صفحه اول | سفارش طرح | فروشگاه | پروژه ها | ایده ها | ماشین آلات | درباره ما | تماس با ما

 

 

  

 

صفحه اصلی ماشین آلات و آشنایی با فرآیندهای تولید آشنائی با ماشین آلات صنایع پتروشیمی  طرح تولید بیواتانول

 

 

 این بخش برای افرادی که قصد راه اندازی این کسب و کار را دارند تهیه شده و اطلاعات اولیه موردنیاز به همراه تحلیل مختصری راجع به بازار این کسب و کار ارائه شده است. بدیهی است این مشاور آمادگی دارد بر اساس شرایط هر سرمایه گذار و بر پایه مختصات و مشخصات مدنظر در جهت تهیه گزارش جامع توجیهی و مطالعات بازار اقدام نماید.

 
    چاپ این صفحه  
 

  طرح تولید بیواتانول

 

سالانه بر اساس آخرین آمار رسمی حدود 118 میلیون تن محصولات متنوع زراعی و باغی در کشور می شود که از این میزان حدود 18 درصد آن  در مراحل مختلف پس از تولید به ضایعات تبدیل می شود. به صرفه نبودن قیمت محصول  و اشباع بازار، نامناسب بودن شرایط انبار داری، اسراف در مصرف و نبود صنایع تبدیلی از جمله عوامل اصلی این ضایعات می باشند. ایجاد و تاسیس یک فرآیند بازیافت ضایعات محصولات کشاورزی منجر به تولیداتی به شرح زیر می گردد.

a. کمپوست گیاهی:

روزانه ده ها هزار تن زباله سبز در کشور تولید می شود که در صورت وارد شدن به یک مسیر ویژه بازیافت محصول عمده حاصل از آنها کمپوست گیاهی بوده که بعنوان یک کود بیو لوژیک سازگار با محیط زیست می تواند جایگزین مناسبی برای کود های شیمیائی بوده و در تولید محصول سالم نقش اساسی بازی می کند.

b. بیو اتانول

در بر خی از سالها تولید بیش از نیاز بر قیمت محصولات کشاورزی اثر گذاشته و برداشت آنها را برای کشاوران بدون صرفه می نماید. فرآیند تولید بیو اتانول از محصولات مازاد بر نیاز بازار هم بر کنترل قیمت اثر گذار بوده و به تولید فرآورده ای منجر می شود که که ارزش افزوده فوق العاده ای دارد. در حال حاضر تولید بیو اتانول از ملاس نیشکر و چغندر قند در کشور به صورت محدود انجام می شود هر چند عمده ملاس به صورت خام به خارج از کشور صادر می گردد. اما ملاس تنها منبع تولید بیو اتانول نبوده و کلیه محصولات کشاورزی بسته به میزان قند موجود در آنها قابلیت تخمیر و الکل سازی را دارند. در این میان علاوه بر محصولات مازاد بر نیاز بازار زباله های سبز میادین میوه و تره بار، میوه ریزشی باغات، ضایعات محصولات انبار شده و هر محصول گندیده ای را می توان به این فرآیند وارد و محصول نهائی الکل را استحصال نمود. تفاله به جا مانده از محصولات پس از الکل گیری نیز به مرحله  a انتقال و وارد پروسه تولید کمپوست می گردد.

c. تولید مواد اولیه برای محیط های کشت آزمایشگاهی

 محیط کشت  های فراوانی در آزمایشگاه های پژوهشی به ویژه در تحقیقات کشاورزی از منابع گیاهی تهیه و مورد استفاده قرار می گیرد. دو نمونه بسیار معروف آن یکی Potato Dextrose Agar(PDA)  از منبع سیب زمینی و دیگری   V8 از منبع گوجه فرنگی، هویج و برخی سبزیجات برگی تولید می شود. با گسترش پژوهش های بنیادی مصرف موادی از این دست به صورت روز افزون در کشور توسعه یافته و به صورت گسترده از کشور های خارجی وارد می شوند. ورود به عرصه تولید این مواد با بهره گیری از محصولات کشاورزی منجر به ارزش افزوده فوق العاده ای خواهد شد. 

