اتانول یا الکل اتیلیک، یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی CH3CH2OH است که به عنوان عضوی از دسته‌ای از ترکیبات آلی که نام عمومی آنها الکل ها است، شناخته میشود. این ترکیب، با فرمول مولکولی CH3CH2OH، یکی از مواد شیمیایی صنعتی حیاتی به شمار میرود.
اتانول یک مایع قابل اشتعال و بی‌رنگ است که در دمای ۷۸.۵ درجه سانتی‌گراد (۱۷۳.۳ درجه فارنهایت) جوش می‌کند. این ماده، بویی مطبوع اتری و طعمی سوزاننده دارد و قابل‌افسودگی در آب است.
این ماده شیمیایی به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، داروسازی، سوخت، شیمیایی و غیره استفاده میشود. از جمله کاربردهای اتانول می‌توان به تولید الکل سرخ و ایندوستریال، تولید مواد محافظتی و شوینده، سوخت‌های ترکیبی، انواع داروها، و موارد دیگر اشاره کرد.
به عنوان یک ماده اساسی در صنایع مختلف، اهمیت اتانول در تامین نیازهای صنعتی و تولیدی بسیار بزرگ است و نقش بارزی در اقتصاد جهانی ایفا می‌کند.
شرکت صنعت افرین سامیار طرح توجیهی تولید اتانول از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر را ارائه میدهد.
کاربرد های اتانول
استفاده از اتانول در محصولات آرایشی و ضدعفونی‌کننده‌ها
اتانول یکی از مواد رایج در بسیاری از محصولات آرایشی و زیبایی است. این ماده به عنوان یک جذب کننده برای کمک به تمیزی پوست عمل می‌کند و در لوسیون‌ها به عنوان ماده نگهدارنده استفاده میشود، که باعث اطمینان از جدا نشدن ترکیبات لوسیون میشود و به چسبیدن اسپری مو کمک می‌کند.
با توجه به اثربخشی اتانول در از بین بردن میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها، این ماده یک عنصر رایج در بسیاری از ضدعفونی‌کننده‌های دست است. مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌های ایالات متحده (CDC) توصیه می‌کند که در شرایطی که آب و صابون در دسترس نیست، از ضدعفونی‌کننده‌های دست استفاده شود. رعایت بهداشت دست نیز بخش مهمی از کمک به جلوگیری از انتشار COVID-19 است. استفاده از ضدعفونی‌کننده‌های دست می‌تواند به غیرفعال کردن SARS-CoV-2، سویه کروناویروس که باعث COVID-19 میشود، کمک کند
استفاده از اتانول در محصولات خانگی
اتانول به راحتی با آب و بسیاری از ترکیبات آلی مخلوط میشود و یک حلال موثر برای استفاده در رنگ‌ها، الکل‌ها و مواد شوینده و همچنین محصولات مراقبت شخصی و پاک‌کننده خانگی است. به عنوان یک افزودنی به محصولات پاک‌کننده، اتانول همچنین به عنوان یک نگهدارنده نیز استفاده میشود، زیرا در از بین بردن ارگانیسم‌هایی که می‌توانند برای مصرف‌کنندگان خطرآفرین باشند، موثر است.
سوخت
بیش از ۹۸ درصد از بنزین در ایالات متحده شامل اتانول است، اغلب در مخلوطی به نام ۱۰E که از ۱۰ درصد اتانول و ۹۰ درصد بنزین تشکیل شده است. این مخلوط با عنوان بنزین مخلوط با اتانول (E10) شناخته میشود و برای اکسیژن‌رسانی به سوخت و کاهش آلودگی هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. طبق مقررات وزارت انرژی ایالات متحده، این ترکیب باید دارای حداقل ۸۷ اکتان باشد تا از آسیب به موتور جلوگیری کند و عملکرد رانندگی را تضمین کند.
صنایع شیمیایی
اتانول به عنوان یک حلال، در سنتز سایر مواد شیمیایی آلی و به عنوان ماده اولیه برای تولید برخی از ترکیبات شیمیایی مانند
اترها، استرها، اسیدها و غیره استفاده میشود.
صنایع رنگ و رزین
اتانول به عنوان حالل به کار میرود تا مواد رنگزای مختلف و رزینها در آن حل شوند.
با توجه به استفاده‌های گسترده الکل در صنایع مختلف تولید الکل به عنوان یک طرح صنعتی ناسب به شمار میرود. شرکت سامیار با ارائه طرح توجیهی تولید الکل از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر تواند به سرمایه‌گذاران در امکان سنجی این طرح کمک کند.
روش های تولید اتانول
- تولید الکل از قندها:
- مواد اولیه: قندها مانند گلوکز (شکر) و ساکارز می‌توانند به عنوان مواد اولیه برای تولید الکل استفاده شوند.از موادی مانند ملاس نیشکر،چغندر،خرما و … استفاده میشود.
