Simulation and Optimization of Ethanol Production from Molasses Using a Super Pro Designer Programme

Mhagoub Widat Alla Abdon, Mohammed

DSpace Home
→
Thesis
→
MASTER
→
Faculty of Engineering and Technical Studies
→
Food manufacturing engineering Department
→
View Item

Simulation and Optimization of Ethanol Production from Molasses Using a Super Pro Designer Programme

Mhagoub Widat Alla Abdon, Mohammed

URI: http://localhost:8080/xmlui/handle/123456789/1065

Date: 2018

Abstract:

الهدف من هذه الدراسة هو تطوير نموذج عملية بسيطة ومستقرة لإنتاج الإيثانول من المولاس باستخدام برنامج المحاكاة (SuperPro Designer Software) والتحقق من نتائج المحاكاة مع البيانات الحقيقية التي يتم جمعها من (مصنع ايثانول شركة سكر كنانة) في هذه الدراسة هنالك عمليتان تختلفان في ظروف التشغيل تم تطويرهما الأولى هي العملية القائمة على البيانات المأخوذة من شركة سكر كنانة (بيانات حقيقية) و العملية الثانية تم تطويرها من قبل الباحث( بيانات المحاكاة). مسار العملية يتكون من عملية التخمير و عملية التقطير بالبخار المنزوع ، بينما في الاخرى استعملت نفس مسار العملية مع اختلاف ظروف التشغيل وذلك بخفض نسبة المولاس الداخل (%34.98 إلى 20 % ) يتم تنفيذ عملية المحاكاة في SuperPro Designer software لإيجاد الأمثلية في تصميم عملية إنتاج الايثانول. خطوات العملية تتكون من معالجة أولية بالتخفيف و الترشيح و التعقيم للمولاس و ضبط الرقم الهيدروجيني و التركيز و درجة الحرارة ، في عملية التخمير درجة الحرارة و الهواء الداخل تم ضبطهما لزيادة الكتلة الحيوية للخميرة، ينتج الايثانول تحت ظروف لاهوائية في المفاعل و عملية التقطير تستخدم لفصل الايثانول عن بقية العناصر. في هذه الدراسة العملية تم التحكم في ظروف التشغيل التي استخدمت لعملية التخمير للوصول الى الامثلية في انتاج الكتلة الحيوية من الخميرة الحية و التي تقود للكمية المنتجة المطلوبة من الايثانول. قدمت موازنة المادة و الطاقة الكلية . النتيجة تمت مقارنتها مع منتج مصنع الايثانول في شركة كنانة ووجد توافق جيد (زيادة إنتاج الإيثانول من 92.17% إلى 96.84%). أوصت الدراسة بالتخمر باستخدام المولاس المعامل مع تركيز 20% ودرجة حرارة 70°C وإضافة (hodage) لمعالجة المولاس لزيادة إنتاج الإيثانول المنتج بكميات كبيرة.

Description:

The objective of this study is to develop steady - state simple process model for ethanol production from molasses using a computer aided simulation (SuperPro Designer software) and verify simulation results with the real data that is collected from kenana ethanol plant .In this study two process with different operating conditions are developed, the first one is the process based on data taken from kenana Sugar Co. (actual data) and the second process was developed by the research (simulation data). Process route consist of fermentation process and steam stripping distillation Process, while in the other used the same process route with a different operating conditions by decreasing in percentage of input molasses (from 34.98% to 20%) simulation in Super pro is performed to determine the optimal ethanol production process design. The process steps consists of pretreatment molasses to be diluted, filtered and sterilized and the pH, Brix and temperature were adjusted ,in the fermentation process. Temperature and the inlet air were adjusted to increase the biomass of yeast, the ethanol produced under anaerobic conditions in the reactor and the distillation process were used to separate ethanol from the rest of the components. In this study the controlled operating conditions were used for the fermentation process to achieve the optimum biomass production of live yeast that lead to the required quantity yield of ethanol. The overall mass and energy balance is preformed. The obtained results compared with Kenana Company of ethanol production plant and found with good agreement (increasing of ethanol production from 92.17% to 96.84%). The study recommended for fermentation to use treated mash with Brix 20% and temperature 70°C and the addition hodage to treat the mash to increase the yield of ethanol produced in large scale.

Show full item record