اتانول یا اتیل الکل یک مایع شفاف و بی‌رنگ است که به عنوان سوخت و یا مکمل سوختی بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. استفاده از اتانول به‌عنوان یک سوخت تجدید پذیر موجب کاهش نشر گازهای گلخانه‌ای و کاهش آلاینده‌ها در مقایسه با بنزین و گازوئیل میشود. هم چنین اتانول ترکیب اصلی بسیاری از مواد ضدعفونی کننده را تشکیل می‌دهد.
هرچند میتوان اتانول را با استفاده از روش تولید سنتزی نظیر هیدراتاسیون گاز اتیلن، تولید کرد؛ اما بیش از ۹۰% اتانول تولیدی جهان از فرآیند تخمیر مواد غذایی و گیاهان حاوی قند به دست می آید. حدود ۸۵% اتانول تولیدی در جهان (۲۰۱۷) در دو کشور آمریکا (ذرت) و برزیل (نیشکر) تولید میشود. در ایران به دلیل فراوانی نیشکر و چغندر قند ماده اولیه اکثر مجتمع های تولیدی اتانول، ملاس (Molasses) است. ملاس محلول قندی غلیظی است که پس از تصفیه نیشکر و چغندر قند در کارخانه های قند و شکر به دست می آید.
فرآیند تولید اتانول
در ادامه به توضیح فرآیند تولید اتانول با استفاده از ملاس (نیشکر یا چغندر قند) و مواد نشاسته دار (نظیر ذرت) و نقش محصولات آگرین انرژی در هر بخش این فرآیند میپردازیم.
فرآیند بر پایه قند (ملاس و شربت)
پیش فرآوری یا پخت (Pre-treatment): در این روش از ملاس نیشکر یا چغندر (محصول فرعی کارخانه قند و شکر) و هم چنین قند نیشکر یا چغندر قند استفاده میشود. قند گرفته شده از نیشکر یا چغندر یا به صورت مستقیم و یا پس از تصفیه برای تخمیر مورد استفاده قرار میگیرد. به منظور رسوب کردن مواد غیر قندی و فیبر های موجود در شربت به آن آهک اضافه میشود. سپس برای جداسازی مخلوط از فیلتر عبور داده میشود. مبدلهای واید گپ (Wide-gap) آگرین انرژی برای گرمایش و خنک کردن سیالات حاوی فیبر و سایر ناخالصی های موجود در شربت ایده آل هستند. ملاس نیز با افزودن آب یا اختلاط مستقیم با شربت به غلظت مطلوب برای تخمیر میرسد. به منظور از بین بردن آلودگیهای باکتریال میتوان ملاس را پیش از تخمیر، پاستوریزه کرد. مبدلهای حرارتی صفحه ای آگرین انرژی برای گرمایش و خنک کردن ملاس بی نقص عمل میکنند.
تخمیر (Fermentation): در فرآیند تخمیر، خمیرمایه (Yeast) قند را به اتانول تبدیل میکند. این فرآبند با آزادسازی کربن دی اکسید و گرما همراه است. آگرین انرژی بسته به نیاز مشتری سه راهکار را برای کنترل دمای مخازن تخمیر پیشنهاد میکند. استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای وایدگپ و خنک کاری به صورت سیرکوله، استفاده از مخازن دوجداره پیلو و یا استفاده از مبدل های ایمرشن (Immersion) پیلو.
تقطیر / آبزدایی (Distillation/Dehydration): پس از تخمیر، الکل، در برج های تقطیر از محلول (آبجو) جدا میشود. این الکل آبدار سپس وارد سیستم آبزدایی میشود. در طول فرآیندهای تقطیر و آبزدایی از مبدلهای حرارتی صفحه ای، مبدل ایمرشن پیلو و کندانسر پیلو آگرین انرژی استفاده میشود.
فرآیند برپایه نشاسته
محصولات کشاورزی نظیر ذرت، گندم و جو که حاوی نشاسته هستند ابتدا به قند تبدیل می‌شوند. سپس از این قند اتانول تولید میکنند. این مواد لزوما نباید کیفیت بالایی داشته باشند و میتوان از ذرت یا گندم دامی هم به این منظور استفاده کرد.
پیش فرآوری یا پخت (Pre-treatment): مواد اولیه (ذرت، گندم، جو یا …) آسیاب شده با آب و آنزیم ها مخلوط میشود. سپس تحت حرارت به یک خمیر آبدار یا اصطلاحا Mash تبدیل میشود. این فرآیند شروع تبدیل نشاسته به قند است. در این مرجله مبدل های وایدگپ (Wide-gap) آگرین انرژی مش را تا دمای مناسب فرآیند تخمیر (Fermentation) خنک میکند.
تخمیر (Fermentation): در فرآیند تخمیر، خمیرمایه با تغذیه از قند تولید اتانول کرده و کربن دی اکسید آزاد میکند. مبدل های وایدگپ آگرین انرژی حرارت آزاد شده طی فرآیند را دفع و امکان تخمیر کامل در دمای بهینه را فراهم میکنند.
تقطیر/آب زدایی (Distillation/Dehydration): پس از تخمیر، الکل طی یک فرآیند چند مرحله ای از سایر محصولات جدا می شود. در این مرحله، مبدل های پیلوپلیت نوع ایمرشن آگرین انرژی به عنوان تبخیرکننده اتانول در مخازن مربوطه مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، کندانسورهای برپایه پیلوپلیت آگرین انرژی سبب کندانس بخارات اتانول خروجی از مخازن گرمایش میگردد. اتانول بدست آمده در این مرحله دارای غلظت حدود ۹۵% است. به منظور خالص سازی اتانول، آب زدایی (dehydration) انجام میگیرد. پس از آب زدایی، اتانول ۹۵% خالص سازی شده و محصول نهایی ،که همان اتانول نزدیک به ۱۰۰% است، حاصل میگردد. در فرآیند تقطیر/آب زدایی، مبدلهای آگرین انرژی به عنوان تبخیرکننده، چگالنده و مبدل های مایع-مایع مورد استفاده قرار می گیرند.
خشک کردن (Stillage): مواد بجا مانده در مخازن تقطیر پس ازعبور از سانتریفیوژهای مخصوص، به دو بخش پسماند جامد و شربت غلیظ جداسازی میگردد. تفاله و باقیمانده شربت تبخیر شده، حاوی ۴۰% ماده جامد است. این تفاله در نهایت وارد دستگاه های خشک کن شده و محصول نهایی به عنوان خوراک دام و طیور (کنجاله) مورد استفاده قرار میگیرد.