- مخمرها: مخمرها به عنوان میکروارگانیسم‌هایی که فرمانتاسیون را انجام می‌دهند، به کار می‌روند. این مخمرها عمدتاً از جنس Saccharomyces cerevisiae (مخمر مخصوص تولید الکل) است.
- فرآیند: در این فرآیند، مخمرها قندها را به الکل و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کنند. این روند با حضور مواد غذایی، دمای مناسب و بدون اکسیژن انجام میشود. تحت شرایط مناسب، مخمرها گلوکز را به الکل و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کنند.
- تولید الکل از نشاسته:
- مواد اولیه: نشاسته‌های مانند نشاسته ذرت، گندم، یا سیب‌زمینی می‌توانند به عنوان مواد اولیه برای تولید الکل استفاده شوند.
- تبدیل نشاسته به قند: قبل از تخمیر، نشاسته‌ها به قندهای ساده‌تر مانند گلوکز و ساکارز تبدیل می‌شوند. این فرآیند به کمک آنزیم‌هایی که توسط میکروارگانیسم‌ها مانند برخی باکتری‌ها و قارچ‌ها تولید می‌شوند، انجام میشود.
- فرآیند تخمیر: مراحل تخمیر پس از تبدیل نشاسته به قندها مشابه تولید الکل از قندهاست. مخمرها قندهای موجود را به الکل و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کنند.
تولید اتانول از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر: عملکرد و کاربردها
ملاس چغندر قند: ملاس چغندر قند، یک محصول جانبی از تولید قند از چغندر قند است. این ملاس شامل قندهایی مانند ساکارز، گلوکز و فروکتوز است که می‌توانند توسط مخمرها تخمیر شده و به اتانول تبدیل شوند. این فرآیند شامل مراحلی مانند رقیق کردن ملاس، اضافه کردن مخمر برای تخمیر و سپس تقطیر مخلوط برای جدا کردن اتانول از سایر اجزا است. اتانول تولید شده از ملاس چغندر قند می‌تواند به عنوان یک افزودنی در سوخت زیستی یا به عنوان سوخت مستقل در وسایل نقلیه استفاده شود.
باگاس نیشکر: باگاس نیشکر، باقیمانده فیبری است که پس از استخراج آب از نیشکر به جا می‌ماند. از آن می‌توان به عنوان ماده اولیه برای تولید اتانول از طریق فرآیندهای بیوشیمیایی یا ترموشیمیایی استفاده کرد. فرآیندهای بیوشیمیایی شامل تجزیه سلولز و همی‌سلولز موجود در باگاس به قندها با استفاده از آنزیم‌ها است که سپس به اتانول تخمیر میشود. فرآیندهای ترموشیمیایی شامل تبدیل به گاز یا تجزیه در اثر حرارت باگاس برای تولید گاز سنتز یا روغن زیستی است که می‌تواند بیشتر به اتانول تبدیل شود. تولید اتانول از باگاس نیشکر به کمک بهینه‌سازی استفاده از یک محصول زائد کمک می‌کند و اثرات زیست محیطی فرآوری نیشکر را کاهش میدهد.
مزایای تولید اتانول از ملاس چغندرقند و باگاس نیشکر
- منبع انرژی تجدیدپذیر: اتانول تولید شده از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر یک منبع انرژی تجدیدپذیر است که به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و وابستگی به سوخت های فسیلی محدود کمک می کند.
- استفاده از ضایعات: استفاده از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر برای تولید اتانول، صنعت سوخت زیستی به مدیریت موثر و استفاده از ضایعات صنعت قند کمک می کند.
- امنیت انرژی: تولید اتانول از این منابع با تنوع بخشیدن به منابع سوخت و کاهش اتکا به سوخت های فسیلی وارداتی، امنیت انرژی را افزایش می دهد.
- فرصت های اقتصادی: تولید اتانول از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر فرصت های اقتصادی را از نظر ایجاد شغل، سرمایه گذاری و رشد بازار در بخش سوخت های زیستی ایجاد می کند.
- مزایای زیست محیطی: اتانول در مقایسه با بنزین سوخت پاکتری است که منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانهای و آلودگی هوا میشود.
اطلاعاتی که در طرح توجیهی تولید الکل از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر ارائه میشود
در طرح توجیهی تولید الکل از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر، اطلاعات متنوعی ارائه میشود که شامل اطلاعات فنی، اقتصادی، بازاریابی، محیطی و مدیریتی میشود. در ادامه، به برخی از اطلاعاتی که ممکن است در یک طرح توجیهی این حوزه درج شود، اشاره می‌کنم:
- معرفی طرح: شرح کوتاهی از طرح و هدف اصلی آن.
- توضیحات فنی: شرح جزئیات فرآیند تولید الکل از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر، از جمله مراحل فرآیند و تجهیزات مورد نیاز.
- تحلیل بازار: بررسی بازار محصولات الکل، شناسایی رقبا، تقاضا و عرضه موجود در بازار.
- تحلیل مالی: تخمین هزینه‌های تولید، سودآوری مورد انتظار، نرخ بازگشت سرمایه و دیگر اطلاعات مالی.
- تأثیرات زیست‌محیطی: ارزیابی تأثیرات محیطی فرآیند تولید الکل و ارائه راهکارهای مدیریت آنها.
- مدیریت پروژه: برنامه‌ریزی زمانی و مالی، مدیریت منابع انسانی و دیگر جنبه‌های مدیریتی مرتبط با اجرای پروژه.
این اطلاعات به منظور ارزیابی جامع و موشکافانه طرح تولید الکل از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر تهیه و ارائه می‌شوند.
مراحل تولید اتانول از ملاس چغندر قند و باگاس نیشکر
مراحل تولید اتانول از ملاس چغندر قند:
- آماده‌سازی ملاس:
- ملاس چغندر قند، که یک محصول فرعی از تولید قند است، از پسماندهای تولید قند به دست می‌آید. در این مرحله، ملاس باید جدا شده و به شرایط مناسب برای فرآیند تولید اتانول آماده شود.
- پیش‌آماده‌سازی:
- ملاس باید تصفیه شده و از آلودگی‌های مختلف پاک شود. سپس با اضافه کردن مواد مغذی و اصلاح کننده‌ها، شرایط بهینه برای تخمیر فراهم میشود.
- تخمیر:
- در این مرحله، ملاس به همراه مخمرهای خاصی تخمیر میشود. مخمرها قندهای موجود در ملاس را به الکل و دیگر مواد فرعی تبدیل می‌کنند. این فرآیند زمانی طول می‌کشد که مخمرها قندها را به طور کامل متابولیزه کنند.
- تقطیر:
- پس از تخمیر، مخلوط الکل و آب حاصله را می‌توان با استفاده از فرآیند تقطیر جدا کرد. در این فرآیند، با تغییر دما و فشار، الکل از مخلوط جدا شده و الکل خالص به دست می‌آید.
مراحل تولید اتانول از باگاس نیشکر:
- آماده‌سازی باگاس:
- باگاس نیشکر که یک ضایعه از فرآیند تولید قند است، باید از آب و سایر ذرات جدا شود و به شرایط مناسب برای تولید اتانول آماده شود.
- تجزیه و تخمیر:
- در این مرحله، با استفاده از آنزیم‌ها و مخمرهای مخصوص و سلولز موجود در باگاس به قندها تجزیه شده و سپس تخمیر می‌شوند تا به الکل تبدیل شوند.
- تقطیر:
- پس از تخمیر، مخلوط الکل و آب حاصله را می‌توان با استفاده از فرآیند تقطیر جدا کرد. همانند تولید اتانول از ملاس چغندر قند، در اینجا نیز با تغییر دما و فشار، الکل از مخلوط جدا شده و الکل خالص به دست می‌آید.
تاسیسات مورد نیاز
- کارخانه فرآوری ملاس: یک واحد صنعتی برای پذیرش، ذخیره‌سازی، و پالایش ملاس چغندر.
- واحد تولید اتانول: این واحد شامل تجهیزاتی برای فرآیند تبدیل ملاس به اتانول است، از جمله:
- خمیر: مخازن تخمیر، سیستم‌های مخمری، و تجهیزات کنترل دما و pH.
- تقطیر: برج های تقطیر، بخارگیرها، و سیستم‌های جداسازی.
- تجهیزات فرآوری پسماند: سیستم‌های بازیافت پسماند و پالایش فاضلاب.
- تأمین انرژی: برای اجرای تجهیزات و فرآیندهای مختلف، نیاز به تأمین انرژی پایدار از طریق نیروگاه یا سیستم‌های تولید انرژی مانند پنل‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی.
- سیستم‌های ذخیره‌سازی و توزیع: برای ذخیره و توزیع اتانول تولید شده به بازار یا مشتریان مختلف.
- تأمین آب: برای مصرف در فرآیندهای تولید اتانول و شستشوی تجهیزات.
- سیستم‌های کنترل و اتوماسیون: برای کنترل و مانیتورینگ دقیق فرآیندها و تجهیزات.
- تأمین مواد اولیه: برای تأمین ملاس چغندر، مخمر، و سایر مواد مورد نیاز.
- تأمین نیروی انسانی: برای بهره‌برداری و نگهداری از تجهیزات، کنترل فرآیندها، و اجرای فعالیت‌های مختلف.