پیش رفتن کشورهای دنیا به سمت صنعتی شدن و نیز روند رشد جمعیت از جمله­ی عواملی هستند که نیاز روزافزون به منابع انرژی را روز به روز افزایش می دهند. باتوجه به  محدود بودن منابع سوخت های فسیلی و نیز لحاظ کردن مشکلاتی که این نمونه سوخت ها از نظر زیست-محیطی بوجود می آورند، بحث مطرح نمودن سوختی جایگزین که سازگاری بهتری با محیط زیست داشته باشد و از منابع تجدید پذیر حیات تامین شده باشد را بطور جدی مطرح می سازد. پیش بینی می شود که در سال های آتی، تو لید نفت خام در دنیا از میزان کنونی آن کمتر باشد و روند رو به کاهشی را داشته باشد به گونه ای که تخمین زده می شود  که تا سال 2050 کل تولید نفت خام در دنیا از میزان 25 بیلیون بشکه به 5 بیلیون بشکه کاهش می یابد.

 تمایل به تولید الکل از سلولز در تمام دنیا رو به افزایش است مواد سلولزی را می­توان برای تولید سوخت استفاده نمود به طوری که کل تولید خالص گازهای گلخانه‏ای کاهش یابد. مواد سلولزی به صورت محصول جانبی فرآیندهای صنعتی و کشاورزی قابل دسترس می­باشد. فناوری تبدیل مواد سلولزی دارای مشکلات  فنی و اقتصادی متعددی بوده که از تجاری شدن این فناوری تا این لحظه جلوگیری کرده است.  همانگونه که می­دانیم مواد سلولزی به عنوان ضایعات کشاورزی شامل محصولات زراعی و باغی و ضایعات کارخانه­های کاغذ سازی سالیانه در کشور به عنوان مواد زائد و دور ریختنی تولید می­شوند.

متأسفانه دور ریختن این مواد باعث تخریب محیط زیست و سوزاندن آنها آلودگی شدید هوا را به دنبال دارد. یکی از راه های مناسب برای استفاه از این زائدات تبدیل آنها به الکل اتیلیک می­باشد. محصول فوق در غلظت­های مختلف (80-100%) تولید می­شود. از الکل تولیدی می­توان به عنوان سوخت به صورت خالص (E100 ) یا به صورت مخلوط با بنزین (30% الکل E30) استفاده کرد. علاوه بر آن از الکل تولیدی به عنوان حلال یا مصارف طبی استفاده می­شود.

اتانول یکی از جمله موادی است که بعنوان جایگزین برای سوخت های فسیلی مطرح می باشد. با توجه به اینکه اتانول دارای 35% اکسیژن در ترکیب خود می باشد یک سوخت تمیز به شمار می­رود که می تواند تولید گازهای گلخانه ای و ذرات معلق را که در طی فرایند احتراق تولید می شوند به میزان قابل ملاحظه ای کاهش دهد. یکی دیگر از مزایای استفاده از اتانول این است که می تواند از منابع تجدید پذیر حیات - بر پایه ی مواد سلولزی - که به میزان قابل توجهی در طبیعت یافت می شود تولید شود و بدین وسیله هم از مواد اولیه ی ارزان قیمت و در دسترس استفاده می نماید و هم مشکلات دور ریز این مواد و انباشته شدن آنها در محیط زیست را برطرف می نماید. برای نمونه می توان به دور ریز چوب فراورده های جنگلی و کشاورزی، دور ریز پساب کارخانه های صنعتی نظیر کارخانه های کاغذ سازی و نساجی (الیاف کتانی)، پس مانده های کارخانه ی نیشکر، برنج، گندم، ذرت و جو و نیز دور ریز کارخانه های کمپوت( نظیر هسته ی میوه جات) اشاره نمود.

تخمین زده می شود که به تنهایی در آمریکا 2 کیلوگرم پس مانده ی جامد شهری به ازای هر شهروند در روز تولید می شود و شایان ذکر است که هر تن پس مانده ی شهری از دیدگاه انرژی معادل با یک بشکه ی نفت می باشد.

بدلیل اهمیت مشکلات زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، اتحادیه ی اروپا در نوامبر سال 2001 طی قانونی کشورهای عضو را وادار به استفاده از منابع تجدید پذیر حیات برای تولید سوخت نموده است، به نحوی که بر طبق این قانون در سال 2010 می بایستی  75/5% کل سوخت مصرفی این کشورها از این منابع تامین شده باشد.

اتانول می تواند به تنهایی یا در ترکیب با بنزین و یا گازوئیل برای استفاده ی سوخت خودروها استفاده شود و ایالات متحده ی آمریکا کارخانه های تولید خودرو را موظف به طراحی موتورهای خودروی سازگار با این نمونه سوخت ها نموده است. برای نمونه، یک ترکیب خاص سوخت خودرو که E-85 نام دارد از ترکیب 85% حجمی اتانول با 15% بنزین استفاده می نماید.

یکی از مشکلات مطرح در مورد استفاده از اتانول به عنوان سوخت، بالا بودن قیمت نهایی آن می­باشد که با پیشرفت فرایند تولید اتانول، روند رو به کاهش را طی می کند. برای نمونه، چنانچه برای هر تن خوراک جامد جهت تولید اتانول در آمریکا قیمت 25 دلار را در نظر بگیریم، قیمت تمام شده ی اتانول از قیمت فعلی 16/1 دلار به 76/0 دلار در سال 2015 کاهش خواهد یافت که حدود 34% کاهش قیمت را نشان می دهد. در خاتمه به منظور اینکه از میزان اتانول تولیدی به ازای خوراک ورودی تقریبی داشته باشیم هر تن تفاله ی نیشکر خشک توانایی تولید 440 لیتر اتانول را دارد. روشن است که این میزان تولید بیش از هر چیز به میزان سلولز موجود در خوراک، فرایند و شرایط عملیاتی تبدیل سلولز به اتانول بستگی دارد.

 

فرایند کلی تبدیل سلولز به اتانول مشتمل بر چهار واحد اصلی زیر می باشد:

1- آماده سازی (pre-treatment)

2- هیدرولیز     (hydrolysis )   

3- تخمیر (fermentation)

4- جداسازی و خالص سازی  (separation/purification )

شایان ذکر است که آماده سازی و هیدرولیز از مهمترین بخشهای فرایند تبدیل سلولز به اتانول می­باشند که بخش عمده­ی هزینه­ی فرایند را به خود اختصاص می دهند. زیرا اهداف این دو واحد تبدیل مواد اولیه سلولز به گلوکز به عنوان یک ماده ی میانی فرایند می باشد که پس از عمل تخمیر، به اتانول تبدیل خواهد شد و در واحد جداسازی و خالص سازی الکل با درجه ی خلوص دلخواه و مورد نظر بدست می آید.

1- آماده سازی

همانگونه که می­دانیم مواد لیگنو-سلولزی بدلیل ساختار فیزیکی لیگنین و نیز ساختار کریستالی سلولز در مقابل عمل هیدرولیز از خود مقاومت نشان می دهند که این مانعی در برابر فرایند کلی تبدیل سلولز به اتانول و پایین آوردن بهره ی فرایند می شود. بنابر این قبل از اینکه مواد اولیه سلولزی را وارد فرایند هیدرولیز نماییم می بایستی آن را برای هضم این فرایند آماده کنیم. بدین منظور روشهای مختلفی را جهت آماده سازی بکار می برند که در ذیل به آنها اشاره خواهد شد. اهداف کلی عملیات آماده سازی عبارتند از: حذف لیگنین و همی سلولز -که باعث ایجاد مشکلاتی در عدم دستیابی به سلولز در فرایند هیدرولیز می شوند-، کاهش درجه ی کریستالی ساختار سلولز و نیز افزایش تخلخل، و یا به عبارتی افزایش سطح در دسترس برای فرایند هیدرولیز.

در انتخاب روش مورد نظر برای آماده سازی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود :

- روش انتخابی باید باعث افزایش تشکیل شکر در فرایند هیدرولیز شود.

- از هدر رفتن و از بین رفتن هیدراتهای کربن جلوگیری کند.

- از تشکیل محصولات جانبی و یا موادی که برای فرایند هیدرولیز ممانعت حاصل می کنند جلوگیری نماید.

- مقرون به صرفه باشد.

بایستی در نظر داشت که فرایند آماده سازی یکی از بخش­های پر هزینه ی فرایند کلی تبدیل سلولز به اتانول است، با این وجود یکی از بخشهایی است که پتانسیل زیادی را برای کاهش هزینه ی نهایی اتانول تولید شده (در اثر افزایش راندمان فرایند) دارد و تحقیقات بسیار وسیعی در مورد این فرایند انجام می شود.

2- هیدرولیز سلولز

بطور کلی سه روش برای هیدرولیز سلولز و تبدیل آن به اتانول در صنعت یافت می شود که عبارتند از هیدرولیز اسیدی، هیدرولیز آنزیمی و فرایندهای ترمو شیمیایی . روش هیدرولیز آنزیمی از جمله روش هایی است که پتانسیل بسیاری را برای تبدیل اقتصادی سلولز به اتانول دارد. امروزه با پیشرفت هایی که از لحاظ فنی در طراحی آنزیم ها انجام شده است و پایین آمدن قیمت آنزیم ها، دور نمای بسیار مناسبی را در عرضه اقتصادی اتانول از مواد تجدید پذیر حیات ایجاد کرده است.

از حیث نحوه ی قرار گرفتن فرایند های هیدرولیز و تخمیر، بطور کلی دو نمونه فرایند قابل تصور است که یکی انجام فرایند های هیدرولیز و تخمیر بصورت جداگانه بود (SHF) که روش سنتی برای انجام هیدرولیز مواد سلولزی است، و روش دیگر انجام دادن فرایند های تخمیر و هیدرولیز بصورت همزمان می باشد (SSF) .

3- تخمیر

در این مرحله میکروارگانیسم های موردنیاز به همراه محلول حاوی قند که در فرآیند هیدرولیز سلولز تولید شده و آمونیاک و فسفات آمونیم به راکتور تخمیر فرستاده می­شود. در راکتور، تخمیر مواد قندی صورت گرفته و الکل تولید می­شود. راکتور فوق مجهز به همزن و سیستم خنک کن برای محتویات راکتور می­باشد. در این مرحله از آمونیاک به عنوان منبع نیتروژن و از فسفات آمونیم به عنوان منبع فسفر استفاده می­شود.

4-  تقطیر

محتویات مخزن تخمیر پس از انتقال به مخزن ذخیره توسط پمپ به واحد تقطیر ارسال می شود. تعداد برج های تقطیر به خلوص مورد نیاز محصول بستگی دارد. هر کدام از برج های تقطیر مجهز به یک چگالنده و ریبویلر می باشد. الکل حاصله دارای درجه طبی بوده و قابلیت استفاده برای مصارف صنعتی و طبی را داراست.

 

سرمایه گذاری های جهانی در تولید اتانول سلولزی

اتانول سلولزی، نسل دوم اتانول می باشد که از زائدات کشاورزی و با فرآیند پیچیده تری (هیدرولیز سلولز) نسبت به نسل اول اتانول تولید می شود. پیش بینی می شود که حجم سرمایه گذاری در تولید اتانول سلولزی در جهان و تا سال 2020 به محدوده 75 الی 140 میلیارد دلار برسد و در حال حاضر ایالات متحده آمریکا، اروپا، چین و برزیل کارخانجات تولیدی متعددی جهت بهره برداری با ظرفیت کامل تا سال 2013 در دست اجراء دارند و تعدادی از سرمایه گذاری های انجام شده درسطح جهان به شرح ذیل است:

- در سال 2007 وزارت انرژی آمریکا (DOE) اعلام کرد که تا 385 میلیون دلار جهت راه اندازی 6 پروژه پالایشگاه زیستی در طول 4 سال آینده سرمایه گذاری کرده است و انتظار می رود که پس از اینکه پروژه های مذکور عملیاتی شد، سالانه 130 میلیون گالن اتانول سلولزی تولید نماید.

- در اروپا واحدهای تولیدی اتانول سلولزی در مقیاس تجاری توسط شرکت هایی چون Salamanca , Abengoa, Kalundborg, Inbicon در حال توسعه است.

- شرکت Great River Energy در مارس 2010 اعلام نمود که با استفاده از تکنولوژی Inbicon و در یک سرمایه گذاری 300 میلیون دلاری یک پالایشگاه زیست توده جهت تولید اتانول سلولزی از 480000 تن کاه و کلش گندم در دست اقدام دارد که تا سال 2015 به بهره­­برداری می رسد.

- شرکت فنلاندی Chemopolis ، 20 میلیون یورو جهت احداث یک پالایشگاه زیستی که تولید کننده اتانول سوختی ، مواد شیمیایی زیستی و مواد فیبری از محدوده وسیعی از توده های زیستی غیرخوراکی از جمله کاه و کلش و باگاس است، سرمایه گذاری کرده است. این پالایشگاه زیستی در 4 می 2010 توسط نخست وزیر فنلاند افتتاح شد.

