PL240481B1 - Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla oraz układ do wytwarzania tych produktów - Google Patents
Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla oraz układ do wytwarzania tych produktów Download PDFInfo
- Publication number
- PL240481B1 PL240481B1 PL422196A PL42219617A PL240481B1 PL 240481 B1 PL240481 B1 PL 240481B1 PL 422196 A PL422196 A PL 422196A PL 42219617 A PL42219617 A PL 42219617A PL 240481 B1 PL240481 B1 PL 240481B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- yeast
- block
- hydrolysis
- node
- filtration
- Prior art date
Links
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 title claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 26
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 17
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004460 silage Substances 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 4
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 3
- 238000009395 breeding Methods 0.000 claims description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims 1
- 230000007073 chemical hydrolysis Effects 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 claims 1
- 108010075550 termamyl Proteins 0.000 claims 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 5
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 5
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 4
- 240000006394 Sorghum bicolor Species 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000235646 Cyberlindnera jadinii Species 0.000 description 2
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 description 2
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 2
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 2
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241000223233 Cutaneotrichosporon cutaneum Species 0.000 description 1
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 1
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 1
- 241000235649 Kluyveromyces Species 0.000 description 1
- 235000014663 Kluyveromyces fragilis Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000253911 Saccharomyces fragilis Species 0.000 description 1
- 235000018368 Saccharomyces fragilis Nutrition 0.000 description 1
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 241000223230 Trichosporon Species 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 239000004464 cereal grain Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 1
- 229940031154 kluyveromyces marxianus Drugs 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 239000003531 protein hydrolysate Substances 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036967 uncompetitive effect Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
- Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
PL 240 481 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest bezodpadowy sposób kompleksowego wytwarzania bioetanolu drugiej generacji, drożdży i skroplonego ditlenku węgla.
W praktyce przemysłowej produkcji etanolu oraz drożdży, stosuje się tradycyjny sposób polegający na używaniu jako podstawowego surowca głównie ziarna zbóż i melasy, przy emitowaniu CO2 do atmosfery i niezagospodarowaniu wywaru. Stosuje się również tradycyjną aparaturę technologiczną pracującą periodycznie, co praktycznie uniemożliwia pełną automatyzację tych procesów, a ponadto w tych warunkach osiąga się mniejszą wydajność z jednostki aparatury przy większych kosztach.
Na podstawie przeglądu specjalistycznej literatury oraz oceny stanu techniki można stwierdzić znaczną ilość oryginalnych rozwiązań praktycznych w przedmiotowej problematyce. Znany jest z opisu patentowego Nr 54 026 sposób wytwarzania pełnowartościowej paszy białkowej przez drożdżowanie zacieru ziemniaczanego przy użyciu szczepu Candida utilis. Niedogodnością tego rozwiązania jest relatywnie niska wydajność syntezy substancji drożdżowej, nie przekraczająca poziomu 50%. Jednocześnie, zawartość białka w tymże produkcie stanowi jedynie 45 ^ 50% suchej masy.
Z opisu patentowego PL 56174 znany jest sposób wytwarzania suszu paszowego z serwatki polegający na tym, że serwatkę nanosi się na wysłodki owocowe lub wysłodki buraczane, następnie otrzymany półprodukt suszy się techniką fluidalną, otrzymując w ten sposób preparat o niezadowalającej standaryzacji składu chemicznego i wartości paszowej.
Także z opisu patentowego PL 113414 znany jest sposób przerobu serwatki z dodatkiem wycierki ziemniaczanej na komponenty białkowe do produkcji pasz, charakteryzujący się relatywnie wysokim nakładem energii na proces zatężania wyjściowych surowców, powodując tym samym niekonkurencyjną cenę wytwarzanego produktu.
Ponadto z opisu patentowego PL 129919 znany jest sposób wytwarzania drożdży paszowych z odpadów pochodzenia roślinnego poprzez mikrobiologiczną hydrolizę celulozy oraz polimerów pentozowych i heksozowych. Niedogodnością tego rozwiązania jest brak dostatecznej powtarzalności składu chemicznego i wartości pokarmowej biomasy drożdżowej oraz wysokie koszty produkcji.
Celem wynalazku jest opracowanie prostego, a zarazem uniwersalnego sposobu wytwarzania bioetanolu drugiej generacji, drożdży o wysokiej wartości żywieniowej i skraplanie ditlenku węgla wydzielanego z fermentacji etanolu oraz układu do stosowania tego sposobu.
