Instalație de obținere a alcoolului etilic din cereale

1 TEMA PROIECTULUI

Sa se dimensioneze o instalatie de obtinere a alcoolului etilic din cereale stiind ca parametrii implicati sunt:

• Cantitatea de porumb prelucrat pe an este de 1000 +20*N tone;

• Compozitia porumbului in prelucrare este:

- Umiditate: u=10.8+0.1*N

- Impuritati: ip=2%

- Amidon: a=56.6+0.1*56*N

- Substanta uscata: s.u.=100-(u+a+ip)

• La fluidizare se foloseste un abur cu urmatoarele caracteristici:

- Debit de abur: 5Kg abur / 1 Kg debit porumb intrat

- Temperatura abur: 110 O C

In faza de precuratire se elimina continutul de 2% impuritati, iar reactia de zaharificare si fermentare decurg cu η=90%. Sa se afle toti parametrii implicati in bilantul de material si cel termic, sa se aleaga utilajele tehnologice, sa se calculeze costul de fabricatie si cel de vanzare pentru 1 L alcool rafinat stiind ca toate cheltuielile de investitie trebuie amortizate in 5 ani.

N=35

2 OBIECTUL PROIECTULUI

2.1 Denumirea obiectului proiectat

Sa se dimensioneze o unitate de productie pentru obtinerea alcoolului rafinat de puritate 96% ce foloseste ca materie prima porumbul.

2.2 Capacitatea de productie

Secţia este construită pentru a avea o capacitate de prelucrare a porumbului de 1700 t/an. Secţia trebuie construită astfel încât toate cheltuielile trebuie amortizate în 5 ani.

2.3 Descrierea materiei prime si a produsului finit

2.3.1 Cereale – aspecte generale

Alcoolul etilic se produce pe plan mondial, in cea mai mare parte, prin fermentarea lichidelor care conţin zahăr, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obţinut pe cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel de alcoolul etilic de sinteză.

Materiile prime folosite la producerea alcoolului prin fermentatie se pot clasifica astfel:

- materii prime amidonoase:

-cereale: porumb, secară, grau, orz, ovaz, orez, sorg etc.;

-cartofi;

- rădăcini şi tuberculi de plante tropicale: rădăcini de manioc, tuberculi de batate etc.;

- materii prime zaharoase:

- sfecla şi trestia de zahăr;

- melasa din sfeclă şi trestie de zahăr;

- struguri, fructe, tescovine dulci etc.;

- materii prime celulozice:

- deşeuri din lemn de brad, molid, fag etc.;

- leşii bisulfitice rezultate de la fabricarea celulozei;

- materii prime care conţin inulină şi lichenina:

- tuberculi de topinambur;

- rădăcini de cicoare;

- muşchi de Islanda.

Cele mai utilizate materii prime sunt cerealele, cartofii şi melasa.

Compoziţia chimică a materiilor prime este prezentata în cele ce urmeaza.

Compoziţia chimică a cerealelor variază în funcţie de soi, condiţiile pedoclimatice şi agrotehnica aplicată. în tabelul 17.1 se prezintă compoziţia chimică medie a principalelor cereale folosite la fabricarea alcoolului, iar în tabelul 17.2 compoziţia chimică a cartofilor.

Compusul Porumb Secara Grau Orz Ovaz

Umiditate, % 13,3 13,4 13,6 13,0 13,0

Substante extractive 67,9 68,1 67,9 65,7 58,5

neazotoase, din care amidon, % 59,1 58,0 60,0 55,0 40,0

Proteine, % 9,6 12,9 12,4 11,8 10,9

Lipide, % 5,1 2,0 1,8 2,3 4,7

Celuloza, % 2,6 1,7 2,5 4,4 9,5

Substante minerale, % 1,5 1,9 1,8 2,8 3,4

Tabelul 1 Compoziţia chimica medie a unor cereale folosite la fabricarea alcoolului

Compusul Valori medii Limite de variaţie

Umiditate, % 75,0 68,0-85,0

Substante extractive neazotoase, 20,85 19,5-23,0

din care amidon, % 18,0 14,0-22,0

Proteine, % 2,0 0,7-3,7

Lipide, % 0,15 0,04-1,0

Celuloza, % 1,0 0,3-3,5

Substante minerale, % 1,0 0,5-1,0

Tabelul 2 Compoziţia chimica a cartofilor (dupa Kreipe, 1972)

La recepţia cerealelor şi cartofilor se determină continutul in amidon prin metoda polarimetrică (Ewers), in cazul cerealelor, şi cu ajutorul balanţelor de amidon, in cazul cartofilor (Reimann, Parow, Eckert) (Eckert, 1987; Goslich, 1984). în locul conţinutului în amidon se foloseşte, astăzi, "substanta fermentescibila", prin hidroliza totaiă a materiei prime cu enzime adecvate şi determinarea glucozei formate prin metoda enzimatică (Senn, 1988).