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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2284355

VERFAHREN zur Herstellung von Ethanol

Name des Erfinders: Lagutin Tamara B.
Der Name des Patentinhabers: Lagutin Tamara B.
Korrespondenzanschrift: 625000, Tjumen, st. Republik, 45, kv.4, T.B.Lagutinoy
Startdatum des Patents: 2001.11.06

Die Erfindung bezieht sich auf die Alkoholindustrie, insbesondere für die Herstellung von Ethanol aus pflanzlichen Materialien (Holz, Torf, Abfälle aus der Landwirtschaft und Textilproduktionsanlage und recycelt). Das Verfahren beinhaltet die Hydrolyse von pflanzlichen Rohstoffen mit Schwefelsäure, das Hydrolysat mit Ammoniakwasser, Aerobic-alkoholische Gärung Maische Alkohol Rektifikation neutralisieren, Entsorgung. Was zur Neutralisation des Hydrolysats von Ammoniumsulfat aus dem Abwasser Produktion, einschließlich Kondensationsprodukte Ester-Aldehyd-Fraktion und Fusel Fraktion wird zu einer Kläranlage "Simbiotenk" gesendet und erhalten technisch reinem Wasser und Belebtschlamm, die der Schwefelsäure während der Hydrolyse und tragen zur Bard hinzugefügt wird Hefe-Produktion. Es bietet abfallfreie umweltfreundliche Technologie der Produktion und die Kosten für die Ethanolproduktion zu reduzieren durch seinen Ausgang zu erhöhen und Kosten zu senken.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf die Alkoholindustrie und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ethanol.

Der Zweck der Erfindung - ohne Abfall umweltfreundliche Produktionstechnologie und reduzieren die Kosten für die Ethanolproduktion durch die Ausbeute zu erhöhen und die Kosten von Ethanol zu reduzieren.

Verfahren von Ethanol durch eine einstufige Schaltung (russischen Patent №1303034, C 12 F 7/06), wobei die kontinuierliche Fermentation der Würze und Weizen Sekundärnutzung, kontinuierliche Zentrifugalabscheidung zu Hefe produziert und Würze obezdrozhzhevoe Schlamm, der Umweltschadstoff ist, und obezdrozhzhennogo der Würze kontinuierlich sekretieren ethanol die Barden zu ergeben, der in zwei Ströme geteilt wird. Ein Strom wird aus dem Verfahren abgezogen wird, während die andere zu dem Fermentationsschritt zurückgeführt wird.

Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in dem Verfahren der Schlempe wiederzuverwenden, die die Anzahl der schädlichen Verunreinigungen erhöht, einschließlich Inhibitoren der Würze, und somit verringert sich die Qualität der Hefe verlangsamt, reduziert die Ethanolausbeute, nicht das Entsorgungsproblem (Schlammabwasser) lösen und die Verwendung als Rohstoff für Lebensmittel, insbesondere Weizen, erlaubt nicht die Produktionsmenge von Ethanol für Kraftstoff zu erhöhen, aufgrund der hohen Rohstoffkosten.

In der Nähe von der beanspruchten Lösung wird ein Verfahren zur Ethanol aus Pflanzenmaterial, bei dem in der Industrie, um die Konzentration von Calciumsulfat in dem Hydrolysat Schema zu reduzieren, ist separat an den beiden parallelen Ströme von Neutralisation des Hydrolysats aufgetragen. nur Ammoniakwasser - Der erste (Haupt-) Strom wird durch einen zweistufigen Schema (Kalkmilch und Ammoniakwasser), der zweite Strom neutralisiert. Nach Abtrennen des Schlamms durch Schlamm neytralizata beide Ströme gemischt. Das optimale Verhältnis von Flüssigkeitsströmungs: auf der Neutralisation Kalk 70-80% Hydrolysat, für Ammonium - 20-30%. Das neutralisierte Hydrolysat wird dem Fermentationsraum geschickt, wo er mit dem abgetrennten Hefesuspension gemischt wird. Der resultierende Alkohol Gebräu nach der Trennung in die Destillationseinheit geschickt. Die Maische wird aus dem Rohalkohol destilliert aus dem der Alkohol rektifiziert in der nachfolgenden isoliert und das resultierende otspirtovannuyu Schlempe zur Herstellung von Hefe-Proteins verwendet.

(YI Khol'kin Hydrolyse-Tech-Industrien. M:. Forest Industry, 1989)

Das Verfahren löst das Problem nicht vollständig die Bildung von Calciumsulfat zu verhindern, die Ausrüstung zu gipsatsii führt und Kommunikation, Bildung, Abwasser und Abfall, die Umwelt zu belasten.

