Ініціативна тема “Розробка ефективного обладнання виробництва біоетанолу (тема № 07/15 ІХФ)”

Мета, призначення НДР та вихідні дані для проведення роботи

Пріоритетний напрям: заміщення традиційних видів енергоресурсів отриманими з відновлюваних джерел енергії

Інноваційні напрямки: вдосконалення технології та обладнання виробництва біоетанолу.

Мета: дослідження закономірностей процесіврозділення суміші діоксиду вуглецю та парів етанолу.

Виробництво етилового спирту

1 – корпус; 2 – кришка; 3 – рубашка; 4 – штуцер виходу газової суміші; 5 – штуцер подачі сировини; 6 – мішалка; 7 – штуцер для виходу відпрацьованої сировини; 8 – штуцер подачі діоксиду карбону.

Призначення: розроблення високоефективного процесу та апаратного оформлення процесу бродіння з барботажемдіоксидом вуглецю для зменшення концентрації етанолу у бродильному чані та розділення суміші діоксиду вуглецю та парів етанолу після бродильного чану.

Актуальність: постанова уряду №319 від 20 травня 2015 року вносить зміни до постанови Кабміну №1375 від 5 грудня 2007 року, яка встановлювала, що виробниками біоетанолу в Україні можуть бути лише зазначені держпідприємства «Укрспирт». Зараз завод будь-якої форми власності може отримати ліцензію і виробляти біоетанолу, таким чином на ринку зявилася конкуренція. Слід зазначити, що зміни торкаються лише виробництва біоетанолу, який буде використовуватись як альтернативне паливо, його зберігання можливе при додаванні бензину, що запобігає потраплянню його на тіньовий ринок алкоголю.

Постанова спрямована на забезпечення правової норми виробництва альтернативного бензину палива з відновлювальних джерел приватними підприємствами. Розвиток спиртової галузі тривалий час гальмувався відсутністю інвестицій та конкуренції. Сучасні закордонні виробники біоетанолу досягли значного прогресу модернізації технології та обладнання спиртової галузі. Враховуючи існуючі обсяги виробництва – 14,5 млн. дал. не денатурованого спирту етилового за 2014 рік та необхідність збільшення обсягів при використанні біоетанолу у якості альтернативного бензину палива актуальність модернізації технології та обладнання незаперечна.

Наукова цінність

Наукова цінність роботи полягає у:

  • порівняльному системному аналізі існуючих, в т.ч. закордонних технологій виробництва біоетанолу;
  • моделюванні роботи ферментеру за умови барботажудіоксидом вуглецю.
  • формулюванні фізичних моделей процесу розділення суміші діоксиду вуглецю та парів етанолу баромембранними процесами, виморожуванням та селективною адсорбцією при зміні тиску та зміні температури.
  • математичному моделюванні процесів бродіння з барботажем, процесів розділення.

Основна науково – технічна ідея роботи

Науково-технічна ідея роботи полягає у: створенні принципово нового ферментеру та апарату очищення діоксиду вуглецю від парів етанолу, методики їх розрахунку, отриманні техніко-економічних показників модернізації існуючого виробництва, перевірки доцільності використання нетрадиційної сировини – качанів кукурудзи.

Вихідні дані: результати досліджень, наведених в наукових публікаціях, присвячених технології та обладнанню виробництва спирту:

– питома годинна продуктивність апарату бродіння, кг/год/м3;

– вміст етанолу у діоксиді вуглецю після очищення, %;

– вихід біоетанолу з сировини кг/кг;

– витрати енергії на виробництво 1 тони біоетанолу.