Obținerea alcoolului etilic

Rezumatul proiectului

In acesta lucrare s-a urmarit proiectarea unei instalatii de obtinere a alcoolului etilic printr-un procedeu biochimic.Capacitatea fiind de 11600 (tone/an); concentratia alcoolului etilic 64%;iar fondul anual de timp 6240 h/an.

Am ales procedeul biochimic,obtinand astfel alcoolul etilic prin procesul de fermantare.

Fermantatia alcoolica este un proces de oxidoreducere,anaerob care se desfasoara sub actiunea echipamentului enzimatic al drojdiilor.

Reactia de fermentatie:

C6H12O6 2C2H5OH+2CO2

Alaturi de alcool si CO2, produse principale ale fermentatiei, iau nastere si alte produse, dar in cantitati mai mici:glicerina, alcool superior, acid succinic, acid acetic si diversi acizi volatili.

Principala materie prima este melasa ,fiind o solutie foarte concentrata ,cu un continut de cca 50% zahar ,cu multe saruri anorganice ,nu poate fi trecuta direct la fermentatie in aceasta stare ,mai intai trebuie diluata si apoi neutralizata cu acizi.Melasa prezinta o reactie alcalina datorita faptulu ca in cursul fabricatiei zaharului,sucurile zaharoase au fost tratate pentru a impiedica invertirea.Daca activitatea melasei nu ar fi neutralizata ar creea conditii favorabile pentru dezvoltarea microorganismelor daunatoare dezvoltarii si activitatii drojdiei in timpul fermentatiei.Malasa se aciduleaza si se fierbe pentru a distruge microbii existenti,apoi se dilueaza pana la concentratia cu care este trecuta in fabricatie.

Fabricarea alcoolului etilic din melasa trece prin urmatoarele etape:

-cantarirea sau masurarea melasei trecuta la fabricatie;

-diluarea melasei,cu apa calda,pana la o concentratie de cca Balling,pentru ca sa devina

mai subtire.Apoi este diluata pana la gradul de care avem nevoie la drojdie,la prefermentare sau la fermentare;

-acidularea melasei

-sterilizarea prin fierbere a melasei;

-prepararea drojdiilor;

-prefermentare;

-fermentarea;

-distilarea;

-rectificarea alcoolului brut;

-prelucrarea borhotului de melasa;

Drojdiile au capacitatea de a fermenta zaharurile pentru obtinerea etanolului.Drojdia folosita este Saccharomyces cerevisiae.

Bilantul total de materiale pe instalatie obtinut este:

Intrare:

14008.8+3536.9+8405.3+25.21+21.01=25997.22 kg/h =25.99722~26 t/h

Iesire:

596.13+1144.4+28610.8+1674.78+530.38=32556.89 kg/h =32.55689~33 t/h

Am ales ca model reactorul discontinu care este operat in sarje.Toti constituentii mediului biologic fiind introdusi in aparat la inceput, iar produsii de reactie indepartati dupa terminarea procesului.

In urma calculelor efectuate conform formulelor (80)-( 88) am obtinut:

Se vor folosi 9 reactoare de 100 .

Costul total al productiei efectuat in capitolul 7 Consideratii tehnico-economice este de:

Cost total de intreprindere = 8891.8 RON / t

Alcool etilic

Alcoolul etilic este un alcool alifatic monohidroxilic cu formula .Este un lichid incolor, inflamabil cu gust si miros specific , cu p.f. , p.t. si d=0.798 . Se aprinde usor si arde cu flacara albastruie , formand dioxidul de carbon si apa . Este solubil in orice proportie in apa , alti alcooli , eter , cloroform , benzina si benzen .

In cantitati mici este stupefiant pentru om,iar in cantitati mai mari este toxic.

Dupa materia prima din care este fabricat alcoolul etilic poarta denumiri ca:spirt industrial,spirt din vin,alcool din fructe.

Alcoolul etilic este solventul care se intrebuinteaza cel mai des in chimia organica,in special pentru uleiuri,grasimi si rasini.Alcoolul dizolva si unele substante anorganice cum sunt clorurile de calciu, magneziu si stronturi si se amesteca in orice proportie cu cloroformul,eterul etilic,glicerina,benzenul si sulfura de carbon.

1.Procedee de fabricare a etanolului

In industrie alcoolul etilic se poate obtine in doua feluri:

1.1 Pe cale biologica

Alcoolul se obtine prin fermentarea solutiilor zaharoase prin fermentatie alcoolica cu ajutorul unor microorganismelor ,drojdiile.

Drojdia este o ciperca monocelulara,decompune zaharurile fermentiscibile in alcool si bioxid de carbon.

Reactia globala de fermentatie a glucozei este:

Bioxidul de carbon iese din lichidul care fermenteaza,iar alcoolul ramane in solutie,de unde poate fi scos prin distilare.Daca se pleaca de la amidon,ca materi prima aceasta se hidrolizeaza sub actiunea enzimei amilaza care se gaseste in bobul de orz incoltit.dupa hidroliza are loc fermentatia alcoolica,rezultand un amestec ce contine 12-18% alcool ce poate fi separat prin distilare.

1.2 Pe cale chimica

Alcoolul etilic industrial s-a obtinut,mai intai,prin hidrogenarea acetaldehidei rezultate prin hidratarea acetilenei,ulterior, metodele pornind de la etena s-au dovedit mai economice.Prin hidratarea indirecta a etenei se aditioneaza, mai intai,mai inati aceasta la acid sulfuric urmeaza apoi hidroliza esterului acid sau neutru: