Valorizzare la bio

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4606 (2023) Citare questo articolo

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La scarsità di energia e i problemi energetici convenzionali sono la ragione principale per trovare una fonte di energia rinnovabile che sia economica e rispettosa dell’ambiente, pertanto la produzione di biodiesel è una delle soluzioni più promettenti a questo problema. Inoltre, il ricino egiziano è una delle colture più importanti per la produzione di olio rispetto ad altre colture oleaginose comunemente utilizzate. Lo scopo principale di questo studio è migliorare la produzione di bioolio dai semi di ricino egiziano utilizzando microonde e ultrasuoni come pretrattamenti. Per raggiungere questo obiettivo, sono stati studiati gli effetti della velocità della vite di estrazione (20, 40 e 60 giri al minuto) e della temperatura (100, 150, 200 e 250 °C) sulla resa e sulla qualità dell'estrazione dell'olio, sui requisiti energetici di estrazione e sul tempo di estrazione. Inoltre, l'effetto delle condizioni di pretrattamento del microonde a tre livelli di potenza (Basso, Med e Alto) e tempi diversi (1, 2 e 3 min) e della condizione di pretrattamento ultrasonico con temperature diverse (40, 60 e 80 °C) e diversi tempi (15, 30 e 45 minuti) per i semi di ricino prima dell'estrazione con le condizioni ottimali della pressa a vite sulla resa di estrazione dell'olio dai semi di ricino, energia di estrazione, tempo di estrazione e qualità dell'olio estratto. I risultati indicano che le condizioni ottimali per l’estrazione dell’olio mediante pressa a vite erano una temperatura di estrazione di 200 °C e una velocità della vite di 60 giri al minuto. Si è potuto vedere che la resa dell'olio di estrazione, il fabbisogno energetico di estrazione e il tempo di estrazione erano rispettivamente del 35,59%, 18,68 e 1,86 minuti. I pretrattamenti a microonde hanno avuto risultati migliori in termini di resa in olio e energia richiesta per l'estrazione rispetto ai pretrattamenti a ultrasuoni, dove i pretrattamenti a microonde hanno registrato un'elevata resa in olio e requisiti energetici inferiori rispetto ai pretrattamenti a ultrasuoni. La resa in olio variava dal 32,67 al 37,41% rispetto al 13,29-39,83% in letteratura. Il tempo richiesto per l'estrazione variava rispettivamente da 1,77 a 2,00 e da 1,79 a 2,21 minuti per i pretrattamenti a microonde e ad ultrasuoni. Il pretrattamento ha migliorato le proprietà dell'olio estratto.

Le industrie consumano energia meno di quella degli edifici. I trasporti si collocano al terzo livello in termini di consumo energetico, dopo gli edifici e i trasporti. L'agricoltura, la pesca e le attività forestali rappresentano il basso livello di consumo energetico. Il consumo di energia è aumentato a 9,1 Giga ton in tutte queste attività durante l’anno 20191.

Il consumo di carburante per i trasporti è aumentato due volte nel corso dei decenni perduti, a causa dell’aumento della popolazione, dell’urbanizzazione e della mobilità globale. Questo settore ha consumato circa il 28% della domanda totale di energia. I movimenti di passeggeri e merci consumano circa il 70% dell’energia totale consumata nei trasporti. A causa dell’utilizzo di combustibili a base di petrolio in circa il 95% dell’energia utilizzata per i trasporti, l’ambiente e la sicurezza energetica sono profondamente colpiti 2.

La scarsità di energia è un problema molto serio. Il bilancio energetico dell'Egitto nel 2022 indica che il settore industriale consuma il maggior consumo di energia finale (34,2%), seguito dai trasporti (24,2%), dagli edifici residenziali (18,8%) e dall'agricoltura e dall'estrazione mineraria (4,7%), che rappresentano l'81,9% del consumo energetico finale. il consumo totale3. Al giorno d'oggi, la crisi del prezzo del carburante con il problema della consapevolezza è il fattore più efficace nella struttura dell'utilizzo dell'energia in tutto il mondo. Maggiori sforzi sono stati dedicati dai ricercatori per sviluppare un'energia rinnovabile. L’energia rinnovabile è il fattore chiave per il futuro non solo dell’Egitto ma del mondo intero4. Pertanto, l'utilizzo del biodiesel come risorsa energetica alternativa riduce le sostanze inquinanti e potenzialmente cancerogene. Ha basse emissioni perché il carbonio organico utilizzato nella fotogenerazione. Inoltre, non aumenta i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera5,6.

Piante come oli di soia, mais, palma e ricino vengono utilizzate per produrre biodiesel mediante reazione con alcoli catalizzati. Questi oli possono essere oli commestibili o non commestibili. L’uso di oli non commestibili nel biodiesel è migliore per aiutare a risolvere i problemi di deficit alimentare. I prezzi del biodiesel dipendono dal costo del petrolio greggio (75%). L'utilizzo di materie prime a basso prezzo riduce il prezzo del biodiesel. In Egitto il prezzo dell’olio di ricino è più basso di quello dell’olio di Jatropha7. La differenza nel prezzo del petrolio ottenuto dal ricino è inferiore (del 15%) a quella della Jatropha in Egitto.