Production of ethanol from corn wil

Production of ethanol from corn will be discussed in the next section; this section will focus on sugarcane ethanol production. So, what needs to be done to get the sugar from sugarcane?

The first step is sugarcane harvesting. Much of the harvesting is done with manual labor, particularly in many tropical regions. Some harvesting is done mechanically. The material is then quickly transported by truck to reduce losses.

The cane is then cut and milled with water. This produces a juice with 10-15% solids from which the sucrose is extracted. The juice contains undesired organic compounds that could cause what is called sugar inversion (hydrolysis of sugar into fructose and glucose). This leads to the clarification step in order to prevent sugar inversion.

In the clarification step, the juice is heated to 115°C and treated with lime and sulfuric acid, which precipitates unwanted inorganics.

The next step for ethanol production is the fermentation step, where juice and molasses are mixed so that a 10-20% sucrose solution is obtained. The fermentation is exothermic; therefore, cooling is needed to keep the reaction under fermentation conditions. Yeast is added along with nutrients (nitrogen and trace elements) to keep yeast growing. Fermentation can take place in both batch and continuous reactors, though Brazil primarily uses continuous reactors.

Figure 7.4 shows a schematic of one process for ethanol production along with the option to produce refined sugar as well. Sugarcane contains the following: water (73-76%), soluble solids (10-16%), and dry fiber or bagasse (11-16%). It takes a series of physical and chemical processes that occur in 7 steps to make the two main products, ethanol and sugar.


Figure 7.4: Schematic of process of sugarcane to produce ethanol and sugar.
Credit: Caroline Clifford
Accessible version of Figure 7.4
So, why produce both sugar and ethanol? Both are commodity products, so the price and market of the product may dictate how much of each product to make. This is how Brazilian ethanol plants are configured. In order to have an economic process, all of the products, even the by-products, are utilized in some fashion.

As noted previously, one of the major by-products is the dry fiber of processing, also known as bagasse. Bagasse is also a by-product of sorghum stalk processing. Most commonly, bagasse is combusted to generate heat and power for processing. The advantage of burning the bagasse is lowering the need for external energy, which in turn also lowers the net carbon footprint and improves the net energy balance of the process. In corn processing, a co-product is made that can be used for animal feed, called distillers grains, but this material could also be burned to provide process heat and energy. Figure 7.5 shows a bagasse combustion facility. The main drawback to burning bagasse is its high water content; high water content reduces the energy output and is an issue for most biomass sources when compared to fossil fuels, which have a higher energy density and lower water content.

