اتانول، استات، کلستریدیوم لانگالی، تخمیر گاز سنتزفهرست مطالبچکیده.. بواژگان کلیدی.. بفهرست مطالب.. تلیست جدول ها.. ذلیست شکل ها.. زلیست تصویرها.. ضلیست علایم و اختصارات.. ط1 فصل اول: مقدمه. 11-1مقدمه. 11-2سوختهای بیولوژیکی. 21-3روشهای تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم. 41-3-1.................................... فرایند تبدیل شیمیائی-حرارتی بیومس. 61-3-1-1تبدیل به گاز کردن بیومس. 61-3-1-2تخمیر گاز سنتز. 91-4مزیتهای بیوکاتالیستها. 101-5تولید اتانول به عنوان سوخت بیولوژیکی. 111-6طرح مساله و ضرورت انجام پروژه. 141-7اهداف کلی پروژه. 141-8اهداف و چهارچوب پروژه. 151-9 تقسیم بندی فصول پایان نامه. 172 فصل دوم: مروری بر متون علمی. 192-1مقدمه. 192-2واکنش بیولوژیکی جابجائی آب-گاز. 202-3باکتریهای استوژنیک. 292-3-1کلستریدیوم لانگالی. 342-4مسیر متابولیکیاستوژنها. 362-5عوامل موثر در تخمیر گاز سنتز. 422-5-1................................................................ تاثیر ترکیب محیط کشت. 422-5-2تاثیر منبع آلی. 462-5-3تاثیر pH محیط کشت. 492-5-4تاثیر عامل کاهنده. 512-5-5تاثیر عناصر جزئی. 542-5-6.......................................... اثرات بازدارندگی در محیط تخمیر. 562-5-7محدودیتهای انتقال جرم. 582-5-8تاثیر فشار سوبسترای گازی. 643 فصل سوم: مواد مورد نیاز و روش کار. 683-1مقدمه. 683-2باکتری کلستریدیوم لانگالی. 693-3محیط کشت باکتری لانگالی. 703-3-1ترکیبات محیط کشت مایع. 723-3-1-1محلول عناصر جزئی. 723-3-1-2محلول ویتامین ولف. 723-3-1-3محلول عوامل کاهنده. 733-4روش تهیه محیط کشت مایع. 733-4-1روش تهیه محیط کشت جامد. 753-5نحوه تکثیر باکتری لانگالی. 753-6آزمایشهای ناپیوسته کشت لانگالی. 793-6-1رشد باکتری با سوبسترای آلی. 793-6-1-1تاثیر نوع سوبسترای آلی. 793-6-1-2تاثیر غلظت سوبسترای آلی. 803-6-2رشد باکتری با گاز سنتز. 813-6-2-1تاثیر همزمان عوامل کاهندهو pH اولیه محیط کشت. 813-6-2-2تاثیر فشار اولیه گاز سنتز در بیوراکتورهای ناپیوسته 833-7آزمایشهای پیوسته تخمیر گاز سنتز. 843-7-1.................................................................. تاثیر نرخ رقیق سازی. 873-7-2تاثیر شدت جریان گاز سنتز و دور همزن. 883-8آنالیز نتایج. 883-8-1اندازه گیری دانسیته سلولی. 883-8-2آنالیز فروکتوز و گلوکز در محیط کشت. 903-8-3آنالیز نمونه های مایع برای اتانول و استات. 933-8-4آنالیز نمونه های گاز. 943-9مدلهای کینتیکی و روش به دست آوردن آنها. 953-9-1کینتیک رشد سلول. 953-9-2محاسبات انتقال جرم. 983-9-2-1انتقال جرم در سیستم ناپیوسته. 983-9-2-2انتقال جرم در سیستم پیوسته. 1003-9-3نرخ واکنش. 1024فصل چهارم: نتایج آزمایشها و تحلیل داده ها. 1034-1مقدمه. 1034-2تاثیر سوبسترای آلی. 1044-2-1رشد سلول و مصرف سوبسترا. 1044-2-2مسیر متابولیکی پیشنهاد شده برای لانگالی. 1084-2-3تولید محصول. 1114-2-4تاثیر غلظت فروکتوز. 1154-2-4-1رشد سلول. 1154-2-4-2تولید محصول. 1184-3تاثیر همزمان عوامل کاهنده و pH.. 1224-3-1رشد سلول. 1234-3-2مصرف سوبسترای گازی. 1254-3-3تولید اتانول و استات. 1294-3-4بازده محصول. 1334-4مطالعات کینتیکی. 