Производство спирт этиловый: Производство этилового спирта в мире в 2019 г достигло 131,3 млрд л, на 7% превысив уровнень 2015 г. :: РБК Магазин исследований

Содержание

Производитель медицинского спирта опроверг данные о дефиците этанола в России | Новости | Известия

Производитель медицинского спирта АО «РФК» опроверг данные о риске остановки производства спиртосодержащих препаратов из-за новых правил использования этанола, а также из-за его дефицита с начала 2021 года. 

Отмечается, что  с 29 декабря 2020 года одним из основных условий производства фармацевтической субстанции этилового спирта (этанола) является наличие одновременно двух лицензий — от Минпромторга РФ (получается в первую очередь) и Росалкогольрегулирования. Необходимость принятия новых условий законодатели объяснили усилением контроля за производством и оборотом этанола и спиртосодержащих лекарств, а также пресечением незаконной деятельности в этой области. 

В АО «РФК» отметили, что  Министерство промышленности и торговли России  заранее проинформировало производителей лекарственных средств об изменениях и сроках их вступления в силу, поэтому у компаний было достаточно времени для подготовки. В июне  2020 года компания направила в Росалкогольрегулирование заявление на получение необходимой лицензии, но от ведомства было получено несколько отказов. Однако после выполнения всех требований в сентябре 2020 года компании выдали лицензию.

«На данный момент АО «РФК» работает в штатном режиме, объемов субстанции достаточно для выполнения плановых отгрузок всем потребителям. Компании «Вифитех» произведены поставки субстанции в требуемых объемах и в запрашиваемые сроки. Мощность производственных площадок АО «РФК» при текущем спросе составляет 26 млн  л в год, но в случае увеличения потребности рынка мощность производства может увеличиться до 40 млн  л в год. При этом, по нашим сведениям, объем потребления фармацевтической субстанции спирта этилового составляет 10–20 млн л в год. Таким образом, можно говорить о том, что объем производства АО «РФК» обеспечит потребности рынка в фармацевтической субстанции», — сообщил руководитель департамента продаж компании Евгений Повышев.

Отмечается, что этанол является основным компонентом для производства многих лекарств, в том числе жизненно необходимых и важнейших. Их ценообразование регулируется и контролируется государством. Фармацевтическая субстанция этилового спирта вырабатывается из различных видов сахаро- и крахмалосодержащего пищевого сырья. К ним относится, например, зерно или меласса —  побочный продукт сахарного производства. Зерно и сахар являются биржевыми товарами, увеличение спроса на них порождает рост цен.

«АО «РФК» столкнулось с резким увеличением стоимости мелассы: цена на нее с января 2020 года выросла на 340%. В декабре 2020 года это привело к увеличению цены на фармацевтическую субстанцию в среднем на 37%, что по расчетам может минимально отразиться на стоимости спиртосодержащих препаратов —  в пределах 3,5%. В случае нормализации ценовой политики поставщиков мелассы и уменьшения стоимости сырья для производства спирта отпускная цена на субстанцию также может быть скорректирована и снижена производителем», — заключили в  в АО «РФК». 

9 февраля издание «Фармацевтический вестник» опубликовало статью, в которой сообщалось о риске остановки производства спиртосодержащих препаратов из-за новых правил использования этанола, а также из-за его дефицита с начала 2021 года.

Уточняются требования к производству и обороту этилового спирта и спиртосодержащих лекарственных средств

Совет Федерации одобрил Федеральный закон «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».


Совет Федерации одобрил Федеральный закон «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» в части уточнения требований к производству и обороту этилового спирта и спиртосодержащих лекарственных средств.

Авторы документа – члены СФ Николай Журавлев, Журавлев
Николай Андреевичпредставитель от исполнительного органа государственной власти Костромской области Сергей Рябухин, Рябухин
Сергей Николаевичпредставитель от законодательного (представительного) органа государственной власти Ульяновской области

Сергей Иванов, Иванов
Сергей Павловичпредставитель от законодательного (представительного) органа государственной власти Магаданской области Андрей Епишин, Епишин
Андрей Николаевичпредставитель от законодательного (представительного) органа государственной власти Тверской области Елена Перминова, Перминова
Елена Алексеевнапредставитель от исполнительного органа государственной власти Курганской области Мухарбий Ульбашев, Ульбашев
Мухарбий Магомедовичпредставитель от законодательного (представительного) органа государственной власти Кабардино-Балкарской Республики Ахмат Салпагаров, Салпагаров
Ахмат Анзоровичпредставитель от законодательного (представительного) органа государственной власти Карачаево-Черкесской Республики Татьяна Кусайко, Кусайко
Татьяна Алексеевнапредставитель от законодательного (представительного) органа государственной власти Мурманской области Евгений Бушмин (в период исполнения им полномочий члена СФ), депутаты Государственной Думы.

Смотрите также

Как сообщил первый заместитель председателя Комитета Совета Федерации по бюджету и финансовым рынкам Сергей Рябухин, закон направлен на пресечение незаконных поставок этилового спирта, фармацевтической субстанции спирта этилового (этанола) и спиртосодержащих лекарственных средств.

В этих целях уточняются требования к производству и обороту фармацевтической субстанции спирта этилового и спиртосодержащих лекарственных препаратов и спиртосодержащих медицинских изделий.

Закрепляются требования к оборудованию, которое используется в производстве и обороте фармацевтической субстанции для производства спиртосодержащих лекарственных препаратов и спиртосодержащих медицинских изделий, и отдельно — требования к оборудованию, которое используется в производстве и обороте этилового спирта для производства фармацевтической субстанции.

При этом вводится запрет использования основного технологического оборудования для производства этилового спирта в целях изготовления фармацевтической субстанции, спиртосодержащих лекарственных препаратов и спиртосодержащих медицинских изделий, а также закрепляется новый вид лицензии — на производство этилового спирта для производства фармацевтической субстанции, которая позволяет лицензиату производить этиловый спирт исключительно в целях его использования для производства указанной субстанции. При оформлении этой лицензии заявление должно содержать информацию о том, что у соискателя имеется лицензия на производство лекарственных средств (фармацевтической субстанции). Устанавливается ответственность за нарушения введенных законопроектом требований, касающихся производства и оборота фармацевтической субстанции, в том числе применительно к использованию новой лицензии.

Также ужесточаются требования к производству и обороту фармацевтической субстанции спирта этилового (этанола), и спиртосодержащих лекарственных средств, и спиртосодержащих медицинских изделий. Вводятся новые запреты, в частности, запрещаются поставки фармацевтической субстанции спирта этилового (этанола) организациями, не имеющими одновременно лицензию на производство этилового спирта для производства фармацевтической субстанции спирта этилового и лицензию на производство лекарственных средств; на реализацию фармацевтической субстанции спирта этилового организациям оптовой торговли лекарственными средствами и на продажу ее данными организациями.

Вводится запрет на производство медицинских изделий, содержащих этиловый спирт, по месту осуществления производства фармацевтической субстанции спирта этилового и по месту осуществления производства этилового спирта. Устанавливается обязанность лиц, осуществляющих закупку и использование фармацевтической субстанции спирта этилового, осуществлять учет объема ее закупки и использования.

Федеральный закон вступает в силу по истечении одного года после дня его официального опубликования, за исключением положений, для которых этой статьей установлены иные сроки вступления их в силу. Установлен переходный период, в течение которого лица, имеющие лицензию на производство лекарственных средств, обязаны получить лицензию на производство этилового спирта для производства фармацевтической субстанции.

На производство антисептиков предложили направить более 21 млн литров конфискованного спирта

На производство дезинфицирующих средств предложено направить более 21 миллиона литров конфискованного этилового спирта. Об этом сообщается на сайте Министерства финансов России.

Ранее кабмин внёс в Госдуму законопроект, предлагающий использовать конфискованный в России этиловый спирт для производства антисептиков. В Минфине тогда отметили, что это позволит увеличить предложение дезинфицирующих средств, сократить расходы бюджета на хранение и уничтожение изъятой продукции и направить ресурс на «социально -приоритетные направления».

