Viskositeettimittausten hyödyntäminen bioetanolitehtaan suunnittelussa

Abstract

Kasvava huoli ympäristömme laadusta sekä kasvihuoneilmiöstä on johtanut bioraaka-aineiden eli uusiutuvista luonnonvaroista saatujen raaka-aineiden laajamittaiseen käyttöön. Euroopan Unioni on asettanut direktiivit polttoaineen sisältämän bioraaka-aineen osuuden lisäämisestä kymmeneen prosenttiin vuoteen 2020 mennessä. Tähän tavoitteeseen pyritään uudelleenkäyttämällä jätteiksi luokiteltuja materiaaleja, joissa on haluttuja komponentteja. Näitä jätejakeita ovat mm. paperiteollisuuden sellupitoiset jätejakeet sekä elintarviketeollisuuden tärkkelyspitoiset jätejakeet.

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia bioraaka-aineista valmistettavan etanolin valmistusprosessissa syntyvien nesteseoksien viskositeettejä, ja niiden vaikutusta prosessin eri yksikköoperaatioihin, kuten sekoitukseen ja pumppaukseen. Viskositeetit mitattiin käyttämällä värähtely- ja rotaatioviskosimetria. Värähtelyviskosimetri antoi luotettavampia tuloksia alhaisella viskositeettialueella. Suspensioiden viskositeettimittaukset eivät olleet toistettavia, mikä johtui liukenemattoman kuiva-aineen aiheuttamista häiriöistä.

Entsymaattisessa hydrolysoinnissa, joka tarkoittaa entsyymien ja veden avulla hajotettuja komponentteja, huomattiin viskositeetissa selkeä lasku entsyymin vaikutuksesta. Sekoituksen tarvitsemaan tehoon entsyymin lisäys ei sen sijaan juuri vaikuttanut kolmen tunnin sekoituksen aikana. Teollisuusympäristössä pienikin muutos sekoitustehossa voi tuoda suuret säästöt käytettäessä isoja teollisuussekoittimia. Näyttäisi siltä, että sekoitus- tai pumppaustehon määrittäminen voisi olla paras keino arvioida suspensioiden käyttäytymistä prosessissa. Luotettavat viskositeettimittaukset edellyttävät, että näyte on liuosmainen.