รายชื่อกลุ่ม
1.นายณรงค์ศักดิ์ เกียรติบำรุงขจร 5310060040
2.นายสุวชา พรพรหมประทาน 5310060131
3.นายยศวีร์ มุยเจริญ 5310060206
4.นางสาวรวีวรรณ จังหวัด 5310061113
5.นางสาวพิชญ์สินี มีไทยวาลา 5310062087
1.INTRODUCTION
บราซิลเป็นผู้ผลิตเอทานอลอันดับหนึ่งในโลก
2.PRINCIPLE OF OPERATION
การผลิตเอทานอล
วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเอทานอล
วัตถุดิบที่ใช้ผลิตเอทานอลแบ่งออกเป็น ๓ ประเภทใหญ่ ๆ ดังนี้ คือ
1. วัตถุดิบประเภทแป้ง ได้แก่ ธัญพืช ข้าวเจ้า ข้าวสาลี ข้าวโพด ข้าวบาร์เลย์ ข้าวฟ่าง และพวกพืชหัว เช่น มันสำปะหลัง มันฝรั่ง มันเทศ เป็นต้น 2. วัตถุดิบประเภทน้ำตาล ได้แก่ อ้อย กากน้ำตาล บีตรูต ข้าวฟ่างหวาน เป็นต้น 3. วัตถุดิบประเภทเส้นใย ส่วนใหญ่เป็นผลพลอยได้จากผลผลิตทางการเกษตร เช่น ฟางข้าว ชานอ้อย ซังข้าวโพด รำข้าว เศษไม้ เศษกระดาษ ขี้เลื่อย วัชพืช รวมทั้งของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น โรงงานกระดาษ เป็นต้น เทคโนโลยีที่นำมาใช้ผลิตเอทานอลจะมีความแตกต่างกันไปตามประเภทของวัตถุดิบ และให้ผลผลิตเอทานนอลที่แตกต่างกันตามตัวอย่างที่แสดงในตาราง เปรียบเทียบปริมาตรของเอทานอล ที่ผลิตได้จากวัถตุดิบชนิดต่างๆ  ที่มา : คณะกรรมการการพลังงาน สภาผู้แทนราษฎร. พลังงานทดแทน เอทานอลและไบโอดีเซล , 2545 จากการศึกษาของสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย พบว่า การผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบชนิดต่างๆ ในโรงงานต้นแบบพบว่า ต้นทุนที่ใช้ผลิตเอทานอล หัวมันสำปะหลังสด 8.94 บาท/ลิตร มันสำปะหลังเส้น 9.41 บาท/ลิตร แป้งมันสำปะหลัง 13.50 บาท/ลิตร อ้อย 10.54 บาท/ลิตร และข้าวโพด 10.65 บาท/ลิตร จากวัตถุดิบนี้พบว่า หัวมันสำปะหลังสดมีต้นทุนที่ถูกที่สุด กระบวนการผลิตเอทานอล แบ่งได้เป็น 2 วิธี วิธีที่ 1 การใช้กระบวนการทางเคมีเป็นการสังเคราห์เอทานอล เอทานอลที่ได้เรียกว่า “เอทานอลสังเคราะห์ (synthetic ethanol)” วิธีที่ 2 การใช้วิธีการทางชีวเคมีเพื่อผลิตเอทานอลเอทานอลที่ได้เรียกว่า “ไบโอเอทานอล (bio-ethanol)” โดยการใช้วัสดุ การเกษตรที่มีองค์ประกอบประเภท แป้ง น้ำตาล หรือเซลลูโลสเป็นวัตถุดิบ การผลิตเอทานอลจากมันสำปะหลัง  ที่มาภาพ : “นวัตกรรมพลังงานทดแทนไทย” เอทานอลจากอ้อยและมันสำปะหลัง โดย สิริวุทธิ์ เสียมภักดี สมาคมการค้าผู้ผลิตเอทานอลไทย การผลิตเอทานอลจากมันสำปะหลัง (Conventional Process) สรุปได้ดังนี้ ขั้นตอนที่ 1 การเตรียมวัตถุดิบ มันสำปะหลังที่ผ่านการแยกเหง้าจะถูกล้างให้สะอาดแล้วบด