«Общий объём конфискованного этилового спирта и спиртосодержащей продукции, которая находится на хранении и может быть использована для производства дезинфицирующих средств, составляет более 21 миллиона литров. Что свидетельствует о наличии значительных ресурсов, которые могут быть оперативно задействованы для противодействия распространению новой коронавирусной инфекции», — говорится в сообщении Минфина.

Отмечается, что ведомство подготовило проект постановления, определяющего порядок использования этилового спирта и спиртосодержащей продукции для этих целей. Документ предусматривает безвозмездную передачу дезинфицирующих средств регионам, если власти регионов подтвердят, что они будут использованы для профилактики и борьбы с коронавирусом.

Исходя из потребностей регионов в этиловом спирте и спиртосодержащей продукции для производства дезинфицирующих средств, Федеральная служба по регулированию алкогольного рынка (РАР) будет направлять информацию в Минпромторг, который уже совместно с Минздравом и Роспотребнадзором распределит объёмы между регионами. Затем РАР в течение пяти рабочих дней формирует перечень необходимой продукции и направляет его в организацию, которая её хранит. Организация в течение пяти рабочих дней информирует регион о готовности к передаче продукции. На финальном этапе субъект принимает спирт для его дальнейшего использования в качестве дезинфицирующего средства.

Ранее «Парламентская газета» уже сообщала, что первый зампред Комитета Совета Федерации по бюджету и финансовым рынкам Сергей Рябухин предложил использовать конфискованный спирт со складов Росспиртпрома для производства антисептика. Однако позже сенатор сказал, что российские регионы не заинтересовались идеей использовать конфискованный спирт для производства антисептиков, об этом ему сообщили в Минфине. Сергей Рябухин добавил, что в Росалкогольрегулировании заявили о готовности рассмотреть заявления о выдаче лицензий на производство антисептика.

По словам сенатора, на сегодня объёмы производства медицинского спирта российскими заводами в несколько раз превышают потребность в нём. «У нас сейчас заводы, которые производят медицинский спирт, имеют мощность 18 миллионов декалитров в год, а у нас потребность — 2,6 миллиона декалитров. Если, допустим, потребность и увеличилась в силу разных обстоятельств, вызванных коронавирусом, то, думаю, максимум в два-три раза», — сказал тогда парламентарий.

Производители Спирта этилового медицинского из России

Продукция крупнейших заводов по изготовлению Спирта этилового медицинского: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

  1. где производят Спирт этиловый медицинский
  2. ❗❗❗ Продажа Спирта этилового медицинского в Европу 19.04.2022
  3. ⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)
  4. Спирт этиловый медицинский цена 19.04.2022
  5. 🇬🇧 Supplier’s Medical ethyl alcohol Russia

Страны куда осуществлялись поставки из России 2018, 2019, 2020, 2022

  • 🇺🇦 УКРАИНА (12)
  • 🇰🇿 КАЗАХСТАН (9)
  • 🇲🇩 МОЛДОВА, РЕСПУБЛИКА (6)
  • 🇦🇲 АРМЕНИЯ (4)
  • 🇬🇪 ГРУЗИЯ (4)
  • 🇰🇬 КИРГИЗИЯ (3)
  • 🇫🇮 ФИНЛЯНДИЯ (3)
  • 🇷🇸 СЕРБИЯ (3)
  • 🇳🇴 НОРВЕГИЯ (3)
  • 🇳🇬 НИГЕРИЯ (2)
  • 🇱🇻 ЛАТВИЯ (2)
  • 🇩🇪 ГЕРМАНИЯ (2)
  • 🇹🇷 ТУРЦИЯ (1)
  • 🇪🇬 ЕГИПЕТ (1)
  • 🇹🇲 ТУРКМЕНИЯ (1)

Выбрать Спирт этиловый медицинский: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить Спирт этиловый медицинский.

🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие российские производители Спирта этилового медицинского, в основном производства находятся в России. Из-за низкой себестоимости, цены ниже, чем на мировом рынке

Поставки Спирта этилового медицинского оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы по производству Спирта этилового медицинского

Заводы по изготовлению или производству Спирта этилового медицинского находятся в центральной части России. Мы подготовили для вас список заводов из России, чтобы работать напрямую и легко можно было купить Спирт этиловый медицинский оптом

Подобрать покупателя или продавца

Напишите наименование продукции, которую хотите найти

Найти

Реагенты диагностические или лабораторные на подложке

Изготовитель пищевые продукты

Поставщики дезенфицирующие средства

Крупнейшие производители —

Экспортеры косметические средства или средства для макияжа и средства для ухода за кожей (кроме лекарственных)

Компании производители вакцины для людей

Производство смазочные масла и масла для прочих целей

Изготовитель Мононить с размером поперечного сечения более  мм

Поставщики Реагенты для определения группы крови

Крупнейшие производители готовые клеи и готовые адгезивы; продукты

Экспортеры Средства дезинфицирующие

Компании производители органические продукты синтетические

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.

Подписывайтесь на МВД МЕДИА в

Вернуться в раздел

Производство и применение | Анаэробное брожение

В этой статье мы обсудим: 1. Введение в процесс производства этилового спирта 2. Ферментативное производство этилового спирта 3. Применение.

Введение в процесс производства этилового спирта:

Этиловый спирт производился в больших масштабах на протяжении веков. Тем не менее, многие исследования не могли быть выполнены из-за опасностей для потребления человеком. В 1865 году был принят Закон об алкоголе, тем самым была разрешена свободная продажа алкоголя после его денатурации добавлением денатурированного спирта.Раннее производство в основном использовалось для потребления человеком. Но сегодня он используется не только для употребления в пищу человеком, но и как универсальный растворитель и как химическое сырье для производства других промышленных продуктов.

Наряду с бензином также используется в качестве моторного топлива. Из-за вышеперечисленных преимуществ спрос на алкоголь сегодня чрезвычайно возрос, что привело к созданию множества винокуренных заводов по всему миру. Этиловый спирт вырабатывается, кроме дрожжей, большим числом бактерий и грибов (таблица 3.2).

Биохимический синтез спирта различными микроорганизмами представлен на рис. 3.3.

Аналогичным образом, помимо мелассы, лигноцеллюлозы также могут использоваться в качестве устойчивого субстрата (таблица 3.3).

Однако, помимо ферментативного производства, он также производится химическими процессами, главным образом путем каталитической гидратации этилена.

Химическая конверсия лигноцеллюлозы путем различных ферментаций представлена ​​в таблице 3.5.

Весь процесс биоконверсии лигноцеллюлозы в ценные сахара и другие вещества проиллюстрирован на рис. 3.5.

Ферментативное производство этилового спирта:

Процесс производства этилового спирта в промышленных масштабах состоит из четырех этапов.

К ним относятся:

(i) Производство инокулята,

(ii) Продуктивная среда,

(iii) Процесс ферментации и

(iv) Сбор и выделение

(i) Производство инокулята:

Для производства этилового спирта используются как дрожжи, так и бактерии.Среди бактерий наиболее широко используемым организмом является Zymomonas mobilis, а среди дрожжей также используются Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, некоторые виды Candida и Mucor, в зависимости от сырья, доступного для производства этанола.

Но обычно используются высокоурожайные и устойчивые к алкоголю штаммы S.cerevisiae. Детали процесса производства этилового спирта из различных субстратов изображены на рис. 3.3. Высокопродуктивные штаммы дрожжей обычно используются для коммерческого производства этанола.Они вырабатываются генетическим отбором.

Штамм дрожжей, который может быть использован для промышленного производства, должен обладать следующими признаками:

1. Он должен обладать однородными и стабильными биохимическими свойствами.

2. Способность быстро ферментировать широкий спектр углеводных субстратов.

3. Он должен давать большое количество этанола.

4. Должен быстро расти и обладать высокой осмотолерантностью.

5. Низкий уровень побочных продуктов, таких как кислоты и глицерин.

6. Должен быть устойчив к более высокой концентрации алкоголя.

7. Должен обладать высокой термостойкостью.

8. Высокая жизнеспособность клеток при повторной переработке.

9. Соответствующие характеристики флокуляции и седиментации для облегчения повторного использования клеток.

Однако выбор микроорганизмов, используемых в крупномасштабном производстве этанола, зависит от типа используемого сырья. Например, S. cerevisiae используется, когда в качестве сырья используется крахмал или мальтоза, когда в качестве сырья используется сыворотка или сульфитный отработанный щелок Candida utilis и C.albicans соответственно используется в процессе ферментации. Производство этанола из крахмала показано на рис. 3.3.

