Производство спирта » VOGELBUSCH Biocommodities
Технология производства спирта
Спирт, также называемый этиловый спирт или этанол, является ценным веществом для ряда отраслей промышленности и используется в качестве растворителя для многих веществ. Помимо алкогольных напитков его используют в химии, фармацевтике и косметических веществах, а также в качестве добавки к топливу.
На этой странице описана технология производства этилового спирта и какое содействие может оказать компания Фогельбуш для разработки Вашего завода по производству спирта.
Как производят спирт?
Спирт производят с помощью ферментации различных сельскохозяйственных культур, содержащих сахар, крахмал или целлюлозу. Для достижения наивысшего качества его очищают и концентрируют в ходе дополнительных технологических этапов.
Ноу-хау и технология производства спирта
Компания Фогельбуш разработала не одно новаторское усовершенствование конструкции установок по производству спирта и предлагает первоклассную зарекомендовавшую себя технологию для каждого этапа производства спирта: от подготовки сырья и ферментации и последующего сепарирования с помощью дистилляции/ректификации и дегидратации до обработки побочных продуктов и вспомогательных установок.
Мы разрабатываем полностью новые установки и также можем модернизировать или переоборудовать Ваш существующий завод для расширения мощности, увеличения выхода и/или качества продукта и сбережения энергии и воды.
Ваши преимущества
- Высокоспециализированные индивидуальные решения;
- Специалисты в области системной интеграции производственных установок;
- Экономичные и энергосберегающие решения для всего комплекса;
- Излишки энергии добавляются к основному энергоснабжению от ТЭЦ;
- Обширный опыт поставщика технологии и исполнения проектов как генподрядчик.
Виды продукта
Спирт различают по классам качества, отражающих чистоту и концентрацию, в зависимости от конечного назначения:
Делаем производство этилового спирта более экологичным
Взглянув иначе на процессы ферментации, компания Cargill находит способ увеличить производство спирта и уменьшить воздействие на окружающую среду.
January 01, 2015
В следующий раз, смакуя с друзьями бокал джина с тоником, коктейля или сухого мартини, не забудьте поднять тост за экологически чистый алкоголь.
В 2014 году завод Cargill по производству пищевого этилового спирта в Манчестере, Великобритания, сообщил об увеличении концентрации алкоголя на 23% благодаря инновационному процессу ферментации. Это достижение позволило заводу производить больше спирта из того же объема сырья, значительно снизив при этом воздействие на окружающую среду в пересчете на литр продукции.
Новый подход стал результатом совместной работы команды инженеров-химиков Cargill, производственных специалистов, а также специалистов отдела исследований и разработок. Инженеры экспериментировали с новыми комбинациями и концентрациями ферментов и дрожжей, которые превращают сахар в спирт. Поскольку спирт, поставляемый заводом в Манчестере, идет на производство водки, джина, ликеров и сливочных ликеров ведущих торговых марок, а также различных фармацевтических продуктов и товаров личной гигиены, то очень важно было сохранить его первоначальный вкус и запах. Для этого в компании Cargill была сформирована международная команда из более чем 30 «нюхачей», или экспертов, которые регулярно проверяли стабильность характеристик продукции.
После определения нужного сочетания в Cargill сосредоточились на модернизации производства. Компания привлекла экспертов по производству для оптимизации процессов, нацеленной в конечном итоге на сокращение выбросов и количества энергии, потребляемой на единицу алкоголя.
Сегодня эти технологии успешно внедрены и на других заводах Cargill по всей Европе, а компания продолжает искать новые способы еще больше снизить негативное воздействие процесса ферментации на окружающую среду.
Оборудование для производства спирта
Различные спирты широко используются как в быту так и во всех отраслях промышленности. Производство спирта — это выгодное дела и всегда таким было.
Запуск собственного бизнеса, особенно в области производства химической продукции, всегда связано с рисками. Однако мы стремимся минимизировать все риски наших клиентов.
Обращаясь к нам за оборудованием или технологиями производства спиртов, вы значительно снижаете свои риски:
- все наше оборудование проверено и опробовано на десятках производств по всей стране;
- мы непосредственные разработчики и производители всего оборудования, поэтому можем обеспечить полное исполнение гарантийных обязательств;
- мы запускаем производства под ключ и знаем, с какими проблемами вы столкнетесь.
В работе над каждым новым проектом, над каждой новой производственной линией, емкостью, реактором, мы используем опыт, полученный в предыдущих производствах.
Производство этанола
Этиловый спирт — один из самых распространенных спиртов, он получил самое широкое применение в быту, во всех отраслях промышленности, в медицине. Он используется при производстве косметики, медикаментов, автохимии — нигде не обходится без этанола.
Как образуется этанол
Этиловый спирт получают брожением продуктов, содержащих углеводы, под влиянием дрожжей и бактерий. Содержание этанола в получаемом растворе (бражке) не превышает 15% (при большей концентрации дрожжи гибнут).
Для увеличения концентрации этанола, а также для его очистки производят дистилляцию — испарение спиртовой жидкости и охлаждение паров с целью их конденсации.
Сырьём для получения бражки может служить любой пищевой продукт, содержащий сахар или крахмал. Чем больше сахара или крахмала содержит продукт, тем больше спирта можно из него получить.
Самый большой выход спирта получается из сахара, пшеницы, патоки, сахарной свеклы и яблок.
Процесс сбраживания происходит с помощью обычных хлебопекарных дрожжей. Можно ускорить процесс с помощью ферментов.
Оборудование процесса
Нержавеющая ёмкость для приготовления браги.
В него будет загружаться сырье. Бак оснащается сливным краном и гидрозатвором.
Перегонная установка включает:
- бражную колонну, в которой происходит перегонка браги;
- ректификационную спиртовую колонну, в которой происходит очищение спирта.
Вспомогательное оборудование:
- сепараторы для очистки браги;
- холодильные компрессоры;
- электрические нагреватели;
- промышленные спиртометры.
В зависимости от плановых объемов производства и помещения, где оно будет развернуто, процесс может усложняться, добавляются дополнительные колонны, устанавливаются линии дозирования для розлива готового продукта.
Если вам необходимо оборудование для производств спирта, свяжитесь с нами! Сделаем все по вашим чертежам или предложим готовые варианты!
Изготовим любое емкостное оборудование:
Спиртзавод «Исток» получил лицензию на производство пищевого этилового спирта
Спиртзавод «Исток» получил лицензию на производство пищевого этилового спирта
Спиртзавод «Исток» получил лицензию на производство пищевого этилового спирта. Завод простаивал 12 лет. С 2017 года на территории комплекса работает только одно предприятие – оно занимается производством фруктовых, столовых и игристых вин. В конце декабря Акционерное общество получило долгожданную лицензию. Пищевой этиловый спирт идет на ликеро-водочную продукцию для Центральной России.
Таким образом, на заводе появились еще 150 рабочих мест. В целом на территории комплекса сейчас трудятся около 400 человек. Предприятие полностью оснащено оборудованием, много линий с автоматизированным управлением, функционируют современные очистные системы.
Эльвира Ваниева, заместитель генерального директора АО «Исток», управляющий компаниями ООО «Исток ЗШВ» и ООО «Исток Спирт»: «Жители Беслана могут не переживать, что какие-то отходы сливаются в канализацию. На предприятии «Исток» полностью все утилизируется.
Все выпаривается, все работает по закону. Получение лицензии на «Исток Спирт» было очень кропотливым, потому что требования сейчас достаточно жесткие к лицензиатам, которые производят этиловый спирт. И поэтому у нас много времени ушло, несмотря на то, что предприятие достаточно оснащенное. Мы дооснащали спиртзавод, очень много инвестиций было сделано для того, чтобы привести все оборудование, здание, сооружения в соответствие с нынешними требованиями, в частности федеральных службы алкогольного рынка».
Сослан Фраев, глава МО Правобережный район: «Долгожданное и знаковое событие для нашего района, в принципе, наверное, как и для республики. Потому что «Исток» в свое время был предприятием градообразующим. Все поступления в наш бюджет, республиканский. И сегодня мы стали свидетелями того, что это все-таки произошло. У нас еще реализуется генплан развития Беслана, и те социальные объекты, которые появятся в этом году, конечно, в дополнение к экономике – это очень хорошее событие».
