Sustainable Solutions for Environmental Pollution, Volume 1 - Waste Management and Value-Added Products

Die Umweltverschmutzung ist eines der größten Probleme, mit denen unsere Welt heute konfrontiert ist, und zwar in allen Ländern, Regionen und sogar auf den lokalen Mülldeponien. Es ist ein gewaltiger Fortschritt auf dem Gebiet der Umwelttechnik, dass sich diese Probleme nicht nur lösen lassen, sondern es auch möglich ist, Abfälle in Produkte umzuwandeln, sogar in Produkte, mit denen sich Geld verdienen lässt. Die Suche nach Wegen zur Herstellung von Kraftstoffen und anderen Produkten aus festen Abfällen, die Weichenstellung für die Inbetriebnahme künftiger Bioraffinerien und die Entwicklung eines sauberen Verfahrens zur Erzeugung von Kraftstoffen und anderen Produkten sind nur einige der Themen im ersten Band des bahnbrechenden zweibändigen Werks ?Sustainable Solutions for Environmental Pollution?.
 
Auch die Verwertung von Abfällen, insbesondere die Herstellung von Biokraftstoffen, die Umwandlung von Altspeiseöl in grüne Chemikalien, die Entwicklung nachhaltiger Lösungen für Mülldeponien und viele andere Themen werden in dieser umfassenden Abhandlung über den Stand der Technik in diesem Bereich der Umwelttechnik behandelt.
 
Dieser wegweisende neue Band des innovativen Werks präsentiert all diese Themen so umfassend wie möglich, es werden die neuesten Fortschritte aufzeigt und die schwerwiegendsten aktuellen Probleme in Bezug auf die Umweltverschmutzung benannt. Sowohl für erfahrene Ingenieure als auch für Studenten ist dies ein Muss für jede Bibliothek.