Процесс производства инокулята:

Подходящий чистый штамм дрожжей инокулируют в пробирку, содержащую примерно 10 мл стерильной среды. Инкубируют при температуре от 28°С до 30°С до тех пор, пока не произойдет достаточный рост дрожжей. Среда, используемая для приготовления инокулята и процесса ферментации, в целом аналогична.

1. После достаточного роста дрожжей культуру из пробирки переносят в колбу, содержащую приблизительно 200 мл среды.Колбу инкубируют при температуре от 28°С до 30°С до образования заданной клеточной массы.

2. Полностью выросшую культуру из колбы переносят в стеклянную емкость, содержащую 4 л стерильной среды, и инкубируют при температуре от 28° до 30°C до достаточного роста.

3. Наконец, культуру из стеклянного контейнера переносят в небольшой посевной бак, содержащий 40 галлонов стерильной среды. Тогда семенной бак должен быть рядом с бродильным баком. Культуральный бульон после инкубации будет готов для инокуляции в производственный резервуар.

Для промышленного производства этанола требуется большое количество культуры дрожжей в диапазоне от 8 до 10% объема инокулята. Для достижения быстрого роста дрожжей и большого количества клеточной массы требуется высокая степень аэрации и перемешивания среды. рН и температуру доводят до 4,8 и от 28 до 30°С соответственно во время роста дрожжей.

(ii) Подготовка среды:

Состав среды ферментации играет важную роль в достижении оптимального выхода этанола.Он должен быть приготовлен таким образом, чтобы он содержал все источники материалов, которые способствуют оптимальному росту дрожжей и оптимальному выходу этанола. Как правило, среда должна содержать источник углерода, источник азота и факторы роста.

(a) Источник углерода:

В качестве источника углерода могут использоваться различные виды углеводов, которые производятся как отходы в сельскохозяйственной промышленности.

Они сгруппированы в следующие категории в зависимости от их химической природы:

1.Крахмалистый материал — картофельный крахмал, крупы, такие как овес, пшеничная мука и кукурузный крахмал.

2. Сахаридный материал – фруктовый сок, сыворотка, патока и гидрол.

3. Целлюлозный материал – сульфитный отработанный щелок, лигноцеллюлоза.

Меласса обычно используется в качестве основного источника углерода при приготовлении ферментационной среды. Однако тростниковая патока используется в Индии из-за ее доступности в больших количествах в сахарной промышленности. Сырье, указанное выше, требует предварительной обработки в виде осахаривания.При осахаривании они подвергаются гидролизу, в результате чего образуются легко сбраживаемые сахара, такие как мальтоза и глюкоза.

Оптимальная концентрация сахара должна поддерживаться в пределах от 10 до 18% в ферментационной среде. Если используется свекловичная патока, следует добавить биотин для восполнения дефицита биотина. Если в качестве источника углерода используется тростниковая патока, концентрация сахарозы в ней должна быть снижена до 10% путем добавления дистиллированной воды, называемой суслом. Более высокая концентрация сахарозы отрицательно влияет на рост дрожжей, а более низкая концентрация сахарозы делает процесс брожения неэкономичным.

В последнее время лигноцеллюлозы как источник углерода оказались более экономичными и устойчивыми. Большинство растений после смерти подвергаются разложению с выделением сбраживаемых сахаров. Большое количество лигноцеллюлозы из отходов сельскохозяйственной продукции может быть преобразовано в сахара путем ферментативного гидролиза. Годовое производство этих лигноцеллюлоз во всем мире приведено в таблице 3.3.

Состав растительных лигноцеллюлозных материалов при гидролизе приведен в таблице 3.4.

Комплексный процесс переработки отходов лигноцеллюлозы в сахариды с добавленной стоимостью представлен на рис. 3.5, а производство этанола из различных субстратов – на рис. 3.4.

(b) Источник азота:

В качестве источника азота при приготовлении среды можно использовать различные неорганические и органические азотсодержащие соединения. Сульфат аммония обычно используется в качестве источника азота. Обычно к 2 добавляют 0,15 г сульфата аммония.5 галлонов патоки. Концентрацию азота следует тщательно поддерживать, как указано выше. Избыток азота способствует быстрому росту дрожжевых клеток и снижению продукции этанола.

(c) Факторы роста:

Поскольку большинство разновидностей патоки, например тростниковая патока, содержат подходящие концентрации веществ, стимулирующих рост, поэтому нет необходимости добавлять какие-либо вещества, стимулирующие рост, отдельно при приготовлении среды. .

(d) pH:

pH среды должен быть доведен до 4.от 8 до 5,8 добавлением серной или молочной кислоты. Поскольку среда становится сильно анаэробной в этом диапазоне pH, это подавляет рост загрязняющих бактерий. Нет необходимости стерилизовать среду. Дальнейшее анаэробное брожение спирта препятствует росту многих микроорганизмов. Однако пастеризация среды может быть выполнена.

(iii) Ферментация:

Этиловый спирт может быть получен любым из следующих процессов:

1.Периодическая ферментация,

2. Непрерывная ферментация с ячейкой и

3. Непрерывная ферментация с рециркуляцией клеток.

Сравнение рабочих параметров вышеперечисленных процессов ферментации указано в таблице 3.5.

Однако периодическая ферментация чаще используется для производства этанола. Производство осуществляется в большом ферментере объемом 600 см 3 . Обычно используется около 30% инокулята (плотность клеток 3 × 10 6 мл -1 ).Он добавляется в ферментер насосом или самотеком. Это добавление инокулята в ферментер называется засевом. Следующие факторы окружающей среды, такие как время инкубации и температура, должны надлежащим образом поддерживаться и контролироваться для достижения оптимального выхода.

Время, необходимое для максимального выхода этанола, составляет от 30 до 72 часов, что в значительной степени зависит от удельного веса ферментационной жидкости. Ферментацию обычно останавливают в любой час, когда удельный вес ферментационной жидкости становится постоянным.На этой стадии образуется от 6 до 8% этилового спирта. Ферментация обычно начинается в течение нескольких часов после инокуляции дрожжей. Процесс становится быстрым через 24 часа.

Температурный диапазон 25-30°С благоприятен для производства этанола. Однако по мере выделения тепла в процессе ферментации температура в ферментере постепенно повышается, ее контролируют и поддерживают в указанном выше диапазоне с помощью охлаждающих змеевиков или путем распыления холодной воды вокруг ферментера.

Периодическое встряхивание ферментера также необходимо для обеспечения равномерного охлаждения среды. Если не контролировать более высокие температуры, может произойти загрязнение ферментационного бульона из-за роста термофильных бактерий, а также привести к потере этанола из-за поверхностного испарения.

Когда все факторы ферментации оптимальны, может быть произведено 1,9 г этанола на литр среды в час. Около 90% источника углерода ферментационной жидкости превращается в спирт.

(iv) Сбор и восстановление:

Перед перегонкой клеточную массу отделяют центрифугированием или осаждением. Затем его перегоняют в анализаторной и ректификационной колоннах для получения этилового спирта, также называемого спиртом-ректификатом, и топливным спиртом (высшими спиртами). Смесь, содержащая 95,6% этилового спирта и 4,4% воды, получают фракционной перегонкой.

После перегонки отработанную промывку и донный шлам сливают как спиртовые отходы. Продукт продается как ректификованный спирт, денатурированный спирт или специальный спирт.Zymomonas mobilis производит до 120 г этанола на литр в час.

Технологическая схема производства этанола представлена ​​на рис. 3.6.

Некоторые побочные продукты показаны на рис. 3.7.

Крупные спиртзаводы обычно используют специальную ректификационную колонну, называемую кофеваркой, которая состоит из двух колонок, называемых анализатором и ректификатором.

(a) Анализатор:

Анализатор представляет собой вертикальную колонну.Он состоит из колонн, расположенных зигзагообразно. Ферментационная жидкость стекает вниз по анализатору, и одновременно пар поднимается вверх по башне от ее дна. Спирт, присутствующий в ферментационной жидкости, испаряется, и его пары собираются на дне колонны и направляются в ректификатор.