Wynalazek przewiduje współprodukcję obok etanolu, drożdży paszowych oraz ditlenku węgla i jednocześnie oczyszczenie filtratu i ścieków technologicznych w stopniu umożliwiającym ich pełne wykorzystanie do przygotowania surowców technologicznych, co czyni technologię bezodpadową.
Sposób otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla według wynalazku przedstawiono na schemacie blokowym - Rys. 1
Kiszenie biomasy roślinnej - ułatwia hydrolizę masy przeznaczonej do fermentacji. Wskazane jest to dla roślin łykowatych, takich jak słoma konopna i lniana, a także całych roślin kukurydzy i sucrosorgo.
Rozdrobnione łodygi roślin łykowatych poddaje się gotowaniu w ciągu 0,5 ^ 2 godzin w temperaturze 60 ^ 140°C, zalecane 100°C w wodzie z dodatkiem 5 ^ 15 dm3 wody amoniakalnej 25% na 1 Mg łodyg. Po wystygnięciu masy, do temperatury 20 ^ 32°C zalecane 28°C, zadaje się ją kwaśną serwatką w ilości 50 ^ 250 dm3/1Mg (wskazane 120 dm3/1Mg) i kisi na hałdzie lub przystosowanych „rękawach.
Przedstawiony sposób kiszenia nie jest bezwarunkowy jednak szczególnie wskazany dla roślin łykowatych. Pozostałą biomasę roślinną fermentuje się w sposób tradycyjny.
Proces technologiczny (patrz załączony schemat blokowy procesu technologicznego)
Istota sposobu, według zgłoszonego wynalazku polega na tym, że zmieloną biomasę roślinną, korzystnie wcześniej zakiszoną, miesza się w proporcji masowej 1 do 1,5 z wodą i/lub oczyszczonym filtratem z węzła separacji masy drożdżowej, dodaje kwasu, korzystnie siarkowego i o-fosforowego, do osiągnięcia 2 ^ 5 pH masy, korzystnie ok. 3,5 ± 0,1 pH i podgrzewa w autoklawie przez 20 do 60 min. korzystnie 30 min. do temperatury 100 ^ 140°C korzystnie 110°C.
Masę po reakcji rozdziela się np. na sicie obrotowym (filtracja 03) na roztwór I i niezhydrolizowane łodygi.
Masę stałą z filtracji - łodygi (03) hydrolizuje się chemicznie przy pomocy roztworu NaOH w hydrolizerze (04) i po rozdzieleniu osad ponownie hydrolizuje się roztworem mieszaniny kwasu siarkowego i o-fosforowego.
PL 240 481 B1
Uzyskany filtrat II jest alkaliczny.
Masę po hydrolizie kwaśnej rozdziela się i filtrat III, miesza się z filtratem alkalicznym II oraz z filtratem I i kieruje do fermentacji i/lub drożdżowania.
Niezhyrolizowana masa jest podawana do produktu wapniowego z oczyszczalni ścieków technologicznych. Osad ten jest składnikiem węgla organicznego w produkowanym nawozie wapniowym.
Zacier, po zakończeniu fermentacji, jest destylowany (08). Destylat jest kierowany do magazynu jako produkt I, natomiast wywar, wspólnie ze świeżym hydrolizatem, jest podawany do węzła hodowli drożdży (11).
Po wyczerpaniu węglowodanów prostych w brzeczce kieruje się ją do zatężania w węźle filtracji (12). Zatężoną masę drożdżową suszy się w suszarce (12). Wysuszone drożdże kieruje się do magazynu jako produkt II.
Filtrat jest podawany do oczyszczalni ścieków.
Ditlenek węgla z fermentacji etanolu jest przemywany w płuczniku (09) osuszany i skraplany (węzeł 10).
Skroplony CO2 jest produktem III.
Ścierki technologiczne w tym filtrat z (12) są kierowane do czyszczalni ścieków (13).
W wyniku procesu oczyszczania ścieków otrzymuje się:
• wodę o BZT5 nie większym jak 60 mg O2/dm3 wody, • osad wapniowy, który jest sprzedawany jako wapno nawozowe (produkt IV) do odkwaszania gleb.
Istotę wynalazku ilustrują przykłady wykonania
P r z y k ł a d 1:
1.1 Zakiszanie surowca .01.1 Słomę roślin łykowatych w ilości 10 Mg tnie się na sieczkę i gotuje w ciągu 2 godzin w temperaturze 100°C w wodzie z dodatkiem 100 dm3 wody amoniakalnej 25%, po czym po schłodzeniu do temperatury 28°C zadaje się kwaśną serwatką w ilości 100 dm3/1Mg i kisi w przystosowanych rękawach.