Diese Nachteile beseitigt das vorgeschlagene Verfahren für Ethanol aus Pflanzenmaterial, umfassend die Hydrolyse des letzteren mit Schwefelsäure, das Neutralisieren des Hydrolysats mit Ammoniakwasser, aerob-alkoholischen Gärung, Destillation alkoholische Maische, Abfall, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniumsulfat in der Neutralisation des Hydrolysats mit Abwasserproduktion gebildet gerichtet ist, wurde auf eine Kläranlage "Simbiotenk" für eine vollständige Genesung und erhalten den Belebtschlamm und technisch sauberes Wasser, Belebtschlamm in die Schwefelsäure in der Hydrolyse zugesetzt und für die Herstellung von Hefe zu Schlempe angelegt, und die Produktion von Abwasser umfassen Kondensate Fraktion Äther Aldehyd-Fraktion und Fusel .

Das Verfahren wird in der folgenden Weise durchgeführt

Zerhackte Rohmaterial aus dem Trichter in einen Doppelschneckenextruder oder andere Säure-Einheit kontinuierlichen gesendet, eine warme Zone und Hydrolyse aufweist. Die Temperatur in der Heizzone von 80 ° C, einer Hydrolysezone 210 ° C, einem Druck von 2 MPa. Bei der Hydrolyse Zone zugeführt wird verdünnt 0,5% Schwefelsäure und Belebtschlamm der Kläranlage "Simbiotenk" produziert. Aufwärmen den Rohstoff Hydrolysetemperatur wird mit gesättigtem Dampf durchgeführt. Die Geschwindigkeit der Hydrolyse des pflanzlichen Rohstoffs Polysaccharide Zellulose und Belebtschlamm ist etwa die gleiche, die in diesem Modus Monosaccharide Ausgang zu einer Erhöhung trägt bereichert Hydrolysat anorganischen Mikro- und Makronährstoffe. Erhalten nach Hydrolyse des Reaktionsgemisches aus dem Extruder oder einer anderen Vorrichtung auf dem kontinuierlichen Pressen abgeleitet wird der gepreßte Rückstand (Lignin) verwendeten organischen Dünger zu erzeugen, aus dem Schlammabfälle, aktivierte Lignin Schlamms in der Kläranlage "Simbiotenk" produziert. Die abgetrennte neutralisierte Hydrolysat aus 25% Ammoniakwasser zur Pumpe zugeführt wird. Das neutralisierte Hydrolysat pH - 4,0-4,5 drozhzhanku gerichtet, wo es vzbrazhivanie - Aktivierung spirtoobrazuyuschih Hefe in Kontakt mit dem frischen Substrat. Von drozhzhanki Hydrolysatmischung (Maische) und Hefe-Fermenter wird in der Haupt intensive Gärung, dem Leiter der alkoholischen Gärung zugeführt, die eine 80-90% Ethanol ergibt.

Die in Reihe geschalteten Schwanz Fermenter erfolgt Fermentationsstufe (otbrod), wo hauptsächlich trudnosbrazhivaemaya Galaktose gespalten. Als Ergebnis wird ein Zwischenprodukt der Fermentationsproduktion Alkohol Maische enthaltend 1,8% Ethanol. Der Alkohol aus der Maische tail Fermenter wird zum Trennen des Hefebreis in einen Separator geschickt. Der aus der gärenden Maische Trennung getrennt wird in die Destillationseinheit geschickt. Erste Gebräu Maische wird in die Kolonne eingespeist, in dem das Ergebnis bragoperegonki Alkohol Kondensat erhalten, 80-86% Ethanol und Alkoholproduktion haltige Abfälle - Barde. Otspirtovannaya Barde mit Belebtschlamm vermischt und dem Department of Hefe für die Produktion des Proteins von Hefe und Hefe Produktionsabfälle geschickt - posledrozhzhevaya Maische wird auf eine Kläranlage "Simbiotenk" geschickt zur Verarbeitung in nicht verschmutzende Belebtschlamm und technisch saubere Wasser, das in den Prozess zurückgeführt wird.

Alkoholkondensat wird in die Destillationskolonne Epuration flüchtigen Verunreinigungen (Aldehyde, Ester, Ketone usw.) aldehyd Etherfraktion gesendet. Ester-Aldehyd-Fraktion wird zur weiteren Konzentration auf den ether Kolonne zugeführt.

Die alkoholische Lösung aus dem Sumpf der Kolonne ist mit der etherischen Epuration Säule zurückgeführt. Die Zusammensetzung gehärtet Ester-Aldehyd-Fraktion enthält etwa 40% Ester, etwa 15% der Aldehyde, aber auch etwas Ethanol und Wasser, wird diese Fraktion vollständig in eine Kläranlage "Simbiotenk" geleitet, wo unter dem Einfluss von Mikroflora rein auf umweltfreundliche yl technisch umgesetzt Verarbeitung das Wasser wieder in den Produktionsprozess.

Von Epuration wird Säule Ethanol zu einer Destillationskolonne, den Alkohol zu bringen Alkohol zur Burg etablierten Standardnormen und Entfernung von Fuselöle gesendet. Ethanol Fuselöl wird mit Wasser gewaschen und die Waschlösungen werden eingespeist in die Kolonne den Alkohol zu regenerieren. Gewaschene Anteil an Fuselöl tritt in die Kläranlage "Simbiotenk" Mikroflora im Belebtschlammbehandlung und technisch sauberes Wasser.

es erfordert nicht die Tiefenreinigung von Verunreinigungen und daher ist es in Einsäulige bragorektifikatsionnom Einheit erhalten kann für Ethanol-Kraftstoff.

