologi menentukan keberhasilan biomassa untuk pasokan energi kita, ada banyak rintangan yang harus dimasukkan ke dalam domain nonteknis seperti logistik (perdagangan dan penanganan), infrastruktur, dan politik (subsidi, pembangunan pedesaan, penciptaan lapangan kerja, dll.) untuk beberapa nama. Buku ini dibagi menjadi empat bagian, yang meliputi area luas bidang rantai teknologi konversi biomassa. Bagian I dimulai dengan konteks sosial ekonomi dan lingkungan dan dasar-dasar biomassa. Ini memberikan wawasan tentang kondisi batas dan pasokan bioenergi lapangan bermain. Selain itu, ini memberikan pandangan lebih dalam tentang apa sebenarnya biomassa itu. Bagian II mencakup dasar-dasar teknik kimia untuk menyediakan insinyur dengan alat untuk memecahkan masalah dalam domain, merancang proses berbasis biomassa baru, dan mengevaluasi subproses konversi. Alat-alat tersebut berkisar dari pengaturan keseimbangan, evaluasi fenomena transportasi massa dan panas, termodinamika dan kinetika, hingga desain reaktor dan proses. Bagian III membahas studi proses konversi biomassa yang berbeda, mulai dari pretreatment non reaktif melalui proses pembakaran, gasifikasi, pemrosesan hidrotermal, pirolisis, dan torrefaction, hingga proses konversi biokimia dan integrasi biorefinery dari teknologi tersebut. Akhirnya, Bagian IV memperlakukan penggunaan akhir dari produk konversi biomassa primer, misalnya, produksi daya melalui sel bahan bakar, produksi bahan bakar transportasi (misalnya, melalui proses Fischer-Tropsch), dan produksi bahan kimia platform melalui kimia organik untuk menggantikan jalur petrokimia konvensional ditawarkan hari ini.
This book deals with bioenergy as a versatile, renewable source. Ever since the dawn of mankind, people have been using wood and other biogenic sources for heating, cooking, and lighting. Trade of biomass came up in historic times (think about the silk route for example). Even industrial iron making via metal reduction was based on biomass utilization (carbonization). However, that very application also led to substantial deforestation, which was clear in the United Kingdom, and demonstrated that using biomass does not guarantee a sustainable energy supply. Therefore, the industrial revolution introduced the large-scale application of fossil fuel, starting with the use of coal. The steam engine became the workhorse of the nineteenth century. Coal also became the basis of the chemical industry at that time. Oil was initially used for lamps, but later it appeared to be the choice of raw material for petrol and diesel in Otto and Diesel engines, respectively. Wood and other sources came back into the picture during the interbellum period and the Second World War when oil was scarce, in particular on the European continent. At that time, cars, trucks, and ships made use of the gas extracted from fixed bed wood gasification installations. Also, chemicals supply and materials were increasingly supported by wood-based processes. After WWII, the cheap oil era was entered and such routes were largely abandoned. After the oil crises of the 1970s, biomass came back into the picture as an energy source, reinforced by environmental concerns about the use of fossil energy sources due to their associated CO2 emissions stimulating the greenhouse effect. At present, biomass is seriously back as part of a sustainable energy mix, in combination with materials and chemicals supply, and a wide world of biorefinery options has opened up. The field of biomass to energy supply is multidisciplinary and offers a wealth of integration of knowledge to young engineers starting their careers. The technologies strongly lean on chemical engineering skills, but also on physics, mechanical engineering, and agricultural sciences among others. Not only technology issues determine the success of biomass for our energy supply, there are many hurdles to be taken into the nontechnical domain such as logistics (trade and handling), infrastructure, and politics (subsidies, rural development, employment generation, etc.) to name a few. This book is divided into four parts, covering broad areas of the field of biomass conversion technology chains. Part I starts with the socioeconomic and environmental context and biomass basics. It gives insight into the boundary conditions and the playing field bioenergy supply has. Moreover, it provides a deeper look into what biomass really is. Part II covers the chemical engineering basics to provide the engineer with tools to solve problems in the domain, design new biomass-based processes, and evaluate conversion subprocesses. The tools range from setting up balances, evaluating the mass and heat transport phenomena, thermodynamics and kinetics, to reactor and process design. Part III deals with the study of different biomass conversion processes, ranging from nonreactive pretreatment via combustion processes, gasification, hydrothermal processing, pyrolysis, and torrefaction, to biochemical conversion processes and biorefinery integration of such technologies. Finally, Part IV treats the end use of primary biomass conversion products, for example, power production via fuel cells, transportation fuel production (e.g., via the Fischer–Tropsch process), and platform chemicals production via organic chemistry to substitute the conventional petrochemical pathways offered today.
