تحضير الايثانول من المولاس (شاملا كيفية تحضير الخمائر وعامود التقطير التجزيئى)

Preparation of ethanol from molasses

تحضير الايثانول من المولاس (شاملا كيفية تحضير الخمائر وعامود التقطير التجزيئى) Ethanolrubber

The objective of this project was to find a new use for fresh rubber coagulum as binder and live cell immobilising agent.

Once prepared the culture was used repeatedly to ferment molasses containing 10% sucrose over a six-month period under non-sterile conditions.

The rubber, a hydrocarbon, was completely durable, unlike carbohydrate media like alginate or karageenan.

Ethanol of 90% strength was recovered from fermented liquor by single fractionation, Yield of ethanol from molasses fermentation was 47% of weight of sucrose, comparable with the best yields quoted in the literature.

Preparation of the immobilised yeast culture

See diagram. A mixture of powdered charcoal, rubber latex and yeast were used for preparation.

Dilute 100ml of latex with 200 ml water and add 200g powdered charcoal plus 30g yeast.

Mix well and coagulate at ph5 using diluted 3% vinegar.

The latex will set quickly. Take out coagulum and press it flat on a table using rolling pin.

Cut into 1" squares and skewer with 8"-long thin stiff steel rods fixed to a wooden frame which you can house inside a suitable plastic vessel with tight-fitting vented lid to prevent loss of ethanol during fermentation.

Connect the vent tube to a vertical tube, as shown, packed with ice/cold water to condense ethanol vapour during fermentation.

This is essential for high yields. A 10-litre plastic container with tight-fitting lid will suffice as fermentation vessel.

Fractionating column

A 100-litre capacity cylindrical steel still with 10-ft long x 1-1/2" diameter fractionating column and condenser will suffice for separatimg the ethanol from water.

The column should be packed with 1/2"-diameter x 1/2"-long thin black plastic tubes (probably polypropylene or polybutylene) for increasing contact between vapour and liquid inside the column.

Make the condenser 6-ft long x 1" diameter with inlets and outlets as shown. This arrangement will easily separate 1-2 litres of spirit per hour.

Stove

Ordinary wood stove using waste wood from the plantation.

I used wood gas from wood pyrolysis, with recovery of many useful products: charcoal 30%, acetic acid 6%, wood spirit 1.5%, wood tar 7%, wood gas 25% (burnt under stove).

The gas burns well and saves you fuel wood.

Wood spirit is excellent auto fuel like ethanol.

Method

Dissolve 1kg molasses containing 50% sugar in 4 litres of water.

This will give 10% sugar which is ideal. Add to the plastic container containing the immobilised yeast culture, cap and stand at 25-30 deg C (77-86 deg F).

Reaction time is 2-3 days and it is over when bubbling of CO2 ceases.

Carefully pour out the alcoholic solution into the still and start the next batch.

Once you are familiar with the process you can scale it up 5-fold or more up to the still capacity of 80 litres.

Comments

The process simplifies alcohol manufacture considerably, avoiding expensive culturing procedures.

It is ideal also for ethanol manufacture from starch after conversion of the starch to sugars with enzymes, or sulphuric acid hydrolysed wood chips.

أهداف المشروع:

نظراً لأهمية الكحول في كثير من الصناعات الكيميائية والدوائية فإن إنتاجه في مصر سوف يدر عائداً مجزياً طبقا لاحتياجات السوق المحلي أو التصدير وذلك لتوافر المادة الخام الأساسية وهى المولاس، وهو من الصناعات التي تستوعب عمالة كثيفة مما يشجع على توسيعها وتطويرها وتوفير فرص عمل.

المنتجات:

يقوم المشروع بإنتاج الكحول الصناعي بتركيز 95% وهو منتج مطلوب للصناعات الكيماوية أو الدوائية بالإضافة إلى استخدامه كوقود.
وللحد من تناول الكحول كمشروب مما له من أضرار صحية واجتماعية جسيمة، تضاف إليه بعض الأضرار السامة مثل الميثانول، أو الكريهة الرائحة مثل البريدين أو زيت العظم وبعض الإضافات ولا يمكن فصل هذه الإضافات عن الكحول إلا بإجراء عمليات معقدة.

خطوات الإنتاج والمعدات المطلوبة:

تتلخص مراحل التصنيع فيما يلي:

معالجة المولاس بعد إذابته بالماء بتركيز 15 % سكر ثم تضاف إليه المواد الغذائية.
تجهيز بادئ الخميرة عن طريق مخمر معملي سعته 50 لتراً.
يوضع البادئ في مخمر سعته 13 م3 لمدة 22 ساعة.
توضع الكمية المنتجة في المخمر الثاني الذي سعته 33 م3 لينتج 16.5 م3 كحول إيثيلي )10%) بعد 18 ساعة.
تفصل خلايا الخميرة المتكونة للحصول على محلول نقي من الكحول الإيثيلي 10 % وذلك عن طريق جهاز ترشيح مستمر.
يتم تقطير الكحول لنحصل على كحول مطلق )95%).
يتم تخزين الكحول المطلق.
يعبأ في عبوات سعة 50 لتر.

يلزم لذلك مجموعة من المعدات وهى:

مخمر (بادئ) – مخمر (الخميرة) – تانك خلط - تانك تخزين – جهاز تقطير - غلاية – جهاز ترشيح.

الخامات:

الخامات اللازمة لإنتاج كحول مطلق
)95%): خميرة

مولاس
فوسفات ثنائي الأمونيوم
مستخلص الخميرة.
حمض كبريتيك (96%)
هيبوكلوريت صوديوم
ماء تشغيل

المساحة والموقع:

يلزم لهذا المشروع مساحة 200 متر مربع بارتفاع 6.5 أمتار مغطاة ومجهزة بوسائل تهوية ومعدات آمن صناعي ومعدات إطفاء حريق ويلزم للمشروع طاقة كهربية ومصدر للمياه.

العمالة:

يتميز المشروع بإيجاد فرص عمل للشباب بالإضافة إلى العمالة الفنية ويحتاج المشروع إلى حوالي 13 فرداً.

[rtl] (2) المساحة والموقع :[/rtl]

[rtl]يلزم المشروع مساحة (20م×10م) بارتفاع 6.5متر مغطاة ومجهزة بوسائل تهوية ومعدات أمن صناعي ومعدات إطفاء حريق .[/rtl]

[rtl] (3) المستلزمات الخدمية المطلوبة :[/rtl]

[rtl]يحتاج المشروع إلي مصدر كهربي ذو قدرة كهربية حوالي 10 كيلووات كما يحتاج المشروع إلي مصدر للمياه لتوفير مياه التشغيل والتبريد وتشغيل الغلاية للحصول علي البخار بإجمالي ---- جنيه شهريا .[/rtl]

[rtl](4) الآلات والمعدات والتجهيزات :[/rtl]

[rtl]مخمر لا هوائي[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]إتمام عملية التخمر لا هوائيا[/rtl]	[rtl]الأبعاد[/rtl]	[rtl]القطر2م والارتفاع4.2م[/rtl]
	[rtl]سعته[/rtl]	[rtl]13م3[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]مخمر لا هوائي[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]إتمام عملية التخمر لا هوائيا[/rtl]	[rtl]الأبعاد[/rtl]	[rtl]القطر3م والارتفاع4.7م[/rtl]
	[rtl]سعته[/rtl]	[rtl]33م3[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]تانك[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لتحضير المولاس ومعالجته وهو من الصلب الذي لا يصدأ حجمه7م3[/rtl]	[rtl]الأبعاد[/rtl]	[rtl]قطر1.8م والارتفاع 2.75م[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]تانك[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لخلط المولاس المخفف بالمواد الغذائية اللازمة لنمو الخميرة بحجم 7م3[/rtl]	[rtl]الأبعاد[/rtl]	[rtl]قطر1.8م والارتفاع 2.75م[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]مستورد[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]تانك[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لتخزين محلول الكحول الايثيلي المنتج من المخمر الأول ومن المخمر الثاني من الصلب الذي لا يصدأ[/rtl]	[rtl]الأبعاد[/rtl]	[rtl]القطر2م والارتفاع2.55م[/rtl]
	[rtl]سعة[/rtl]	[rtl]8م3[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]جهاز ترشيح[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لفصل الخلايا (الخميرة) المنتجة أثناء إنتاج الكحول[/rtl]	[rtl]قدرة المحرك[/rtl]	[rtl]3 كيلو .وات[/rtl]
	[rtl]السعة[/rtl]	[rtl]200لتر / ساعة[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]جهاز تقطير[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]
[rtl]عمود فصل عند درجةحرارة70ºم بطريقة التكثيف[/rtl]	[rtl]السعة[/rtl]	[rtl]200لتر /ساعة[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]مضخة[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لتغذية خط الإنتاج[/rtl]	[rtl]قدرة المحرك[/rtl]	[rtl]نصف ك .وات[/rtl]
	[rtl]تصرف[/rtl]	[rtl]10م3/ساعة[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]غلاية[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لتسخين الماء وإنتاج البخار لتعقيم المولاس ومعالجته 0.2م3/ساعة تعمل بالغاز الطبيعي[/rtl]	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl]مخمر معملي[/rtl]
[rtl]الوظيفة[/rtl]	[rtl]المواصفات[/rtl]
[rtl]لتجهيز وتنشيط الخميرة البادئة[/rtl]	[rtl]السعة[/rtl]	[rtl]50لتر[/rtl]
	[rtl]الأبعاد[/rtl]	[rtl]قطر 30سم وارتفاع75سم[/rtl]
	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]مستورد[/rtl]
	[rtl]السعر بالجنيه المصرى[/rtl]