List of contents

Preface xv
 
1 An Overview of Electro-Fermentation as a Platform for Future Biorefineries 1
Tae Hyun Chung and Bipro Ranjan Dhar
 
1.1 Introduction 2
 
1.2 Fundamental Mechanisms 5
 
1.3 Value-Added Products from Electro-Fermentation 7
 
1.3.1 Carboxylates 11
 
1.3.1.1 Short-Chain Carboxylates 11
 
1.3.1.2 Medium-Chain Carboxylates 13
 
1.3.2 Bioethanol 14
 
1.3.3 Bio-Butanol 16
 
1.3.4 Microalgae Derived Lipids 18
 
1.3.5 Acetoin 21
 
1.3.6 Biopolymer 23
 
1.3.7 L-lysine 25
 
1.3.8 1,3-propanediol 27
 
1.4 Challenges and Future Outlook 29
 
1.5 Acknowledgements 30
 
References 30
 
2 Biodiesel Sustainability: Challenges and Perspectives 41
Hussein N. Nassar, Abdallah R. Ismail and Nour Sh. El-Gendy
 
Abbreviations 42
 
2.1 Introduction 44
 
2.2 Biodiesel Production 48
 
2.3 Factors Affecting Biodiesel Production Process 51
 
2.3.1 The Type of Feedstock 51
 
2.3.2 The Type of Alcohol 54
 
2.3.3 Effect of Alcohol to Oil Molar Ratio 55
 
2.3.4 Catalyst Concentration 55
 
2.3.5 Catalysts Type 56
 
2.3.5.1 Lipases 56
 
2.3.5.2 Acid Catalysts 58
 
2.3.5.3 Alkaline Catalysts 63
 
2.3.6 Effect of Reaction Temperature 73
 
2.3.7 Effect of Reaction Time 74
 
2.3.8 Mixing Efficiency 75
 
2.3.9 Effect of pH 76
 
2.4 Transesterification Mechanisms 76
 
2.4.1 Homogeneous Acid-Catalyzed Transesterification Reaction 76
 
2.4.2 Lipase-Catalyzed Transesterification Reaction 77
 
2.4.3 CaO-Catalyzed Transesterification Reaction 77
 
2.4.4 Other Calcium Derived-Catalyzed Transesterification Reaction 80
 
2.5 Production of Biodiesel Using Heterogeneous Catalyst Prepared from Natural Sources 81
 
2.6 Challenges and Perspectives 94
 
References 99
 
3 Multidisciplinary Sides of Environmental Engineering and Sustainability 123
Said S. E. H. Elnashaie
 
3.1 Introduction 124
 
3.2 System Theory and Integrated System Approach 126
 
3.2.1 System Theory 126
 
3.2.2 The State of the System and State Variables 128
 
3.2.3 Input Variables (Parameters) 128
 
3.2.4 Design Variables (Parameters) 128
 
3.2.5 Physico-Chemical Variables (Parameters) 128
 
3.2.6 Boundaries of System 129
 
3.2.6.1 Isolated System 129
 
3.2.6.2 Closed System 129
 
3.2.6.3 Open System 129
 
3.2.7 Steady, Unsteady States and Thermodynamic Equilibrium of Systems 130
 
3.3 Sustainable Development, Sustainable Development Engineering and Environmental Engineering 130
 
3.3.1 Bio-Fuels and Integrated Bio-Refineries 132
 
3.3.2 Integrated System Approach 137
 
3.4 Advanced Multi-Disciplinary Sustainable Engineering Education 139
 
3.4.1 Bio-Fuels 143
 
3.4.1.1 Bio-Hydrogen 143
 
3.4.1.2 Bio-Diesel 143
 
3.4.1.3 Bio-Ethanol 144
 
3.4.2 Bio-Products 145
 
3.4.3 Integrated Bio-Refineries 146
 
3.4.4 Development of Novel Technologies 147
 
3.4.5 Economics of Bio-Fuels and Bio-Products 147
 
3.4.6 Nano-Technology (NT) 148
 
3.4.7 Non-Linear Dynamics (NLDs), Bifurcation (B), Chaos (C) and Complexity (COMP) 148
 
3.4.8 Sustainable Development (SD), Sustainable Development Engineering (SDE), System Theory (ST) and Integrated System Approach (ISA) 149
 
3.4.9 Novel Education 149
 
3.4.10 New Journal 150
 
3.5 Novel Designs for Auto-Thermal Behavior Towards Sustainability 152
 
3.5.1 Integrat

About the author

Nour Shafik El-Gendy, PhD, is a professor in the field of petroleum and environmental biotechnology, advisor for the Egyptian Minster of Environment, vice head for Department of Process Design & Development and former head manager of Petroleum Biotechnology Lab, Egyptian Petroleum Research Institute (EPRI). She is an editor, reviewer, and contributor to many scientific journals, and she has numerous awards, papers, and presentations to her credit, including being the author or co-author of several books. She is vice coordinator of the Scientific Research Committee, National Council for Women (NCW) of Egypt and member in the Egyptian Young Academy of Sciences (EYAS). El-Gendy is an expert in the field of environmental pollution, wastewater treatment, biofuel, petroleum upgrading, green chemistry, nanobiotechnology, recycling of wastes and biocorrosion. She has extensive research, teaching, and lecturing experience, and she is the co-editor of the book, Biodesulfurization in Petroleum Refining, also available from Wiley-Scrivener.

Summary

Die Umweltverschmutzung ist eines der größten Probleme, mit denen unsere Welt heute konfrontiert ist, und zwar in allen Ländern, Regionen und sogar auf den lokalen Mülldeponien. Es ist ein gewaltiger Fortschritt auf dem Gebiet der Umwelttechnik, dass sich diese Probleme nicht nur lösen lassen, sondern es auch möglich ist, Abfälle in Produkte umzuwandeln, sogar in Produkte, mit denen sich Geld verdienen lässt. Die Suche nach Wegen zur Herstellung von Kraftstoffen und anderen Produkten aus festen Abfällen, die Weichenstellung für die Inbetriebnahme künftiger Bioraffinerien und die Entwicklung eines sauberen Verfahrens zur Erzeugung von Kraftstoffen und anderen Produkten sind nur einige der Themen im ersten Band des bahnbrechenden zweibändigen Werks ?Sustainable Solutions for Environmental Pollution?.

Auch die Verwertung von Abfällen, insbesondere die Herstellung von Biokraftstoffen, die Umwandlung von Altspeiseöl in grüne Chemikalien, die Entwicklung nachhaltiger Lösungen für Mülldeponien und viele andere Themen werden in dieser umfassenden Abhandlung über den Stand der Technik in diesem Bereich der Umwelttechnik behandelt.

Dieser wegweisende neue Band des innovativen Werks präsentiert all diese Themen so umfassend wie möglich, es werden die neuesten Fortschritte aufzeigt und die schwerwiegendsten aktuellen Probleme in Bezug auf die Umweltverschmutzung benannt. Sowohl für erfahrene Ingenieure als auch für Studenten ist dies ein Muss für jede Bibliothek.

Product details

• Authors: Nour Shafik El-Gendy, Nour Shafik (Egyptian Petroleum Research El-Gendy, Ns El-Gendy
• Assisted by: Nour Shafik El-Gendy (Editor), El-Gendy Nour Shafik (Editor), Nou Shafik El-Gendy (Editor), Nour Shafik El-Gendy (Editor)
• Publisher: Wiley, John and Sons Ltd
• Languages: English
• Product format: Hardback
• Released: 31.07.2021
• EAN: 9781119785354
• ISBN: 978-1-119-78535-4
• No. of pages: 512
• Subjects: Natural sciences, medicine, IT, technology > Chemistry; Chemie, Nachhaltigkeit, Umwelttechnik, Umweltforschung, Umweltchemie, Umweltverschmutzung, Environmental Studies, chemistry, ÖKOTOXIKOLOGIE, Environmental Chemistry, Environmental engineering, Bauingenieur- u. Bauwesen, Civil Engineering & Construction, Ökotoxikologie, Umweltverschmutzung, Ecotoxicology & Pollution Science