Технология производства продуктов брожения. Производство этилового спирта
Для производства спирта используют любое крахмалсодержащее сырье (все виды зерновых культур, картофель). Также используют сахаросодержащее сырье: свеклосахарную, тростниковую, сырцовую мелассу, сахар-сырец и др.
Технология производства этилового спирта состоит из ряда последовательных стадий:
- подготовка крахмалсодержащего сырья,
- разваривание крахмалсодержащего сырья,
- осахаривание разваренной массы,
- приготовление дрожжей,
- сбраживание осахаренного сусла,
- выделение спирта из бражки,
- ректификация.
Технологическая блок-схема производства спирта из зерна и картофеля приведена на рисунке.
Технологическая схема производства этилового спирта из зерна и картофеля
Подготовка крахмалсодержащего сырья включает его очистку от примесей, измельчение зерна на молотковых или вальцовых дробилках до частиц размером менее 3 мм.
Очистка картофеля происходит на гидравлическом транспортере, затем его моют в картофелемоечных машинах и измельчают на молотковых дробилках или картофелетерках.
Измельченное сырье смешивается с теплой водой в соотношении 1 : 2,5–3,5. После перемешивания зерновой замес (или картофельная кашица) поступает в аппарат для разваривания, цель которого заключается в разрушении клеточной структуры сырья и растворении крахмала. Разваривание проводят в цилиндроконических аппаратах при нагревании острым паром под давлением не менее 0,4–0,6 МПа.
Процесс разваривания может проводиться периодическим, полунепрерывным или непрерывным способами. Наиболее распространено непрерывное разваривание. Измельченное сырье подогревается сначала вторичным, затем острым паром до температуры разваривания и выдерживается при этой температуре, продвигаясь по варочным аппаратам.
После 1ч пропаривания при 90 °С в результате открытия нижнего клапана и резкого падения давления происходит как бы взрыв пропаренного сырья и оно продавливается в аппарат (затиратель).
Разваренную массу охлаждают до температуры +57…61 °С (в зависимости от вида осахаривающего материала и способа осахаривания). Осахаривание охлажденной разваренной массы осахаривающими материалами (солодовым молоком или ферментными препаратами) проводят периодическим или непрерывным способом.
В результате получают продукт – сусло спиртового производства. Оно имеет массовую долю сухого вещества 16-18%, в том числе 13-15% сбраживаемых Сахаров. Осахаренное сусло (затор) охлаждают до температуры +18…22 °С в теплообменниках или с помощью вакуума.
Производство этилового спирта из древесины
Ниже приведена схема различных промышленных способов получения уксусной кислоты и ее ангидрида. В эту схему не включено производство уксусной кислоты сухой перегонкой древесины, образование кислоты при окислении низших парафинов воздухом и получение уксусной кислоты брожением этилового спирта.
Ацетальдегид, являющийся основным исходным продуктом при получении уксусной кислоты, обычно производят из этилового спирта или ацетилена. В последнее время дополнительным источником уксусной кислоты становится ацетальдегид, образующийся при окислении низших парафинов. [c.334]ПРОИЗВОДСТВО этилового СПИРТА из ДРЕВЕСИНЫ [c.319]
До недавнего времени производство этилового спирта основыва- лось на пищеиом сырье — сбраживание крахмала из некоторых Черновых культур и картофеля с помощью ферментов, вырабатываемых дрожжевыми грибками. Этот способ сохранился и до сих тор, но он связан с большими затратами пищевого сырья и в свя-И1 с растущим потреблением спирта не может удовлетворить промышленность. Другой метод, также основанный на переработке растительного сырья, заключается в гидролизе древесины (гидролизный спирт). Древесина содержит до 50% целлюлозы, и при ее гидролизе водой в присутствии серной кислоты образуется глюкоза, которую подвергают затем спиртовому брол ению [c.188]
Сюда относятся гидролизная промышленность (производство этилового спирта гидролизом древесины), крахмало-паточное, пивоваренное и другие производства, где используются процессы брожения.
Химизация народного хозяйства имеет двоякое значение. Во-первых, она усовершенствует технологию производственных процессов, заменяя механические операции химическим воздействием. Во-вторых, знание химии позволяет более разумно использовать природные ресурсы и создавать новые материалы с необходимыми свойствами. Химический метод производства характеризуется более высокой интенсивностью, производительностью труда, он легче поддается механизации и автоматизации. Тем самым возникает возможность существенно экономить затраты труда и снижать себестоимость выпускаемой продукции. Достаточно сказать, что капрон в 10 раз, а вискоза в 100 раз дешевле натурального шелка. Химическая переработка древесины позволяет полностью исключить отходы производства, причем в производстве этилового спирта 1 м древесины заменяет 275 кг зерна или 700 кг картофеля.
В СССР был впервые разработан и внедрен в промышленность метод производства этилового спирта посредством гидролиза древесины, т. а. из непищевого сырья, а также прямой гидратации этилена. [c.337]
Применение рассмотренных выше процессов в промышленности для производства этилового спирта зависит от конкретных техникоэкономических условий. Этиловый спирт получают также при помощи традиционных процессов брожения углеводов хлебных злаков, мелассы (кормовой патоки) и из древесины.
В качестве сырья для производства этанола в различных странах используют доступные растительные источники зерновые, картофель и свекловичная меласса — в России, Украине, Беларуси сахарозу и тростниковую мелассу — в США, рис — в Японии и т. д. В принципе любой источник гексозанов может быть использован в качестве сырья для получения этилового спирта, например, целлюлоза в древесине хвойнж, соломе, торфе и пр. Поэтому сульфитные щелока — отходы целлюлозно-бумажной промышленности нашли широкое применение в производстве этилового спирта. [c.395]
Производство спиртов гидратацией олефинов — одна из важнейших отраслей нефтехимической промышленности. Вместе с тем большое количество спиртов получается на основе окиси углерода и водорода и продуктов взаимодействия окиси углерода и водорода с олефинами, окислением высших парафинов и другими методами.
В настоящее время все большее развитие получают способы производства этилового спирта nsi непищевого сырья. Один из таких способов — гидролизное производство. Сырьём для него служит древесина. Спирт получают также синтезом из этилена и воды — гидратацией этилена [c.223]
Среди растительного сырья ван ное место занимает также древесина. Она широко применяется в производстве ряда важнейших продуктов лесохимии. Из древесины получают спирты, сахар, глюкозу, белковые дрожжи, т. е. такие продукты, которые ранее получали в огромных количествах из более ценного сырья — зерна, картофеля, сахарной свеклы. В производстве этилового спирта гидролизом древесных опилок 1 т опилок заменяет 1 т картофеля или 300 кг зерна. Из 1 т сухих древесных опилок можно получить примерно 370 л этилового спирта или 100 кг глицерина и 500 кг дрож кей. [c.179]
С. В. Лебедев, выступая в 1932 г. с докладом на VI Менделеевском съезде, указывал на необходимость быстрейшей организации производства этилового спирта из различных непищевых источников сырья для замены в промышленности синтетического каучука спирта, вырабатываемого из пищевых материалов. Это указание С. В. Лебедева в настоящее время реализуется на практике. В производстве синтетического каучука с каждым годом увеличивается потребление спирта, получаемого иа непищевых источников, а именно гидратацией этилена из газов крекинга и пиролиза нефти, гидролизом древесины и сбраживанием растворимых углеводов и из сульфитных щелоков.