(b) Выпрямитель:

Как и анализатор, выпрямитель также представляет собой вертикальную башню. Он состоит из специально разработанных ректификационных колонн с несколькими камерами.Менее летучие компоненты (отстой и мазут) постепенно конденсируются и удаляются из более высокой точки перегонного куба. Температура в верхней точке перегонного куба примерно равна температуре кипения.

Головные продукты, которых очень мало, содержат альдегиды, сложные эфиры муравьиной кислоты и т.д., благодаря их большей скорости проходят через верх колонны вместе с небольшим количеством неконденсированного спирта. Высшие спирты удаляют из ресивера каждые два-три дня.

Применение этилового спирта:

1. Он широко используется в синтезе различных органических соединений и является универсальным растворителем.

2. В качестве источника энергии в моторных топливных элементах.

3. Различные побочные продукты полезны по-разному.

Получение этанола из крахмала рекомбинантными Saccharomyces cerevisiae с дефицитом дыхания был расследован.При сравнении характеристик ферментации этанола с родительским штаммом WTPB-G, достаточным для дыхания, штамм NPB-G показал увеличение прибл. 48% как по выходу этанола, так и по производительности этанола.

Биоконверсия крахмала в этанол представляет собой двухэтапный процесс. Первым этапом является осахаривание, при котором крахмал превращается в сахар с помощью амилолитического микроорганизма или ферментов, таких как глюкоамилаза и α-амилаза. Второй этап — ферментация, при которой сахар превращается в этанол с использованием Saccharomyces cerevisiae (9, 12).Использование амилолитических дрожжей для прямого брожения крахмала является альтернативой обычному многостадийному процессу, который имеет низкую экономическую целесообразность. Хотя существует более 150 видов амилолитических дрожжей, их промышленное использование ограничено из-за их низкой толерантности к этанолу (11). Поэтому большинство исследований сосредоточено на разработке генно-инженерных амилолитических штаммов S. cerevisiae , и в этих штаммах были экспрессированы гетерологичные гены, кодирующие α-амилазу и глюкоамилазу из различных организмов, и их продукты экскретировались (2, 4-6). , 10, 15, 16, 18).

Несколько исследований указали на возможность использования ядерных петитов с дефицитом дыхания для коммерческого производства этанола (8, 13). Несмотря на огромное количество стратегий, принятых для конструирования амилолитических штаммов S. cerevisiae , не было сообщений о применении респирационно-дефицитных ядерных петитов для производства этанола из крахмала. Следовательно, мы были заинтересованы в определении степени улучшения, которое эта мутация принесет в процессы ферментации этанола с использованием крахмала.Мы впервые сообщаем о развитии дефицитного по дыханию ядерного штамма S. cerevisiae , выделяющего бифункциональный слитый белок, который содержит активность Bacillus subtilis α-амилазы и Aspergillus awamori глюкоамилазы.

100% -Распаркость — дефицитный ядерный миниатюрный FY23ΔPET191 Мутант родительских гаплоидов S. Cerevisiae штамм FY23 ( MAT A URA3 52 TRP Δ 6 3 LEU2 δ 1 ) (19) был создан с использованием ПЦР-опосредованного разрушения гена pet191 с помощью разрушающей кассеты kanMX4 , которая определяет устойчивость дрожжей к сульфату G418 (генетицину) (8).Штамм S. cerevisiae NPB-G был получен путем трансформации (17) штамма FY23Δpet191 плазмидой pPB-G (5), которая содержит гены B. subtilis α-амилазы и A. awamori глюкоамилазы. экспрессируется под контролем промотора PGK1 в виде экскретируемого слитого белка. Трансформанты отбирали на дрожжевой минимальной среде-агаровой минимальной среде, содержащей 0,67 % дрожжевого азотистого основания без аминокислот (Difco), 2 % глюкозы, 0,01 % урацила, 0,01 % триптофана и 0,01 % урацила.2 мг/мл сульфата G418. Штамм S. cerevisiae WTPB-G был получен путем трансформации родительского гаплоидного штамма FY23 плазмидой pPB-G и отбора трансформантов на чашках с минимальной дрожжевой агаровой средой без сульфата G418. Амилолитическую активность определяли по образованию зон гидролиза крахмала на пластинах, окрашенных йодом. Этанольную ферментацию проводили на орбитальном шейкере (модель Innova № 4340) при 30°С в аэробных условиях при перемешивании со скоростью 180 об/мин.

Мутант NPB-G и родительские клетки WTPB-G выращивали в культурах во встряхиваемых колбах, содержащих среду YEP-S (0.5% дрожжевой экстракт, 1% пептон, 0,01% урацил, 0,01% триптофан, 5% крахмал, 0,4% глюкоза). Концентрации биомассы, глюкозы, остаточного крахмала и этанола, а также стабильность плазмиды pPB-G определяли, как описано в другом месте (1). На рисунке показаны зависящие от времени изменения в использовании крахмала, концентрации глюкозы, образовании биомассы и производстве этанола в обеих культурах. Характеристики ферментации этанола штамма WTPB-G сравнивали с характеристиками ядерного штамма NPB-G (таблица).

Зависящие от времени профили использования крахмала (▴, ▵) и глюкозы (□, ▪), этанола (◊, ⧫) и концентрации биомассы (○, •) NPB-G (закрашенные символы) и WTPB-G (открытые символы) штаммы. DCW, масса сухих клеток.

Таблица 1.

Сравнение характеристик ферментации ядерных мутантов NPB-G и диких штаммов WTPB-G A

9 ожидаемо, поскольку ядерный миниатюрный штамм обеспечивает свою потребность в энергии только за счет ферментации. Максимальные удельные скорости роста (μ max ) рассчитывали с помощью линейной регрессии от значений ln × в зависимости от времени в экспоненциальной фазе роста, где × представляли собой массу сухих клеток.μ max штамма NPB-G по сравнению со штаммом WTPB-G показывает, что ядерная мутация не оказала существенного влияния на этот параметр, о чем также сообщили Хаттер и Оливер (8) для дикого типа FY23 и мутантные штаммы FY23Δpet191. Увеличение ок. 48% как выхода этанола, так и выхода этанола из крахмала были достигнуты с дефицитом дыхания штамма NPB-G по сравнению с штаммом WTPB-G с достаточным дыханием. Это полностью согласуется с ранее сообщенным увеличением на 43%, когда продуктивность этанола штаммов FY23 и FY23Δpet191 сравнивалась в комплексной среде с глюкозой в качестве источника углерода (8).Данные о более низком уровне биомассы и более высоком выходе этанола из крахмала в качестве субстрата хорошо согласуются с наблюдениями, опубликованными ранее Hutter и Oliver (8) и Panoutsopoulou et al. (13) для ядерных штаммов petite S. cerevisiae с использованием глюкозы в качестве субстрата и Shi et al. (14) для ядерных дрожжей petite Pichia stipitis , использующих ксилозу для производства этанола.

У обоих штаммов около 16% исходного крахмала оставалось неизрасходованным в конце ферментации (рис.). Во всех экспериментах инокулят выращивали в селективной среде для обеспечения стабильности плазмиды. Поскольку комплексная среда YEP-S не способствует сохранению экспрессионной плазмиды, зависящая от времени стабильность плазмиды и внеклеточная активность α-амилазы и глюкоамилазы определяются, как описано de Moraes et al. (5) также соблюдались во всех случаях. В целом, хотя активности глюкоамилазы и α-амилазы варьировали в пределах от 300 до 9000 ЕД/мл и от 700 до 1200 ЕД/мл соответственно, было обнаружено, что стабильность плазмиды pPB-G падает менее чем на 20% через 100 ч. ферментации (данные не представлены).Сообщалось об улучшении стабильности экспрессионной плазмиды в S. cerevisiae за счет снижения концентрации дрожжевого экстракта в ферментационной среде (2, 7). Для улучшения амилолитической активности штаммов и, следовательно, для более эффективного использования крахмала клетки WTPB-G и NPB-G выращивали в среде с YE-солями [0,1% дрожжевого экстракта, 0,1% KH 2 PO 4 , 0,2% (NH 4 ) 2 SO 4 , 0,05% MgSO 4 · 7H 2 O, 0.01% урацил, 0,01% триптофан, 5% крахмал, 0,4% глюкоза] (3). Снижение дрожжевого экстракта в среде приводило к снижению биомассы и выхода этанола с уменьшением μ max (таблица). Хотя выход этанола при использовании крахмала в качестве субстрата у мутанта petite был на 16% выше, чем у штамма дикого типа, оба штамма продемонстрировали одинаковую продуктивность этанола без значительного улучшения стабильности плазмиды. Чтобы использовать штамм NPB-G с дефицитом дыхания для будущих промышленных целей, его следует улучшить путем многократной интеграции штамма B.subtilis α-амилазы и гены глюкоамилазы A. awamori в хромосому S. cerevisiae FY23Δpet191 для преодоления нестабильности плазмиды.

