الکل چگونه تولید می‌شود؟
اتانول یا اتیل الکل یک مایع شفاف و بی‌رنگ است که ترکیب اصلی بسیاری از نوشیدنی‌های الکلی را تشکیل می‌دهد. در مقیاس صنعتی می‌توان از راه‌های هیدراتاسیون گاز اتیلن و یا فرآیند تخمیر به اتانول دست‌یافت. با استفاده از تخمیر؛ اتانول را می‌توان از هر محصول گیاهی که حاوی مقادیر زیادی شکر است، تولید کرد. هر ترکیبی هم که بتوان آن را به شکر تبدیل کرد در تولید اتانول استفاده می‌شود مانند نشاسته و سلولز.
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
روش دیگری که برای تولید اتانول توسط تولیدکنندگان در مقیاس بزرگ استفاده می‌شود، میلینگ مرطوب است. در این فرآیند، یک مرحله خیس شدگی وجود دارد. پس‌ازآن تفاله غلات، روغن ، نشاسته و گلوتن جداسازی شده و برای تبدیل به محصولات ارزشمندتر تحت فرآیند قرار می‌گیرند. یکی از این محصولات شربت ذرت است که دارای مقادیر زیادی فروکتوز می‌باشد. این شربت به‌عنوان شیرین‌کننده در صنایع غذایی استفاده می‌شود. روغن ذرت هم محصول دیگری است که از محیط جداسازی شده و تحت پالایش قرار می‌گیرد. گلوتن تحت فرآیند میلینگ مرطوب جدا می‌شود و به‌عنوان ماده افزودنی در خوراک مورداستفاده قرار می‌گیرد.
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.
فرایند تولید اتانول از دکستروز
فرایند اصلی تولید الکل
در ابتدا دکستروز در مخازن با جنس مناسب ذخیره می شود. خوراک در مرحله‌ی بعد وارد مخازن تخمیر می شود. دکستروز در این مخازن تبدیل به اتانول می‌گردد. محلول تخمیری پس از فیلتراسیون وارد برج تقطیر می گردد. در برج‌های تقطیر خالص سازی الکل تا 96 درصد حجمی به وسیله‌ی این برج‌ها امکان پذیر است. برای خالص سازی بیشتر تا الکل مطلق از فرایند های مختلفی استفاده می گردد.
واحدهای جانبی
واحد فیلتراسیون ضروری نیست. اما فیلتراسیون باعث افزایش کیفیت اتانول تولیدی و تولید محصولات جانبی بسیار پرارزش می شود. تصفیه خانه پساب نیز یکی از مهم‌ترین واحدهای جانبی کارخانه الکل است. وجود این واحد برای اخذ مجوزات لازم از اداره محیط زیست بسیار مهم و حیاتی به حساب می‌آید. مخازن ذخیره سازی اتانول نیز باید دارای جنس مناسب باشد تا علاوه بر حفظ کیفیت اتانول، مانع آتش سوزی گردد.
کاربرد نوین اتانول
اتانول یکی از الکل‌های پراستفاده در صنایع مختلف و آزمایشگاه است. استفاده از اتانول به‌عنوان یک سوخت تجدید پذیر مسبب کاهش نشر گازهای گلخانه‌ای و کاهش آلاینده‌ها خواهد بود. همچنین اتانول در مقایسه با سوخت‌های دیگر بهتر سوخته می‌شود. درست است که سوختن اتانول خود تا حدودی گازهای گلخانه‌ای آزاد می‌کند. اما در مقایسه با بنزین و گازوئیل میزان کمتری از این گازها را آزاد می‌کند.
شرکت ما، توانایی راه‌اندازی خط تولید اتانول زیستی با ظرفیت 50 لیتر تا 100 هزار لیتر در روز را دارد. ما نوآوری‌هایی در خط تولید اتانول ایجاد کرده‌ایم؛ درنتیجه‌ی این نوآوری‌ها هزینه‌ی راه‌اندازی و بهره‌برداری بسیار کاهش یافته است.
