Experimental study to improve bio-ethanol yield from Iraq dates crop

Other Title(s)

دراسة عملية لتحسين إنتاج الإيثانول الحيوي من التمور العراقية

Joint Authors

Ibrahim, Adnan Qahtan
Shahad, Harun A. K.

Source

The Islamic College University Journal

Issue

Vol. 10, Issue 38 (s) (30 Apr. 2016), pp.91-108, 18 p.

Publisher

Islamic University of Najaf

Publication Date

2016-04-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

18

Main Subjects

Agriculture

Topics

Abstract AR

يمكن إنتاج الايثانول الحيوي من محاصيل زراعية مختلفة مثل قصب السكر، البنجر السكري، التمور الخ.

من المعروف أن العراق يمتاز بإنتاجه الوفير من التمور بأنواعها المختلفة.

من خلال البحوث التي أجريت من قبل عدد من الباحثين وجد أن صنف تمر الزهدي يمتاز بمحتواه العالي من السكر مقارنة مع الصنوف الأخرى و كذلك بوفرة إنتاجه ورخص ثمنه.

لذلك تم استخدامه في هذا البحث لإنتاج الايثانول الحيوي.

تم في هذا البحث دراسة تحسين عملية الإنتاج من حيث الكمية النتيجة والكلفة باستخدام تقنيتين جديدتين.

تتكون عملية إنتاج الايثانول الحيوي الاعتيادية من التمر من عدة مراحل هي إنتاج الدبس، التخمير، التقطير و أخيرا التجفيف.

يتم إجراء هذه المراحل تحت ظروف الضغط الجوي.

و لغرض زيادة الكمية المنتجة.

لوحدة الكتلة من التمر تم اختبار تقنيتين جديدتين.

في التقنية الأولى تم إضافة مرحلة جديدة قبل مرحلة التخمير وهي مرحلة تسخين نموذج الدبس في فرن الموجات الدقيقة لفترة محددة و من ثم إجراء العمليات اللاحقة.

أجريت عملية التسخين عند درجة حرارة 140 oC لثلاث فترات زمنية هي min 10, 20 , 30 و الغرض من هذه المرحلة الجديدة هو تقليل زمن مرحلة التخمير.

وجد من التجارب انه عند زيادة فترة التسخين (زمن الاستبقاء) أكثر من 30 min سوف يحترق النموذج في الفرن.

أما التقنية الثانية فهي اجراء مرحلتي التقطير و التجفيف تحت ضغط اقل من الضغط الجوي (تخلخل الضغط) و الغرض من هذه هو تقليل درجة حرارة تبخر الماء و بذلك يمكن تقليل كلفة الطاقة و كلفة الإنتاج.

تم إجراء هذا الاختبار عند ضغط فراغ 0.5, 0.7 bar .

بينت نتائج الدراسة أن تسخين الدبس في الفرن يقلل زمن التخمير بنسبة 29% and 20.8 , 8.3 لفترات التسخين min 30 ,20 ,10 على التوالي.

أن هذا يؤدي إلى تقليل الطاقة المستهلكة خلال مرحلة التخمير و بالنتيجة تقليل كلفة الإنتاج.

كذلك بينت النتائج أن إجراء مرحلة التقطير تحت ضغط مخلخل يقلل الزمن اللازم لإكمال مرحلة التقطير بنسبة %32 وكلما قل الضغط قل الزمن.

أما مرحلة التجفيف و هي الأهم لكونها تستغرق الوقت الأطول لإنتاج الايثانول بالتركيز المطلوب فقد بينت نتائج الدراسة أن إجراءها تحت ضغط مخلخل يقلل الزمن بنسبة %33.

تم اجراء التجفيف باستخدام أحدى المادتين التاليتين و هما ethylen glycol

Abstract EN

Bio-ethanol can be produced from different agricultural crops such as sugar cane, beat root, dates, etc.

In Iraq the Zahdi species of dates is produced in very large quantities with good sugar content so it is chosen for the production of bio-ethanol.

This research presents the possibility of improving the bio-ethanol yield from dates and to reduce the production cost.

A special rig is designed and assembled for this purpose.

Dates juice is available in local markets so it is used as the raw material for the production.

Ordinary production process includes many stages namely; fermentation, distillation and dehydration.

All these stages are carried out under atmospheric pressure.

Two techniques are tested in this research.

The first technique is to add another stage for the production stages which is a pre-treatment heating process of date juice in a microwave oven before the fermentation process in order to reduce the fermentation time.

The second technique is to carry out the distillation and dehydration stages under vacuum pressure.

Two vacuum pressures are tested namely 0.5 and 0.7 bar vacuum.

It is found that the pre-treatment of the juice in the oven reduces the fermentation time.

Three residence times in the oven are tested namely (10, 20 and 30 min) at 140 oC.

When the residence time exceeds 30 min the sample burns in the oven.

The fermentation time for these residence times decreases by 8.3, 20.8 and 29% respectively.

The reduction in fermentation time reduces power consumption and hence production cost.

The fermentation process is followed by the distillation process under vacuum pressure, which includes three stages.

Two experiments are done one under a vacuum pressure of 0.7 bar while the other under a vacuum pressure of 0.5 bar.

Different evaporation temperatures are tested for each stage to obtain the best temperature for each stage which gives the shortest time and the highest concentration.

It is found that carrying out the distillation process under vacuum reduces the total distillation time by about 32%.

As the vacuum pressure increases the total distillation time decreases due to lower evaporation temperature.

Finally, dehydration process under vacuum pressure is the most important and difficult process because it takes a longer time to produce the required concentration of ethanol.

It is found that carrying out the dehydration process under vacuum reduces the total dehydration time about 33%.

This process involves the use of different types of drying materials (ethylene glycol and calcium oxide).

American Psychological Association (APA)

Shahad, Harun A. K.& Ibrahim, Adnan Qahtan. 2016. Experimental study to improve bio-ethanol yield from Iraq dates crop. The Islamic College University Journal،Vol. 10, no. 38 (s), pp.91-108.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-801239

Modern Language Association (MLA)

Shahad, Harun A. K.& Ibrahim, Adnan Qahtan. Experimental study to improve bio-ethanol yield from Iraq dates crop. The Islamic College University Journal Vol. 10, no. 38 (Special issue) (Apr. 2016), pp.91-108.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-801239

American Medical Association (AMA)

Shahad, Harun A. K.& Ibrahim, Adnan Qahtan. Experimental study to improve bio-ethanol yield from Iraq dates crop. The Islamic College University Journal. 2016. Vol. 10, no. 38 (s), pp.91-108.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-801239

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Text in English ; abstracts in English and Arabic.

Record ID

BIM-801239