[c.605]
Эта реакция широко применяется для использования громадного количества отходов древесины в лесопильной промышленности. Горы опилок, скапливающиеся вблизи таких заводов — это потенциальный сахар, который может быть использован взамен пищевого сырья для производства этилового спирта, получения кормовых дрожжей и т. д. Из 100 кг древесных опилок можно получить около 25 л этилового спирта, не считая других побочных продуктов. С каждым годом количество таких гидролизных заводов у нас в стране возрастает, что позволяет увеличить пищевые ресурсы для населения. [c.222]
Например, в № 4 за 1957 г. опубликован ряд обзоров по важнейшим вопросам развития гидролизной промышленности ( Современное представление о химии и строении лигнина , Получение многоатомных спиртов путем каталитического превращения полисахаридов растительных материалов , Фурфурол , Производство этилового спирта гидролизом древесины разбавленной серной кислотой , Пищевая кристаллическая глюкоза из древесины , Производство и использование кормовых дрожжей , Пути использования гидролизного лигнина , Органические кислоты из растительного сырья , Производство ванилина из лигносульфонатов , Использование сульфитных щелоков , Очистка сточных вод гидролизного и сульфитно-спиртового производства ). [c.26]
Некоторые отрасли промышленности занимаются расщеплением природных высокомолекулярных веществ с целью получения ценных пищевых продуктов и технических низкомолекулярных материалов. Сюда относятся гидролизная промышленность (производство этилового спирта гидролизом древесины), крахмало-паточное, пивоваренное и другие производства, использующие процессы брожения. [c.20]
Сырьем для производства этилового спирта служат зерновые культуры, картофель, а также и новые виды сырья отходы древесины и сельскохозяйственных продуктов, сульфитные щелока, этилен. [c.57]
Древесина может использоваться как сырье при условии разрушения структурных связей лигнина с целлюлозой и гидролизом последней до гексоз, т.
е. требуется определенная химическая или биохимическая предобработка. Это сдерживает широкое использование древесины для получения спиртов, хотя в ряде стран, в первую очередь в Советском Союзе, в течение многих лет существует промышленное производство этилового спирта путем брожения гидролизатов древесины. Такой способ основан на кислотном или щелочном гидролизе древесины до гексоз, которые далее сбраживаются дрожжами до этанола. Но такая технология достаточно энергоемкая и требует использования коррозионно-устойчивого оборудования (основное препятствие ее широкого использования в практике). [c.629]
Очень важной практической проблемой является замена животного и растительного сырья непищевым. Например, древесину сейчас применяют как исходное сырье не только в производстве бумаги или искусственного волокна, но и для получения спирта, дрожжей и других продуктов. Это дает большую экономию ценных пищевых продуктов. При производстве этилового спирта тонна древесных опилок заменяет тонну, картофеля или 300 килограммов зерна. Теперь решается задача замены пищевых жиров синтетическими в мыловарении и в лакокрасочной промышленности. Весьма перспективны также работы по изготовлению искусственной кожи. [c.33]
За последние годы в нашей стране построены заводы по производству синтетического этилового спирта из этилена и увеличилась выработка спирта из древесины. Это дало возможность сэкономить большое количество пищевых продуктов . [c.482]
Растительные мат )иалы (древесина хлопковый пух, солома) Растительная целлюлозна ткань обезвоженная древесина содержит целлюлозу (до 50%), сопутствующие полисахариды и другие вещества Сырье для производства древесного угля, целлюлозы, этилового спирта, клеев, крахмальных веществ смолы [c.245]
Одним из важных видов химического сырья является природный газ, содержащий до 98% метана. Природный газ в химической промышленности используется для производства органических продуктов и аммиака.
Древесина и древесные отходы—источник получения целлюлозы, этилового спирта, уксусной кислоты, фурфурола и ряда других продуктов. Из сланцев и торфа производят горючие газы, сырье для производства масел, моторных топлив, высокомолекулярных соединений и т.п. [c.30]
Например, при варке целлюлозы из древесины лиственных пород получаются щелоки с низким содержанием РВ и высоким — пентоз. Поэтому эти щелоки нецелесообразно использовать для производства этилового спирта. Их направляют на переработку для получения кормовых дрожжей по схеме 4 (II) без предварительной утилизации гексозного сахара на спирт. [c.158]
В СССР интерес к гидролизу древесины особенно возрос примерно с 1930 г., когда с развитием промышленности синтетического каучука по методу Лебедева сильно увеличилась потребность в этиловом спирте, который получали исключительно из пищевого сырья (картофель, рожь и т. д.). Опыт показал, что каждый миллион литров спирта, полученного гидролизом древесины (непищевое сырье), освобождает около 3000 т зерна или 10 ООО т картофеля и, следовательно около 600 га посевной площади. Для производства же 1 млн. л спирта из древесины требуется около 10 ООО т опилок с влажностью 45%, что может обеспечить годичная работа одного лесопильного завода средней производительности. Первые советские гидролизно-спиртовые заводы начали регулярно работать с 1938 г. [c.538]
В начальный период развития промышленности органического синтеза для получения органических соединений применяли главным образом растительное и животное сырье (древесину для получения уксусной кислоты, метилового спирта сахаристые вещества для производства этилового спирта и т. п.), а также продукты переработки каменноугольной смолы (бензол, толуол и др.). Позднее в качестве сырья стали применять карбид кальция СаСз получения ацетилена С2Н2) и генераторные газы, содержащие окись углерода — одно из важнейших исходных веществ органического синтеза.
[c.197]
Фирма Hydrolyseet Derive, сравнивая экономику способа Эрана для одних и тех же видов продукции, получаемых из различного сырья, указывает, что организация производства этилового спирта путем гидролиза древесины по методу Эрана будет стоить для условий Франции на 50% меньше, чем обычное получение спирта из свеклы, земляной груши, зерновых злаков и других продуктов, при этом затраты электроэнергии и рабочей силы уменьшается на 30 и 40%, а потребление пара будет ничтожно, так как в процессе нигде не вводится вода. В результате себестоимость гидролизного сахара снизится до величины, не достижимой для свеклосахарных заводов или гидролизных заводов, работающих по другим методам. [c.21]
Здесь йет необходимости подробно характеризовать каждый из названных продуктов. Достаточно обратить внимание лишь на некоторые из них и преимущественно на ту сторону, которая связывает их с нефтехимией. Так, метиловый спирт раньше получался в ничтожных количествах при сухой перегонке древесины, а теперь производится в больших количествах из синтезгаза — смеси окиси углерода с водородом. Этиловый спирт, начиная с 50-х годов, стал одним из многотоннажных нефтехимических продуктов, в методах его производства за последние 20 лет произошли коренные изменения. Так, до 1940 г. в США 75% продукции этилового спирта получалось брожением и 25% синтетически из э1 илена, а в 1960 г. из 1000 тыс. ж этилового спирта 85% получено из этилена и 15% брожением. Такое изменение в структуре производства этилового спирта связано с тем, что этиловый спирт, из этилена, стоит в 4—6 раз дешевле, чем этиловый спирт из пищевого сырья. На производство этилового спирта брожением расходуется большое количество пищевого сырья. Так, на получение 1 млн. т спирта брожением нужно затратить 4 млн. т зерна или 12 млн. г картофеля. Естественно, это количество пищевого сырья освобождается, если этиловый спирт получается из этилена. Советский Союз стоит на первом месте в мире по производству этилового спирта в 1962 г.
его было получено 1,56 млн. т или 203,6 млн. декалитров, а в 1964 г. 213 млн. декалитров — 1,66 млн. т. Производство синтетического этилового спирта в нашей стране непрерывно расширяется. Так, в 1958 г. синтетического спирта было получено 200 тыс. г, а в 1962 г. уже около 630 тыс. т, что составило более 36% от общей продукции этилового спирта. Расход пищевого сырья (зерно, картофель, сахарная свекла и др.) на производство этилового спирта в 1962 г. составил более 4 млн. г. За семилетие (1959—1965 гг.) намечалось увеличить производство синтетического этилового апирта в 5 раз. [c.34]
Гидролиз целлюлозы происходит под влиянием кислых катализаторов, которые сильно ускоряют гидролиз гликозидных связей, весьгла стойких к действию щелочей. Этот процесс имеет важное значение в технике, он служит основой производства этилового спирта гидролизом древесины с последующим сбраживанием образовавшейся при гидролизе глюкозы. [c.718]
Этиловый спирт производится на значительно более широкой базе, чем остальные производные этилена. Он может получаться из пищевых продуктов (патоки, зерна, картофеля), из древесины (из сульфит-целлюлозных щелоков и гиаролизом древесины), а также из нефтяных и коксовых газов. Таким образом, производство спирта характеризуется широко разветвленными производственными связями, поэтому экономика производства спирта сильно меняется в зависимости от особенностей района нахождения предприятий по производству этилового спирта (условия развития сельского и лесного хозяйства, нефте- и углехимии). [c.297]
Советские ученые и инженеры успешно развивают и рационализируют технологический процесс производства гидролизного спирта, применяя новые прогрессивные методы производства. В 1946 г. группе ученых и инженеров (Шарков, Чепиго, Мартыненко, Иванов) за разработку и внедрение методов производства этилового спирта из древесины присуждена Сталинская премия. [c.269]
Тем не менее в области технического использования растительного и минерального сырья имеются некоторые обнтие тенденции, в частности тенденция перехода к использованию более распространенных и менее ценных видов сырья взамен дефицитных и дорогих.