Bagasse (see Figure 7.6) can have other uses. The composition of bagasse is: 1) cellulose, 45-55%, 2) hemicellulose, 20-25%, 3) lignin, 18-24%, 4) minerals, 1-4%, and 5) waxes, < 1%. With the cellulose content, it can be used to produce paper and biodegradable paper products. It is typically carted on small trucks that look like they have “hair” growing out of them.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลิตจากข้าวโพดจะกล่าวถึงในส่วนถัดไป ส่วนนี้จะเน้นการผลิตเอทานอลอ้อย ดังนั้น สิ่งที่ต้องทำเพื่อให้ได้น้ำตาลจากอ้อยขั้นแรกคือ อ้อยเก็บเกี่ยว เก็บเกี่ยวตั้ง ด้วยแรงงานด้วยตนเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตร้อนมากมาย บางอย่างเก็บเกี่ยวจะทำกลไก วัสดุจะแล้วรวดเร็วขนส่ง โดยรถบรรทุกเพื่อลดการสูญเสียไม้เท้าแล้วจะตัด และปลายน้ำ นี้ผลิต 10-15% ของแข็งที่สกัดน้ำตาลซูโครสในน้ำ น้ำผลไม้ประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ที่อาจก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าน้ำตาลกลับ (ย่อยสลายของน้ำตาลฟรักโทสและกลูโคส) นี้นำไปสู่ขั้นตอนการชี้แจงเพื่อป้องกันน้ำตาลกลับในขั้นตอนชี้แจง น้ำร้อนถึง 115° C และรักษา ด้วยมะนาวและกรดซัลฟูริก ซึ่ง precipitates inorganics ที่ไม่พึงประสงค์ขั้นตอนถัดไปสำหรับการผลิตเอทานอลเป็นขั้นตอนการหมัก ที่น้ำและกากน้ำตาลผสมกันเพื่อให้ได้รับการแก้ไขปัญหาน้ำตาลซูโครส 10-20% การหมักจะคายความร้อน ดังนั้น ระบายความร้อนจำเป็นเพื่อให้ปฏิกิริยาภายใต้สภาวะการหมัก ยีสต์จะเพิ่มพร้อมกับสารอาหาร (ไนโตรเจนและธาตุ) จะทำให้ยีสต์เจริญเติบโต การหมักสามารถใช้สถานที่ในชุดเตาปฏิกรณ์อย่างต่อเนื่อง ว่าบราซิลใช้เตาปฏิกรณ์อย่างต่อเนื่องเป็นหลักรูปที่ 7.4 แสดง schematic ของกระบวนการหนึ่งสำหรับการผลิตเอทานอลพร้อมกับตัวเลือกในการผลิตน้ำตาลเช่นกัน อ้อยประกอบด้วยต่อไปนี้: น้ำ (73-76%), ของแข็งละลายน้ำ (10-16%), และเส้นใยแห้ง หรือชานอ้อย (11-16%) ใช้ชุดของกระบวนการทางกายภาพ และทางเคมีที่เกิดขึ้นในขั้นตอนที่ 7 เพื่อให้ผลิตภัณฑ์หลักสอง เอทานอล และน้ำตาลรูป 7.4: Schematic ของกระบวนอ้อยผลิตเอทานอลและน้ำตาลเครดิต: คลิฟฟอร์ดแคโรไลน์รูป 7.4 รุ่นสามารถเข้าถึงได้ดังนั้น ทำไมผลิตน้ำตาลและเอทานอล ทั้งมีผลิตภัณฑ์สินค้า ราคาและตลาดของผลิตภัณฑ์อาจเขียนตามคำบอกจำนวนของแต่ละผลิตภัณฑ์เพื่อให้ นี่คือเอทานอลในบราซิลวิธีพืชถูกกำหนดค่า เพื่อให้มีกระบวนการทางเศรษฐกิจ ผลิตภัณฑ์ แม้แต่ผลิตภัณฑ์ ทั้งหมดถูกนำมาใช้ในบางตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ผลิตภัณฑ์หลักอย่างใดอย่างหนึ่งคือเส้นใยแห้งของการประมวลผล ชานอ้อยรู้จักกัน อ้อยยังเป็นผลพลอยได้ของข้าวฟ่างก้านการประมวลผล โดยทั่วไป ชานอ้อยเป็นข้อเพื่อสร้างความร้อนและพลังงานสำหรับการประมวลผล ประโยชน์ของการเผาอ้อยจะลดความต้องการพลังงานจากภายนอก ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิ และเพิ่มสมดุลพลังงานสุทธิของกระบวนการ ในการประมวลผล ข้าวโพดผลิตภัณฑ์ร่วมทำที่สามารถใช้สำหรับสัตว์ อาหาร เรียกว่า distillers ธัญพืช แต่ยังถูกเผาวัสดุนี้เพื่อให้กระบวนการความร้อนและพลังงาน รูปที่ 7.5 แสดงวงเงินเผาอ้อย แจ้งการเผาอ้อยคือ น้ำสูงเนื้อหา ปริมาณน้ำสูงช่วยลดผลผลิตพลังงาน และเป็นปัญหาสำหรับแหล่งชีวมวลมากที่สุดเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานสูงและปริมาณน้ำลดลงอ้อย (ดูรูปที่ 7.6) สามารถใช้งานอื่น ๆ เป็นองค์ประกอบของอ้อย: 1) เซลลูโลส 45-55%, 2) hemicellulose, 20-25%, 3) ลิกนิ 18-24% แร่ธาตุ 4) 1-4% และ 5) ไข < 1% เนื้อหาเซลลูโลส มันสามารถใช้ในการผลิตกระดาษและผลิตภัณฑ์กระดาษที่ย่อยสลาย นอกจากนี้มันจะเป็น carted บนรถบรรทุกเล็กที่มีลักษณะเหมือนพวกเขามี "ผม" เติบโตจากพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การผลิตเอทานอลจากข้าวโพดจะมีการหารือในส่วนถัดไป; ส่วนนี้จะมุ่งเน้นในการผลิตเอทานอลจากอ้อย ดังนั้นสิ่งที่ต้องทำเพื่อให้ได้น้ำตาลจากอ้อยหรือไม่