Это исследование представляет собой первый шаг, который обеспечивает основу для использования ядерных миниатюрных мутантов для одностадийной биоконверсии крахмала в этанол.

Уравнение процесса и слова I StudySmarter

Этанол относится к группе гомологичных спиртов. Это спирт, состоящий из двух атомов углерода, который широко используется в нашей повседневной жизни.Следовательно, важно понимать производство этанола. Вы помните из номенклатуры органических соединений ИЮПАК, что корневое название «эт-» указывает на то, что оно имеет два атома углерода, тогда как суффикс «-ол» показывает, что у него есть гидроксильная функциональная группа. -ОЙ’.

Структурные свойства этанола приведены в таблице ниже.

90 452
Средний Штамм Биомасса (г / литр) μ MAX (H -1 (H -1 ) B 9 Максимальный этанол CONCN (G / LIC) Y x / S (G биомасса / г подложка) Y P / S (г этанола/г субстрата) q P (г этанола/литр/ч)
YEP-S + 5% крахмала + 0.4% (вес / объем) глюкозы НПБ-G 3,76 0,033 ± 0,04 17,0 0,091 0,410 0,102
WTPB-G 6,61 0,034 ± 0,001 11.5 0.159 0.276 0.069
Ye — соли + 5% глюкозы + 0,4% (WT / VOL) ​​глюкозы NPB-G 2.35 0,026 ± 0,06 8.59 0.066 0,243 0.052
WTPB-G 3.85 3,85 0,029 ± 0,03 0,03 0,090 0.090 0.090 0.089 0.0.053 0.053
Отображаемое формула

Молекулярная масса 46,07
Молекулярная формула С 2 Н 5 ОН
Структурная формула CH 3 CH 2 OH

Каково применение этанола?

Основные области применения спирта включают:

  • В качестве растворителя в косметике.
  • В качестве промежуточного продукта при производстве лекарств, моющих средств, красок и покрытий.
  • В качестве биотоплива.

Перейдем к производству этанола .

Каков процесс производства этанола?

Существует два основных способа производства этанола.

  • Ферментация глюкозы
  • Гидратация этена

Ферментация глюкозы

Во время ферментации глюкозы дрожжи превращают растительные углеводы, источник глюкозы, в этанол в ферментере при заданных условиях окружающей среды.Большинство алкогольных напитков, производимых на пивоваренных заводах, проходят этот процесс брожения.

Растительные углеводы , исходные материалы для производства этанола, могут поступать из таких культур, как сахарный тростник или сахарная свекла. «Волшебный ингредиент», дрожжи, содержат ферменты, ответственные за превращение глюкозы растительных углеводов в этанол через анаэробное дыхание . Анаэробное дыхание представляет собой процесс, при котором глюкоза расщепляется для получения энергии (АТФ) в отсутствие кислорода.

Химическое уравнение для ферментации заключается в следующем:

C 6 H 12 O

6 → 2C → 2C H 5 OH + 2CO 2

Глюкоза этанол диоксид углерода

Также необходимы эффективные условия брожения, описанные выше, а также определенные начальные условия, описанные выше.Они показаны ниже вместе с их обоснованием.

Условия Обоснование
Оптимальная температура 35 o C Максимальный выход продукта без денатурации ферментов, участвующих в анаэробном дыхании.
Защита от атмосферного воздуха Предотвращает окисление этанола в этановую кислоту (например, уксус).

Когда ферментация достигает 15 процентов, ферменты, участвующие в анаэробном дыхании, денатурируются, останавливая процесс ферментации.

Здесь вы можете спросить: а как насчет спиртных напитков, таких как джин или виски, концентрация этанола в которых намного превышает 15 процентов? Как можно достичь такого высокого содержания алкоголя? .

При фракционной перегонке компоненты раствора разделяются по разнице их температур кипения. В этом случае этанол имеет гораздо более низкую температуру кипения, чем вода. Вот упрощенная схема аппарата фракционной перегонки.

Устройство для фракционной перегонки, состоящее из двух основных компонентов: фракционирующей (обратной) колонны для разделения соединений и конденсатора для получения жидкого соединения, известного как дистиллят. commons.wikimedia.org

Более низкая температура кипения этанола (75 o C) по сравнению с водой (100 o C) позволяет парам этанола быстрее выходить из ректификационной (обратной) колонны и, таким образом, конденсироваться быстрее, чем дистиллят. .

Гидратация этилена

Теперь, когда мы закончили изучение химии ферментации, давайте посмотрим, как мы можем производить этанол посредством гидратации этилена.Это еще один метод производства спирта, используемый в промышленности.

Если вы представляете себе реакцию, в которой участвует вода, вы на правильном пути! По сути, гидратация включает добавление пара к этена в присутствии катализатора фосфорной (V) кислоты , в результате чего получается этанол. Условия окружающей среды для гидратации включают высокие температуры (300 o C) и давления (60-70атм) .

Химическое уравнение, включая отображаемую формулу гидратации этилена, выглядит следующим образом:

Химическое уравнение и отображаемая формула гидратации этилена.Обратите внимание, как добавляется пар и как двойная углерод-углеродная связь становится одинарной.

Подсказка: заметили ли вы, что реакция гидратации обратима? Это объясняет важность условий реакции. Изменяя условия, мы можем максимизировать сдвиг равновесия в правую сторону. Также обязательно прочитайте вопрос тщательно, чтобы увидеть тип формулы запрашивается при написании уравнений.

Несмотря на то, что этанол, образующийся в результате гидратации, теоретически является чистым, для получения чистого этанола необходима фракционная перегонка продукта.Это связано с тем, что внутри сборного сосуда находится сконденсированный пар.

Как сравнить гидратацию и ферментацию?

В таблице ниже приведены различия между производством этанола путем ферментации и гидратации.

90 333 9036
Исходные материалы Сырая нефть растений углеводы
Метод Крекинг в алкены, то гидратации ферментации
Скорость реакции почти медленный
непрерывной или пакетной обработки пакет пакет
Условия реакции Высокая температура и давление Низкая температура (35 ℃) и атмосферное давление
Тип ресурса Невозобновляемый Возобновляемый 50336

Чистый или нечистый Существенно Неумейный (водный раствор

Несмотря на улучшенную чистоту продукта и более быструю скорость реакции для гидрата Ионный метод, метод ферментации более широко используется для производства этанола.Это связано с его более низкой стоимостью и экологичностью, о чем мы вскоре поговорим.

Использование этанола в качестве биотоплива

Этанол используется в качестве биотоплива, все чаще заменяя бензин как экологически чистый ресурс. Фактически, неэтилированный бензин в Великобритании теперь содержит 10 процентов этанола.

Что такое биотопливо?

Биотопливо s – это топливо, полученное из биомассы, такой как растения. Биотопливо выгодно отличается от сырой нефти своими возобновляемыми свойствами — оно естественным образом пополняется с той скоростью, с которой мы его используем.С точки зрения использования этанола в качестве возобновляемого ресурса, культуры, из которых получают растительные углеводы (например, сахарный тростник), могут быть высеяны снова после сбора урожая существующих партий.

Сжигание биотоплива на основе этанола

Вы можете задаться вопросом о химической реакции, связанной с использованием этанола в качестве топлива. Подобно тому, что из бензина химическая реакция, позволяющая этанол генерировать энергию, составляет сгорания , уравнение которого выглядит следующим образом:

2C

2

H 5 OH + 6O 2 -> 4CO 2 + 6H + 6H o

o

o

o

o

E

Этанол Кислородная диоксида углекислого диоксида углерода

Совет исследования: полное сгорание всегда включает в себя кислород и выпускает диоксид углерода и воды.Отличие заключается в исходной молекуле (например, октан или этанол), а также количестве молей кислорода, углекислого газа и воды, необходимых для обеспечения сбалансированного химического уравнения.