1354-4-1کینتیک رشد سلول. 1364-4-2کینتیک مصرف سوبسترای گازی. 1454-4-3... بررسی کینتیک نرخ مصرف سوبسترای گازی و انتقال جرم. 1474-4-4کینتیک مصرف سوبسترا. 1524-5آزمایشهای پیوسته تخمیر گاز سنتز در بیوراکتور. 1544-5-1تاثیر نرخ رقیق سازی. 1544-5-1-1دانسیته سلولی و pH محیط کشت. 1554-5-1-2مصرف سوبسترای گازی. 1574-5-1-3تولید محصول. 1584-5-2تاثیر شدت جریان گاز و دور همزن. 1594-5-2-1مصرف سوبسترای گازی. 1604-5-2-2تولید محصول. 1624-5-2-3ضریب انتقال جرم در بیوراکتور. 1634-5-2-4بازده محصول. 1695فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات. 1725-1نتیجه گیری از آزمایشها. 1725-2ارائه پیشنهادات برای طرحهای آتی. 175پیوست الف.. 177پیوست ب.. 1816مراجع. 187Abstract. 194 لیست جدول هاجدول 2‑1: میکروبهای مختلف برای تخمیر سوبسترای گازی به سوختهای بیولوژیکی. 21جدول 2‑2 : تولید هیدروژن با استفاده از باکتریهای هیدروژنوژنیک 26جدول 2‑3 : تولید سوختهای بیولوژیکی با استفاده از باکتریهای استوژنیک. 30جدول 3‑1: ترکیبات شیمیائی و بیوشیمیائی مورد استفاده در محیط کشت باکتری لانگالی. 71جدول 3‑2: محیطهای کشت مختلف برای بررسی تاثیر همزمان عوامل کاهنده و pH محیط کشت. 83جدول 4‑1: بازده مصرف سوبسترا، رشد سلول و تولید محصول در باکتری لانگالی رشد داده شده با سوبستراهای آلی مختلف. 114جدول 4‑2: پارامترهای کینتیکی بر اساس مدل ولترا برای رشد لانگالی با غلظتهای مختلف فروکتوز. 117جدول 4‑3: بازده مصرف سوبسترا، رشد سلول و تولید محصول در باکتری لانگالی رشد داده شده با غلظتهای مختلف فروکتوز. 121جدول 4‑4: پارامترهای مربوط به بازده در فرایند تخمیر گاز سنتز توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده و pH اولیه مختلف محیط کشت. 135جدول 4‑5: پارامترهای کینتیکی به دست آمده بر اساس مدل ولترا برای رشد سلول لانگالی روی گاز سنتز. 137جدول 4‑6: مدلهای کینتیکی مختلف بر اساس سوبسترای تکی برای ارائه مدل رشد با سوبسترای دوتایی. 141جدول 4‑7 : مدلهای رشد بسط داده شده بر اساس سوبسترای دوتایی برای توصیف کینتیک رشد لانگالی روی CO و H2، پارامترهای کینتیکی و SSD.. 145جدول 4‑8: ضرایب انتقال جرم محاسبه شده در فشارهای مختلف در بیوراکتور ناپیوسته. 149جدول 4‑9: پارامترهای بیوکینتیکی محاسبه شده از مدل گمپرتز اصلاح شده برای تولید محصول. 154جدول 4‑10: روابط تجربی برای پیش بینی ضریب انتقال جرم حجمی به شکل معادله (4-29). 165جدول 4‑11: ضرایب انتقال جرم H2 و CO محاسبه شده و نرخ واکنش در دورهای مختلف همزن بیوراکتور... 168جدول 4‑12: پارامترهای مربوط به بازده در فرایند تخمیر پیوسته گاز سنتز توسط باکتری لانگالی در شدت جریانهای گاز مختلف و دور همزن متفاوت. 171جدول ب-1: ضرایب انتقال جرم محاسبه شده و تجربی برای CO در دورهای مختلف همزن........................190 لیست شکل هاشکل 1‑1: نمایی کلی از مواد اولیه مناسب برای تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم. 4شکل 1‑2: شمایی از فرایند تبدیل به گاز کردن بیومس همراه با فرایند تخمیر گاز سنتز برای تولید سوختهای بیولوژیکی. 8شکل 1‑3 : تولید جهانی اتانول بیولوژیکی در سالهای 2008-2000. 