.01.2 Biomasę roślinną, tj. kukurydzę i sucrosorgo odmiany 506, tnie się na sieczkę, dodaje preparatu do zakiszania i kisi w „rękawach do kiszenia.
1.2 Przygotowanie surowca do fermentacji
Kiszonkę miesza się w proporcji masowej 1 : 1,5 z oczyszczonym filtratem z węzła separacji masy drożdżowej, zakwasza kwasem siarkowym do pH 4,5, podgrzewa do temperatury 60°C i dodaje enzym scukrzający. Z mieszaniny tej, na sicie obrotowym, oddziela się roztwór i kieruje do węzła fermentacji etanolu (07).
Masę stałą (włókna), po oddzieleniu roztworu, wprowadza się do autoklawu (reaktora) 04, dodaje NaOH do stężenia 4% i podgrzewa do temperatury 130°C, przy stałym mieszaniu, przez 5 h.
Po gotowaniu rozdziela się (na sicie obrotowym - filtrze 05), roztwór od masy stałej. Filtrat łączy się z filtratem po hydrolizie alkalicznej, wyrównuje pH do 5, kieruje się do fermentacji etanolowej i/lub do węzła drożdżowania.
Natomiast osad zadaje mieszaniną 2,5% (1 : 1) H2SO4 oraz H3PO4 i hydrolizuje w temperaturze 130°C przez 4 h.
Uzyskany roztwór łączy się z filtratem z hydrolizy alkalicznej i całość podaje do fermentacji etanolowej (07) i/lub do hodowli drożdży (11).
Osad z hydrolizy kwaśnej kieruje się do wypadu z oczyszczalni ścieków technologicznych i zbywa jako kredę nawozową wzbogaconą o węgiel organiczny.
1.3 Fermentacja etanolowa i odpęd etanolu
Do scukrzonych roztworów z 03 i 06 dodaje się pożywkę w ilości 30 kg/Mg SM roztworu, zawierającą: 65% mas. fosforanu dwuamonu, 10% mas. siarczanu magnezu, szczepi drożdżami Sacharomyces gatunku cerevisiae i prowadzi się proces fermentacji (07), korzystnie metodą ciągłą w aparaturze (fermentorach) ustawionych szeregowo lub metodą okresową.
Odfermentowany zacier jest odprowadzany do węzła destylacji (08). Uzyskany etanol jest kierowany do magazynu, natomiast wywar kieruje się do węzła drożdżowania (11).
1.4 Skraplanie ditlenku węgla
Gazy z fermentacji etanolu (07) są zbierane w pojemnikach umieszczonych nad fermentorami skąd są ssane do odkraplacza (cyklonu) chłodzonego wodą i dalej kierowane do płucznika sitowego,
PL 240 481 B1 gdzie w przeciwprądzie są myte wodą. Odmyty gaz (ditelnek węgla) jest suszony i podawany do węzła skraplania (10). Nasycony w płuczniku (09) roztwór etanolu jest podawany do destylacji (08).
1.5 Drożdżowanie wywaru
Do wywaru (od 08) i hydrolizatu (od 03) dodaje się, na 1000 kg masy fermentującej, pożywkę w ilości:
• 15 kg fosforanu dwuamonowego, • 16 kg siarczanu amonowego>
• 6 kg stężonego kwasu o-fosforowego, • 1 kg siarczanu magnezowego.
Równocześnie podaje się mieszaninę następujących drożdży zarodowych: Candida, Kluyveromyces i Trichosporon, korzystnie Candida utilis, Kluyveromyces marxianus i Trichosporon cutaneum.
Hodowlę drożdży prowadzi się w trzech fermentorach, metodą ciągłą lub okresową. Brzeczka hodowlana jest chłodzona wmontowanymi w fermentory chłodnicami rurkowymi. Do kadzi hodowlanych stale jest tłoczone powietrze w ilości min. 22 m3 powietrza na 1 godzinę i 1 m3 brzeczki.
Brzeczkę dozuje się do kadzi w ilościach zapewniających stężenie roztworu podłoża hodowlanego, nie więcej jak 9% (w przeliczeniu na suchą masę).