Преимущества использования этанола в качестве биотоплива

Существуют аргументы за и против использования этанола в качестве биотоплива, и вы должны обосновать обе стороны аргумента на уровне A.

При сжигании топлива всегда выделяется углекислый газ. Этого следует избегать, потому что углекислый газ как парниковый газ вызывает глобальное потепление.Тем не менее, основным преимуществом использования этанола в качестве биотоплива является его углеродная нейтральность . Это означает, что использование этанола из биомассы в качестве топлива не приводит к чистому выбросу двуокиси углерода. Другими словами, количество выделяемого углекислого газа равно количеству, поглощаемому растениями, ферментированными для производства этанола.

Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза. Давайте посмотрим на задействованные уравнения, а также на уравнения, показывающие выброс углекислого газа в атмосферу.

Диоксид углерода, взятый в

фотосинтез

6CO

2 + 6H 2 o -> C 6 H 12 O 6 + 3O 2

углекислый диоксид водяной глюкозы кислород

углекислый газ освобожден

ферментация

C 6 H 12 O 6 -> 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 2

глюкоза Ethanol диоксид углерода сгорание

2C 2 H 5 OH + 6O 2 -> 4CO 2 + 6H 2 O

этанол кислород углекислый газ вода

Из приведенных выше уравнений видно, что количество углекислого газа, поглощенного (6 моль), равно количеству, выделившемуся (6 моль: 2 моля в результате брожения + 4 моля в результате сгорания), когда два моля этанола используются в качестве топлива.Следовательно, нет чистых выбросов двуокиси углерода.

Совет по изучению: Вы должны дать уравнения, чтобы обосновать выделенный аргумент на экзамене.

Не забудьте убедиться, что все приведенные выше уравнения сбалансированы!

Еще одним преимуществом использования этанола в качестве топлива является то, что он выделяет на меньше загрязняющих веществ . В отличие от сжигания ископаемого топлива, сжигание этанола «чище» в том смысле, что в нем не образуются конечные продукты, содержащие оксиды серы или азота.Оксиды серы и азота являются загрязняющими веществами, которые вызывают кислотные дожди, а также респираторные заболевания.

С точки зрения производства этанолового биотоплива, ферментация растительных углеводов в этанол дешева , не говоря уже о его легком хранении и распространении .

Недостатки использования этанола в качестве биотоплива

Даже с приведенными уравнениями для обоснования углеродной нейтральности этанола можно сказать, что этот аргумент слишком теоретический.Это связано с двумя основными причинами.

  • Исключение других, невозобновляемых источников энергии — энергия, используемая при уборке и транспортировке урожая, может быть получена из ископаемого топлива.

  • Дисбаланс между скоростью роста урожая и сгоранием. Сжигание этанолового биотоплива — это быстрый процесс. Однако для роста культур, ответственных за фотосинтез, требуется время.

Вкратце, затраты на углерод при переработке растительных культур не учитываются.

Кроме того, использование этанола в качестве топлива создает некоторые экологические проблемы.

  • Вырубка лесов для выращивания сельскохозяйственных культур для производства биотоплива, что приводит к потере среды обитания и сокращению биоразнообразия.
  • Сжигание тропических лесов для нужд сельского хозяйства приводит к выбросу ядовитых парниковых газов, которые усугубляют глобальное потепление.
  • Рабочая сила, необходимая для выращивания биотоплива, может привести к сокращению рабочей силы в сельском хозяйстве, потенциально вызывая глобальную нехватку продовольствия .
  • Энергия, необходимая для дистилляции ферментированной смеси , не только дорогостоящая, но и может поступать из невозобновляемых источников.

Производство этанола. Ключевые выводы

  • Этанол используется в качестве растворителя для косметики, в качестве промежуточного продукта при производстве органических соединений и в качестве биотоплива. Он также является основным компонентом алкогольных напитков.

  • Этанол производится двумя основными способами: ферментацией и гидратацией. Ферментация включает анаэробное брожение биомассы с использованием дрожжей, тогда как гидратация включает реакцию этилена с паром и фосфорнокислотным катализатором.

  • Аргументами в пользу этанола в качестве биотоплива являются использование возобновляемых растительных культур и отсутствие чистого выброса двуокиси углерода. Однако аргументы игнорируют использование невозобновляемой энергии при сборе и транспортировке растительных культур, а также дисбаланс между скоростью роста урожая и сжиганием этанола.

  • Экологические проблемы, связанные с использованием этанола в качестве биотоплива, включают вырубку лесов, загрязнение воздуха в результате массового сжигания тропических лесов, глобальный голод из-за сокращения производства продовольствия в сельском хозяйстве и высокие затраты, связанные с дистилляцией ферментированной смеси.

Производство этанола. Как производится этанол?

Этанол можно производить из любой культуры или растения, которые содержат большое количество сахара или компонентов, которые могут быть преобразованы в сахар, таких как крахмал или целлюлоза.

Крахмал против целлюлозы

Сахара из сахарной свеклы и сахарного тростника можно извлекать и перерабатывать. Такие культуры, как кукуруза, пшеница и ячмень, содержат крахмал, который легко превращается в сахар, а затем 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.

В деревьях и травах большая часть сахара заключена в волокнистом материале, называемом целлюлозой, который можно расщепить на сахара и превратить в этанол. Для получения целлюлозного этанола могут быть использованы побочные продукты лесного хозяйства: опилки, щепа, ветки. Также можно использовать растительные остатки, такие как початки кукурузы, листья кукурузы или стебли риса. Некоторые культуры можно выращивать специально для производства целлюлозного этанола, в первую очередь просо просо. Источники целлюлозного этанола не являются пищевыми, а это означает, что производство этанола не вступает в прямую конкуренцию с использованием сельскохозяйственных культур в пищу или на корм скоту.

Процесс измельчения

Большинство этанола производится с использованием четырехэтапного процесса:

  1. Сырье для производства этанола (культуры или растения) измельчают для облегчения переработки;
  2. Сахар растворяют в измельченном материале или крахмал или целлюлозу превращают в сахар. Это делается в процессе приготовления пищи.
  3. Микробы, такие как дрожжи или бактерии, питаются сахаром, производя этанол в процессе, называемом ферментацией, по сути таким же способом, как пиво и вино.Углекислый газ является побочным продуктом этого брожения;
  4. Этанол перегоняют для достижения высокой концентрации. Бензин или другая добавка добавляется, чтобы люди не могли его потреблять — процесс, называемый денатурацией. Таким образом, этанол также позволяет избежать налога на алкогольные напитки.

Отработанная кукуруза – это отходы, называемые дистилляционным зерном. К счастью, он ценен в качестве корма для домашнего скота, такого как крупный рогатый скот, свиньи и домашняя птица.

Также возможно производить этанол с помощью процесса мокрого помола, который используется многими крупными производителями.Этот процесс включает период замачивания, после которого зародыши зерна, масло, крахмал и глютен отделяются и далее перерабатываются во множество полезных побочных продуктов. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы является одним из них и используется в качестве подсластителя во многих готовых продуктах. Кукурузное масло перерабатывается 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 млрд галлонов в 2004 году до 14,8 млрд в 2015 году. В том же году 844 млн галлонов было экспортировано из США, в основном в Канаду, Бразилию и на 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 грузовиками или поездом на рынки западного и восточного побережья.Разрабатываются планы по выделенному трубопроводу для доставки этанола из Айовы в Нью-Джерси.

Источник

Министерство энергетики. Центр данных по альтернативным видам топлива.

Под редакцией Фредерика Бодри.

Этанол

Что такое этанол?
Преимущества
Приложения
Безопасность и производительность
Исследования
Государственные программы и правила
Ссылки

Что такое этанол?