ให้ละเอียดเป็นแป้ง ได้วัตถุดิบแป้งมันสำปะหลัง ขั้นตอนที่ 2 การย่อยแป้ง เป็นขั้นตอนการเปลี่ยนแป้งให้เป็นน้ำตาล (น้ำตาลกลูโคส) เพื่อให้มีสภาพเหมาะกับการหมักเอทานอลด้วยยีสต์ในขั้นต่อไป โดยวิธีการย่อยแป้งอาจใช้ กรดย่อยแป้ง (Acid Hydrolysis)หรือใช้เอนไซน์ (Enzymatic Hydrolysis) ซึ่งวิธีการที่ใช้เอนไซน์เพื่อย่อยแป้งนั้น จะได้รับความนิยมมากกว่าเนื่องจากสะดวกและประหยัดต้นทุน ขั้นตอนนี้จะทำการย่อย 2 ครั้งด้วยกัน ครั้งที่ 1 ย่อยแป้งเพื่อทำให้แป้งมีโมเลกุลเล็กหรือทำให้เหลว (Liquefaction) เป็นการเตรียมแป้งมันสำปะหลัง โดยใช้วิธีการต้มเคี่ยวน้ำแป้งสำปะหลังด้วยเอนไซม์ตัวที่ 1 คือ เอนไซน์ แอลฟา-อะไมเลส (alfa-amylase) โดยใช้ เคี่ยวรักษาอุณหภูมิที่ประมาณ 100 องศาเซลเซียส ใช้เวลา 2 ชั่วโมง คร้งที่ 2 ย่อยแป้งทำให้ได้กลูโคสหรือย่อยแป้งให้เป็นน้ำตาล (Saccharification) โดยทำให้น้ำแป้งสุก ก่อนผสมเอนไซม์ตัวที่ 2 คือ กลูโค-อะไมเลส (Glucoamylase หรือ เบต้า-อะไมเลส (beta-amylase) เพื่อย่อยแป้งสุกให้เป็นน้ำตาลก่อนเข้าสู่กระบวนการการหมัก ขั้นตอนที่ 3 กระบวนเตรียมหัวเชื้อและการหมัก (fermentation) การเตรียมหัวเชื้อ(inoculum) เพื่อให้ได้เชื้อจุลินทรีย์ที่แข็งแรงและมีปริมาณมากเพียงพอ สำหรับใช้ในการหมัก เมื่อเตรียมหัวเชื้อพร้อมแล้ว ก็เข้าสู่ขั้นตอนการหมัก โดยใช้เชื้อยีสต์ Saccaromyces cerevisiae จากนั้นทำการปรับและควบคุมสภาวะของการหมัดเช่น อัตราการให้อากาศ อัตราการกวน ค่าพีเอชและอุณหภูมิ ใช้ระยะเวลาการหมัก ประมาณ 48 ชม. ที่ pH 4-5 โดยทำการหมัก ในถังหมักที่ได้เตรียมไว้ และใช้เครื่องควบคุมการหมัก (Biostat B) ยีสต์สายพันธุ์นี้ สามารถผลิตเอทานอลได้สูงและสามารถทนสภาพแวดล้อมที่มีเอทานได้ดีกว่าสายพันธุ์อื่น ขั้นตอนที่ 4 การกลั่นเอทานอล (Ethanol) ขั้นตอนนี้เป็นการกลั่นเพื่อผลิตเอทานอลและทำให้บริสุทธิ์ เป็นการแยกเอทานอล ที่มีความเข้มข้นประมาณร้อยละ 8-12 โดยปริมาตร ออกจากน้ำหมักและน้ำส่า โดยการกลั่นลำดับส่วน ซึ่งสามารถแยกเอทานอลให้บริสุทธิ์ร้อยละ 95.6 โดยปริมาตร แต่การนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิง(แก๊สโซฮอล์) นั้นจะต้องทำให้เอทานอลมีความบริสุทธ์ไม่ต่ำกว่าร้อยละ 99.5 โดยปริมาตร ซึ่งจำเป็นต้องใช้เทคนิค หรือ เทคโนโลยีในการกลั่นเพื่อแยกน้ำให้ได้เอทานอลที่บริสุทธิ์ ที่นิยมใช้กันอยู่มี 3 วิธี คือ 1. การดูดซับด้วย (Molecular sieve) 2. การกลั่นอะซีโอโทรป (Azeotropic distillation) 3. เทคโนโลยีแผ่นเยื่อบาง (Membrane technology) สามารอ่าน กระบวนการแยกน้ำออกจากเอทานอล