Masę z kadzi hodowlanej (11), po wyczerpaniu węglowodanów zużywanych w hodowli, kieruje się, poprzez generator mikrofal lub podgrzewacza, do odseparowania masy drożdżowej od wywaru. Proces ten jest prowadzony w dekanterze lub wirówkach tzw. drożdżowych. Klarowna ciecz (filtrat) spływa do oczyszczalni, natomiast gęstwa drożdżowa pompą jest tłoczona do prasy filtracyjnej. Uzyskany filtrat również jest pompowany do oczyszczalni ścieków, natomiast „placek filtracyjny podaje się do węzła suszenia.
1.6 Suszenie drożdży (poz. 12)
Drożdże suszy się w suszarce wibro-fluidalnej, w której nośnikiem są wysuszone drożdże.
1.7 Oczyszczanie filtratu i ścieków technologicznych
Wszystkie filtraty i ścieki technologiczne są tłoczone pompą do reaktora rurowego, gdzie są zakwaszane kwasem o-fosforowym do pH 3,0 ^ 5,0, zalecane 4,0, i następnie mieszane z mlekiem wapiennym, do uzyskania pH = 9,0 ^ 11 zalecane 9,5.
Płyn z reaktora spływa do dekantera intensywnego, gdzie poprzez sedymentację następuje rozdzielenie klarownego płynu od gęstej zawiesiny.
Zawiesina jest podawana do masy drożdżowej kierowanej do prasy filtracyjnej, natomiast klarowna, alkaliczna ciecz jest pompowana do płucznika, gdzie w przeciwprądzie jest nasycana dwutlenkiem węgla z hodowli drożdży. Wytrącony węglan wapnia jest łączony z osadem po hydrolizie kwaśnej i przeznacza się jako nawóz wapniowy, natomiast klarowna ciecz, pH ok. 7 jest zawracana do hydrolizy surowca.
P r z y k ł a d 2:
Biomasę roślinną (całe rośliny kukurydzy i sorga korzystnie odmiany 506) w ilości 10 ton, tnie się na bardzo małe kawałki i dodaje oczyszczonego filtratu do uzyskania stężenia ok. 35% SM. i podaje do węzła przygotowania surowca (02).
Otrzymany hydrolizat kieruje się do fermentacji etanolowej (07).
Dalsze postępowanie jak w przykładzie 1.
P r z y k ł a d 3:
Przygotowanie surowca do fermentacji i fermentację alkoholową prowadzi się jak w przykładzie 2. Otrzymany wywar schładza się do temperatury 28°C, dodaje stężonego hydrolizatu węglowodanowego otrzymywanego z ziaren zboża lub biomasy zielonej (np. kukurydzy lub sorga) do uzyskania stężenia brzeczki ok. 30% SM. Brzeczkę tę dozuje się jak w przykładzie 2. Do kadzi III dodatkowo dozuje się hydrolizat białka (np. keratyny) zhydrolizowany do aminokwasów wielkości < 10 kDa.
Dalsze postępowanie jak w przykładzie 1.
Claims (2)
- PL 240 481 B1Zastrzeżenia patentowe1. Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu drugiej generacji, drożdży paszowych i ditlenku węgla z wykorzystaniem hydrolizy biomasy roślinnej oraz oczyszczanie ścieków technologicznych, w stopniu umożliwiającym ich całkowite wykorzystanie do przygotowania surowców i do chłodzenia procesów technologicznych, znamienny tym, że na drodze hydrolizy enzymatycznej, stosując enzymy: TERMAMYL SC i następnie SACZYME TM (lub enzymy o podobnym działaniu), utrzymując temperatury oraz pH zgodnie z wymogami producenta stosowanych enzymów, wydziela się węglowodany proste zawarte w surowcu (kiszonce), następnie z hemiceluloz i kolejno na drodze hydrolizy chemicznej, metodą alkaliczną, stosując NaOH (pH korzystnie 12,5) i następnie metodą kwaśną, stosując kwas SO4 H3PO4 w stosunku 1 : 1 do osiągnięcia pH 3,5 ± 0,1 i podgrzewa w autoklawie do temperatury średnio 110°C, prowadzi się do maksymalnej hydrolizy celulozy do cukrów prostych, co trwa średnio 30 min. i razem z wcześniej oddzielonymi roztworami cukrów, przekazuje się do fermentacji etanoli i/lub hodowli drożdży, a wywar po oddestylowaniu etanolu, również kieruje się do węzła hodowli drożdży, tam wspólnie z hydrolizatem cukrowym świeżym korzystnie w stosunku 1 : 1, podaje się jako surowiec do hodowli drożdży paszowych, a po zakończeniu drożdżowania masę hodowlaną kieruje się do oddzielenia drożdży korzystnie w przystosowanych do tego wirówkach, a dla ułatwienia wirowania przepuszcza się je przez generator ultradźwięków lub podgrzewa do temperatury ok. 90°C i przy stałym mieszaniu kieruje się do filtracji i w takim stanie masę drożdżową zagęszcza się dekanterze stożkowym, zaś filtrat podrożdżowy oraz wszystkie ścieki powstałe podczas prowadzenia procesu technologicznego kieruje się do reaktora rurowego, gdzie zakwasza się je przy pomocy H3PO4 do pH 4,0 i następnie alkalizowane Ca(OH)2 do pH średnio 8,5.
