Tenzij anders vermeld, is er sprake van standaardomstandigheden: T = 298 K en p = p0.
Biodiesel uit algen
In het project Algaeparc van Wageningen University & Research wordt onderzoek gedaan naar de productie van biodiesel uit algenolie.
Algenolie is een mengsel van triglyceriden, dat in een aantal stappen in de algen wordt gevormd:
– Door fotosynthese ontstaat eerst glucose, waarbij tevens zuurstof ontstaat.
– Glucose wordt vervolgens met een deel van deze zuurstof volledig omgezet tot pyrodruivenzuur (C3H4O3) en water.
– Pyrodruivenzuur wordt ten slotte omgezet tot algenolie.
Uit het onderzoek bleek onder andere dat de algengroei wordt geremd door de ontstane zuurstof. Bij een bepaalde algensoort neemt de vorming van algenolie sterk af als het gehalte zuurstof, dat na de omzettingen is overgebleven in de bioreactor, hoger is dan 44,2 g m–3.
De algen groeien in een buisvormige bioreactor die afgesloten is van de buitenlucht.
De onverzadigde vetzuren die in de triglyceriden van algenolie zijn gebonden, hebben enkele structuurkenmerken gemeenschappelijk:
– De CH=CH-groepen hebben uitsluitend de cis-configuratie.
– In de koolwaterstofrest bevindt zich een herhalende atoomgroep die vereenvoudigd kan worden weergegeven
als –(CH=CH–CH2) –.
Een voorbeeld van een veelvoorkomend vetzuur in algenolie is linolzuur.
Linolzuur kan worden aangeduid met de verkorte notatie 18:2 ω-6.
Deze verkorte notatie geeft informatie over:
– het totaal aantal C-atomen: 18;
– het aantal C=C-bindingen: 2;
– het plaatsnummer van de eerste CH=CH-groep vanaf de CH3-groep.
Het vetzuur DHA in de algenolie heeft als verkorte notatie 22:6 ω-3.
Als er voldoende algen zijn gekweekt, wordt de algenolie uit het mengsel geëxtraheerd. Biodiesel wordt verkregen door de reactie van algenolie met methanol. Deze reactie is hieronder vereenvoudigd weergegeven met de juiste coëfficiënten.
Bij een proefproductie werd 500 g algenolie en voldoende methanol ingevoerd.
De gemiddelde molaire massa van algenolie was 884 g mol–1.
Op deze wijze werd 0,392 L biodiesel verkregen.
De dichtheid van de geproduceerde biodiesel is 0,874·103 kg m–3 met een gemiddelde molaire massa van 296 g mol–1.
Hieronder is het blokschema van de omzetting van algenolie tot biodiesel onvolledig weergegeven.
Aan een reactor (R1) met daarin het enzym lipase worden de algenolie en een ondermaat methanol toegevoegd.
In een scheidingsruimte (S1) wordt de ontstane glycerol gescheiden van de overige stoffen.
De omzetting van de algenolie is na één reactor niet volledig. Door om en om meerdere reactoren en scheidingsruimtes te plaatsen, wordt een zo hoog mogelijke omzetting bereikt. De ondermaat methanol is zo gekozen dat de hoeveelheid methanol na elke reactor te verwaarlozen is.
In het uiteindelijke proces werden 10 reactoren en scheidingsruimtes gebruikt.
In het blokschema is met één blok de herhaling van reactoren R2 t/m R9 en scheidingsruimtes S2 t/m S9 aangegeven.
In R10 wordt een overmaat methanol toegevoegd zodat de algenolie volledig wordt omgezet tot biodiesel. In S10 wordt ten slotte biodiesel afgescheiden van het mengsel afkomstig uit R10.
Colofon
Het arrangement VWO Scheikunde Examen 2023 1e tijdvak is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Dick Naafs
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2023-06-21 18:40:59
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Het vwo eindexamen 1e tijdvak 2023 is verwerkt in een arrangement.
Bij de beantwoording van de vragen is gebruik gemaakt van het correctievoorschrift van de CEVO.
Het vwo eindexamen 1e tijdvak 2023 is verwerkt in een arrangement.
Bij de beantwoording van de vragen is gebruik gemaakt van het correctievoorschrift van de CEVO.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
