Produkcja etanolu – alkoholu etylowego – spirytusu

Produkcja etanolu, znana także jako produkcja alkoholu etylowego lub produkcja spirytusu, obejmuje złożone procesy chemiczne i biologiczne, które pozwalają na uzyskanie wysokiej jakości alkoholu na skalę przemysłową. Dzięki ciągłym postępom technologicznym przemysł etanolowy jest w stanie sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu w sektorze spożywczym, paliwowym oraz farmaceutycznym, dostarczając surowiec o różnym stopniu czystości i stężeniu.

Różnice między etanolem, alkoholem etylowym a spirytusem

W kontekście produkcji alkoholu na skalę przemysłową często używa się zamiennie terminów etanol, alkohol etylowy oraz spirytus, choć każdy z nich ma nieco inne znaczenie, szczególnie pod względem zastosowania i stężenia.

• Etanol – chemicznie czysty związek o wzorze C₂H₅OH, znany także jako alkohol etylowy. To podstawowy produkt fermentacji alkoholowej, stosowany zarówno w przemyśle spożywczym, jak i technicznym. Jako substancja, etanol może być wykorzystywany do produkcji napojów alkoholowych, biopaliw, a także jako rozpuszczalnik w farmacji i kosmetyce.
• Alkohol etylowy – termin często stosowany zamiennie z etanolem, zwłaszcza w kontekstach przemysłowych i medycznych. Alkohol etylowy odnosi się do tego samego związku chemicznego, ale podkreśla jego funkcję użytkową – jest to substancja o wszechstronnym zastosowaniu, dostępna w różnych stężeniach w zależności od potrzeb produkcyjnych.
• Spirytus – odnosi się do wysoko stężonego roztworu etanolu, zazwyczaj o zawartości alkoholu wynoszącej około 96%. Spirytus jest uzyskiwany poprzez destylację i stosowany głównie jako alkohol konsumpcyjny, czyli do produkcji napojów wysokoprocentowych, ale także w postaci skażonej – jako rozpuszczalnik przemysłowy i środek dezynfekcyjny. W produkcji technicznej spirytus poddaje się skażaniu, czyli dodawaniu substancji niespożywczych, aby uniemożliwić jego spożycie i dostosować do wymogów prawnych, co pozwala uniknąć opodatkowania.

Znaczenie rozróżnienia

Rozróżnienie między etanolem, alkoholem etylowym i spirytusem jest istotne ze względu na różnorodne zastosowania oraz regulacje prawne, którym podlegają produkty alkoholowe. Przemysłowa produkcja etanolu wymaga ścisłego przestrzegania norm i kontroli jakości, co ma szczególne znaczenie w przypadku alkoholu spożywczego i farmaceutycznego, gdzie bezpieczeństwo użytkowania jest kluczowe.

Surowce wykorzystywane w produkcji etanolu

Podstawowym surowcem w produkcji etanolu są biomateriały zawierające węglowodany – głównie cukry proste oraz skrobię. Do najczęściej wykorzystywanych materiałów należą:

• Zboża (np. kukurydza, pszenica, żyto) – bogate w skrobię, która jest enzymatycznie przekształcana w cukry proste, a następnie w etanol.
• Ziemniaki – podobnie jak zboża, dostarczają skrobi, która jest kluczowym źródłem cukrów fermentujących.
• Rośliny cukrowe (trzcina cukrowa, buraki cukrowe) – dzięki wysokiej zawartości cukrów prostych są często stosowane w krajach o klimacie tropikalnym.

Proces produkcji alkoholu etylowego

Produkcja alkoholu etylowego na skalę przemysłową obejmuje kilka głównych etapów, z których każdy ma istotny wpływ na końcową jakość produktu. Do kluczowych procesów należą:

1. Rozkład surowców – Pierwszym krokiem jest przygotowanie surowców zawierających węglowodany. W przypadku zbóż lub ziemniaków następuje enzymatyczny rozkład skrobi na cukry proste. Proces ten jest niezbędny, gdyż drożdże, stosowane do fermentacji, mogą metabolizować jedynie cukry proste, takie jak glukoza czy fruktoza.
2. Fermentacja – W tym etapie cukry są przekształcane w etanol przez mikroorganizmy, najczęściej drożdże z rodzaju Saccharomyces cerevisiae. Fermentacja przebiega w warunkach beztlenowych w temperaturze 30–35°C, a jej efektem jest powstanie roztworu zawierającego alkohol etylowy oraz produkty uboczne, takie jak dwutlenek węgla.
3. Destylacja – Fermentowany roztwór, zawierający zwykle od 8% do 12% etanolu, poddawany jest destylacji w kolumnach destylacyjnych. Proces ten pozwala na rozdzielenie etanolu od wody i innych składników. Uzyskany w ten sposób alkohol ma stężenie około 95–96% i stanowi podstawę dla produkcji spirytusu. Destylacja jest niezbędna dla uzyskania wysokiej jakości spirytusu oraz dla zapewnienia odpowiedniej czystości produktu końcowego.
4. Rektyfikacja – Dla uzyskania jeszcze wyższego stężenia etanolu i eliminacji pozostałości innych lotnych związków często przeprowadza się dodatkową rektyfikację. Etap ten jest kluczowy zwłaszcza w produkcji alkoholu przeznaczonego do celów farmaceutycznych lub laboratoryjnych, gdzie wymagana jest maksymalna czystość.