Die Verwendung der Kläranlage "Simbiotenk" (AS 1579022 UdSSR Simbiotenk / V.V.Kravets, A.I.Sokolenko, V.F.Nikonenko und andere - erklärt 03.03.88; ... Publ 15/03/90) liefert die Einführung von Arbeits-Drainagewasser durch das erste Mal in der hydrolytischen Herstellung von hochgesättigten organischen Abwasser BOD Reinigung - 3 mg / l und die Summe ihrer Verwendung in dem Verfahren.

Das Prinzip der Betrieb der Kläranlage "Simbiotenk" auf die biochemischen Prozesse mit der obligatorischen Aggregation von Biofilm auf mobilen Medien basiert, ist der Reinigungsprozess durch den Anbau einer Vielzahl von physiologischen Gruppen von Mikroorganismen und Algen durchgeführt, die eine unterschiedliche Empfindlichkeit für die Zusammensetzung und die Eigenschaften des Abwassers haben. Bakterien, an den Dreh Biofilter aufgrund Anpassung an die Umwelt im Biofilm vegetieren ist sehr robust zu übermäßige Konzentration von Schadstoffen. Gereinigtes auf einer Kläranlage "Simbiotenk" Wasser erfordert Desinfektion, weil die Passage Module Entmineralisierung mit Sauerstoff gesättigt ist, die eine schädliche Wirkung auf Krankheitserreger ist.

Belebtschlamm als Ergebnis der industriellen Abwasserbehandlung ausgeschieden wird, steht für die Biozönose Mikroorganismen reich an Eiweißstoffe, Aminosäuren, B-Vitamine, einschließlich B, a und Mineralsalze. Aufgrund der Tatsache, dass die von industriellem Abwasser separate Reinigung erhalten Belebtschlamm, es schädliche Verunreinigungen minimiert, die bei der gemischten Industrie- und Haushaltsabwasser erscheinen, wie es der Fall mit dem herkömmlichen System Reinigung posledrozhzhevoy Maische mit teilweise geschlossenen Wassersystem ist, so kann es sein, bei der Herstellung des Hydrolysats und das Hinzufügen eines Substrats Schlempe verwendet, während Qualität und Hefeprotein zu verbessern.

Darüber hinaus eliminiert die Verwendung des Systems zur Behandlung von industriellen Wasser Hydrolyse Produktion im Werk "Simbiotenk" die Verwendung von Kalk in der Produktion aufgrund der hohen Reinheit Ammoniumsalze, verwenden umweltfreundliche Schlamm die Ethanolausbeute zu erhöhen und die Nebenprodukte von Eiweiß Hefe reduzieren den Verbrauch von Strom, Dampf erzeugen und erhalten aus Produktionsabfällen (Schlamm, Lignin, Belebtschlamm), ein hochwertiges Bio-Dünger (WMD).

Entsorgung wässrige Lösung von Ammoniumsulfat-Emissionen (Ether-Aldehyd, Fuselöle) auf der Kläranlage "Simbiotenk" entscheidet, das Problem der Umweltverschmutzung und die Verwendung von gereinigtem Abwasser in der Herstellung und Verwendung von Industrieabfällen zu verhindern vermarktbare Produkte zu produzieren: Organo (WMD) Protein aus Hefe, Kohlendioxid (Trockeneis) ermöglicht Null Entladung abfallfreien Produktionstechnologie, die bestehende hydrolytische Produktion in umweltfreundliche Industrie verwandeln.

Vergleichseigenschaften der Ethanolproduktion auf die Produktion und die wirtschaftliche Leistung, basierend auf den Kosten von Ethanol ergab 1 wird in der Tabelle dargestellt.

Das Vorhandensein von nachwachsenden Rohstoffen und Pflanzenabfälle, kostengünstige Produktion von Ethanol durch das vorgeschlagene Verfahren wird im ganzen Land auf die Produktion von Ethanol-Kraftstoff führen.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur Herstellung von Ethanol aus Pflanzenmaterial, umfassend die Hydrolyse des letzteren mit Schwefelsäure, das Neutralisieren des Hydrolysats mit Ammoniakwasser, aerob-alkoholische Fermentationsmaische Alkohol Destillation, Wiederverwertung von Abfällen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniumsulfat in der Neutralisation des Hydrolysates mit dem Abwasser ausgebildet zur Erzeugung von gerichteten Kläranlage "Simbiotenk" für eine vollständige Nutzung des Belebtschlamms und erhalten technisch sauberes Wasser, wurde Belebtschlamm in die Schwefelsäure in der Hydrolyse zugesetzt und für die Herstellung von Schlempe in die Hefe eingebracht, und die Produktion von Abwasser umfassen Aldehyd-Kondensate Ether und Fusel Fraktion Fraktion.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation des Hydrolysats wird mit 25% igem Ammoniakwasser durchgeführt.

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Erscheinungsdatum 09.04.2007gg

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