ชนิตพล

ผู้เขียน : ชนิตพล

อัพเดท: 18 เม.ย. 2010 12.15 น. บทความนี้มีผู้ชม: 237361 ครั้ง

E THANOL ……….energy of THAILAND

Biofuels:….เป็นแหล่งพลังงานที่มนุษย์สามารถผลิตขึ้นมา….แล้วใช้ไป….และผลิตขึ้นมาใหม่ เป็นวัฏจักรที่ไม่มีวันสิ้นสุด…เปรียบเสมือนเป็น…renewable or sustainable energy…biofuels ….ที่ใช้กันอย่างกว้างขวางคือ…..biodiesel…ethanol


(Distillation-2 ) ETHANOL.....energy of THAILAND

ตอนที่ 11

                                                                                                                                                                                                                                                                              

          3.2 กระบวนการกลั่นเอทานอล (Ethanol Distillation Process)                                                              

           เมื่อน้ำส่าที่มีส่วนผสมของแอลกอฮอล์ผ่านกระบวนการหมักที่เรียกว่า  “fermented mash” แล้วได้ถูกส่งเข้าสู่กระบวนการกลั่นเรามักเรียกส่วนผสมนี้ว่า  “beer”  ใช้กระบวนการกลั่นแบบลำดับส่วนหรือที่เรียกว่า… “Fractional Distillation ” โดยหอกลั่นเปรียบเสมือนเครื่องมือที่ใช้แยกสารโดยอาศัยหลักการของ…..สมการความสมดุล….สมดุลตามส่วนผสม….สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน…..และแฟคเตอร์ความปลอดภัย……การออกแบบหอกลั่นต้องให้สามารถใช้แยกสาร 2 ชนิดเฉพาะที่ต้องการ โดยใช้สมการสัมพันธ์ของน้ำและแอลกอฮอล์   มีการคำนวณและทดลองจนได้ตัวเลขและค่าคงที่ของ กระบวนการถ่ายเทมวลสารภายในหอกลั่น………ตามรูปที่ 14 เป็นการออกแบบกระบวนการกลั่นแอลกอฮอล์เบื้องต้น……ออกแบบเป็น 2 หอกลั่น C และ C…..เพื่อกลั่นแอลกอฮอล์ ความเข้มข้น 95% …..การทำงานเริ่มจากป้อน beer เพื่ออุ่นผ่าน HE….อุ่นให้อุณหภูมิสูงขึ้น45-60°C โดยใช้น้ำก้นหอ stillage(ปริมาณเฉลี่ยอยู่ที่10-15เท่าของผลผลิต) เป็นตัวให้ความร้อนแก่ส่า                                                                                                              

 

90275_Picture136.png

 รูปที่ 14  Conceptual of  2 Columns  Distillation Process

พลังงานความร้อนที่ใช้ในการกลั่นได้จาก steam ป้อนผ่าน S1 ให้พลังงานความร้อนแก่หอกลั่นแยกลำดับส่วน C….ส่วนหอกลั่น C ได้ความร้อนจาก S2 …..เมื่อ beer ถูกป้อนที่ด้านบนของหอกลั่น C มีการไหลสวนทางกับ steam จะเกิดกระบวนการถ่ายเทพลังงานและการถ่ายเทมวลสารแบบสวนทางเกิดขึ้นหรือที่เรียกว่า…Countercurrent stagewise mass transfer…เป็นการกลั่นลำดับส่วนที่มีกระแสมวลไหลเข้าของ beer ลงสู่ด้านล่างหอ โดยไหลสวนทางกับมวลของแอลกอฮอล์และน้ำที่ไหลสวนขึ้นด้านบน ความร้อนจาก steam ทำให้แอลกอฮอล์ระเหยกลายเป็นไอปนมากับไอน้ำ ไอของแอลกอฮอล์มีความเข้มข้นมากกว่าในbeer…..ภายในหอกลั่นแบ่งเป็นชั้นๆเรียกว่า tray….เพื่อให้แอลกอฮอล์มีความเข้มข้นมากขึ้นเรื่อยๆ…..จึงจำเป็นต้องออกแบบมาเพื่อให้ tray ในแต่ละชั้นทำหน้าที่ระเหยและควบแน่นไอแอลกอฮอล์….ตามจำนวนชั้นของ tray…..ในกรณีที่เป็น 2 หอจะได้ผลผลิตเป็น 2 ตัว คือ P1 จากหอ C ซึ่งอาจจะออกแบบไว้ให้กลั่นได้ แอลกอฮอล์ 45-60%v/v…….ส่วนหอ C  จะใช้ผลผลิตจากหอแรกมากลั่นซ้ำได้ผลผลิตเป็น P2……ซึ่งจะเป็นจุด ที่มีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่ระเหยจากของเหลวเท่ากับความเข้มข้นในของเหลว…กล่าวคือจะได้แอลกอฮอล์อยู่ที่ 95%v/v…..จึงกำหนดความบริสุทธิ์ของแอลกอฮอล์ที่ออกจากหอกลั่นอยู่ที่ 95% v/v และเพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์และแยกสารเจือปนอื่นๆออก…ผลผลิตที่ได้ก็ต้องผ่านกระบวนการแยกและเข้าหอล้างต่อไป……ประสิทธิภาพของการกลั่นหาได้จากสมการด้านล่างนี้                                                        

 

90275_Picture137.png

ผลพลอยได้จากกระบวนการหมักและกลั่นคือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(CO) เรานำไปอัดให้อยู่ในรูปของเหลวและของแข็งได้….สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมน้ำอัดลม….อุตสาหกรรมน้ำยาดับเพลิง และใช้ในกระบวนการของอุตสาหกรรมเคมี…..ส่วนผลพลอยได้จากกระบวนการกลั่นเป็น fusel oil  ประมาณ 2% ของผลผลิต สามารถใช้ทำเป็นเชื้อเพลิงและเป็น solvent ในอุตสาหกรรมต่างๆ                      


ส่วนที่เหลือจากการกลั่นจะเป็นปัญหาถ้าไม่มีการจัดการที่ดีอีกตัวหนึ่งคือ stillage / vinasse หรือที่เรียกกันว่าน้ำกากส่า…..มีกลิ่นฉุนสีคล้ำมีอุณหภูมิสูงเมื่อออกจากก้นหอใหม่ๆ ….มีค่า BOD / COD อยู่ประมาณ 46,000 / 110,000 mg/l …..ต้องนำมาผ่านกระบวนการบำบัดเพื่อไม่ให้เกิดปัญหากับสิ่งแวดล้อมทั้งหลาย….ต้องมีบ่อกักเก็บและมีกระบวนการทำปุ๋ยอินทรีย์อย่างต่อเนื่อง  หรือจะใช้เป็นปุ๋ยอินทรีย์สดในการทำเกษตรกรรมโดยตรง แต่ต้องมีการระวังและควบคุมความเข้มข้นของส่วนผสมที่ใช้เป็นอย่างดี             






บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที