DESPRE BIOETANOL

Bioetanolul este alcool etil (H3C-CH2OH) produs din fermentarea zaharurilor continute in biomasă.

 

Materiile prime utilizate în fabricarea bioetanolului sunt :

- Materii amidonoase: porumb, grâu, triticale, cartof si manioc;

- Materii zaharoase: melasă rezultată de la procesarea sfeclei, a trestiei de zahăr, sorg zaharos și unele fructe;

- Materii lignocelulozice: resturi vegetale, deșeuri agricole (paie de cereale), lemn, etc.

In producţia actuală, cele mai utilizate materii prime pentru obţinerea bioetanolului sunt cerealele, în special porumbul. Cea mai importantă sursă de obţinere a bioetanolului, din punct de vedere cantitativ, o reprezintă însă materiile prime lignocelulozice.

Bioetanolul este utilizat ca si alternativă la folosirea combustibililor clasici cum ar fi benzina. Folosirea bioetanolului implică realizarea unor amestecuri de benzină și bioetanol în diferite proporții, de exemplu: E10 reprezintă un amestec de 10% bioetanol și 90% benzină.

Până în prezent se utilizează amestecuri de 85% bioetanol și 15% benzină, combustibil denumit E85.

Utilizarea în proporție de 100% a bioetanolului la motoarele cu ardere implică modificări constructive ale motoarelor respective. Folosirea bioetanolului drept combustibil are avantaje nete deoarece este un combustibil ecologic, iar cantitatea de dioxid de carbon rezultată în urma arderii e mult mai mică în comparație cu dioxidul de carbon rezultat din arderea combustibililor fosili.

Bioetanolul se poate utiliza în diverse alte domenii ale industriei chimice, spre exemplu: ca solvent sau ca reactiv.

Schema fluxului tehnologic pentru obtinerea bioetanolului:

Schema fluxului tehnologic pentru obtinerea bioetanolului prin prelucrarea sorgului zaharat:

Din biomasa de sorg zaharat obtinuta in urma procesului de maruntire se extrage un sirop cu continut ridicat de zaharuri care este supus apoi procesului de fermentatie.

Procesarea materiei prime

Materia prima – sorgul zaharat – va fi receptionat, depozitat in silozuri, cantarit, dupa care se va realiza macinarea acestuia cu ajutorul unor masini speciale. Din silozuri materia prima este transportata cu ajutorul unor benzi rulante si unor elevatoare catre punctul unde are loc macinarea ei. In timpul depozitarii se vor asigura conditii de preintampinare a procesului de putrezire, se va asigura o aerisire permanenta, si o temperatura constanta.

Atat paniculul cat si tulpinile de sorg zaharat sunt strivite cu ajutorul unor masini constituite din presa cu tavalugi, filtrul grosier cu diametrul porilor de 0.2 ÷ 0.4 mm, pompa, rezervor intermediar, rezervor de acumulare, presa pentru presarea repetata a bagasei.

Fermentatia

Fermentarea este operatia tehnologica prin care zaharoza din melasa este transformata de catre drojdii in alcool si dioxid de carbon ca produse principale, iar ca produse secundare se obtin aldehide, esteri, alcooli superiori, alcool metilic, glicerina.

Fermentarea melasei se realizeaza in vase speciale numite fermentatoare (bioreactoare) prevazute cu agitator cu elice, pompa cu circulatie, serpentine de racire sau un sistem exterior de racire si conducte de captare a dioxidului de carbon.

Ca prim pas, se asigura umplerea fermentatorului cu melasa diluata, proportia de 1:4 fiind reglata de dozatoare adecvate. In acelasi timp se pun in functiune regulatoarele de temperatura, pH, de dozare a materialelor auxiliare (factori de crestere, substante nutritive si antispumante).

Distilarea bioetanoluluiDistilarea se realizeaza prin incalzirea pana la fierbere a

plamezilor fermentate in instalatii speciale, prin care alcoolul etilic si alti componenti volatili trec in faza de vapori si sunt apoi condensati prin racire cu apa. Separarea alcoolului etilic din acest amestec se bazeaza pe diferenta de volatilitate dintre acesta si apa.

Pentru a obtine un produs cu un continut ridicat in etanol sunt necesare distilari repetate si odata cu cresterea continutului in alcool al lichidului supus distilarii se realizeaza o concentrare din ce in ce mai redusa pana in momentul in care se ajunge la asa numitul punct azeotropic, din care nu se mai poate realiza in continuare o concentrare prin distilare. Pentru amestec acest punct azeotropic corespunde unei concentratii alcoolice de 97,17%vol.

Rafinarea bioetanolului In urma distilarii rezulta ca produs intermediar

alcoolul brut, care are o concentratie alcoolica de 80÷85% vol. si contine o serie de impuritati, mai mult sau mai putin volatile, fie provenite din plamada fermentata, fie formate chiar in cursul procesului de distilare. Rafinarea reprezinta operatia de purificare si concentrare a alcoolului brut, in vederea obtinerii unui produs de puritate superioara.

Pentru a se realiza o purificare avansata a alcoolului este necesar ca la rafinare sa se aiba in vedere doua aspecte principale: temperaturile de fierbere ale impuritatilor si solubilitatile lor in amestecul de alcool – apa.

Anhidrizarea bioetanolului

Operatia de anhidrizare este obligatorie pentru utilizarea bioetanolului ca biocarburant, apa continuta de alcoolul rectificat diminuand performantele in procesul de combustie.