เพิ่มได้ที่ http://www.vcharkarn.com/varticle/16376/2 การผลิตเอทานอลจากกากน้ำตาล (Molasses) ประเทศไทยได้นำกากน้ำตาลใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอลเพื่อเป็นส่วนผสม ในแก๊สโซฮอล์ และประเทศไทยถือเป็นผู้ส่งออกกากน้ำตาลรายใหญ่ของโลก เนื่องจากมีการเพาะปลูก อ้อยและทำการผลิตน้ำตาลส่งออกสูงเป็นอันดับ 3 ของโลกรองจากบราซิล และออสเตรเลีย กากน้ำตาลเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมผลติน้ำตาล โดยทั่วไป อ้อย 1 ตัน จะได้ กากน้ำตาลประมาณ 50-58 กิโลกรัม แม้ว่ากากน้ำตาลจะเป็นวัตถุดิบที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ในการผลิตเอทานอล แต่ก็มีความเสี่ยงต่อการขาดแคลนวัตถุดิบ เพราะมีตลาดรองรับทั้งภายในและ ต่างประเทศ และขึ้นอยู่กับปริมาณอ้อยและปริมาณการผลิตน้ำตาลในแต่ละปีอีกด้วย  ที่มาภาพ : “นวัตกรรมพลังงานทดแทนไทย” เอทานอลจากอ้อยและมันสำปะหลัง โดย สิริวุทธิ์ เสียมภักดี สมาคมการค้าผู้ผลิตเอทานอลไทย
การผลิตเอทานอลจากกากน้ำตาล (Molasses) โดยนำกากน้ำตาลมาเจือจางด้วยน้ำร้อน
และนำไปหมักทิ้งไว้เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ให้ได้แอลกอฮอล์ จากนั้นนำไปเข้ากระบวนการกลั่นเพื่อให้ได้ เอทานอลร้อยละ 95 ซึ่งหลังจากนำไปผ่านกระบวนการแยกน้ำและแอลกอฮอล์จะได้แอลกอฮอล์ที่ความบริสุทธิ์ การใช้กากน้ำตาลในการผลิตเอทานอลมีข้อดีคือเป็นวัตถุดิบประเภทน้ำตาลจึงไม่ต้องผ่านขั้นตอน ในการเตรียม ก่อนการหมักเช่นเดียวกับมันสำปะหลัง เพียงแต่ทำการเจือจางกากน้ำตาลด้วยน้ำให้มีความเข้มข้น ที่เหมาะสมก็สามารถนำไปใช้ในการหมักด้วยยีสต์ได้ ทำให้มีต้นทุนในการผลิตต่ำ แต่ข้อเสียก็คือการเกิดตะกรันในหอกลั่น ทำให้โรงงานต้องหยุดเดินเครื่องเพื่อความความสะอาดบ่อยครั้ง นอกจากนี้ น้ำกากส่าจากการกลั่นเอทานอลยังมีสีเข้ม ซึ่งยากแก่การกำจัดสีให้หมดไป ทำให้เกิดปัญหาในการระบายน้ำทิ้งลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ |
3.REFERENCE PLANT
โรงงานไฟฟ้าเอทานอล รัฐมีนัสเชไรซ์ ประเทศบราซิล
สถานีผลิตกำลังชวีซ์ดีฟอรา ผลิตกำลังโดย กังหันก๊าซ GE LM6000 PF ขนาด 43 เมกะวัตต์ 2 ตัว
ข้อมูลสำคัญ
ประเภทโรงงาน: โรงงานไฟฟ้าเอทานอลจากอ้อย
เปิดตัว: 19 มกราคม ค.ศ.2010
ตำแหน่งที่ตั้ง: ทางตอนใต้ของรัฐมีนัสเชไรซ์ ประมาณ 180 กิโลเมตร ทางเหนือของรีโอเดจาเนโร
การบริหารโครงการ: เพโทรบราส
กำลังการผลิตประมาณ: 87 เมกะวัตต์
กังหัน: เจเนรัล อิเล็กทริค
เครื่องกำเนิดไฟฟ้า: อัลสตอม
วันที่ 19 มกราคม ค.ศ.2010 เพโทรบราสบริษัทของรัฐประเทศบราซิล