Skażanie spirytusu

Produkcja spirytusu obejmuje również proces skażania etanolu, jeśli alkohol przeznaczony jest do zastosowań technicznych, np. w kosmetykach, rozpuszczalnikach czy środkach dezynfekcyjnych. Skażenie polega na dodaniu substancji chemicznych, które czynią alkohol niezdatnym do spożycia. Pozwala to na obniżenie kosztów produkcji i uniknięcie wysokich podatków nakładanych na alkohol konsumpcyjny.

Wybrane zastosowania przemysłowe

Produkcja etanolu znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, m.in.:

• Przemysł spożywczy – alkohol etylowy jest podstawowym składnikiem napojów alkoholowych oraz dodatkiem w niektórych produktach spożywczych.
• Farmaceutyka – etanol jest używany jako rozpuszczalnik i substancja dezynfekcyjna.
• Biopaliwa – etanol może być wykorzystywany jako paliwo do silników spalinowych, samodzielnie lub jako dodatek do benzyny.

Ekologiczne wyzwania i innowacje w produkcji etanolu

Produkcja alkoholu etylowego, szczególnie w dużej skali przemysłowej, wiąże się z wieloma wyzwaniami ekologicznymi. Procesy fermentacji i destylacji są energochłonne, a produkcja odpadów – zarówno organicznych, jak i chemicznych – wymaga odpowiedniego zarządzania. W celu minimalizacji wpływu na środowisko wdraża się nowoczesne technologie, takie jak systemy odzyskiwania ciepła oraz metody przetwarzania odpadów organicznych. Dzięki temu produkcja etanolu staje się bardziej zrównoważona i ekologiczna.

Podsumowując, produkcja etanolu i spirytusu w skali przemysłowej to złożony proces, który wymaga ścisłej kontroli oraz nowoczesnych technologii. Rozwój w tej dziedzinie pozwala na uzyskanie alkoholu o różnym przeznaczeniu i jakości, co ma ogromne znaczenie dla wielu sektorów przemysłu i gospodarki.

Budowa gorzelni z firmą Chemat Sp. z o.o.

Wiodąca część naszej działalności związana jest z budową gorzelni na którą składa się wiele działów procesowych takich jak: dział przygotowania surowca, zaciernia, fermentacja, destylacja, magazyn spirytusu, stacja wyparna, suszarnia DDGS, kotłownia technologiczna. 

Zapewniamy naszym klientom innowacyjne i niezawodne rozwiązania w procesach przemysłowych, które czynią je zarówno wydajniejszymi jak i bardziej przyjaznymi środowisku naturalnemu. Stosujemy zasady Dobrych Praktyk Produkcyjnych, dzięki czemu projektowane i wykonywane przez nas urządzenia są najwyższej jakości. Realizujemy projekty w Polsce i za granicą.

Modernizacja instalacji według najnowszych rozwiązań

Instalacje, które projektujemy, oparte są na technologii bezciśnieniowego uwalniania skrobi polegającej na zmieleniu surowca, zmieszaniu go w odpowiednich proporcjach z wodą oraz dodaniu niezbędnych preparatów enzymatycznych. Metoda termiczna (parnikowa) jest znacznie bardziej energochłonna i kosztowna. Oczywiście nadal w Polsce mamy wiele instalacji, w których wykorzystuje się parniki. Naszym zadaniem jest ich modernizacja oraz proponowanie rozwiązań, które w sposób odczuwalny wpłyną na ergonomię procesu. Na przykład: montaż strumienicy pary czy cyrkulatora kolumny destylacyjnej.

Minimalizacja kosztów = szybki zwrot inwestycji

Przedsiębiorcy w krótkim czasie obserwują minimalizację kosztów oraz zużycia energii w celu generowania pary technologicznej. Ogromną uwagę przykładamy do procesów odzysku energii, tak aby linia produkcyjna była w pełni wydajna i opłacalna ekonomicznie. Wykorzystujemy ciepło strumieni odpadowych, które oddając energie podgrzewają strumienie wymagające wysokich temperatur. Tego typu operacje przyczyniają się do wzrostu przychodów przedsiębiorstwa.

Instalacja do procesu etanolu – analiza efektywności produkcji

Chemat to nie tylko wykonawca kompleksowych obiektów, ale także partner, który zapewnia kompleksową obsługę na każdym etapie realizacji projektu. Służymy naszym klientom fachowym doradztwem na temat optymalizacji procesów, doboru najnowszych technologii oraz zgodności z obowiązującymi normami i regulacjami branżowymi. Naszym celem jest nie tylko dostarczenie gotowego obiektu, ale także wspieranie klienta w osiągnięciu najwyższej efektywności produkcji alkoholu etylowego.

Skontaktuj się z nami i zacznijmy współpracę! Wspólnie zrealizujmy Twoją inwestycję w branży gorzelniczej.