[rtl] تكلفة المعدات المستخدمة[/rtl]

[rtl]المعدات والآلات[/rtl]	[rtl]جهة الصنع[/rtl]	[rtl]الكمية[/rtl]	[rtl]سعر الوحدة[/rtl]	[rtl]الإجمالي جم[/rtl]
[rtl]مخمر سعة 13م3[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]مخمر سعة33م3[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]تانك لتحضير المولاس بسعة7م3[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]تانك لخلط المولاس من الصلب الذى لايصدأ وسعته 7م3[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]تانك تخزين الكحول الايثيلي بسعة8م3[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]3[/rtl]
[rtl]جهاز ترشيح لفصل الخميرة[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]جهاز تقطير [/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]مضخة لتغذية خط الإنتاج[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]16[/rtl]
[rtl]غلاية 0.2م3/ساعة[/rtl]	[rtl]محلي[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]مخمر معملي[/rtl]	[rtl]مستورد[/rtl]	[rtl]1[/rtl]
[rtl]الإجمالي[/rtl]

[rtl] (5)احتياج المشروع من الخامات :[/rtl]

المولاس MOLASSES

هو سائل اسود اللون عالي اللزوجة وهو السائل الرئيسي المفصول من بلورات السكر ويسمى في مصر باسم (الدبس ) ونسبته 3.5 – 5 % من وزن القصب ويحتوى على نوعين من السكر هما السكروز وسكريات أحاديه ( الجلوكوز – الفركتوز ) بالإضافة إلى 20 % من وزنه ماء و 80 % مواد صلبه

أنواع المولاس

1- المولاس الأول : السائل الناتج من شراب القصب بعد فصل بلورات السكروز لأول مرة

2- المولاس الثاني : السائل الناتج من شراب القصب بعد فصل بلورات السكروز لثاني مرة

3- المولاس النهائي : السائل النهائي الناتج من شراب القصب بعد فصل بلورات السكروز لأخر مرة

4- Black srap molasses : وهو السائل المرتفع اللزوجة المنفصل من شراب القصب

5- المولاس المحول : شراب لونه بني محمر به مواد صلبه 78 % معظمه جلوكوز وسكر محول وينتج من معاملة شراب القصب بالأحماض المخففة أو الإنزيمات

6- مولاس المائدة : وهو ناتج عسل بلورات السكر في آلات الطرد المركزي وهو يشبه العسل الأسود ولكنه اخف في القوام ويستعمل كغذاء

استخدامات المولاس

يستخدم المولاس لإنتاج مجموعة كبيرة من المنتجات الثانوية الكحول الايثيلى – ثانى اكسيد الكربون – الخميرة الجافة – الخميرة الطازجة – حامض الخليك – خميرة العلف – المذيبات العضوية والمواد اللاصقة وغيرها ومن أهم استخدامات المولاس

البيع للسوق المحلى و التصدير 20 % سوق محلى – 80 % للتصدير

حيث يستخدم في منتجات المخابز لإكساب نكهة الشيكولاته ويحافظ على طزاجة المكونات كما يستخدم في صناعة التوفى و الكرمله و المشروبات الروحية مثل الروم

إنتاج الكحول الايثيلى

طن المولاس يعطى 225 لتر كحل +85 كجم ثانى اكسيد الكربون ويتم ذلك عن طريق التخمير للسكر الموجود بالمولاس

الكحول الإثيلي :

الخصائص الفيزيائية للكحول الإتيلي :

· سائل لا لون له قابل للتطاير · كثافته النوعية 0.816

· يغلي بالدرجة 80 مْ · يشتعل بلهب أزرق

استخداماته :

يستخدم كمادة مذيبة في الصناعة الدوائية لتحضير الخلاصات الكحولية والصبغات الكحولية

يستخدم كمادة مطهرة موضعية .

يدخل في بناء المشروبات الكحولية بالنسب التالية :

البيرة 2-4%

العرق العادي 12-20%

النبيذ والمشروبات الكحولية المركزة مثل الويسكي – رام – شامبانيا – فوتكا بنسبة 35-50%

يعتبر الإدمان على المشروبات الكحولية من أخطر مشكلات الكحول .

وتبين الدراسات أن للكحول تأثيراً مثبطاً للـ c.n.s لذلك تعمد بعض الدول إلى تحديد كمية الكحول المسموح بتواجدها في هواء الزفير لدى سائقي السيارات ، حيث تقدر وفيات حوادث السيارات الناتجة عن تناول المشروبات الكحولية بنسبة 60% .

