エタノールコース

レッスン 1 • エタノールの熱力学的挙動

気化熱、共沸混合物形成、気液平衡を分析します。後続の章での正確なエネルギー計算と分離計算を支えます。

レッスン 2 • エタノールのグレードと分類

燃料グレード、飲料グレード、工業グレードのエタノールを区別します。純度基準と下流の用途要件を結び付けます。

レッスン 3 • エタノールの主要な化学反応

酸化、エステル化、脱水、燃焼反応を検討します。プロセス設計とトラブルシューティングに必要な反応に関する理解力を提供します。

レッスン 1 • リグノセルロース系原料

農業残渣、エネルギー作物、木質バイオマスを第二世代基材として分析します。セルロース系ルートと従来ルートを区別する前処理の必要性に焦点を当てます。

レッスン 2 • デンプン系原料

酵素的変換を必要とするデンプン源として、トウモロコシ、小麦、キャッサバを検討します。糊化と液化の工程を発酵準備段階へと結び付けます。

レッスン 3 • 原料品質と試験

水分、糖分、デンプン、および汚染物質レベルの分析プロトコルを確立します。発酵前に、受け入れ原料がプロセス仕様を満たしていることを保証します。

レッスン 4 • 糖質系原料

サトウキビ、テンサイ、糖蜜を直接発酵基質として扱います。糖度と収穫サイクルを生産計画に結び付けます。

レッスン 1 • デンプンの液化と糖化

デンプン変換のためのアルファアミラーゼとグルコアミラーゼの応用について詳述します。直接的に学生が第2章で紹介される穀物系原料を処理する準備を整えます。

レッスン 2 • セルラーゼ酵素系

セルロース加水分解におけるエンドグルカナーゼ、エキソグルカナーゼ、β-グルコシダーゼの相乗効果を分析します。費用対効果の高い糖放出のための酵素添加量の最適化を可能にします。

レッスン 3 • 物理的前処理方法

バイオマスのサイズ低減と構造破壊のための、粉砕、蒸気爆砕、水熱処理を網羅します。セルロース系エタノール処理の第一段階を確立します。

レッスン 4 • 加水分解物の解毒

前処理済みストリームからのフルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、フェノール系阻害物質の除去に対処します。第3章で確立された発酵性能を保護します。

レッスン 1 • 連続発酵システム

ケモスタット操作、希釈率制御、細胞リサイクル構成を検討します。回分式の概念を基に、より高い処理量と定常状態運転を実現します。

レッスン 2 • 酵母生物学と株選択

Saccharomyces cerevisiaeの代謝、ストレス耐性、株の多様性を網羅します。酵母の生理学を発酵効率とエタノール収率に結び付けます。

レッスン 3 • 発酵モニタリングと制御

pH、温度、溶存酸素のためのオンラインセンサー、制御ループ、データロギングを網羅します。リアルタイムモニタリングをプロセス安定性と収率保護に結び付けます。

レッスン 4 • 発酵速度論と収率

発酵設計にMonod動力学、収率係数、生産性指標を適用します。プロセス構成の定量的比較を可能にします。

レッスン 1 • モレキュラーシーブ脱水

燃料グレードエタノールのためのゼオライト3A吸着サイクル、再生手順、塔サイズについて詳述します。最も広く使用されている工業的脱水方法を提供します。

レッスン 2 • 製品品質試験と認証

水分含有量、変性剤濃度、微量不純物の分析方法を確立します。精製結果を第1章のグレード仕様に結び付けます。

レッスン 3 • ビール塔と濃縮塔の設計

発酵ビールから高濃度エタノールまでの二塔蒸留シーケンスを網羅します。第3章の供給組成を塔のサイズとエネルギー使用に結び付けます。

レッスン 4 • 蒸留の基礎

気液平衡、マッケイブ・シーレ線図、トレイ効率を復習します。第1章の熱力学概念を直接基に、塔設計を構築します。

レッスン 1 • 水のリサイクルと削減

プロセス水ピンチ、冷却塔管理、廃水再利用流を網羅します。水効率を第2章で導入された持続可能性指標に結び付けます。

レッスン 2 • 廃液および副産物の熱回収

高温廃液からの熱回収、コンデンセートリターン、蒸気再圧縮を検討します。蒸留からの廃熱を利用して外部蒸気需要を削減します。

レッスン 3 • ピンチ分析手法

コンポジットカーブ、ピンチポイントの特定、最小ユーティリティ目標を紹介します。プラント全体の熱統合のための分析フレームワークを提供します。

レッスン 4 • コージェネレーションと蒸気システム

熱電併給構成、ボイラー効率、蒸気圧力レベルを分析します。コスト削減のために、発電とプロセス蒸気供給を統合します。

レッスン 1 • 蒸留粕処理

ウェットケーキ脱水、DDGSへの乾燥、栄養品質管理を網羅します。最大の固体副産物を市場性のある動物飼料原料に変換します。

レッスン 2 • CO2回収と利用

発酵CO2の回収、食品グレードへの精製、産業利用について詳述します。最小限の設備投資で廃ガスを販売可能な製品に変換します。

レッスン 3 • 廃液とビナスの処理

薄廃液とビナスの嫌気性消化、蒸発、土壌還元を検討します。バイオガスエネルギーを回収しながら排水負荷を低減します。

レッスン 4 • 統合バイオリファイナリー概念

エタノールプラントを、複数の副産物を同時に生産するバイオリファイナリーとして位置付けます。これまでの全ての副産物セクションを基に、プラント全体の収益を最大化します。

レッスン 1 • 燃料エタノールの規制要件

燃料グレードエタノールのための、配合義務、変性剤要件、トレーサビリティ文書を網羅します。製品が規制された燃料システムにおける市場アクセス条件を満たすことを保証します。

レッスン 2 • 試験所認定とトレーサビリティ

プラント試験所のための、校正管理、標準物質トレーサビリティ、技能試験について詳述します。これまでのすべての章で使用された分析方法を支えます。

レッスン 3 • 危険性分析とリスク管理

エタノールプロセスへの危険性特定、リスクランキング、クリティカルコントロールポイント指定の適用を行います。火災、爆発、化学物質ばく露から作業者と資産を保護します。

レッスン 4 • 環境コンプライアンス管理

エタノールプラントの大気排出、廃水排出基準、固形廃棄物分類に対処します。第7章の副産物管理を規制上の義務に結び付けます。