Так, например, древесину в последнее время применяют пе только для сухой перегонки, производства бумаги, пластмасс, искусственного волокна, но и для получения спирта, сахара, глюкозы, белковых и жировых дрожжей, т. е. таких продуктов, которые ранее получались в огромных количествах из более ценного пищевого сырья — зерна, картофеля, сахарной свеклы и пр. При производстве этилового спирта гидролизом древесных опилок I т опилок заменяет 1 т картофеля или 300 кг зерна . В настоящее врем1Я из древесины можно получить сотни ценных химических продуктов. [c.109]
Успехи органической химии позволяют производить ряд ценных органических продуктов из самого разнообразного сырья. Так, напрнмер, этиловый спирт, используемый в громадных количествах в производстве синтетического каучука, искусственных волокон, илас ическпх масс, взрывчатых веществ, эфиров и т. п., можно получать из пищевых продуктов (зерна, картофеля, сахарной свеклы), гидролизом древесины и гидратацией этилена. Этилен же, в свою очередь, получается при химической переработке природных газов, нефти и других видов топлива. Вначале пищевое сырье в производстве спирта стала вытеснять древесина. Из 1 т древесины при гидролизе получается около 160 кг этилового спирта, что заменяет 1,6 т картофеля или 0,6 т зерна. Производство гидролизного спирта обходится дещевле, чем из пищевого сырья. При комплексной химической переработке древесина используется вместо пищевого сырья также в производстве глицерина, кормового сахара, кормовых дрожжей, уксусной, лимонной и молочной кислот и других продуктов. Особенно быстро развивается производство синтетического спирта гидратацией этилена таким образом, растительное сырье вытесняется минеральным. Себестоимость синтетического спирта из нефтяных газов в три раза ниже, чем из пищевого сырья. Интенсивно развивается также производство синтетического каучука из бутан-бутиленовой фракции попутных нефтяных газов, поэтому этиловый спирт потерял доминирующее значение в производстве.
синтетического каучука. Из продуктов переработки газов и нефти ныне вырабатывают также уксусную кислоту, глицерин и жиры для производства моющих средств. При этом экономятся громадные количества пищевого сырья и получается более дешевая продукция. [c.23]
Выделять целлюлозу в чистом виде можно различными методами. Один из них — сульфитный. Этот способ заключается в предварительном измельчении и последующей варке древесины под давлением с бисульфитом кальция Са(Н50з)2- Все вещества, сопутствующие целлюлозе, при этом переходят в раствор, а чистую целлюлозу отфильтровывают. Образовавшийся раствор, содержащий значительные количества сахаристых веществ, спирт, лигно-сульфонаты, является отходом при производстве бумаги. Эти растворы, называемые сульфитными щелоками, используются в качестве сырья для получения этилового спирта, органических кислот, многоатомных спиртов, антибиотиков, концентрата сульфитноспиртовой барды (см. с. 254) и др. [c.250]
Подмосковные полицейские из незаконного оборота изъяли свыше 30 тонн этилового спирта и поддельной спиртосодержащей продукции
Сотрудниками Управления экономической безопасности и противодействия коррупции ГУ МВД России по Московской области задержаны пятеро участников группы, подозреваемых в обороте алкоголя без соответствующей лицензии.
Полицейские установили, что злоумышленники, используя фирмы-однодневки, организовали поставку этилового спирта без учёта в ЕГАИС, под видом медицинского раствора для наружного применения, который в дальнейшем использовался для производства фальсифицированной алкогольной продукции.
В результате оперативно-разыскных мероприятий сотрудники полиции установили и при участии Росгвардии задержали подозреваемых в незаконной деятельности. При проведении обысков по местам проживания фигурантов, а также в гаражных боксах, расположенных в г.о. Балашиха и Электросталь, полицейские обнаружили и изъяли этиловый спирт, поддельную спиртосодержащую продукцию, товарно-транспортную документацию, оттиски печатей различных организаций и черновые записи.
Также в г. Москве была остановлена грузовая автомашина, в которой находился этиловый спирт и фальсифицированная алкогольная продукция, предназначенная для реализации. Всего из незаконного оборота полицейскими изъято свыше 30 тонн алкоголя.
По предварительной информации правонарушители еженедельно реализовывали от 10 до 20 тонн спиртосодержащей продукции на территории г. Москвы и Московской области.
Образцы изъятого алкоголя направлены на исследование на предмет соответствия ГОСТу и определения опасности для жизни и здоровья потребителей.
Вся спиртосодержащая продукция передана на ответственное хранение уполномоченной организации.
ГСУ ГУ МВД России по Московской области возбуждено уголовное дело по признакам преступления, предусмотренного ч. 1 ст. 171.3 Уголовного кодекса Российской Федерации «Незаконные производство и (или) оборот этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции».
Двум фигурантам избрана мера пресечения в виде подписки о невыезде и надлежащем поведении, ещё троим — запрет определённых действий.
Вернуться в разделПроизводство этанола — Как производится этанол?
Этанол можно получить из любой культуры или растения, содержащего большое количество сахара или компонентов, которые могут быть преобразованы в сахар, например крахмала или целлюлозы.
Крахмал против целлюлозы
Сахарная свекла и сахарный тростник можно добывать и обрабатывать. Такие культуры, как кукуруза, пшеница и ячмень, содержат крахмал, который легко превращается в сахар, а затем превращается в этанол. Большая часть этанола в США производится из крахмала, и почти весь этанол на основе крахмала производится из кукурузы, выращенной в штатах Среднего Запада.Взаимодействие с другими людьми
В деревьях и травах большая часть сахаров содержится в волокнистом материале, называемом целлюлозой, который можно расщепить на сахара и превратить в этанол.
Для целлюлозного этанола могут использоваться побочные продукты лесного хозяйства: опилки, щепа, ветки. Также можно использовать остатки сельскохозяйственных культур, такие как кукурузные початки, листья кукурузы или стебли риса.Некоторые культуры можно выращивать специально для производства целлюлозного этанола, в первую очередь просо просо. Источники целлюлозного этанола не являются съедобными, а это означает, что производство этанола не вступает в прямую конкуренцию с использованием сельскохозяйственных культур в пищу или корма для скота.
Процесс фрезерования
Большая часть этанола производится с использованием четырехступенчатого процесса:
- Исходный этанол (зерновые или растения) измельчается для облегчения переработки;
- Сахар растворяется в измельченном материале или крахмал или целлюлоза превращаются в сахар. Это делается в процессе приготовления.
- Микробы, такие как дрожжи или бактерии, питаются сахаром, производя этанол в процессе, называемом ферментацией, по сути так же, как пиво и вино.Двуокись углерода является побочным продуктом этого брожения;
- Этанол перегоняют до высокой концентрации. Бензин или другая добавка добавляется, чтобы люди не могли его потреблять — этот процесс называется денатурацией. Таким образом, этанол также не облагается налогом на алкогольные напитки.
Отработанная кукуруза — это отходы, называемые дистилляторным зерном. К счастью, он ценен в качестве корма для домашнего скота, такого как крупный рогатый скот, свиньи и домашняя птица.
Также возможно производство этанола методом мокрого помола, который используется многими крупными производителями.Этот процесс включает период замачивания, после которого зародыши зерна, масло, крахмал и глютен отделяются и затем перерабатываются во многие полезные побочные продукты. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы является одним из них и используется в качестве подсластителя во многих готовых продуктах.
Кукурузное масло очищается и продается. Глютен также извлекается в процессе мокрого помола и продается в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота, свиней и птицы.
Растущее производство
Соединенные Штаты лидируют в мире по производству этанола, за ними следует Бразилия.Внутреннее производство в США подскочило с 3,4 миллиарда галлонов в 2004 году до 14,8 миллиарда в 2015 году. В том году из США было экспортировано 844 миллиона галлонов, в основном в Канаду, Бразилию и Филиппины.