-        شرکت نفت بریتانیا (BP) اعلام نموده که در یک پروژه مشترک با Verenium و جهت احداث بــزرگترین کارخانه تولید اتانول سوختی جهان، سرمایه گذاری خود را تا 5/112 میلیون دلار افزایش داده است. محل احداث این کارخانه در فلوریدای آمریکا و ظرفیت آن 25 برابر ظرفیت کارخانه فعلی Verenium در لویزیانا است و در سال 2012 به بهره برداری می رسد و انتظار می رود که بادستیابی به ظرفیت کامل ، بیشتر از 60 میلیون گالن اتانول سلولزی در سال تولید نماید.

- شرکت برزیلی Petrobras در کنار سرمایه گذاری های میلیارد دلاری جهت افزایش ظرفیت های تولید اتانول و بیودیزل و به منظور تامین افزایش مصرف داخلی سوخت در سال های 2011  الی 2015، مبلغ 300 میلیون دلار بودجه تحقیقاتی در زمینه اتانول سوختی طی 5 سال مذکور اختصاص داده است.

- شرکت TMO در بریتانیا که هیئت امنای چندین شرکت سرمایه گذاری است، میزان سرمایه گذاری جهت تولید اتانول سلولزی را به 11 میلیون پوند رساند که از این میزان به ترتیب 4 و 2 میلیون پوند آن سرمایه گذاری های جدید انجام شده توسط دو عضو جدیدPresnow و Diverso می باشد.

- شرکت کانادایی SDTC اعلام نمود که مبلغ 58 میلیون دلار در 16 شرکت دارای فناوری های پاک سرمایه گذاری کرده است که 13 میلیون دلار آن در کارخانجات تولید اتانول سلولزی بوده است.

- در چین با توجه به حجم بسیار بالای زیست توده و زائدات کشاورزی، سرمایه گذاری در تولید اتانول سلولزی در راس امور قرار گرفته است. در ابتدا و در بررسی های مطالعاتی و اولیه، فن آوری آلمان به علت حجم بسیار بالای زائدات وشلتوک برنج و توانایی این فن آوری در تبدیل زائدات مذکور به     سوخت های مایع، مورد توجه مقامات دولتی قرار گرفت، به عنوان نمونه تولید برنج چین در یک سال معادل 190 میلیون تن بوده است و مقدار زائدات برنج در آن سال نیز معادل همین مقدار تخمین زده می شود وبررسی های مطالعاتی نشان می دهدکه این منبع زیست توده به تنهایی قادر به تولید 70 میلیون تن سوخت زیستی مایع در سال است که معادل یک میلیون بشکه نفت در روز می باشد.

 گرچه طرح مذکور به علت موانع اجرایی بسیار زیاد اجراء نشده است، اما از سال 2006 تا کنون سه مورد سرمایه گذاری عمده در جهت تولید اتانول سلولزی در چین در دست اجراء قرارگرفته است:

- یک بنگاه اقتصادی اعلام کرد که در استان هنان چین، مبلغ 50 میلیون یوان (معادل 3/6 میلیون دلار) و در ساخت اولین کارخانه پایلوت تولید الکل از کاه و کلش و با ظرفیت 3000 تن سرمایه گذاری نموده است.

- یک بنگاه اقتصادی دیگر در استان شاندونگ چین نیز با استفاده از یک فرآیند آنزیمی و تبدیل زیستی مورد استفاده در تخمیر کاه و کلش، اقدام به سرمایه گذاری جهت یک کارخانه با ظرفیت 3000 تن نموده است. فرآیند آنزیمی مذکور و تولید اتانول در این فرآیند توسط آکادمی علوم چین مورد آزمایش و تایید قرار گرفته است.

- سومین بنگاه اقتصادی چین در یک سرمایه گذاری کلان و در یک طرح فرا استانی 5 ساله اعلام نموده است که با مشارکت یک شرکت دانمارکی صاحب فن آوری در صنعت تبدیل زیست توده به اتانول سوختی و با هدف دستیابی به ظرفیت 3 میلیون تن اتانول سوختی در طی 11 سال سرمایه گذاری کرده است.

 

 

     درصورت نیاز به طرح کامل یا به روزرسانی آن می توانید با مهندسین مشاور پارس رابین تماس حاصل فرمایید

 

 

 
 

 

 
   
                 

 

 
 

 ارزیابی طرح توجیهی کشاورزیارزیابی طرح های توجیهی دام و طیورارزیابی طرح های توجیهی صنعتی     

       
       
       
 

سفارش طرح | تماس با ایطرح | اخبار و تازه‌ها

Etarh همه حقوق براي ایطرح و شرکت پارس رابین خاوران محفوظ است ©