Этанол представляет собой жидкий спирт, состоящий из кислорода, водорода и углерода, который получают путем ферментации сахара или преобразованного крахмала, содержащегося в зерне и другом сельскохозяйственном или лесохозяйственном сырье.В Канаде этанол в настоящее время производится в основном из кукурузы и пшеницы. Этанол может производиться для различных целей, например, в качестве промышленного этанола или топливного этанола. Исследования технологии производства этанола из непищевых источников быстро продвигаются вперед и близки к коммерциализации.

Топливный этанол, который иногда называют «газохолом», был перегнан и обезвожен для получения высокооктанового безводного спирта. Вся вода должна быть удалена, потому что водно-спиртовая смесь не может растворяться в бензине.Топливный этанол делают непригодным для питья, добавляя небольшое количество вредного вещества, такого как бензин.

Этанол

смешивают с бензином для получения топлива, которое имеет экологические преимущества по сравнению с бензином и может использоваться в автомобилях с бензиновым двигателем, выпускаемых с 1980-х годов. Большинство автомобилей с бензиновым двигателем могут работать на смеси, состоящей из бензина и до 10% этанола, которая доступна на некоторых станциях технического обслуживания по всей Канаде.

Некоторые автомобили специально изготовлены для работы на смеси этанола, которая содержит до 85 процентов этанола и не менее 15 процентов бензина.(15-процентный бензин необходим для облегчения запуска двигателя, поскольку чистый этанол трудно воспламеняется в холодную погоду.) Эту смесь E-85 нельзя использовать в стандартных автомобилях с бензиновым двигателем, однако автомобили, предназначенные для работы на смеси с высоким содержанием этанола, также могут работать. использование бензина при необходимости. E-85 в настоящее время используется некоторыми организациями с большим автопарком, и есть несколько коммерческих станций, предлагающих E85 на своих заправках.

Преимущества

Защита окружающей среды

Этанол является возобновляемым топливом, поскольку производится из биомассы.Этанол также сгорает более чисто и полно, чем бензин или дизельное топливо.

Этанол снижает выбросы парниковых газов (ПГ), поскольку зерно или другая биомасса, используемая для производства этанола, поглощает углекислый газ по мере роста. Хотя преобразование биомассы в этанол и сжигание этанола приводят к выбросам, чистый эффект может заключаться в значительном сокращении выбросов ПГ по сравнению с ископаемыми видами топлива, такими как бензин. Снижение зависит от сырья и производственных процессов, используемых для производства этанола.

Этанол с низким содержанием этанола из кукурузы производит примерно на 3-4 процента меньше выбросов парниковых газов, чем бензин. Низкая смесь, изготовленная из древесины или сельскохозяйственных целлюлозных материалов, будет производить на 6-8 процентов меньше выбросов по сравнению с бензином.

Социально-экономические

Этанол способствует региональному экономическому росту и созданию рабочих мест, особенно в сельских районах. Существует большой потенциал для извлечения выгоды из этанолового топлива, поскольку в Канаде есть лесные ресурсы и пахотные земли, необходимые для производства этанолового сырья.Развитие крупной промышленности по производству этанола потенциально может означать появление новых рынков для канадской биомассы, сельского и лесного хозяйства. Это создаст рабочие места в строительстве и эксплуатации на заводах по производству этанола и поможет укрепить и диверсифицировать сельскую экономику.

Канадские фермеры все больше осознают эту новую рыночную возможность. Некоторые создали кооперативы для выращивания сельскохозяйственных культур, предназначенных специально для использования в качестве сырья для производства этанола. Завод по производству этанола на основе пшеницы мощностью 100 миллионов литров в год требует около 300 000 тонн фуражного зерна в год и около 250 000 акров земли для производства исходного сырья.Завод такого размера будет потреблять около 700 акров продукции в день.

Производство этанола также открывает возможности для расширения операций по откорму крупного рогатого скота. В качестве побочного продукта производства этанола образуются большие объемы барды, высокобелкового кормового ингредиента.

По мере дальнейшего развития процессов производства этанола из лесного сырья, такого как древесные отходы, производство этанола также создаст новые источники дохода для лесной промышленности Канады.

Приложения

Этанол в малых двигателях и подвесных моторах

Перед использованием бензина с примесью этанола в небольших двигателях проконсультируйтесь с производителем и гарантией.Небольшие двигатели, такие как бензопилы и подвесные моторы, более восприимчивы к загрязнению водой, и во избежание коррозии и проблем с производительностью их следует проверять на наличие воды и при необходимости сливать перед заправкой бензином с примесью этанола.

Безопасность и производительность

Безопасность

Этанол не представляет большей опасности, чем бензин или дизельное топливо.

Производительность

Использование 10-процентной смеси этанола не оказывает существенного влияния на расход топлива или мощность автомобиля.Хотя бензин с 10-процентной примесью этанола содержит только 97 % энергии чистого бензина, это частично компенсируется улучшенной эффективностью сгорания смеси этанол-бензин, которую обеспечивает добавленный этанол. В целом использование смеси с низким содержанием бензина увеличивает расход топлива в среднем на 2 % по сравнению с чистым бензином. Однако это лишь небольшая разница по сравнению с другими факторами, оказывающими большее влияние на экономию топлива. Например, движение со скоростью 120 км/ч, а не 100 км/ч, увеличивает расход топлива в среднем на 20 %.

В случае транспортных средств, в которых используется 85-процентная смесь этанола (с высоким содержанием этанола), автопроизводители обычно оснащают эти автомобили топливными баками большего размера, чтобы компенсировать более низкое содержание энергии в топливе. Таким образом, расстояние, которое транспортное средство с высоким содержанием смеси может проехать до дозаправки, может быть таким же, как и у транспортного средства, использующего чистый бензин.

Исследования

Правительство Канады и правительства некоторых провинций поддержали разработку и использование этанолового топлива в рамках программ исследований и разработок.Предыдущие усилия были направлены на решение проблем, связанных с компонентами автомобиля и системой распределения топлива.

Текущие исследования сосредоточены на повышении устойчивости производства этанола. Канада стала мировым лидером в разработке процессов преобразования исходного сырья на основе целлюлозы, такого как отходы сельского и лесного хозяйства, в этанол.

Топливо, известное как целлюлозный этанол, производится из сельскохозяйственных и древесных отходов, а также быстрорастущих деревьев.Потенциальное сырье включает пшеничную солому, кукурузную солому, древесные отходы, просо просо и тополь. Побочные продукты завода могут использоваться для выработки энергии, необходимой для процессов производства целлюлозного этанола.

При поддержке правительства Канады корпорация Iogen построила первую и единственную в мире полномасштабную демонстрационную установку для преобразования волокон биомассы в этанол с использованием ферментной технологии. Расположенный в Оттаве, Онтарио, завод может перерабатывать более 25 тонн пшеничной соломы в неделю с использованием ферментов, произведенных на соседнем предприятии.С начала 1980-х годов Iogen получила 30 миллионов долларов федерального финансирования на предварительную обработку и разработку ферментов целлюлозы. Правительство Канады также предоставило возвратный кредит в размере 10 миллионов долларов на строительство демонстрационного завода в конце 1990-х годов.

Государственные программы и постановления

Регламент

о возобновляемых видах топлива

Положения о возобновляемом топливе , опубликованные 1 сентября 2010 г. в Canada Gazette , часть II, требуют, чтобы с 15 декабря 2010 г. среднее содержание возобновляемого топлива в бензине составляло пять процентов.

Регламент включает положения, регулирующие создание единиц соответствия, разрешающие торговлю этими единицами между участниками, а также требующие ведения учета и отчетности для обеспечения соответствия.

Ссылки

Федеральные ведомства и программы

Сельское хозяйство и агропродовольствие Канады – Agriweb

Окружающая среда Канады

Транспорт Канады

Farm Credit Canada

Этанол: производство, восстановление и использование

СОДЕРЖАНИЕ
  • Введение
  • Микроорганизмы
  • СМИ
  • Ферментация
  • Восстановление

ВВЕДЕНИЕ
  • Этанол (также называемый этиловым спиртом , зерновым спиртом ) представляет собой химическое соединение.
  • Химическая формула: C2H5OH .
  • Этанол — летучая, легковоспламеняющаяся, бесцветная жидкость со слабым характерным запахом.
  • После 1906 года, когда был принят закон о техническом спирте, производство технического спирта стало коммерчески доступным.