Неудивительно, что заводы по производству этанола расположены там, где выращивают кукурузу. Большая часть топливного этанола в США производится на Среднем Западе с многочисленными заводами в Айове, Миннесоте, Южной Дакоте и Небраске. Оттуда он доставляется грузовиком или поездом на рынки западного и восточного побережья.Планируется построить специальный трубопровод для транспортировки этанола из Айовы в Нью-Джерси.
Источник
Министерство энергетики. Центр данных по альтернативным видам топлива.
Отредактировал Фредерик Бодри.
Производство этилового спирта | General MicroScience
Ферментация этилового спирта
1] Введение
Этиловый спирт также называют этанолом. Этанол производится биологическим процессом, в котором сахара, такие как глюкоза, фруктоза, сахароза, превращаются в спирт и диоксид углерода.Брожение проводится в анаэробных условиях. Этанол — летучая и легковоспламеняющаяся жидкость.
Спиртовое брожение было первым брожением, осуществленным человеком. Раньше спирт использовался только для потребления, но позже были известны различные применения спирта, такие как универсальный растворитель и химическое сырье, дезинфицирующее средство для поверхностей, лекарственный растворитель, антисептик. Так был запущен метод производства спирта путем ферментации на ликероводочных заводах.
Субстраты, используемые при ферментации этилового спирта, являются отходами ферментационной промышленности, такими как сахариды, крахмал и целлюлозный материал.
Бактерии, а также грибки могут превращать сахар в спирт. Обычно спирт получают путем ферментации или нефтехимического процесса.
Структура этанола
2] Микроорганизмы, используемые в ферментации
Микроорганизм, используемый для ферментации, зависит от типа сырья, используемого для ферментации.
- Если в качестве субстрата используются крахмал и сахар, то в качестве ферментационного организма используется Saccharomyces cerevisiae или Saccharomyces ellipsoideus.
- Ферментация спирта из молочных отходов Используется Candida pseudotropicalis .
- Если сульфитный отработанный щелок используется в бумажной промышленности, то для ферментации используется штамм Candida utilis .
Микроорганизм брожения выбран из
- Используемый штамм должен давать высокий выход продукта.
- Штамм должен быть быстрорастущим и допускать высокую концентрацию сахара, чтобы обеспечивать высокий выход продукта.
- Микроорганизм должен быть генетически стабильным.
3] Приготовление посевного материала
Инокулят, добавленный в бродильный чан, представляет собой дрожжевую культуру. В процессе ферментации этанола требуется большое количество иннокулята. Инокулят, добавляемый в процессе ферментации, обычно составляет 4%, но иногда может быть добавлено от 8% до 10% инокулята.
Состав питательных сред, используемых для приготовления инокулята, аналогичен составу сред для ферментации. В процессе приготовления посевного материала питательная среда облегчается высокой степенью аэрации и перемешивания. Это важно для быстрого роста клеток. Оптимальная поддерживаемая температура составляет от 28 ° C до 30 ° C, а оптимальный pH составляет от 4,8 до 5. Поддержание оптимальных условий в средах для приготовления инокулята важно для роста и производства клеточной массы.
4] Сырье, используемое для ферментации
В качестве сырья для ферментации этанола используются различные промышленные и сельскохозяйственные отходы.
- Использованный целлюлозный материал содержит сульфитный отработанный щелок, солому.
- Крахмалистый материал, такой как кукурузный крахмал, картофельный крахмал и пшеничная мука.
- Используются сахариды, такие как патока сахарного тростника, патока свекольная, гидроль, фруктовые соки.
5] Ферментационная среда
Сырье, используемое при ферментации, должно быть экономически дешевым.Он должен быть легкодоступным, в основном сельскохозяйственные отходы используются в качестве сырья для ферментации этанола. Обычно меласса используется в Индии для ферментации. Используемые сельскохозяйственные отходы должны быть предварительно обработаны для удаления нежелательных, токсичных продуктов, а сырье преобразовано в сахарную форму. Таким образом, этот сахар может быть легко использован иннокулятом и производить большое количество этанола. Меласса, используемая для ферментации, предварительно обрабатывается, а содержание сахара в патоке разбавляется и доводится до 10–18%.
Свекольная патока также добавляется в среду в качестве источника биотина, поскольку это один из важных факторов роста. Источник азота добавляется в виде сульфата аммония или фосфата аммония в концентрации около 0,015%. Оптимальный pH, поддерживаемый ферментационной средой, составляет примерно от 4,8 до 5, а оптимальная поддерживаемая температура составляет от 28 ° C до 30 ° C. В этом случае ферментации нет необходимости в стерилизации среды, может быть выполнена только пастеризация этой среды.
6] Восстановление
Перебродивший бульон дают отстояться для отстаивания продукта и далее его перегоняют методом фракционной перегонки.Продукт перегоняют с использованием анализатора и ректификационной колонны. Полученный дистиллированный продукт представляет собой этиловый спирт и сивушное масло. Получаемый продукт: спирт этиловый 95% и вода 5%.
Лабораторная дистилляционная установка
7] По продуктам
Побочные продукты, полученные после ферментации
- Стоки ликероводочного завода — Стоки ликероводочного завода представляют собой не что иное, как сивушное масло.
Это сивушное масло используется в парфюмерии, в лакокрасочной промышленности, отработанные смывки содержат соли калия, используемые при производстве калийных удобрений. - Остаточные дрожжевые клетки используются при приготовлении кормов.
- Произведенный диоксид углерода очищается и используется в виде сухого льда или в безалкогольных напитках.
Это сивушное масло используется в парфюмерии, в лакокрасочной промышленности, отработанные смывки содержат соли калия, используемые при производстве калийных удобрений.Этанол
Большая часть этанола в мире производится путем ферментации сельскохозяйственных культур (93%) с синтетическим этанолом (7%), получаемым путем прямой гидратации этена.
Использование этанола
Ферментация растительного сырья (например, ячменя и риса) — это путь, по которому алкогольные напитки (например,грамм. пиво, виски, джин и водка). Так же производится биоэтанол для биотоплива.
Из видов использования биоэтанола наиболее важным является топливо для автомобилей. Однако все больше идет производство этена как пути к поли (этену). Другие основные виды использования этанола в качестве промежуточного химического соединения:
Он также используется в качестве растворителя при производстве косметики, фармацевтических препаратов, моющих средств, красок и покрытий.
Рис. 1 Этанол является одним из исходных материалов для производства пропеноата этил
, сомономера полимеров, используемых в эмульсионных красках.
С любезного разрешения AkzoNobel.
Годовое производство этанола
| Весь мир | 850 000 тонн |
| Европа | 470 000 тонн |
Эти цифры относятся к синтетическому спирту (т.е. не включают спирт, произведенный биосинтетическим путем, биоэтанол).
Количество производимого биоэтанола огромно по сравнению с 1 .
В 2015 году было произведено 25,7 миллиарда галлонов ( около 80 миллионов тонн).Из них 14,6 миллиарда галлонов ( приблизительно 44 миллиона тонн) были произведены в США, в основном из кукурузы, 7,1 миллиарда галлонов ( приблизительно 21 миллион тонн) в Бразилии, в основном из сахара. Европа произвела значительно меньше, 1,4 миллиарда галлонов ( около 1 миллион тонн).
1. Ассоциация возобновляемых источников топлива, 2016
Производство этанола
Этанол производится путем прямой каталитической гидратации этена в присутствии водяного пара с использованием фосфорной кислоты, адсорбированной на поверхности твердого вещества (диоксида кремния)
, в качестве катализатора в реакторе с неподвижным слоем.Реакция обратимая и экзотермическая:
Из уравнения равновесия можно видеть, что конверсия сырья в этанол благоприятствует низкой температуре, высокому давлению и высокой концентрации пара.
Для достижения приемлемых скоростей реакции в присутствии катализатора используют температуру от до 500 К. Повышение давления подталкивает реакцию к продукту, но также вызывает полимеризацию этена. Более высокие давления также означают увеличение капитальных и эксплуатационных затрат.На практике процесс обычно проводится при давлении 60-70 атм.
|
Более высокая конверсия этена может быть получена при использовании избытка воды (пара).Но при высоких давлениях катализатор поглощает воду, его активность падает, и он становится разбавленным, стекая с носителя катализатора.
Обычно используется мольное соотношение вода: этен около 0,6: 1.
