Сырьё для производства этанола
В производстве этанола используются различные сельскохозяйственные продукты, среди которых наиболее популярна кукуруза. Однако это не единственный вариант. В качестве сырья также могут применяться пшеница, ячмень, свекла и картофель. Эти растения содержат крахмал или сахар, которые необходимы для получения этанола.
Исходный растительный материал, используемый для производства этанола, называется исходным сырьем.
Процесс производства этанола
Производство этанола может осуществляться двумя основными методами: сухим и мокрым помолом. Оба метода имеют свои особенности, но в целом процесс остается схожим.
Сухой помол
При сухом помоле сырье сначала измельчается в мелкий порошок, который называется мукой. Затем мука смешивается с водой, образуя суспензию, известную как пюре. На этом этапе в пюре добавляются ферменты, которые помогают разжижать крахмал и уничтожать нежелательные бактерии. Аммиак добавляется для контроля уровня pH и обеспечения дрожжей необходимым азотом.
После охлаждения затора в него добавляют дополнительные ферменты, которые способствуют превращению крахмала в декстрозу — тип сахара, который могут усваивать дрожжи. Затем полученная смесь помещается в ферментеры, где добавляются дрожжи. Дрожжи начинают процесс ферментации, в ходе которого они поглощают сахар и производят спирт и диоксид углерода как побочные продукты. После завершения ферментации полученное «пиво» переносится в дистилляционные колонны, где этанол отделяется от остатков сырья, называемых бардой. Затем этанол обезвоживается до достижения концентрации около 200 градусов.
Мокрый помол
В процессе мокрого помола сырье сначала замачивается в растворе воды и кислоты, что помогает разрушить его структуру. После этого суспензия измельчается для отделения зародыша от ядра. Затем из суспензии удаляются волокна, и она направляется в гидроциклоны для удаления крахмала. После этого крахмал может быть преобразован в сахар и ферментирован в этанол.
Денатурация этанола
Если этанол предназначен для использования в качестве топлива или для других промышленных целей, он должен пройти процесс денатурации. Денатурация делает этанол токсичным для человека, что позволяет использовать его в качестве добавки к топливу, антисептика и для других нужд. Для денатурации в этанол добавляют небольшое количество другого вещества, например, природного бензина.
Современные технологии в производстве этанола
Современные технологии позволяют значительно улучшить эффективность производства этанола. Например, использование генетически модифицированных организмов (ГМО) может повысить урожайность и содержание сахара в растениях. Также активно разрабатываются новые ферменты, которые могут ускорить процесс ферментации и повысить выход этанола.
Кроме того, в последние годы наблюдается рост интереса к альтернативным источникам сырья для производства этанола. Например, отходы сельского хозяйства, такие как солома или кукурузные стебли, могут быть использованы для получения этанола, что позволяет сократить затраты и уменьшить воздействие на окружающую среду.
