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bioetanolo da mais (dry-mill)

bioethanol from corn (dry-mill)

Filiera bioetanolo (~120 Mt/y mondiale): macinazione mais → liquefazione α-amilasi → saccarificazione glucoamilasi → fermentazione lievito → distillazione + disidratazione mol-sieve a etanolo anidro 99.5%. Output blendstock E10/E85, DDGS mangime.

IRI
chem:bioethanolPipeline
Unit Operation
5
Operazioni chimiche
1 (con reazione)
Operazioni fisiche
4
CO₂eq cumulato
0.75 kg/kg
Produzione globale
120 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
90 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR cornMilling["macinazione mais a umido + slurry"] starchLiquefaction["liquefazione amido (α-amilasi)"] saccharification["saccarificazione (glucoamilasi)"] ethanolFermentation["fermentazione etanolica"] ethanolDistillationDehy["distillazione + disidratazione setacci"] cornMilling --> starchLiquefaction starchLiquefaction --> saccharification saccharification --> ethanolFermentation ethanolFermentation --> ethanolDistillationDehy in_cornStarch(["amido di mais (substrato)"]):::input in_cornStarch --> cornMilling in_water(["acqua"]):::input in_water --> cornMilling out_cornStarchSlurry(["slurry amido di mais macinato"]):::output cornMilling --> out_cornStarchSlurry in_cornStarchSlurry(["slurry amido di mais macinato"]):::input in_cornStarchSlurry --> starchLiquefaction in_alphaAmylase(["enzima alfa-amilasi"]):::input in_alphaAmylase --> starchLiquefaction out_dextrins(["destrine (amido liquefatto)"]):::output starchLiquefaction --> out_dextrins in_dextrins(["destrine (amido liquefatto)"]):::input in_dextrins --> saccharification in_glucoamylase(["enzima glucoamilasi"]):::input in_glucoamylase --> saccharification out_glucose(["glucosio"]):::output saccharification --> out_glucose in_glucose(["glucosio"]):::input in_glucose --> ethanolFermentation out_ethanolCrude(["birra (brodo fermentato ~10% etanolo)"]):::output ethanolFermentation --> out_ethanolCrude in_ethanolCrude(["birra (brodo fermentato ~10% etanolo)"]):::input in_ethanolCrude --> ethanolDistillationDehy out_ethanol(["bioetanolo anidro"]):::output ethanolDistillationDehy --> out_ethanol classDef input fill:#e8f4ff,stroke:#06c classDef output fill:#e8ffe8,stroke:#0a7

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
⚙️ macinazione mais a umido + slurry amido di mais (substrato), acquaslurry amido di mais macinato macinatore a umido 0.05
⚙️ liquefazione amido (α-amilasi) slurry amido di mais macinato, enzima alfa-amilasidestrine (amido liquefatto) enzima alfa-amilasivasca di liquefazione 0.10
⚙️ saccarificazione (glucoamilasi) destrine (amido liquefatto), enzima glucoamilasiglucosio enzima glucoamilasifermentatore biologico 0.05
🧪 fermentazione etanolica glucosiobirra (brodo fermentato ~10% etanolo) biomassa lievito (S. cerevisiae)fermentatore biologico 0.30
⚙️ distillazione + disidratazione setacci birra (brodo fermentato ~10% etanolo)bioetanolo anidro colonna beer-still + rectifier, setacci molecolari per disidratazione 0.25

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
fermentazione etanolica C6H12O6 -> 2 C2H6O + 2 CO2 -67.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (1)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (2)
▫️ intermedio (4)
🩵 utility (1)
🟪 catalizzatore (3)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
macinazione mais a umido + slurry 40–60 °Catmair
liquefazione amido (α-amilasi) 85–105 °C1.0–2.0 atmair
saccarificazione (glucoamilasi) 60–70 °Catmair
fermentazione etanolica 30–35 °Catmanaerobic
distillazione + disidratazione setacci 78–100 °C1.0–2.0 atminert

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
liquefazione amido (α-amilasi) thermal0.4 MJ/kg
fermentazione etanolica thermal0.2 MJ/kg
distillazione + disidratazione setacci thermal3.5 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:bioethanolPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:bioethanolPipeline · ontologia completa · TTL sorgente