Etanol üretimi

Etanol Üretimi Türleri

Modern etanol endüstrisi, öncelikle iki ana tesis türünde üretilen yakıt etanolüne odaklanır: geleneksel kuru değirmenler ve etanol üretim ekipmanlarıyla donatılmış ıslak değirmenler.

• Etanol Kuru Değirmenleri: ABD'deki etanol üretiminin büyük çoğunluğu kuru öğütme işlemlerinden kaynaklanır. 2020 yılında, kuru öğütme işlemi sırasında üretilen ve önemli bir hayvan yemi bileşeni olan yaklaşık 27 milyon metrik ton distile tahıl, küresel hayvancılık pazarlarına ihraç edildi.
• Etanol Islak Değirmenleri: Küçük sayıda büyük ıslak değirmen (2021 itibariyle toplam altı tane) ABD'nin yıllık etanol yakıtının yaklaşık üçte birini üretir. Ayrıca nişasta, tatlandırıcılar ve çeşitli distile tahıllar da dahil olmak üzere bir dizi değerli yan ürün üretirler.

Özellikler ve Bakım

Etanol tesisi üretim sürecinin özellikleri, etanolü üretmek için kullanılan hammaddeye bağlı olarak değişecektir. Dikkat edilmesi gereken bazı önemli özellikler, zaman birimi başına işlenen sıvı hacmi olan ve dakikada galon veya saatte litre cinsinden ifade edilen akış hızıdır. Üretilen etanolün konsantrasyonu veya saflığı da kullanılan malzemeye bağlı olarak değişecektir. %50 ila %99,5 veya daha yüksek arasında değişebilir. Tesis, farklı konsantrasyonlara ulaşmak için birkaç damıtma kazanına sahip olacaktır. Fermantasyon, damıtma, susuzlaştırma ve kurutma gibi tesiste kullanılan teknoloji türleri de belirtilecektir.

Bir etanol tesisinin güç gereksinimleri, tüm tesis ve bireysel makineler için MW (megavat) cinsinden ifade edilecektir. Fermantasyon sürecinde üretilen CO2 miktarı da belirtilecektir, ayrıca işleme tesislerine bağlanabilen tesis sayısı da belirtilecektir. Diğer özellikler arasında depolama tankı ve siloların sayısı, yoğunlaştırıcılar ve ısı değiştiricilerin kapasitesi ve etanol ve diğer sıvıları taşımak için kullanılan vana ve pompaların türleri ve kapasitesi yer alacaktır.

Etanol üretim tesisinin optimum kapasitede çalışmaya devam etmesi için düzenli bakım yapılması çok önemlidir. İlk adım, üreticinin kılavuzunu takip etmektir, çünkü özellikler ve gereksinimler kullanılan tesis türüne göre değişiklik gösterecektir. Herhangi bir mekanik hasar olup olmadığını kontrol etmek için tesislerde kullanılan makinelere her zaman çalıştırılmadan önce bir ön kontrol yapın. Doğal şeker içeren hammaddeleri işleyen makineler için düzenli temizlik gereklidir. Artıklar hızla birikir ve küf oluşumuna yol açabilir, bu nedenle güvenliği, hijyen standartlarını ve verimliliği korumak için iyice temizlenmelidir. Sadece üretici tarafından sağlanan onaylanmış temizlik malzemeleri kullanılmalıdır.

Operatörlerin çalıştıkları makinelere aşina olmaları için etanol tesisinde kullanılan tüm makineler için çalışma ve bakım kılavuzları sağlanmalıdır. Tesisin kritik parçaları, elektrik bağlantıları, yataklar, contalar, kayışlar, zincirler, contalar, vanalar ve enerji verme ve enerji kesme parçaları gibi daha sık inceleme ve bakım gerektirir.

Hareketli parçalar için yağlama gerekecektir ve hasarlı veya yıpranmış parçaların değiştirilmesi, makinelere zarar vermemek için derhal yapılmalıdır. Şoka duyarlı tüm bağlantı elemanları, güvenli bir şekilde sabitlendiklerinden emin olmak için düzenli olarak kontrol edilmelidir. Herhangi bir sıvı sızıntısı, kalifiye bir teknisyenin yardımıyla kontrol edilmeli ve giderilmelidir. Her bir sürekli damıtma etanol tesisi için gerekli çalışma sıcaklığı ve basıncı belirtilecek, böylece istenen aralıkta izlenip korunabileceklerdir.