Большое внимание уделяется минимизации выбросов этанола с завода, а также небольших количеств производимых побочных продуктов, в основном этаналя (ацетальдегида) и диэтилового эфира.
Значительная работа проводится по усовершенствованию катализатора, чтобы можно было снизить температуру в печи.Это означает, что для нагрева печи будет использоваться меньше топлива, а положение равновесия будет «смещено» в пользу продукта.
При вышеуказанных условиях достигается около 5% конверсии за проход. Чтобы получить выход 95%, непрореагировавший этен отделяют от жидких продуктов и рециркулируют.
Продукт содержит большое количество воды и подвергается дистилляции с получением 95% (мас. / Мас.) Раствора этанола.
Производство чистого этанола
(i) Дистилляция
Дальнейшая перегонка 95% раствора этанола в воде не улучшает чистоту, так как образуется азеотроп (смесь с постоянным кипением).Это можно преодолеть, добавив третье соединение (например, бензол), которое «расщепляет» азеотроп, но для этого требуется больше перегонок и, следовательно, больше энергии.
(ii) Адсорбция при переменном давлении
Цеолитные молекулярные сита все чаще используются для удаления воды с целью получения чистого этанола с помощью процесса, известного как адсорбция в плавучем двигателе под давлением.
Смесь этанола и воды пропускают через колонку, содержащую гранулы молекулярного сита 3 A (то есть поры имеют диаметр 3 ангстрем, 3×10 -10 м или 0.3 нм).
Рис. 3 Очистка этанола адсорбцией при переменном давлении с использованием цеолита.
Хотя и этанол, и вода полярны, только молекулы воды (диаметром 0,28 нм) могут проходить через поры, поскольку диаметр молекул этанола слишком велик (0,44 нм). Таким образом, молекулы воды проникают через поры и захватываются клетками цеолита. Этанол проходит через колонку и собирается.
В одном методе, который обычно используется, смесь этанола и воды пропускают через колонку в газовой фазе при температуре около 420 К и под давлением (4 атм) (рисунки 3 и 4).Водяной пар проходит через поры и адсорбируется в виде жидкости в клетках.
|
Термин «свинг» используется потому, что два столбца используются параллельно.На рисунке 3 левая колонка используется для сушки этанола, а другая, правая, используется для регенерации цеолита.
Во втором методе жидкий раствор этанола и воды пропускают через колонку с цеолитом и собирают чистый этанол. Через несколько часов слой осушают и нагревают до температуры более 500 К, используя поток нагретого азота. Вода вытесняется. Этот метод называется термической (или температурной) адсорбцией при качании.
Дата последнего изменения: 27 октября 2016 г.
Исследовательская группа по биоэнергетике
Производство этанола из сахарного тростника
Сырье сахарного тростника в основном состоит из сахара в форме дисахарида (сахарозы), который легко ферментируется S.cerevisiae. Процесс производства этанола из сахарного тростника начинается, когда стебли тростника измельчаются для получения тростникового сока, богатого сахаром. Когда стебли тростника проходят через экстрактор / экспеллер, тростниковый сок собирается и доставляется в резервуар для брожения, где происходит реакция дрожжевого брожения с образованием этанола. Оставшийся волокнистый остаток, называемый жомом (содержание влаги 45-50%) после процесса экстракции сока, обычно сжигается для выработки тепла / электроэнергии для использования на предприятии.
После ферментации бульон для ферментации, содержащий примерно 5-12% этанола по весу, теперь называется пивом.Пиво поступает в дистилляционную колонну, где регенерируется этанол, а жидкий остаток, известный как барда, совместно образуется в нижней части дистилляционной колонны. В этом процессе чистота этанола может достигать 92-95%, поэтому требуется дальнейший процесс отделения воды. Обычно дегидратацию остаточной воды проводят с использованием молекулярных сит, в результате чего получают конечный продукт — безводный этанол топливного качества (крепость 200 или этанол> 100%).Остатки этанола сахарного тростника
Есть два основных остатка от производства сахарного тростника до этанола, включая жом (твердый остаток) и барду (жидкий остаток).Обычно жмых используется для обеспечения теплом / паром / электричеством завода по производству этанола. Однако барда не может использоваться в качестве источника энергии, и перед утилизацией ее необходимо обработать. Таким образом, барда по-прежнему является основным бременем для производства этанола из сахарного тростника.
Винассе
Винасса, также известная как барда или отработанная промывка винокурни, образуется в виде остатков на дне дистилляционной колонны после процесса извлечения этанола. Характеристики Vinasse:
Рис.1 Принципиальная схема производства этанола из сахарного тростника
Рис.2 Винасса производства сахарного тростника и этанола
Отчет о размере мирового рынка промышленного алкоголя, 2020-2027 годы
Обзор отчета Объем мирового рынка технического алкоголя оценивается в 131 доллар США.8 миллиардов в 2019 году и, как ожидается, будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) 8,3% с 2020 по 2027 год.
Согласно прогнозам, рост спроса на продукт в качестве усилителя октанового числа останется ключевым фактором роста рынка. Общий рост обусловлен индивидуальным вкладом различных приложений в отрасли конечного потребления, таких как фармацевтика, средства личной гигиены, транспорт, продукты питания и напитки и другие. Спрос на этанол, самый крупный продукт, используемый на транспорте в качестве топлива, в первую очередь обусловлен требованиями к этанолу, принятыми несколькими странами по всему миру.Транспортный сектор оценивается как самый большой сегмент приложений, в то время как сегмент личной гигиены, по оценкам, будет иметь самый быстрый CAGR с 2020 до 2207.
Технический спирт — это в первую очередь этанол, также известный как этиловый спирт, летучая, бесцветная, легковоспламеняющаяся жидкость, широко используемое в мире биотопливо. Его получают из различных источников, таких как кукуруза, патока и зерно. Одна из старейших технологий производства этанола — ферментация сахарного тростника.Время брожения может варьироваться от 42 до 74 часов. Благодаря низким выбросам и меньшему опьяняющему действию его можно использовать в автомобилях с бензиновым двигателем в смеси с бензином. Его можно смешивать с бензином в любом процентном соотношении. Он также используется как растворитель, топливо, реактивный спирт и как пищевая добавка.
Кроме того, реализация Закона о чистом воздухе потребовала снижения выбросов выхлопных газов при использовании обычного бензина. По данным Агентства по охране окружающей среды США, этанол играет ключевую роль в качестве добавки в снижении выбросов топлива и снижении детонации двигателя.Кроме того, обычный бензин, производимый нефтепереработчиками, имеет высокое октановое число, которое востребовано бензиновым сектором США. Поскольку этанол имеет высокое октановое число 113, его все чаще используют разработчики бензинов для улучшения характеристик двигателя.
Кроме того, рынок характеризуется присутствием большого количества региональных и глобальных игроков, обслуживающих различные рынки, а также присутствием на рынке промышленного алкоголя, конкурирующим за использование огромного потенциала, имеющегося во всем мире.
Главный фактор, стимулирующий новых участников к широкому спектру применений этих спиртов, а также требования к этанолу со стороны правительств в различных географических регионах.
США и Бразилия являются доминирующими странами в производстве этанола и торговле им. Ожидается, что в глобальном масштабе производство этанола вырастет в течение прогнозного периода с 2017 по 2025 год. Использование этанола на глобальном уровне обусловлено сокращением использования бензина и требованиями к этанолу в различных регионах, которые в Бразилии составляют 27%. , 5% в Канаде, 10% в США.S., и 6% в Европейском Союзе, 3% в Австралии, 10% в Китае и 5% в Индии.
Информация о продуктеС точки зрения объема, производство этилового спирта доминировало на рынке с долей более 50% в 2019 году. Это объясняется высоким спросом на продукт, который легко получить из биомассы, кукурузы, пшеницы, ячменя и др. источники. Это возобновляемое топливо, смешанное с бензином из-за его высокого октанового числа. Независимо от источника производимый этанол имеет одинаковые химические свойства и доступен в различных вариантах.