وفيما يلي بعض النسب المسموح بها في عدد من الدول :

· إنكلترا 80 ملغ/100 مل بلازما

· الدول الاسكندنافية ( السويد – النروج – فنلندا ) : 50 ملغ/100 مل بلازما

· إيرلندا 120 ملغ/100 مل بلازما

· الولايات المتحدة الأمريكية 100 ملغ/100 مل بلازما

· الدول الشرقية لا تسمح بأي نسبة

الاضافات الدوائية :

الامتصاص :

يمتص الكحول بسرعة عن طريق الأنبوب الهضمي ويعتمد ذلك على عدة عوامل منها حالة المعدة فإذا كانت فارغة فإن هذا يؤدي إلى امتصاص الكحول بسرعة أكبر ، ويقدر أن ما يمتص في المعدة من الكحول يبلغ 20% في حين يمتص الباقي من الأمعاء .

التوزع والانتشار :

بعد الامتصاص يتوزع الكحول وينتشر في جميع أنسجة وأخلاط الجسم ، ويبلغ حجم التوزع الدوائي له ½ - 1 لتر لكل 1 كغ من الوزن .

وفي حال تجاوز نسبة الكحول 70% من وزن الجسم فإن هذا يسبب تراكمه وبطأ انطراحه وظهور تأثيراته الجانبية .

الاستقلاب :

يتبع الكحول نظام الاستقلاب الحركي من الدرجة 0 وبالتالي هناك كمية محددة من الكحول تستقلب في زمن معين ( حوالي 120 ملغ/كغ في الساعة الواحدة أو ما يعادل 8.4 غ/ساعة عند الشخص الذي يزن 70 كغ أو ما يعادل 8 مل محلول مركز في الساعة الواحدة ) .

لذلك يميل الكحول للتراكم مع الاستمرار في تناول المشروبات الكحولية ؛ ويستقلب الكحول خارج الميكروزومات الكبدية بطريقة الأكسدة بواسطة الكحول ديهيدروجيناز فنحصل على أست ألدهيد ثم وبواسطة ألدهيد ديهيدروجيناز ينتج حمض الخل ، جزء من حمض الخل الناتج يشكل جذر الأستيل الفعال ch3coa والجزء المتبقي تتم أكسدته بالانزيمات المؤكسدة بوجود o2 وعوامل مؤكسدة منها dpn وبالنتيجة يتشكل جزيئان من co2 وجزيئان من الماء وتنطلق كمية من الطاقة الحرورية ، حيث أن أكسدة كل 1 غ كحول ينطلق منه 7 كيلو كالوري ؛لكن لا يستفاد من هذه الطاقة بشكل إيجابي بالنسبة للإنسان لأنه يرافقها تثبيط c.n.s .

الانطراح :

ينطرح الكحول في البول بنسبة 5% ،وهي نسبة ضئيلة ، أما النسبة الأكبر منه فتنطرح مع هواء الزفير لذلك يمكن اعتبار أن تركيز الكحول في هواء الزفير يعادل تركيزه في الدم ، ولهذا السبب تستخدم بعض الدول تركيز الكحول في هواء الزفير كمشعر لتقدير تركيز الكحول في الدم كما رأينا.

Commercial Production using Molasses as Raw Material

Molasses contain about 50% fermentable carbohydrates (sugars). Big deep tanks of steel or stainless steel are used as containers in the industrial production method (Fig. 40.1).

Molasses is diluted to a suitable sugar concentration (15-16%); a small quantity of nitrogen source (e.g., ammonium phosphate, urea, ammonium sulphate) and sulphuric acid (H2SO4) is added in it. pH of this medium is maintained at about 5.0 and an actively growing Saccharomyces cerevisiae culture is added in it.

The fermentation starts and is allowed to proceeding for about 24-40 hours at about 25-30°C temperature. The fermented medium is then distilled and passes through rectifying columns to obtain ethyl alcohol. The yield of ethyl alcohol ranges about 50% of the fermentable sugar concentration present in the medium.

The large amount of CO2 which is produced during the fermentation process as a result of decarboxylation is recovered and compressed to its solid state. The yeast recovered is usually used as an animal feed.

[img]

تحضير الايثانول من المولاس (شاملا كيفية تحضير الخمائر وعامود التقطير التجزيئى) Clip_i10

[/img]

[img]

تحضير الايثانول من المولاس (شاملا كيفية تحضير الخمائر وعامود التقطير التجزيئى) Clip_i11

[/img]

» خطوط تدوير الزيوت المعدنية المستعملة بالتقطير التجزيئى
» انشاء مصنع تدوير وخلط وتعبئة الزيوت المعدنية بمصر بنظام برج التقطير التجزيئى
» السولار (طرق تكريره/تنقيته/استخدامه فى صناعة المنظفات والمبيدات)
» كيفية تحضير معجون ومضمضة الاسنان
» تحضير الكلوركس والفنيك