Etanol Üretiminin Senaryoları

Etanol üretiminin temel uygulaması, çeşitli endüstriler için etil alkol üretmektir. İşte etanol üretimi için bazı kullanım senaryoları.

• Alkollü içecek endüstrisi

  Bir damıtma tesisi, votka, viski, likör ve cin gibi çeşitli alkollü içecekler için etil alkol üretir. Damıtma tesisi, nihai ürüne benzersiz lezzetler kazandırmak için farklı hammaddeler kullanabilir.

• Yakıt endüstrisi

  Birçok etanol tesisi, yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kullanmak için etanol üretir. Bazı damıtma tesisleri saf etanol yakıtı üretirken, diğerleri etanol karışımlı benzin üretir.

• İlaç endüstrisi

  Etanol, ilaç üretiminde önemli bir bileşendir. Etanol, ilaçların terapötik özelliklerini güçlendirmeye yardımcı olur. Ayrıca ilaç üretiminde faydalı olabilecek bitkilerden bileşikleri çıkarmak için çözücü olarak da kullanılır.

• Kişisel bakım ürünü endüstrisi

  El dezenfektanları ve parfümler gibi birçok kişisel bakım ürünü etanol içerir. Üreticiler bu ürünleri yapmak veya koruyucu olarak kullanmak için etanol kullanabilir.

• Endüstriyel kimya endüstrisi

  Etanol, çok sayıda endüstriyel kimyasal için önemli bir hammaddedir. Asetaldehit, etil asetat, propilen oksit, vinil asetat ve miristıl alkol gibi diğer kimyasalların üretiminde kullanılır.

• Gıda endüstrisi

  Gıda işleme endüstrisi, aroma ekstraksiyonunda az miktarda etanol kullanır. Meyvelerden, otlardan ve baharatlardan doğal aromaları çıkarmak ve daha sonra aroma konsantreleri yapmak için kullanılabilir.

• Islak mendil ve baskı mürekkebi endüstrisi

  Mendil üreticileri ıslak mendil üretiminde büyük miktarda etanol kullanır. Etanol ayrıca baskı mürekkebi endüstrisinde baskı mürekkepleri yapmak ve baskı makinelerini temizlemek için kullanılır.

Etanol üretim ekipmanı nasıl seçilir

İşletme alıcılarına, etanol üretmek için doğru ekipmanı seçmelerine yardımcı olacak birkaç belirleyici faktör vardır.

• Üretim hacmi:

  Makinenin etanole dönüştüreceği yem stoğu miktarını ifade eder. Bu genellikle ton veya litre cinsinden sunulur. Küçük ölçekli üretim tesisleri, yılda yaklaşık 5.000 ila 10.000 galon kapasiteli ekipman kullanır. Öte yandan, büyük ölçekli tesisler, yılda bir milyon hatta bir milyar galon kapasiteli makineler kullanır. Makinenin kapasitesi, boyutunu ve kullanacağı enerji miktarını etkileyecektir.

• Teknoloji türü:

  Etanol üretmek için ekipman farklı teknolojiler kullanır. Bazı makineler biomassadan etanolü fermente eder ve damıtır, diğerleri ise ayrıştırma işlemine odaklanır. Kullanılan teknolojiler, makinenin ne kadar iyi çalışacağını ve ne kadar maliyetli olacağını etkileyecektir.

• Yem stoğu esnekliği:

  Bazı makineler yalnızca belirli bir biyokütle türünü etanole dönüştürür. Bu, yalnızca belirli bir yem stoğu türünü işleyebilecekleri anlamına gelir. Ancak diğer etanol üretim makineleri farklı biyokütle türlerini işleyebilir. Örneğin, hem mısır hem de şeker kamışı yem stoğu olarak kullanılabilir. Daha fazla esneklikle, işletme alıcıları pazar değişikliklerine uyum sağlayabilir ve farklı durumlarda daha fazla etanol elde edebilirler.