ขั้นตอนแรกคือการเก็บเกี่ยวอ้อย มากของการเก็บเกี่ยวจะทำกับผู้ใช้แรงงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคเขตร้อนหลาย เก็บเกี่ยวบางคนจะทำกล วัสดุที่ใช้ก็จะเคลื่อนย้ายได้อย่างรวดเร็วโดยรถบรรทุกที่จะลดการสูญเสีย.

อ้อยที่ถูกตัดแล้วและข้าวสารด้วยน้ำ นี้ผลิตน้ำผลไม้ที่มีของแข็ง 10-15% จากการที่น้ำตาลซูโครสเป็นสารสกัด น้ำผลไม้ที่มีสารอินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ที่อาจทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าน้ำตาลผกผัน (การย่อยสลายของน้ำตาลฟรุกโตสเข้าและกลูโคส) นี้นำไปสู่ขั้นตอนการชี้แจงเพื่อป้องกันการผกผันน้ำตาล.

ในขั้นตอนการชี้แจง, น้ำผลไม้จะมีความร้อนถึง 115 องศาเซลเซียสและรับการรักษาด้วยมะนาวและกรดกำมะถันซึ่งตกตะกอน Inorganics ที่ไม่พึงประสงค์.

ขั้นตอนต่อไปในการผลิตเอทานอลเป็นขั้นตอนการหมัก ที่น้ำผลไม้และกากน้ำตาลผสมเพื่อให้สารละลายน้ำตาลซูโครส 10-20% จะได้รับ การหมักเป็นคายความร้อน; จึงระบายความร้อนเป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาภายใต้สภาวะการหมัก ยีสต์จะถูกเพิ่มพร้อมกับสารอาหาร (ไนโตรเจนและธาตุ) เพื่อให้การเจริญเติบโตของยีสต์ การหมักสามารถใช้สถานที่ทั้งในชุดและเครื่องปฏิกรณ์อย่างต่อเนื่องแม้ว่าบราซิลหลักในการใช้เครื่องปฏิกรณ์อย่างต่อเนื่อง.

รูปที่ 7.4 แสดงแผนผังของกระบวนการหนึ่งในการผลิตเอทานอลพร้อมกับตัวเลือกในการผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์เช่นกัน อ้อยมีดังต่อไปนี้: น้ำ (73-76%) ปริมาณของแข็งที่ละลาย (10-16%) และใยแห้งหรือชานอ้อย (11-16%) มันต้องใช้ชุดของกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีที่เกิดขึ้นใน 7 ขั้นตอนเพื่อให้ทั้งสองผลิตภัณฑ์หลักของเอทานอลและน้ำตาล.


รูปที่ 7.4: แผนผังของกระบวนการของการปลูกอ้อยเพื่อผลิตเอทานอลและน้ำตาล.
เครดิต: แคโรไลน์ Clifford
รุ่นที่สามารถเข้าถึงได้จากรูปที่ 7.4
ดังนั้น ทำไมผลิตทั้งน้ำตาลและเอทานอล? ทั้งสองเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ดังนั้นราคาและการตลาดของผลิตภัณฑ์อาจกำหนดเท่าใดของแต่ละผลิตภัณฑ์ที่จะทำให้ นี่คือวิธีที่บราซิลพืชเอทานอลมีการกำหนดค่า เพื่อให้มีกระบวนการทางเศรษฐกิจทั้งหมดของผลิตภัณฑ์แม้โดยผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในแฟชั่นบาง.