12شکل 2‑1: میکروگراف TEM باکتری کلستریدیوم لانگالی. 34شکل 2‑2: مسیر متابولیکی استیل-کو آنزیم Aبرای باکتریهای استوژنیک 38شکل 3‑1: نمایی شماتیک از سیستم پیوسته در فرایند تخمیر گاز سنتز 84شکل 3‑2: منحنی کالیبراسیون برای محاسبه دانسیته سلولی باکتری لانگالی. 90شکل 3‑3: منحنی کالیبراسیون برای فروکتوز. 92شکل 3‑4 : منحنی کالیبراسیون برای گلوکز. 92شکل 4‑1: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با فروکتوز. 105شکل 4‑2: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با گلوکز. 105شکل 4‑3: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با اتانول. 106شکل 4‑4: دانسیته سلولی، مصرف سوبسترا و تولید محصول در لانگالی رشد داده شده با استات. 107شکل 4‑5: مسیر متابولیکی پیشنهاد شده برای رشد هتروتروفیک باکتری لانگالی و تولید محصول. 109شکل 4‑6: استفاده از مدل ولترا برای توصیف رشد سلول در غلظتهای مختلف فروکتوز. 116شکل 4‑7: تولید استات در محیط کشت توسط باکتری لانگالی در غلظتهای مختلف فروکتوز. 119شکل 4‑8: تولید اتانول در محیط کشت توسط باکتری لانگالی در غلظتهای مختلف فروکتوز. 120شکل 4‑9: نسبت تولید اتانول به استات در باکتری لانگالی با استفاده از غلظتهای مختلف فروکتوز. 122شکل 4‑10: منحنی رشد سلول باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه (الف) 8/6 و (ب) 9/5. 124شکل 4‑11: مصرف سوبسترای گازی (الف) H2 و (ب) CO توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه 8/6. 126شکل 4‑12: مصرف سوبسترای گازی (الف) H2 و (ب) COتوسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه 9/5. 127شکل 4‑13: تولید اتانول توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه (الف) 8/6 و (ب) 9/5. 130شکل 4‑14: تولید استات توسط باکتری لانگالی با عوامل کاهنده مختلف در pH اولیه (الف) 8/6 و (ب) 9/5. 131شکل 4‑15: رابطه استوکیومتری (4-13) برای تولید اتانول و استات از H2 و CO.. 134شکل 4‑16: استفاده از مدل ولترا برای توصیف پروفایل رشد سلولی در فشارهای مختلف گاز. 136شکل 4‑17: رشد سلول به صورت تابعی از H2 و CO مصرف شده در فشار اولیه 0/1 اتمسفر. 139شکل 4‑18: تعیین نرخ رشد ویژه لانگالی روی گاز سنتز در فشار 0/1 اتمسفر. 143شکل 4‑19: نرخ رشد ویژه پیش بینی شده از معادله (4-20) که با یافته های آزمایشگاهی تطابق داده شد. 144شکل 4‑20: تغییرات فشار جزئی CO اندازه گیری شده در فاز گاز (شکل داخلی) و فشار محاسبه شده CO در فاز مایع در فشارهای مختلف در بیوراکتور ناپیوسته. 147شکل 4‑21: تغییرات فشار CO در فاز گاز و مایع در طول فرایند تخمیر در فشار 0/1 اتمسفر بیوراکتور. 150شکل 4‑22: مدل خطی و درجه دوم اندرو برای مصرف CO توسط باکتری لانگالی در فشارهای مختلف. 151شکل 4‑23: مدل گمپرتز اصلاح شده برای تولید الف) اتانول و ب) استات در فشارهای مختلف گاز سنتز توسط لانگالی. 153شکل 4‑24: رشد سلولی و تغییرات pH در محیط کشت پیوسته لانگالی با نرخهای رقیق سازی مختلف با شدت جریان گاز 0/8 میلی لیتر در دقیقه و دور همزن 500 (rpm). 156شکل 4‑25: مصرف H2 و CO در محیط کشت پیوسته لانگالی با نرخهای رقیق سازی مختلف در شدت جریان گاز 0/8 میلی لیتر در دقیقه و دور همزن 500 (rpm). 157شکل 4‑26: تولید اتانول و استات در محیط کشت پیوسته لانگالی با نرخهای رقیق سازی مختلف در شدت جریان گاز 0/8 میلی لیتر در دقیقه و دور همزن 500 (rpm). 159شکل 4‑27: مصرف H2 و CO در محیط کشت پیوسته لانگالی با شدت جریانهای مختلف گاز سنتز و دورهای متفاوت همزن با نرخ رقیق سازی 018/0 بر ساعت. 161شکل 4‑28: تاثیر شدت جریان گاز روی میزان تبدیل CO در دورهای مختلف همزن. 161شکل 4‑29: تاثیر دور همزن روی میزان تبدیل CO در شدت جریانهای مختلف گاز سنتز. 162شکل 4‑30: تولید اتانول و استات در محیط کشت پیوسته لانگالی با شدت جریانهای مختلف گاز سنتز و دورهای متفاوت همزن با نرخ رقیق سازی 018/0 بر ساعت. 163شکل 4‑31: ضرایب انتقال جرم در بیوراکتور در شرایط پایدار برای CO 167شکل 4‑32: ضرایب انتقال جرم در بیوراکتور در شرایط پایدار برای H2167شکل 4‑33: رابطه استوکیومتری (4-13) برای تعیین بازده اتانول و استات تولید شده از H2 و CO در فرایند تخمیر پیوسته گاز سنتز توسط لانگالی برای شدت جریانهای گاز. 170شکل الف-1: مونوگرام GC مربوط به گاز استاندارد حاوی 30% CO، 30% H2، 30% CO2 و 10% Ar............182شکل الف-2: مونوگرام GC مربوط به گاز سنتز مصرف شده در سرم باتل......................................................182شکل الف-3: مونوگرام GC مربوط به گاز سنتز خروجی از بیوراکتور.............................................................183شکل الف-4: مونوگرام GC محلول استاندارد مایع حاوی 0/1 گرم بر لیتر اتانول، استون و استات همراه با2-پنتانون به عنوان استاندارد......................................................................................................................183شکل الف-5: مونوگرام GC مربوط به محصولات آزمایش ناپیوسته در سرم باتل همراه با 2-پنتانون به عنوان استاندارد........................................................................................................................................184شکل الف-6: مونوگرام GC مربوط به محصولات آزمایش پیوسته در بیوراکتور همراه با 2-پنتانون به عنوان استاندارد........................................................................................................................................184شکل ب-1: ترسیم رابطه خطی (ب-4) برای یافته های آزمایشگاهی در شدت جریانهای مختلف گاز..............189 لیست تصویرهاتصویر 3‑1: آمپول حاوی باکتری کلستریدیوم لانگالی ATCC 55383. 69تصویر 3‑2: نحوه وارد کردن گاز به داخل سرم باتل. 74تصویر 3‑3: محفظه بی هوازی همراه با کپسول نیتروژن برای ایجاد شرایط بی هوازی. 76تصویر 3‑4: باکتری لانگالی رشد داده شده روی پلیت آگار. 78تصویر 3‑5: باکتری رشد کرده در محیط کشت مایع (سرم باتل سمت راست) و محیط کشت تازه بدون باکتری (سرم باتل سمت چپ). 78تصویر 3‑6: محیط کشت استریل همراه با تدلار بگ و جریان ورودی به بیوراکتور. 86تصویر 3‑7: نمایی از سیسستم پیوسته در فرایند تخمیر گاز سنتز توسط باکتری لانگالی. 