All categories
Featured selections
Trade Assurance
Buyer Central
Help Center
Get the app
Become a supplier

حول مصنع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود

أنواع مصانع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود

مصنع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود مُصمم لإنتاج الإيثانول الذي يلبي المواصفات المطلوبة للاستخدام كوقود أو مادة مضافة للوقود. تُستخدم العديد من أنواع المصانع لإنتاج الإيثانول بدرجة الوقود، ولكل منها خصائص وعمليات فريدة.

  • مصانع الطحن الجاف القائمة على الذرة

    تُعد مصانع الطحن الجاف القائمة على الذرة من أكثر مرافق إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود شيوعًا في الولايات المتحدة. تُطحن هذه المصانع الذرة أولاً إلى مسحوق ناعم قبل إضافة الماء والإنزيمات لتحويل النشويات إلى سكريات. ثم تُضاف الخميرة إلى الخليط، مما يُخمر السكريات إلى إيثانول. بعد التخمير، يتم تقطير الخليط لفصل الإيثانول عن أي مواد صلبة أو سوائل متبقية. ثم يتم تحويل الإيثانول المُنتَج إلى طبيعة غير صالحة للاستهلاك البشري ويتم مزجه مع البنزين للاستخدام كوقود. في عام 2021، ظلت الذرة هي المادة الخام الأساسية لإنتاج الإيثانول في الولايات المتحدة، حيث تُمثل أكثر من 90٪ من إجمالي الحجم. وكان هناك ما يقرب من 440 مصنعًا للطحن الجاف تعمل.

  • مصانع الطحن الرطب القائمة على الذرة

    تُعد مصانع الطحن الرطب القائمة على الذرة أقل شيوعًا من مرافق الطحن الجاف، لكنها لا تزال مُنتجة مهمة للإيثانول بدرجة الوقود. تختلف العملية التي تُستخدمها مصانع الطحن الرطب عن عملية الطحن الجاف وأكثر تعقيدًا. يبدأ الطحن الرطب بنقع حبات الذرة الكاملة في خزانات كبيرة من الماء الدافئ التي تحتوي على ثاني أكسيد الكبريت. يساعد النقع على تضخم الحبات وتفتيتها إلى مكونات أسهل في المعالجة مثل النشا والبروتين والألياف. بعد النقع، تُطحن الذرة المُلينة في مطحنة لفصل هذه المكونات بشكل أكبر. يُعد النشا هو المنتج الرئيسي المُراد الحصول عليه لأنه سيتم تحويله لاحقًا إلى سكر ثم تخميره بواسطة الخميرة لإنتاج الإيثانول. لا تُنتج مصانع الطحن الرطب الإيثانول القائم على الذرة فقط، بل تُنتج أيضًا منتجات ثانوية قيّمة أخرى مثل شراب الذرة عالي الفركتوز وزيت الذرة. كان هناك ما يقرب من 12 مصنعًا للطحن الرطب تعمل في الولايات المتحدة اعتبارًا من عام 2021، تُنتج حوالي 1٪ من إجمالي الإيثانول بدرجة الوقود.

  • مصانع إنتاج الإيثانول القائمة على قصب السكر

    في البرازيل وبعض أجزاء منطقة البحر الكاريبي، يُعد قصب السكر هو المادة الخام الأساسية المُستخدمة لإنتاج الإيثانول بدرجة الوقود. تبدأ العملية بسحق سيقان قصب السكر المُحصدّة لاستخراج العصير الذي يحتوي على السكر. ثم تُضاف الخميرة إلى العصير، مما يُخمر السكر إلى إيثانول. بعد التخمير، يتم تقطير الإيثانول، ويتم فصل المادة الصلبة المتبقية واستخدامها غالبًا كعلف للماشية. يُعد إنتاج الإيثانول من قصب السكر له بعض المزايا على الإيثانول من الذرة لأنه يتطلب كمية أقل من الماء أثناء المعالجة ويُنتج طاقة أكبر لكل وحدة مساحة تُستخدم للزراعة. يُمثل قصب السكر حوالي 9٪ من إنتاج الإيثانول الأمريكي، وهناك ما يقرب من 50 مصنعًا لإنتاج الإيثانول القائم على قصب السكر تعمل.

مواصفات وصيانة مصنع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود

المواصفات

  • الطحن الرطب: إنها عملية شائعة للتعامل مع المواد الخام الغنية بالنشا، مثل الذرة. يمكن أن تختلف رطوبة المواد الخام النموذجية بناءً على المواد الخام المُستخدمة. على سبيل المثال، بالنسبة للذرة، تكون عادةً حوالي 70 بالمائة. يتم إنشاء عجينة ذرة تشبه الحساء في عملية الطحن الرطب، ويتم عزل كسور الكربوهيدرات والبروتين والدهون. تُستخدم هذه الطريقة فقط في بعض مصانع إنتاج الإيثانول لأنها تتطلب معدات باهظة الثمن.
  • التسكير: في طريقة إنتاج الإيثانول هذه، يتم إدخال الخميرة إلى النشويات داخل العجينة المُنشأة من الحبوب المُعالجة، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى سكريات. يجب أن تتم هذه العملية من خلال التحلل المائي قبل حدوث التخمير. خلال هذه الفترة، تُستخدم الإنزيمات لتفكيك سلاسل النشا إلى سكريات بسيطة. يستمر التحلل المائي عادةً من 24 إلى 72 ساعة. يجب أن ترتفع درجة الحرارة إلى 60-70 درجة مئوية (140-158 درجة فهرنهايت) على الأقل لتنشيط الإنزيمات بشكل كامل. ثم تنخفض إلى 30-37 درجة مئوية (86-98.6 درجة فهرنهايت) لتحسين مرحلة التخمير.
  • خزانات التخمير: عند إضافة الخميرة إلى العجينة، يحدث التخمير. تُصنع خزانات التخمير عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني المُبطن بالايبوكسي، بنسبة ارتفاع إلى قطر أسطواني (H: D) حوالي 6: 1. لا تتجاوز خزانات التخمير 36 درجة مئوية (97 درجة فهرنهايت)، وإلا فهناك خطر موت الخميرة. يستغرق التخمير حوالي 48 إلى 72 ساعة، مما يؤدي إلى إنشاء ثاني أكسيد الكربون ومحلول إيثانول بنسبة تقارب 15٪ يُطلق عليه "البيرة". يمكن العثور على ما يصل إلى 1.500.000 جالون من العجينة في كل خزان عند ذروة التخمير.
  • أعمدة التقطير: يتم نقل "البيرة" بعد ذلك إلى أعمدة التقطير، وهي أبراج أسطوانية طويلة، حيث تُستخدم طرق التقطير في الإناء أو العمود لفصل العجينة إلى ثاني أكسيد الكربون ومزيج من الإيثانول (إيثانول عالي النقاء). يتبخر الماء ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بينما يبقى الإيثانول في العمود. يبلغ ارتفاع عمود التقطير الأول حوالي 60 قدمًا وقطره ثلاثة أقدام، والثاني يبلغ ارتفاعه 40 قدمًا وقطره ستة أقدام. تُعرف الحبوب المتبقية بعد عملية التقطير باسم "الرواسب الكاملة".
  • وحدة التجفيف: تُستخدم غربال جزيئية أو خرطوشة غشائية في وحدة التجفيف لفصل الماء عن الإيثانول بشكل أكبر. يمكن للمجفف تقليل محتوى الماء في الإيثانول من 5٪ إلى أقل من 0.5٪. يُطلق على الإيثانول النقي الخارج من المجفف اسم الإيثانول اللامائي أو إيثانول الوقود.

الصيانة

  • تتطلب مصانع إنتاج الإيثانول عمليات فحص منتظمة لأجزاء النظام بحثًا عن علامات البلى.
  • يجب إزالة الحطام والغبار من معدات المصنع في جميع مصانع الإيثانول بدرجة الوقود، بينما يجب التخلص من الحطام الخطير بعناية.
  • يجب الحفاظ على نظافة وتعقيم الأسطح دائمًا لتجنب تلوث منتج الإيثانول.
  • يجب تشحيم المصنع دائمًا لتجنب الخسائر الاحتكاكية غير الضرورية التي يمكن أن تُسرع من تلفها.
  • يجب تشحيم الأجزاء الاحتياطية والمُستبدلة في مصانع الوقود عالية الجودة لمنع التآكل أثناء التخزين في أي وقت لا تُستخدم فيه.
  • يجب فحص جميع الآلات بشكل دوري بشكل نقدي، خاصة الأجزاء المُعرّضة للاحتكاك والاستخدام المتكرر، مثل الأختام والأنابيب والحشوات والمحامل.
  • يجب استبدال الأجزاء التي تم اكتشافها أنها انفصلت أو انكسرت على الفور لتجنب مزيد من الأضرار لمصنع الإيثانول بدرجة الوقود.

تطبيقات مصانع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود

تُعد مصانع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود، أولاً وقبل كل شيء، عنصرًا أساسيًا في الاقتصاد البشري. أدى الانخفاض الكبير في أسعار الوقود الأحفوري والنفط إلى زيادة تصورات كل من الجمهور والحكومات للإيثانول المُستخدم كوقود كطاقة بديلة.

  • صناعة السيارات: يُعد الإيثانول جزءًا هامًا من الوقود المُستخدم في صناعة السيارات، مما يُشكّل سوقًا كبيرًا وقوة دافعة لصناعة الإيثانول.
  • بديل للنفط الأحفوري: على المستوى العالمي، سيؤدي النقص التدريجي في احتياطيات النفط الأحفوري إلى زيادة الاعتماد على الإيثانول المُستخدم كوقود.
  • صناعة الزراعة: يساعد إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الإيثانول أثناء الاحتراق على زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في البيوت البلاستيكية، مما يُزيد من معدل التمثيل الضوئي للنباتات، مما يُعزز بدوره إنتاج المحاصيل.
  • وسط جائحة كوفيد-19: أدت الجائحة العالمية إلى زيادة الطلب على المُطهرات والمُعقمات التي تحتوي على الكحول اللامائي، وهو منتج هام من منتجات الإيثانول المُستخدم كوقود.