США — ведущий производитель этанола из кукурузы. Около 97% бензина, используемого в США, содержит не менее 10% этанола. Использование этанола в качестве чистого и альтернативного топлива получило всемирное признание и привело к появлению требований к смеси этанола и бензина. Япония и многие европейские страны, особенно Великобритания, являются основными импортерами этанола из Бразилии и США
. Метанол также известен как древесный спирт, так как он был получен как побочный продукт при разрушающей перегонке древесины.Чаще всего его добывают с использованием природного газа в качестве основного источника. Метанол используется для производства других химикатов, которые затем превращаются в тысячи продуктов, таких как смолы, пластмассы, строительные материалы, краски, пена, полиэстер и широкий спектр фармацевтических и медицинских товаров.
Метанол — это органическое химическое вещество, а также биоразлагаемое и экологически чистое топливо. Метанол дешевле по сравнению с другими ископаемыми видами топлива и оказывает положительное влияние на окружающую среду.Благодаря своим экономическим и экологическим преимуществам, метанол все чаще используется в качестве альтернативного топлива для производства продуктов питания, для двигателей транспортных средств и морских судов.
Исходные данныеПо объемам кукуруза лидировала на рынке с долей более 30% в 2019 году. Это объясняется широким спросом на этот продукт как на возобновляемый источник для производства энергии. Во всем мире рост производства этанола привел к резкому увеличению производства кукурузного дистилляционного масла, которое используется в качестве сырья для биодизеля или в качестве корма для животных.Примерно 85% производителей этанола на основе кукурузы производят кукурузное дистилляционное масло. Производство этанола из кукурузы также процветает в отрасли побочных продуктов.
Кроме того, сахар в основном производится в Бразилии и в нескольких странах Азиатско-Тихоокеанского региона, таких как Индия и Индонезия. Сахарная патока используется в качестве источника биомассы, которая преобразуется в энергию во многих странах мира. Способность сахарной патоки к ферментации делает ее пригодной для производства этанола.В мировом масштабе сахарный тростник и его производные являются вторым по величине сырьем после кукурузы для производства этанола. По оценкам, Бразилия будет крупнейшим производителем этанола на основе сахарного тростника за прогнозируемый период.
В Южной и Центральной Америке Колумбия входит в десятку крупнейших производителей сахарного тростника в мире. Колумбия реализовала программу биоэтанола для производства этанола. Кукуруза является крупнейшим сырьем для производства биотоплива не только в США, но и во всем мире.Примерно 97% производства этанола в США производится из кукурузы.
Кукуруза также используется как возобновляемый источник для производства энергии.
По объемам применение топлива для транспортных средств и топливных присадок лидировало на рынке с долей 41,2% в 2019 году. Предполагается, что в ближайшие годы оно сохранит свое доминирующее положение благодаря быстрорастущему мировому автомобильному сектору. Спрос на автомобили с бензиновым двигателем значительно вырос в регионах Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона.Использование биоэтанола в существующих бензиновых транспортных средствах имеет экологические преимущества, поскольку он выделяет меньше токсичных материалов по сравнению с другими ископаемыми видами топлива, такими как дизельное топливо и бензин, полученный из ископаемого топлива. Кроме того, биоэтанол также увеличивает срок службы двигателей. Производители биоэтанола имеют возможность выйти на товарный рынок в регионах благодаря растущим продажам автомобилей с гибким топливом.
Кроме того, технический спирт, используемый в химических веществах, обладает различными преимуществами, включая здоровье, универсальность и экологичность, поскольку он получен из природных источников i.е. растения. Ожидается, что быстрый рост обрабатывающего сектора в регионе будет стимулировать спрос. Большое количество производителей сосредотачиваются на замене химического сырья продуктами биологического происхождения, что, как ожидается, будет стимулировать спрос на промышленность в вышеупомянутых отраслях применения в течение прогнозируемого периода.
Промышленные спирты используются в фармацевтической промышленности благодаря свойствам, которые позволяют им действовать в качестве носителя для широкого спектра растворов йода, противоотечных средств, лекарств и других продуктов.В качестве растворителя в фармацевтической промышленности этанол используется для обработки вакцин, витаминов, антибиотиков, таблеток и пилюль, а также различных лекарств.
Спрос на различные продукты растет, поскольку большое количество фармацевтических компаний сотрудничает с поставщиками промышленного спирта, чтобы получить необходимый технический опыт в производстве фармацевтических продуктов.
Чтобы удовлетворить растущий спрос, производители сосредотачиваются на увеличении своих производственных мощностей, которые предоставляют привлекательные возможности для роста рынка.Различные фармацевтические применения продукта включают таблетирование, антибиотики, порошки, фракционирование плазмы и химические промежуточные продукты.
Азиатско-Тихоокеанский регион лидировал на рынке и в 2019 году на его долю приходилось более 35% мировой выручки. Это связано с высоким потреблением и производством метилового спирта в Китае и этанола в Индии. Спрос на этанол в Индии значительно вырастет благодаря инициативам правительства Индии по использованию этанола в качестве автомобильного топлива.В мировой индустрии метанола доминирует Китай, учитывая спрос на метанол для смешивания с бензином и производство олефинов из метанола, что приводит к новой ценовой, экономической и рыночной динамике.
Этиловый спирт и метиловый спирт преобладали в Азиатско-Тихоокеанском регионе с целевыми показателями потребления, установленными правительствами Китая и Индии. Использование этанола в этом регионе невелико, и рост потребления топлива быстро растет, сопровождаемый растущими опасениями по поводу качества воздуха, особенно в Китае и Индии.С увеличением ВВП в сочетании с ростом населения, топливо, необходимое для транспорта, должно значительно увеличиться к 2030 году, что потребует увеличения количества биотоплива. Китай является четвертым по величине производителем биотоплива в мире, тогда как в Индии наиболее благоприятные условия для спроса на биоэтанол.
Кроме того, Северную Америку лидировали по производству и экспорту этанола США, которые являются крупнейшим рынком для этанола. Как по выручке, так и по объему, рост отрасли обусловлен производством и экспортом этилового спирта в США.S. Рост объемов производства технического спирта в Северной Америке обусловлен ориентированным на экспорт производством этанола в США для удовлетворения потребностей мирового рынка.
Кроме того, Европейская комиссия (ЕК) объявила об ограничении производства биотоплива на основе пищевых продуктов на 7%, чтобы ограничить производство биотоплива первого поколения или обычного биотоплива наиболее эффективными заводами. Ожидается, что это же удержит новых производителей от выхода на рынок. Потребление в регионе превышало произведенное количество, а избыточный спрос удовлетворялся за счет импорта более чем примерно 10% произведенного количества.В частности, на Германию приходится самая высокая доля в производстве сырья. Ожидается, что низкая процентная ставка на сырье приведет к увеличению потребления, тем самым стимулируя общий рост рынка в регионе в течение прогнозируемого периода.
Ключевые компании и анализ доли рынкаКонкурентная конкуренция между ключевыми компаниями высока, поскольку сектор характеризуется присутствием большого количества глобальных игроков, которые выходят на рынок.Однако правительство требует смешивать этанол с бензином, что увеличивает спрос на этанол топливного качества. Ожидается, что это предоставит прибыльные возможности производителям биотоплива. Внутренняя конкуренция может быть объяснена спросом на увеличение доли этанола в требованиях к бензину и смеси этанола, который варьируется в зависимости от региона. На мировом рынке доминируют ключевые игроки в регионе Северной Америки, такие как Cargill Inc. Из-за широкого использования этанола и других промышленных спиртов, таких как изобутанол и изопропанол, производители на рынке конкурируют с доминирующими участниками рынка, разрабатывая рецептуры. этанол с различными химическими веществами, где конечный продукт может использоваться в широком спектре промышленных применений, продуктов питания и напитков, а также средств личной гигиены.К числу наиболее заметных игроков на рынке технического алкоголя относятся:
Рынок промышленного алкоголя Отчет ОбъемАтрибут отчета | Детали |
Объем рынка в 2020 г. | 143,7 млрд долларов США |
Прогноз выручки в 2027 году | 248 долларов США.8 миллиардов |
Скорость роста | CAGR 8,3% с 2020 по 2027 год |
Объем рынка в 2020 году | 232599,54 килотонн |
Прогноз объема в 2027 году | 3,89 160,19 килотонн |
Базовый год для оценки | 2019 |
Исторические данные | 2016-2018 |
Период прогноза | 2020-2027 |
Количественные единицы | Объем в килотоннах, выручка в млн долларов США и среднегодовой темп роста с 2020 по 2027 год |
Охват отчета | Прогноз объема, прогноз доходов, рейтинг компаний, конкурентная среда, факторы роста и тенденции |
Покрытые сегменты | Товар, источник, приложение, регион |
Региональный охват | Северная Америка; Европа; Азиатско-Тихоокеанский регион; Центральная и Южная Америка; Ближний Восток и Африка |
Область применения страны | The U.S .; Канада; Мексика; Германия; Соединенное Королевство.; Франция; Китай; Индия; Япония; Бразилия; ОАЭ |
Профилированные ключевые компании | Cargill Inc .; Cristalco SAS; MGP Ingredients Inc .; Grain Millers Inc .; Андерсон Инк. |
Объем настройки | Бесплатная настройка отчета (эквивалент 8 рабочих дней аналитика) при покупке. Дополнение или изменение в зависимости от страны, региона или сегмента. |
Варианты цены и приобретения | Доступны индивидуальные варианты покупки, соответствующие вашим точным исследовательским потребностям. |
Изучить варианты покупкиСегменты, рассматриваемые в отчете
В этом отчете прогнозируется рост объемов и доходов на глобальном, региональном и страновом уровнях, а также приводится анализ последних отраслевых тенденций в каждом из подсегментов с 2016 по 2027 год. Для целей данного исследования Grand View Research разделила отчет о мировом рынке технического алкоголя по продуктам, источникам, применению и региону:
Прогноз по продукту (объем, килотонны; выручка, млн долларов США, 2016-2027 гг.)
