Файл: Процесс производства биоэтанола Подготовила студ гр. Эрпх21.pptx

Производить этанол можно из широкого диапазона крахмало- или сахаросодержащих субстратов. Диапазон сырья охватывает пшеницу, рожь, кукурузу, просо, ячмень, картофель, кассаву, сладкий картофель и побочные продукты глубокой переработки зерна, а также сахарного сорго, сахарного тростника или сахарной свеклы в виде меласс, густого сока или сиропа и, конечно же, продукты гидролиза целлюлозы.

Схема производства биоэтанола:

Производство:

1. Подготовка сырья:

КРАХМАЛ: Зерно и клубни подвергаются дроблению или измельчению перед их использованием в процессе. Крахмал или побочные продукты глубокой переработки зерна не требуют никакой специальной обработки и подаются на ожижение.
САХАР: Мелассы или сахарный сироп обычно не требуют специальной обработки; их разводят, окисляют и подают на участок ферментации.

2. Биореакция:

Крахмал обрабатывают процессами ожижения и осахаривания для получения глюкозы - ферментируемого сахара. Частично-осахаренная масса охлаждается и подается на участок ферментации. Окончательный гидролиз крахмала в глюкозу происходит одновременно в ходе ферментации. На этапе ферментации моносахариды превращаются в спирт с помощью дрожжей. Ферментация субстрата начинается в предварительном ферментере при заданных условиях, благоприятных для роста дрожжей. Ферментируемое сусло постепенно перетекает через несколько главных ферментеров, в процессе чего нарастает концентрация спирта. Обычно получаемая концентрация спирта в сусле составляет 13-15%. Из последнего ферментера спиртовое сусло подается в промежуточную емкость для дистилляции.

Спиртовое сусло предварительно нагревается и подается в колонну дистилляции, где спирт-сырец очищается от сусла, после чего остается бесспиртовая жидкость - барда.

Для сбережения острого пара колонны работают под разными уровнями давления так, что одна колонна нагревается головными парами другой.

Процесс

дегидратации применяется для получения безводного этанола. Стандартная технология дегидратации работает за счёт процесса адсорбции с переменным давлением с применением молекулярных сит.

Процесс ректификации позволяет получить чистый биоэтанол путем разделения на практически чистые компоненты.

Использование побочных продуктов

Барда из меласс или сиропов свеклы или тростника подается на участок выпаривания, где она концентрируется в пределах 30-65% в зависимости от назначения. Концентрированную барду можно продавать как добавку к животному корму или удобрение либо сжигать для выработки пара для технологических нужд. Нерастворимые вещества в зерновой барде отделяются в декантере и смешиваются с концентрированной бардой с участка выпаривания до того как направиться на участок сушки. Сухой продукт продается в виде порошка или гранул сухой барды с растворимыми веществами. Другой вариант, особенно подходящий для небольших заводов, это прямая продажа барды и сухого остатка из декантера. Барда также может служить непосредственным источником энергии в виде биомассного топлива для котлов или после её переработки в биогаз.

Влияние производства биоэтанола на окружающую среду

Биотопливо несет большую опасность для экологии, чем обычный бензин. По сравнению с традиционным горючим оно на 24% более углеродоемкое, из-за чего выбросы в атмосферу масштабнее.

На глобальное потепление влияют азотные удобрения, которые используются фермерами, а увеличение количества пахотных полей привело к заметному росту выбросов углерода из земли.

Вред атмосфере наносится также в процессе переработки кукурузы в топливо и при сгорании.

Список литературы:

https://www.vogelbusch-biocommodities.com/technology-ru/alcohol-ru/bioethanol-ru/
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F
https://quto.ru/journal/news/issledovanie-biotoplivo-iz-kukuruzy-okazalos-vrednee-benzina-kak-eto-16-02-2022.htm