پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی
اتانول چطور تولید می شود؟
نشاسته و سلولز در تولید اتانول
شکر چغندرقند و نیشکر؛ استخراج‌شده و تحت فرآیند قرار می‌گیرد. محصولاتی مثل ذرت ، گندم و جو حاوی نشاسته هستند، به شکر تبدیل می‌شوند و از آن اتانول تولید می‌کنند. عمده تولید اتانول ایالات‌متحده از نشاسته صورت می‌گیرد. منبع تأمین نشاسته هم عمدتاً از مزارع ذرت تأمین می‌شود.
منبع دیگر شکر در درخت‌ها و سایر گیاهان به‌صورت الیاف سلولزی وجود دارد. برای استفاده از سلولز، ابتدا باید آن را به شکر تخریب کرد و سپس شکر طی فرایند تخمیر، به اتانول تبدیل می‌شود. محصولات جانبی عملیات‌های جنگل‌داری هم، برای تولید اتانول با منبع سلولزی استفاده می‌شود. خاک‌اره، تکه‌های چوب، شاخه‌ها و ضایعات محصولات کشاورزی از موادی هستند که می‌توان از آن‌ها در تولید اتانول سلولزی استفاده کرد. برخی گیاهان نیز منحصراً برای تولید اتانول کشت می‌شوند.
فرآیند میلینگ
تولید اتانول عمدتاً در یک فرایند چهار مرحله‌ای انجام می‌شود:
- مواد اولیه که محصولات کشاورزی یا گیاهان را شامل می‌شود برای تسهیل فرایند خرد می‌شوند.
- شکر از مواد اولیه جدا می‌شود. بهطور دقیقتر سلولز به شکر تخریبشده و یا نشاسته به شکر تبدیل می‌شود. این عملیات طی یک فرایند پخت انجام می‌شود.
- مخمرها و باکتریها از شکر تغذیه می‌کنند و اتانول آزاد می‌شود. این فرایند تخمیر نام دارد و طی این فرایند کربن دیاکسید به‌عنوان محصول جانبی ایجاد می‌شود. بسیاری از نوشیدنی‌های بر پایه انگور و مالت هم با فرایند مشابهی تولید می‌شوند.
- برای حصول اتانول با غلظتهای بالا، طی فرایند تقطیر، اتانول از سایر محصولات جداسازی می‌شود. برای اینکه این اتانول توسط انسان قابلمصرف نباشد گازوئیل به‌عنوان ماده افزودنی به آن اضافه می‌شود. ذرت استفادهشده را می‌توان بعد از فرآیند، جداسازی نمود و برای غذای دام و طیور استفاده کرد.
میلینگ مرطوب
خالص سازی اتانول
در فرآیند تولید اتانول پس از تخمیر، نوبت به مرحله‌ی تقطیر می‌رسد. در این مرحله اتانول تا حدود 96 درجه خالص می‌شود. در این مرحله از چند برج تقطیر سینی‌دار یا آکنده با جنس استیل وجود دارد. برای به دست آوردن خلوص بیشتر از چند روش می توان استفاده کرد:
استفاده از غربال ملکولی: در این روش از غربال ملکولی برای به دام افتادن مولکول‌های آب و افزایش درصد اتانول استفاده می‌شود.
استفاده از پمپ خلا: در این روش با کاهش فشار نقطه‌ی آزئوتروپ شکسته شده و الکل خالص به‌دست می‌آید.
روش تقطیر غشایی: در این روش با استفاده از تقطیر غشایی الکل 99.96 حاصل می‌شود.