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้อย่างใดอย่างหนึ่งที่สำคัญโดยผลิตภัณฑ์เป็นใยแห้งของการประมวลผลยังเป็นที่รู้จักชานอ้อย ชานอ้อยยังเป็นผลพลอยได้จากการประมวลผลก้านข้าวฟ่าง มากที่สุดชานอ้อยเป็นเผาเพื่อสร้างความร้อนและพลังงานสำหรับการประมวลผล ข้อได้เปรียบของการเผาไหม้กากอ้อยจะลดความจำเป็นในการใช้พลังงานภายนอกซึ่งในทางกลับกันยังช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิและช่วยเพิ่มความสมดุลพลังงานสุทธิของกระบวนการ ในการประมวลผลข้าวโพดร่วมทำผลิตภัณฑ์ที่สามารถใช้สำหรับอาหารสัตว์ที่เรียกว่า Distillers ธัญพืช แต่วัสดุนี้อาจจะมีการเผาเพื่อให้กระบวนการความร้อนและพลังงาน รูปที่ 7.5 แสดงให้เห็นถึงสิ่งอำนวยความสะดวกชานอ้อยเผาไหม้ ข้อเสียเปรียบหลักในการเผาไหม้กากอ้อยเป็นปริมาณน้ำที่สูง; ปริมาณน้ำสูงช่วยลดการส่งออกพลังงานและเป็นปัญหาสำหรับแหล่งชีวมวลมากที่สุดเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและปริมาณน้ำที่ลดลง.