МИКРООРГАНИЗМЫ
  • Выбор ферментативного организма для производства технического спирта в некоторой степени зависит от типа углеводов, присутствующих в среде.
  • Бактерии : клостридии , Zymomonas mobilis.
  • Дрожжи : cerevisiae, candida spp.
  • Нитчатые грибы: Fusarium , Mucor sp.
  • Крахмал и сахарное сырье: Используется специально отобранный штамм Saccharomyces cerevisiae.

Выбор штамма
  • Должен быстро расти и устойчив к высокой концентрации сахара.
  • Должен производить большое количество алкоголя.
  • Относительно устойчив к спирту.

НОСИТЕЛЬ

Основными средами для коммерческого производства технического спирта являются:

  • Черная патока или кукуруза.
  • Зерно.
  • Сульфитный отработанный щелок.
  • Картофельная сыворотка.
  • Древесные отходы.
  • Сахарный тростник или сахарная свекла.

Ферментация
  • Производство технического спирта осуществляется в очень больших ферментерах (до 125000 галлонов) и инокулята для этих ферментеров добавляется в количестве от 3 до 10%.
  • Температура в ферментерах изначально составляет от 21° до 27°C, но ферментация повышает температуру от 28 до 30°C.
  • Ферментация длится ок. от 2 до 3 дней.
  • Клетки дрожжей сильно аэрированы, что обеспечивает их быстрое размножение.
  • pH среды в пределах от 4,0 до 5,0 был оптимальным для ферментации.
  • Ферментационный бульон по завершении ферментации содержит от 6 до 9% спирта по объему, и, согласно различным отчетам, этот выход спирта отражает теоретическую конверсию сахара-субстрата в спирт от 90 до 98%.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

Извлечение этанола путем перегонки:

    1. Бульон перегоняют в пивной колонне для получения 85% об./об. этанола.
    2. На другом этапе ректификации получается 96,5% этанол, который затем обезвоживается до 99,4% с использованием бензола или циклогексана, если этанол будет использоваться в качестве топливной смеси.
  • Для получения 100% необходимо образовать азеотрофную смесь, содержащую 5% воды, при этом 5% воды удаляют из смеси этанола, воды и бензола после азеотрофной перегонки.
  • В этом процессе необходимо удалить бензол, воду, этанол, а затем этанол и бензол, азеотрофные смеси, чтобы получить абсолютный спирт.

ПРИМЕНЕНИЕ
  • Антисептики : этанол обладает бактерицидной и противогрибковой активностью, поэтому он обычно используется в антибактериальных дезинфицирующих средствах для рук, а также в качестве антисептиков и дезинфицирующих средств.
  • Противоядие : Он также применяется в качестве противоядия при различных отравлениях, таких как метанол, изопропиловый спирт и этиленгликоль.
  • Топливо : в основном используется в качестве моторного топлива и присадки к топливу.
  • Ракетное топливо: использовалось в качестве топлива в жидкостных транспортных средствах.
  • Растворитель : считается универсальным растворителем, так как позволяет растворять как полярные, гидрофильные, так и неполярные, гидрофобные вещества.
  • Этанол обычно и широко используется в качестве напитков для питья, а также в красках, настойках и т. д.
  • Также используется в качестве медицинского растворителя.

Читайте также:

  • Процесс пивоварения
  • Микробные топливные элементы
  • Электрофорез: обзор, принципы и типы
  • Лимонная кислота: введение, ферментация, восстановление и использование
  • Сидр: производство, экстракция, ферментация и созревание
  • Малярия: возбудитель, симптомы, лечение и профилактика
  • Гонорея: возбудитель, симптомы, лечение и профилактика
  • Полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией (RT-PCR)
  • Сравнение доменов Bacteria, Archaea и Eukarya
  • Основополагающий принцип сбора клинических образцов
  • Идентификация микробов и типирование штаммов с использованием молекулярных методов

Производство этанола и очистка его сточных вод

Этанол представляет собой легковоспламеняющуюся бесцветную летучую жидкость со слабым запахом.В разбавленном водном растворе дает жгучий вкус. В древние времена этанол производили путем ферментации сахара, процесса, который до сих пор используется для производства более 50% промышленного этанола.

Синтетический этанол и биоэтанол различаются сырьем, используемым для их производства: ископаемое сырье используется для производства синтетического этанола, тогда как современные материалы используются для производства биоэтанола. Однако, что касается их химических характеристик, это одно и то же соединение, и оба они могут быть отнесены к изотопному составу атомов углерода.

Этанол уже давно используется в топливных смесях для контроля выбросов газов, но он не сравним с биоэтанолом в плане контроля выбросов парниковых газов. Выбросы CO2 могут поглощаться биоэтанолом, что также оказывает положительное влияние на экономику сельских районов. Многие материалы используются в производстве биоэтанола, особенно крахмалистые культуры.

Биоэтанол считается самым перспективным топливом среди всех возобновляемых ресурсов. Его можно использовать практически во всех областях, от лекарств до косметики и промышленных материалов, и его производство увеличивается с каждым годом.В связи с заботой об окружающей среде в мире и постоянно растущими ценами производство биоэтанола в последнее время стало в центре внимания. Этанол можно производить из патоки, которая является отходом производства сахарного тростника.

Производство этанола

Различное биологическое сырье, известное тем, что оно содержит значительное количество сахара, является основным сырьем для производства этанола. В качестве этого источника может быть использован сахаристый, крахмалистый и даже целлюлозный материал.Больше этанола производится, когда исходный материал содержит высокий процент сахара и крахмала. Сырье, в котором используются только части растения, такие как крахмал, сахар и масло, называют сырьем первого поколения. Сырье, в котором все растение используется для производства этанола, такое как зерно, клубни и стебли, называется сырьем следующего поколения.

Биомасса, содержащая целлюлозный и полуцеллюлозный материал, также может использоваться в качестве источника для производства этанола, но ее относительно сложно преобразовать в сахар по сравнению с крахмалом.Пшеничная солома, рисовая солома и багасса относятся к категории целлюлозного сельского хозяйства. Целлюлозные отходы, выращиваемые специально для производства этанола, включают тополь и просо. В этих растениях процент целлюлозного материала колеблется от 30% до 70%.

Патока, водоросли и различные возобновляемые источники могут использоваться в качестве сырья для производства этанола.

Во время процесса ферментации на производство этанола можно влиять, изменяя процентное содержание кислорода, pH, температуру и интенсивность перемешивания.

Типы дрожжей, используемых в процессе ферментации

Дрожжи занимают очень важное место в биотехнологии. В процессе этанольного брожения используются различные виды дрожжей, но наиболее часто используются два вида дрожжей: Kluyveromyces marxianus и Saccharomyces cerevisiae.

Kluyveromyces marxianus предлагает множество преимуществ в таких областях, как микробиология, биотехнология и даже в промышленных масштабах благодаря своей применимости и доступности. Термотолерантные Klyureomyces marxianus могут переносить температуру выше 55 90–169 o 90–170 С.Он производит больше этанола из патоки и других сырьевых материалов, содержащих сахар, чем другие виды, и часто используется в Пакистане, Индии и европейских странах в процессе ферментации из-за этого особого свойства.

Saccharomyces cerevisiae хорошо известен тем, что используется для превращения углеводов в этанол. Побочные продукты, такие как пекарские дрожжи, являются результатом процесса ферментации этанола с помощью Saccharomyces cerevisiae, что делает их хорошо подходящими для производства этанола.

Производство этанола из мелассы

Многие предприятия сахарной промышленности используют патоку для производства этанола. Меласса преобразуется в этанол и CO2 с помощью дрожжей, таких как Saccharomyces cerevisiae, термоустойчивых Kluyveromyces marxianus и других.

Перед процессом брожения, для поддержания Брикса патоки (уровень содержания в ней сахара), патоку разбавляют водой в качестве растворителя. Процентное содержание сахара должно поддерживаться, потому что увеличение процентного содержания сахара может увеличить уровень гибели дрожжей.

После разбавления патоки ее направляют на процесс брожения, где дрожжи получают сахар из патоки в качестве субстрата и производят этанол. Затем полученный этанол отделяют от CO2 с помощью дистилляционной колонны.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.