• Otomasyon ve kontrol:

  Birçok etanol üretim makinesi, verimliliğini artıran ve işlemi basitleştiren otomatikleştirilmiş özelliklere sahiptir. Bu makineler, sorunsuz çalışma için gelişmiş kontrol sistemleri ve kullanıcı dostu arayüzlerle birlikte gelir. Bir makinenin otomasyon seviyesi, ne kadar iyi çalıştığını, gereken operatör sayısını ve tükettiği enerjiyi etkiler.

• Yönetmeliklere uyum:

  İşletme alıcıları, satın aldıkları makinenin her türlü yönetmeliklere uygun olduğundan emin olmalıdır. Ürünlerini belirli bir ülkede veya bölgede satmak istiyorlarsa bu çok önemlidir. Makine, emisyon standartlarını ve güvenlik gereksinimlerini karşılamalıdır. Yetkililerin kullandığı herhangi bir özel lisanslama ve dokümantasyon gereksinimiyle uyumlu olmalıdır.

S&C

S: ABD'de endüstriyel etanol üretimindeki son trendler nelerdir?

C: ABD, saman ve odun gibi yenmeyen bitkilerden elde edilen selülozik etanolde bir artış görüyor. Selülozik etanol ekstraksiyonunu iyileştiren gelişmiş teknolojiler ilgi görüyor. Daha fazla tesis, gıda arzına olumsuz etkiler yaratmadan etanol üretmeyi hedefliyor. Küçük ölçekli etanol tesislerine olan ilgi artıyor, bu da yerel üretimi teşvik ediyor ve ulaşım zorluklarını azaltıyor. Ek olarak, etanol endüstrisi sera gazı emisyonlarını azaltmak için karbon yakalama ve depolama (CCS) teknolojisine odaklanıyor. Etanol tesisleri, fermantasyon sırasında salınan CO2'nin bir kısmını depolayarak tesislerin toplam karbon ayak izini azaltıyor. Bu, CO2 depolama ücretleri aracılığıyla bir gelir akışına da yol açabilir.

S: ABD'de etanol üretimi için mısırın yüzdesi nedir?

C: ABD'de hasat edilen mısırın yaklaşık %40'ı her yıl etanole dönüştürülüyor. Etanol damıtma tesisleri ayrıca distile tahıllar olarak bilinen 39 milyondan fazla ton hayvan yemi de üretiyor.

S: Etanol üretiminin geleceği nedir?

C: Sera gazı emisyonlarını azaltmayı amaçlayan destekleyici hükümet politikaları ve düzenlemeleri ile birlikte otomotiv endüstrisinin artan talebi nedeniyle, küresel etanol talebinin önümüzdeki yıllarda istikrarlı bir şekilde artması bekleniyor. Rapora göre, etanol üretiminin geleceği çok umut verici. Küresel etanol pazarı büyüklüğü 2022'de 90,85 milyar dolar olarak değerlendirildi ve 2023'ten 2030'a kadar %5,7'lik bileşik yıllık büyüme oranında (CAGR) genişlemesi bekleniyor.

S: Etanol üretiminin alternatifleri nelerdir?

C: Yenilenebilir dizel talebinin artması. Biyodizel ve etanol her ikisi de benzin için biyo-yakıt ikameleri olarak hizmet ederken, biyodizel yakıtlar farklı kimyasal özelliklere sahiptir ve farklı yem stoklarından rafine edilir. Etanol yakıtı, bir etanol-esnek motorda yanma işlemi gerçekleştirmek için tasarlanmıştır. Bununla birlikte, her ikisi de fosil yakıtlara bağımsız biyo-yakıt alternatifleri olarak işlev görür. Yenilenebilir dizel, yapısal olarak petrol dizeline özdeştir ve herhangi bir modifikasyon yapılmadan dizel motorlarda kullanılabilir. Aslında, yenilenebilir dizel, yüksek kaliteli, temiz yanan bir dizel yakıtı oluşturmak için yağlar, yağlar ve gresler (FOG) veya biyokütlenin hidrojenasyon veya hidroişleme işlemi yoluyla üretilir. Bu nedenle, yenilenebilir dizel talebinin artması, etanol üretim endüstrisi için hem fırsatlar hem de zorluklar sunmaktadır.