เปิดตัวโรงงานไฟฟ้าเอทานอลโรงงานแรกของโลก
ตั้งอยู่ในเมืองชวีซ์ดีฟอรา ในรัฐมีนัสเซไรซ์ ประมาณ 180 กิโลเมตร ทางเหนือของรีโอเดจาเนโร
โรงงานผลิตกระแสไฟฟ้าเชิงพาณิชย์โดยใช้เอทานอลจากอ้อย
เทคโนโลยีของโรงงานทางด้านวิศวกรรมและสาขาที่เกี่ยวข้อง ได้รับจากเจเนรัลอิเล็กทริค
โรงงานมีกำลังการผลิต 87 เมกะวัตต์ ซึ่งมีกำลังเพียงพอกับเมืองที่มีคนอาศัยอยู่ 150,000 คน
โรงงานเชื่อมต่อกับกระแสไฟฟ้าประเทศบราซิล และมีสัญญาจ่ายกระแสไฟฟ้าไปอีกสิบปี
กระบวนการโรงงานไฟฟ้าเอทานอล และ กังหัน/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
โรงงานเป็นวัฎจักรอย่างง่าย ติดตั้งกังหันก๊าซประเภทก๊าซธรรมชาติ
ซึ่งเป็นกังหันก๊าซแอโรเดริเวทีฟ GE LM6000 2 ตัว และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัลสตอม
เพื่อให้สามารถใช้เอทานอลได้ ห้องเผาไหม้กำลัง 43.5 เมกะวัตต์
หนึ่งในสองของกังหันก๊าซ ถูกดัดแปลงโดยเจเนรัลอิเล็กทริค
จากความสำเร็จตามการว่าจ้างของกังหันตัวแรกที่ทำการดัดแปลง
เพโทรบราสให้รางวัลเจเนรัลอิเล็กทริค โดยทำสัญญาอีกฉบับในเดือนตุลาคม ค.ศ.2010
ให้ดัดแปลงกังหันตัวที่สองของโรงงาน
การดัดแปลงกังหันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนห้องเผาไหม้ และหัวฉีดนอซเซิล
รวมถึงการติดตั้งอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น ระบบการรับ ถัง ปั๊ม และตัวกรอง
เชื้อเพลิงคู่ช่วยเพิ่มความมั่นคงทางพลังงานและความน่าเชื่อถือของโรงงาน
โรงงานเป็นวัฎจักรอย่างง่าย ติดตั้งกังหันก๊าซประเภทก๊าซธรรมชาติ
ซึ่งเป็นกังหันก๊าซแอโรเดริเวทีฟ GE LM6000 2 ตัว และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัลสตอม
เพื่อให้สามารถใช้เอทานอลได้ ห้องเผาไหม้กำลัง 43.5 เมกะวัตต์
หนึ่งในสองของกังหันก๊าซ ถูกดัดแปลงโดยเจเนรัลอิเล็กทริค
จากความสำเร็จตามการว่าจ้างของกังหันตัวแรกที่ทำการดัดแปลง
เพโทรบราสให้รางวัลเจเนรัลอิเล็กทริค โดยทำสัญญาอีกฉบับในเดือนตุลาคม ค.ศ.2010
ให้ดัดแปลงกังหันตัวที่สองของโรงงาน
การดัดแปลงกังหันเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนห้องเผาไหม้ และหัวฉีดนอซเซิล
รวมถึงการติดตั้งอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น ระบบการรับ ถัง ปั๊ม และตัวกรอง
เชื้อเพลิงคู่ช่วยเพิ่มความมั่นคงทางพลังงานและความน่าเชื่อถือของโรงงาน
กังหันก๊าซแอโรเดริเวทีฟ GE LM6000
GE LM6000 PF ใช้เชื้อเพลิงเอทานอล
ห้องควบคุม
4.REFERENCE
5.ACKNOWLEDGEMENT
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น