تلعب هذه الصناعات دورًا مهمًا في الزيادة المستمرة في مصانع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود والطلب الأساسي في السوق.

كيفية اختيار مصنع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود

عند شراء مصنع لإنتاج الإيثانول، من المهم مراعاة العديد من الأمور.

  • توفر المواد الخام واللوجستيات

    من الضروري مراعاة توفر المواد الخام التي سيتم استخدامها لإنتاج الإيثانول. يجب على مشتري الأعمال التفكير فيما إذا كانت المادة الخام متوفرة وإذا كان من الممكن نقلها بسرعة إلى مصنع إنتاج الإيثانول. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليهم مراعاة تكلفة المواد الخام وما إذا كانت لن تُستهلك كامل ميزانية العمل.

  • قدرة المصنع وإمكانية التوسع

    سيتعين على مشتري الأعمال تحديد قدرة المصنع في إنتاج الإيثانول. ينبغي مراعاة حجم الإيثانول الذي يلزم إنتاجه على أساس سنوي. يجب على المشترين اختيار مصنع إنتاج ذو قدرة مرنة. هذا يسمح للمصنع بتلبية الطلب الحالي والتوسع في المستقبل عند ممارسة الأعمال التجارية.

  • التكنولوجيا والكفاءة

    يجب على مشتري الأعمال أخذ الوقت الكافي للبحث في تقنيات الإنتاج المختلفة المتوفرة، حيث إنها جميعها تُحول المواد الخام إلى إيثانول بمعدلات كفاءة مختلفة. ضع في اعتبارك إجراء مقارنة بين معدلات تحويل الطاقة وكفاءات التشغيل لتقنيات الإنتاج المختلفة المتوفرة. اختر مصنع إنتاج ذو تكنولوجيا أكثر كفاءة لخفض تكاليف الإنتاج وتقليل التأثير البيئي.

  • الامتثال للوائح والحصول على التصاريح

    قبل إجراء عملية الشراء، تأكد من أن مصنع إنتاج الإيثانول قيد النظر يمتثل للوائح التي وضعتها السلطات المحلية. يجب أن يكون لدى مصنع الإنتاج التصاريح اللازمة وأن يفي بمعايير انبعاثات البيئة. سيكون مضيعة للموارد شراء مصنع سيتعين إغلاقه بسبب مشكلات قانونية. بالإضافة إلى ذلك، ضع في اعتبارك التكاليف التي ستُتكبدها للحفاظ على الامتثال للوائح.

  • التكلفة والعائد على الاستثمار

    يجب على مشتري الأعمال مراعاة التكلفة الإجمالية التي ستُتكبدها لشراء مصنع إنتاج الإيثانول. يشمل ذلك تكلفة شراء المصنع وتكاليف التركيب وتكاليف التشغيل وتكاليف الصيانة ونفقات تدريب الموظفين. مع مراعاة جميع هذه التكاليف المحتملة، يجب إجراء تحليل دقيق للعوائد المحتملة على الاستثمار التي يمكن أن يُقدمها مصنع الإنتاج. يساعد ذلك المشترين على اتخاذ قرار أكثر استنارة عند اختيار مصنع الإنتاج المناسب.

الأسئلة والأجوبة

س1: ما الفرق بين الإيثانول بدرجة الوقود والإيثانول بدرجة الصناعة؟

ج1: مر الإيثانول بدرجة الوقود بعملية التحويل إلى طبيعة غير صالحة للاستهلاك البشري وهو مناسب للاستخدام في إنتاج الوقود. يُستهلك الإيثانول بدرجة الصناعة عادةً في صناعة المشروبات، على الرغم من أنه يمكن استخدامه أيضًا كوقود.

س2: كيف يُزيد مصنع الإيثانول بدرجة الوقود من هامش الربح؟

ج2: من خلال تحويل المنتجات الثانوية إلى سلع قيّمة مثل الإيثانول بدرجة الوقود والعلف الحيواني عالي البروتين، يمكن للمصنع زيادة هوامش الربح بشكل كبير.

س3: ما هي التحديات التي تواجهها مصانع إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود؟

ج3: تشمل التحديات الرئيسية تقلب أسعار المواد الخام والمنافسة من مصادر الطاقة البديلة واللوائح البيئية الصارمة.

س4: ما هو دور الإنزيمات في إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود؟

ج4: تُساعد الإنزيمات على تفكيك الكربوهيدرات المعقدة إلى سكريات بسيطة أثناء التخمير، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى إيثانول بواسطة الخميرة.

س5: ما هي أنواع الكتلة الحيوية المُستخدمة في إنتاج الإيثانول بدرجة الوقود؟

ج5: يمكن استخدام أنواع مختلفة من الكتلة الحيوية لإنتاج الإيثانول بدرجة الوقود، بما في ذلك الذرة وقصب السكر والحشائش والكتلة الحيوية الخلوية والبقايا الزراعية مثل القش والذرة.