ชานอ้อย (ดูรูปที่ 7.6) สามารถมีความหมายอื่น องค์ประกอบของชานอ้อยคือ 1) เซลลูโลส 45-55% 2) เฮมิเซลลูโลส, 20-25%, 3) ลิกนิน 18-24% 4) แร่ธาตุที่ 1-4% และ 5) ไข <1% . ที่มีเนื้อหาเซลลูโลสก็สามารถนำมาใช้ในการผลิตกระดาษและผลิตภัณฑ์กระดาษที่ย่อยสลายได้ มันเป็นที่ดั้นด้นมักจะอยู่บนรถบรรทุกขนาดเล็กที่มีลักษณะเหมือนพวกเขาได้ "ผม" การเจริญเติบโตของพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การผลิตเอทานอลจากข้าวโพด จะกล่าวถึงในส่วนถัดไป ; ส่วนนี้จะเน้นการผลิตเอทานอลอ้อย ดังนั้น สิ่งที่ต้องทำเพื่อให้ได้น้ำตาลจากอ้อย ?ขั้นตอนแรกคือการเก็บเกี่ยวอ้อย มากของการเก็บเกี่ยวจะได้ใช้แรงงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคเขตร้อนชื้นมาก บางเก็บเกี่ยวเสร็จในทางกลไก วัสดุแล้วขนส่งโดยรถบรรทุก เพื่อลดความสูญเสียไม้เท้าแล้วตัดและบดด้วยน้ำ นี้ผลิตน้ํา 10-15% ของแข็งซึ่งซูโครสเป็นสารสกัด . น้ำผลไม้ที่มีสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ที่อาจทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการผกผัน น้ำตาล ( น้ำตาลในการย่อยสลายกลูโคสและฟรุคโตส ) นี้นำไปสู่การชี้แจงขั้นตอนเพื่อป้องกันการน้ำตาลในการชี้แจงขั้นตอน น้ำจะร้อนถึง 115 องศา C และรักษาด้วยมะนาวและกรดซัลฟิวริก ซึ่งตะกอน inorganics ที่ไม่พึงประสงค์ขั้นตอนต่อไปสำหรับการผลิตเอทานอลคือ การหมักขั้นตอนที่น้ำและกากน้ำตาลผสมเพื่อให้สารละลายซูโครส 10-20 เปอร์เซ็นต์ การหมักจะคายความร้อน ดังนั้น เย็นเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ปฏิกิริยาภายใต้สภาวะการหมัก ผสมยีสต์พร้อมกับสารอาหาร ( ไนโตรเจน และธาตุ ) เพื่อให้ยีสต์ขึ้น การหมักจะเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะ แม้ว่าบราซิลเป็นหลัก ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่องรูปที่ 7.4 แสดงแผนผังของกระบวนการผลิตเอทานอลพร้อมกับตัวเลือกเพื่อผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์เช่นกัน อ้อยมีดังต่อไปนี้ : น้ำ ( 73-76 % ) , ของแข็งที่ละลายน้ำได้ ( 10-16 % ) และเส้นใยแห้ง หรือชานอ้อย ( 11-16 % ) ใช้ชุดของทางกายภาพและกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นใน 7 ขั้นตอนให้สองผลิตภัณฑ์หลัก , เอทานอลและน้ำตาลรูปที่ 7.4 : แผนผังกระบวนการผลิตเอทานอลจากอ้อยและน้ำตาลเครดิต : แคโรไลน์ คลิฟฟอร์ดรุ่นที่สามารถเข้าถึงได้ในรูปที่ 7.4แล้วทำไมต้องผลิตน้ำตาลและเอทานอล ? ทั้งสองผลิตภัณฑ์สินค้าเพื่อให้ราคาและตลาดของผลิตภัณฑ์อาจจะกำหนดเท่าใดของแต่ละผลิตภัณฑ์เพื่อให้ นี้เป็นวิธีการที่บราซิลโรงงานเอทานอลจะแต่ง เพื่อให้มีกระบวนการทางเศรษฐกิจทั้งหมดของผลิตภัณฑ์คือผลิตภัณฑ์ , ที่ใช้ในบางแฟชั่นตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้หนึ่งในผลพลอยได้ที่สำคัญ คือ เส้นใยแห้งของการประมวลผล เรียกว่า ชานอ้อย ชานอ้อยเป็นผลพลอยได้จากการประมวลผลลำต้นข้าวฟ่าง มากที่สุด คือ เผาอ้อยจะสร้างความร้อนและพลังงานสำหรับการประมวลผล ข้อดีของการเผาอ้อย คือ ลดความต้องการพลังงานจากภายนอก ซึ่งจะยังช่วยลดการปล่อยคาร์บอนสุทธิและช่วยเพิ่มความสมดุลของพลังงานสุทธิของกระบวนการ ในข้าวโพดแปรรูปผลิตภัณฑ์ Co ถูกสร้างที่สามารถใช้เป็นอาหารสัตว์ เรียกว่า การกลั่นธัญพืช แต่วัสดุนี้อาจจะเผาเพื่อให้กระบวนการความร้อนและพลังงาน รูปที่ 7.5 แสดงการเผาไหม้ชานอ้อยสิ่งอำนวยความสะดวก ข้อเสียเปรียบหลักเพื่อการเผาไหม้ชานอ้อย คือ ปริมาณน้ำสูงของ ปริมาณน้ำสูงช่วยลดพลังงานที่ผลิตเป็นปัญหาแหล่งชีวมวลมากที่สุดเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งมีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและปริมาณน้ำที่ลดลงชานอ้อย ( ดูรูปที่ 7.6 ) สามารถมีการใช้อื่น ๆ องค์ประกอบของชานอ้อย คือ 1 ) เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส 45-55 % 2 ) 20-25 % 3 ) ลิกนิน 18-24 % 4 ) แร่ , 1-4 % และ 5 ) ไข , < 1 % กับเซลลูโลส สามารถใช้ผลิตกระดาษและผลิตภัณฑ์กระดาษที่ย่อยสลาย มันมักจะขนบนรถบรรทุกขนาดเล็ก ดู เหมือนมี " ผม " การเติบโตของพวกเขา