Спирт этиловый
Метиловый спирт
Изопропиловый спирт
Изобутиловый спирт
Прочие
Исходный прогноз (объем, килотонны; выручка, млн долларов США, 2016-2027 гг.)
Зерна
Сахар и меласса
Кукуруза
Ископаемое топливо
Прочие
Перспективы приложений (объем, килотонны; выручка, млн долларов США, 2016-2027 гг.)
Региональный прогноз (объем, килотонны; выручка, млн долларов США, 2016-2027 гг.)
Северная Америка
Европа
Азиатско-Тихоокеанский регион
Центральная и Южная Америка
Ближний Восток и Африка
Часто задаваемые вопросы об этом отчете
г.Объем мирового рынка технического алкоголя оценивался в 131,77 млрд долларов США в 2019 году и, как ожидается, достигнет 143,70 млрд долларов США в 2020 году.
г. Ожидается, что мировой рынок технического алкоголя будет расти со среднегодовыми темпами роста 8,3% с 2020 по 2027 год и достигнет 248,82 млрд долларов США к 2027 году.
г. Азиатско-Тихоокеанский регион доминировал на рынке промышленного алкоголя с долей 35,6% в 2019 году. Это связано с использованием других промышленных спиртов, таких как метанол, изобутанол и изопропанол, в различных областях, включая автомобили, средства личной гигиены и фармацевтические препараты.
г. Некоторые ключевые игроки, работающие на рынке промышленного алкоголя, включают Cargill, Inc., MGP Ingredients, Inc., Grain Millers, Inc., Cristalco SAS, Green Plains, Inc., Greenfield Global, The Andersons, Inc., Grain Processing Corporation, Birla. Sugar Ltd. и HPCL Biofuels Ltd.
г. Ключевые факторы, способствующие росту рынка, включают внесение изменений в нормативные акты различными правительствами по всему миру, которые требуют использования смеси этилового спирта (этанола) и бензина в качестве топлива.
Производство спиртов
Этот метод применяется только к этанолу. Таким способом нельзя сделать никакой другой алкоголь.
Процесс
Исходный материал для процесса варьируется в широких пределах, но обычно это крахмалистый растительный материал, такой как кукуруза (США: кукуруза), пшеница, ячмень или картофель.
Крахмал — это сложный углевод, и другие углеводы также могут использоваться — например, в лаборатории сахароза (сахар) обычно используется для производства этанола.В промышленном отношении это не имело бы смысла. Было бы глупо рафинировать сахар, если бы вы собирались использовать его только для брожения. Однако нет причин, по которым вы не должны начинать с оригинального сахарного тростника.
Первый шаг — разбить сложные углеводы на более простые.
Например, если вы начинали с крахмала в зернах, таких как пшеница или ячмень, зерно нагревают горячей водой для извлечения крахмала, а затем нагревают солодом. Солод — это проросший ячмень, содержащий ферменты, расщепляющие крахмал на более простой углевод, называемый мальтозой, C 12 H 22 O 11 .
Мальтоза имеет ту же молекулярную формулу, что и сахароза, но содержит две единицы глюкозы, соединенные вместе, тогда как сахароза содержит одну глюкозу и одну фруктозу.
Затем добавляют дрожжи и смесь выдерживают в тепле (скажем, 35 ° C) в течение нескольких дней до завершения ферментации. Воздух не попадает в смесь, чтобы предотвратить окисление производимого этанола до этановой кислоты (уксуса).
Ферменты дрожжей сначала превращают углеводы, такие как мальтоза или сахароза, в еще более простые, такие как глюкоза и фруктоза, оба C 6 H 12 O 6 , а затем превращают их, в свою очередь, в этанол и диоксид углерода.
Вы можете представить эти изменения в виде простых химических уравнений, но биохимия реакций намного сложнее, чем можно предположить.
Дрожжи уничтожаются при концентрации этанола, превышающей примерно 15%, что ограничивает чистоту этанола, который может быть произведен. Этанол отделяют от смеси фракционной перегонкой с получением этанола 96% -ной чистоты.
По теоретическим причинам невозможно удалить последние 4% воды фракционной перегонкой.
Производство этилового спирта для топлива: энергетический баланс (Конференция)
Офоли Р. Ю. и Стаут Б. А. Производство этилового спирта для топлива: энергетический баланс . США: Н. П., 1981.
Интернет.
Ofoli, R. Y, & Stout, B. A. Производство этилового спирта для топлива: энергетический баланс .Соединенные Штаты.
Офоли, Р. И, и Стаут, Б. А. Чт.
«Производство этилового спирта для топлива: энергетический баланс». Соединенные Штаты.
@article {osti_6518546,
title = {Производство этилового спирта для топлива: энергетический баланс},
author = {Офоли, Р.
И и Стаут, Б. А},
abstractNote = {Модель анализа чистой энергии используется для оценки энергетического баланса производства топливного этанола.Модель основана на кукурузе в качестве сырья и включает затраты энергии для: (а) производства кукурузы на ферме; (б) транспортировка кукурузы с фермы на спиртовой завод; и (c) коммерческий производственный процесс. Предполагается, что коммерческий процесс производит не менее 3,9 x 10 / sup 6 / л (1,0 x 10 / sup 6 / галлон) этанола в год. Основными продуктами производственного процесса являются этанол и дистилляторы для сухого зерна и растворимых веществ (DDGS). Углекислый газ, выделяющийся в процессе ферментации, не имеет энергетической ценности.В данном исследовании используются три процедуры учета энергии. Первый - это общие входы и выходы энергии. При использовании этого метода производство спирта дает на 4600 кДж / л (16 000 БТЕ / галлон) и на 2400 кДж / л (8700 БТЕ / галлон) больше энергии, чем требуется для его производства с использованием кукурузы в засушливых районах и орошаемой кукурузы, соответственно. Второй метод исследует общие входы и выходы премиальной энергии на границе, где премиальная энергия определяется как любой источник энергии, который является универсальным как с точки зрения использования, так и с точки зрения мобильности, т.е.g., природный газ, спирт или нефтяные источники энергии. Этот анализ показывает, что для производства алкоголя требуется на 4900 кДж / л (17 500 БТЕ / галлон) и на 7 100 кДж / л (25 400 БТЕ / галлон) больше энергии премиум-класса, чем у производства энергии премиум-класса. Третий метод предполагает, что 35%, 0% и 85% энергозатрат на ферме, межхозяйственном транспорте и на спиртовом заводе, соответственно, можно было бы заменить не премиальными источниками энергии. Согласно этому анализу, этанол является чистым производителем энергии премиум-класса; Вырабатывается на 15 200 кДж / л (54 400 БТЕ / галлон) и на 13 800 кДж / л (49 400 БТЕ / галлон) больше топлива премиум-класса, чем требуется для кукурузы в засушливых районах и орошаемой кукурузы, соответственно.