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 C₁ และ C₂
..เพื่อกลั่นแอลกอฮอล์ ความเข้มข้น 95%
..การทำงานเริ่มจากป้อน beer เพื่ออุ่นผ่าน HE
.อุ่นให้อุณหภูมิสูงขึ้น45-60°C โดยใช้น้ำก้นหอ stillage(ปริมาณเฉลี่ยอยู่ที่10-15เท่าของผลผลิต) เป็นตัวให้ความร้อนแก่ส่า
พลังงานความร้อนที่ใช้ในการกลั่นได้จาก steam ป้อนผ่าน S1 ให้พลังงานความร้อนแก่หอกลั่นแยกลำดับส่วน C₁
.ส่วนหอกลั่น C₂ ได้ความร้อนจาก S2
..เมื่อ beer ถูกป้อนที่ด้านบนของหอกลั่น C₁ 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 C₁ ซึ่งอาจจะออกแบบไว้ให้กลั่นได้ แอลกอฮอล์ 45-60%v/v
.ส่วนหอ C₂ จะใช้ผลผลิตจากหอแรกมากลั่นซ้ำได้ผลผลิตเป็น P2
ซึ่งจะเป็นจุด ที่มีความเข้มข้นของแอลกอฮอล์ที่ระเหยจากของเหลวเท่ากับความเข้มข้นในของเหลว
กล่าวคือจะได้แอลกอฮอล์อยู่ที่ 95%v/v
..จึงกำหนดความบริสุทธิ์ของแอลกอฮอล์ที่ออกจากหอกลั่นอยู่ที่ 95% v/v และเพื่อให้ได้ความบริสุทธิ์และแยกสารเจือปนอื่นๆออก
ผลผลิตที่ได้ก็ต้องผ่านกระบวนการแยกและเข้าหอล้างต่อไป
ประสิทธิภาพของการกลั่นหาได้จากสมการด้านล่างนี้
ผลพลอยได้จากกระบวนการหมักและกลั่นคือ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(CO₂) 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