87 لیست علایم و اختصارات استاتAcثابت مربوط به پارامترهای هندسی راکتور و همزن مورد استفادهCغلظت CO در جریان ورودی به بیوراکتور (میلی مول بر لیتر)CCO,inغلظت CO در جریان خروجی از بیوراکتور (میلی مول بر لیتر)CCO,outقطر بیوراکتور (متر)Dtقطر پروانه همزن (متر)DiاتانولEtOHفاکتور تصحیحfcثابت هنری (اتمسفر لیتر بر میلی مول)Hمحصول (اتانول یا استات)iثابت کاهش یا افزایش رشد سلول (بر ساعت)kضریب انتقال جرم در فاز گاز (بر ساعت)kgasثابت بازدارندگی CO (اتمسفر)KI, COضریب انتقال جرم حجمی (بر ساعت)KLaضریب انتقال جرم در فاز مایع (بر ساعت)kliqثابت سرعت واکنش درجه اول (بر ساعت)kpثابت مونود برای CO (اتمسفر)Ks,COثابت مونود برای H2 (اتمسفر)Ks,H2ثابت موزر برای سوبسترای i (گرم بر لیتر)mثابت مدل لانگnسرعت همزن(دور در دقیقه)Niمولهای CO در فاز گاز (میلی مول)توان همزن (وات)Pفشار CO محلول در فاز مایع در هر لحظه (اتمسفر)فشار CO محلول اولیه (اتمسفر)فشار CO در فاز گاز (اتمسفر)توان همزن در حالتی که گاز جریان دارد (وات)Pgتوان ورودی به ازای واحد حجم مایع (وات بر مترمکعب)Pg/Vمیزان محصول تولیدی (میلی مول بر لیتر)Piحداکثر میزان محصول تولید شده (میلی مول بر لیتر)Pmax,iعدد توانPnoنرخ تولید ویژه (میلی مول برگرم بر ساعت)qنرخ مصرف CO ویژه (میلی مول بر گرم سلول بر ساعت)qCOحداکثر نرخ مصرف ویژه (میلی مول بر گرم سلول بر ساعت)qmaxحداکثر نرخ تولید محصول (میلی مول بر لیتر بر ساعت)Rmax,iدور در دقیقهrpmزمان ماند گاز در بیوراکتور (ساعت)RTنرخ رشد ویژه (گرم سلول به گرم سوبسترا به ساعت)SGRفشار سوبسترای i(اتمسفر)Siحداکثر فشار بازدارندگی CO برای ممانعت از رشد (اتمسفر)Sm,COنرخ تولید ویژه (مول بر گرم بر ساعت)SPRمجموع تفاضل مربعاتSSDنرخ مصرف ویژه (مول بر گرم بر ساعت)SURمدت زمان فرایند تخمیر (ساعت)tسرعت ظاهری گاز (متر بر ثانیه)Usحجم محیط کشت مایع (لیتر)Vlغلظت سلول در هر لحظه (گرم بر لیتر)xغلظت اولیه سلولی (گرم بر لیتر)x0جمعیت سلولی در حال رشد (گرم بر لیتر)x1جمعیت سلولی در حال کاهش (گرم بر لیتر)x2میزان تبدیل COXCOحداکثر غلظت سلولی (گرم بر لیتر)xmبازده محصول تجربی (مول بر مول)YP/S, expبازده محصول تئوری (مول بر مول)YP/S, thبازده تولید محصول از بیومس (میلی مول بر گرم)YP/Xبازده بیومس از سوبسترا (گرم بر مول)YX/Sحروف لاتینثابت مربوط به پارامترهای هندسی راکتور و همزن مورد استفادهαثابت مربوط به پارامترهای هندسی راکتور و همزن مورد استفادهβمعکوس غلظت نهایی سلول(لیتر بر گرم) γتخلخل مایعeLراندمان تبدیل سوبسترا به محصول (%)ηویسکوزیته محیط کشت (میلی پاسکال ثانیه)ηsمدت زمان تاخیر تا فاز نمایی تولید محصول (ساعت)λiنرخ رشد ویژه ( بر ساعت)µنرخ رشد ویژه تجربی (بر ساعت)µexpحداکثر نرخ رشد ویژه (بر ساعت)µmنرخ رشد ویژه پیش بینی شده از مدل (بر ساعت)µmodelشدت جریان گاز (میلی لیتر بر دقیقه)gνفشار گاز کل (اتمسفر)πدانسیته محیط کشت (کیلوگرم بر متر مکعب)ρ فصل اول: مقدمه 1-1مقدمهاز آغاز قرن بیستم، تولید سوخت و ترکیبات شیمیائی از گاز سنتز به عنوان روشی برای تولید سوختهای تجدید پذیر مورد توجه جوامع علمی و صنعتی قرار گرفت. هر چند، بیشتر پیشرفتها و اکتشافاتی که در این زمینه انجام گرفته است به استفاده از فرایندهای کاتالیستی و کاتالیستهای پایه فلزی مربوط می شود. اخیرا، توجه محققین و پژوهشگران به تولید سوختهای بیولوژیکی و ترکیبات شیمیائی از گاز سنتز از طریق روشهای بیولوژیکی معطوف گردیده است چرا که استفاده از میکروبها به عنوان بیوکاتالیست مزیتهایی را نسبت به کاتالیستهای پایه فلزی به همراه دارد.امروزه تلاشهای فراوانی در جهت تولید سوختهای بیولوژیکی صورت می گیرد اما این مساله تبدیل به یکی از موضوعات بحث برانگیز در جوامع علمی و انسانی گردیده است. تولید سوختهای بیولوژیکی نسل اول[1] از منابع غذایی با توجه به نیاز مبرم بسیاری از کشورها به غذا امری غیر اخلاقی تلقی شده و همواره مورد انتقاد قرار گرفته است. تخمیر گاز سنتز برای تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم[2] می تواند پاسخگوی بخش عمده ای از انتقادها نسبت به تولید سوخت از محصولات غذایی باشد. تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم از منابع غیر غذایی، عموما ضایعات کشاورزی و پسماندهای آلی، شامل دو تکنولوژی اساسی است که در آن ابتدا بیومس تبدیل به گاز شده و سپس گاز سنتز تولید شده به عنوان سوبسترا در فرایند میکروبی یا کاتالیستی به سوخت بیولوژیکی تبدیل می گردد.با وجود مطالعات و تحقیقاتی که به تازگی روی فرایند تخمیر گاز سنتز به عنوان روشی پایدار و تجدید پذیر برای تولید سوختهای بیولوژیکی صورت گرفته است، این فرایند همچنان یک تکنولوژی تکامل نیافته محسوب می گرددو لازم است چالش های تکنیکی و اقتصادی مختلفی را قبل از تجاری سازی این فرایند مرتفع ساخت. 1-2سوختهای بیولوژیکیتولید جهانی سوختهای بیولوژیکی در دهه اخیر به سرعت افزایش یافته است اما این صنعت رو به رشد نگرانی های مهمی را با خود به همراه داشته است. سوختهای بیولوژیکی نسل اول از منابع غذایی اولیه مانند نشاسته، قند، روغنهای گیاهی و چربیهای حیوانی تولید می شوند. با وجود آنکه تولید سوختهای بیولوژیکی نسل اول مانند تولید اتانول از ذرت در ایالات متحده، اتانول از نیشکر در برزیل و بیودیزل از کلزا و آفتابگردان در اروپا همچنان به عنوان فرایندهای تجاری سازی شده ادامه دارد، اما با وجود انتقادهای فراوان نسبت به پایداری تولید این سوختها و رقابت آنها با تولید مواد غذایی، سوختهای بیولوژیکی نسل دوم مورد توجه فراوانی قرار گرفته اند [1]. سوختهای بیولوژیکی نسل دوم از بیومسهای لیگنوسلولزی[3] که منبع غذایی نباشند تولید می گردند. نمایی کلی از منابع اولیه ای که برای تولید سوختهای بیولوژیکی نسل دوم مورد استفاده قرار می گیرند در شکل 1-1 ارائه شده است[1, 2]. به طور کلی، این مواد اولیه به ضایعات کشاورزی، پسماندهای آلی و بیومسهایی که رشد سریع دارند و به منظور تولید انرژی کشت می شوند[4]، تقسیم بندی می گردند. بنابراین، سوختهای بیولوژیکی نسل دوم مزایایی همانند استفاده از ضایعات و پسماندها و استفاده از زمینهای بایر به خصوص در مناطق روستایی دارند. هرچند، چنانچه تولید این سوختها با محصولات غذایی بر سر زمینهای موجود رقابت کند مناسب بودن این سوختها از لحاظ پایداری تولید مورد تردید قرار خواهد گرفت. نگرانی دیگری نیز در این زمینه وجود دارد که برداشت بی رویه ضایعات کشاورزی به منظور تولید سوخت و انرژیهای بیولوژیکی، تاثیر منفی روی حاصل خیزی خاک و کیفیت آن خواهد داشت [3].