- 2. Układ aparatury do wytwarzania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla, zgodnie ze sposobem określonym w zastrz. 1, znamienny tym, że na wejściu zawiera węzeł kiszenia (01) połączony poprzez węzeł hydrolizy I (02) z blokiem filtracji I (03), a ten poprzez blok fermentacji etanolu (07) i blok destylacji (08), który poprzez blok hodowli drożdży (11) i dalej blok filtracji i suszenia drożdży (12) jest połączony z blokiem oczyszczania filtratu i ścieków (13) na wyjściu połączony z blokiem produktu IV, przy czym blok filtracji I (03) jest na wyjściu połączony z węzłem hydrolizy II (04) i dalej poprzez blok filtracji II (05) z blokiem płucnika (09) połączony na wejściu z blokami (05) i (07) a na wejściach z blokami (08) i węzłem skraplania CO2 (10).PL 240 481 Β1RysunekRys.l Schemat blokowy bezodpadowego otrzymywania
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422196A PL240481B1 (pl) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla oraz układ do wytwarzania tych produktów |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL422196A PL240481B1 (pl) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla oraz układ do wytwarzania tych produktów |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL422196A1 PL422196A1 (pl) | 2019-01-14 |
| PL240481B1 true PL240481B1 (pl) | 2022-04-11 |
Family
ID=64958882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL422196A PL240481B1 (pl) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla oraz układ do wytwarzania tych produktów |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240481B1 (pl) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL220845B1 (pl) * | 2008-04-23 | 2016-01-29 | Skotan Spółka Akcyjna | Sposób utylizacji odpadów uzyskiwanych podczas oczyszczania tłuszczy naturalnych, drożdże paszowe oraz ich zastosowanie |
| CN100588710C (zh) * | 2008-09-19 | 2010-02-10 | 中粮集团有限公司 | 一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法 |
| KR20100103751A (ko) * | 2009-03-14 | 2010-09-28 | 하늘농장주식회사 | 토마토 발효주의 발효 및 발효 부산물을 이용한 액상사료 제조방법 |
| FR2949645B1 (fr) * | 2009-09-04 | 2011-10-28 | Syral | Procede de valorisation des sous-produits de distillation issus de la production de bioethanol a partir d'une matiere premiere cerealiere, en particulier de ble |
| JP5606756B2 (ja) * | 2010-03-08 | 2014-10-15 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | エタノール製造装置及びエタノールの製造方法 |
| GB2505502A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-05 | Ensus Ltd | Hydrolysis and fermentation process for producing bioethanol |
-
2017
- 2017-07-12 PL PL422196A patent/PL240481B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL422196A1 (pl) | 2019-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230413882A1 (en) | Single cell protein from thermophilic fungi | |
| US11293044B2 (en) | Bioprocess for coproduction of ethanol and mycoproteins | |
| AU731717B2 (en) | A method of utilizing vegetal biomass, and a screw press to carry out said method | |
| CN102796768B (zh) | 一种玉米秸秆高价值综合利用的方法 | |
| EP1988169A1 (en) | Method for production of ethanol and fodder product | |
| CN101220381A (zh) | 利用玉米芯或农林废弃物制备木糖醇的方法 | |
| EP2640812A1 (en) | Process for the hydrothermal carbonization of biological material and use of the obtained water for fermentation | |
| CN113038839A (zh) | 使用副产物作为原料生产乙醇和增强的副产物 | |
| US12234494B2 (en) | Method for carrying out the combined operation of a bioethanol production unit and a biogas unit | |
| US20150191751A1 (en) | Zero-waste method for producing ethanol and apparatus for implementing same | |
| Jaleel et al. | Simultaneous solid phase fermentation and saccharification of cassava fibrous residue for production of ethanol | |
| PL240481B1 (pl) | Sposób bezodpadowego otrzymywania bioetanolu, drożdży paszowych i ditlenku węgla oraz układ do wytwarzania tych produktów | |
| RU2478701C2 (ru) | ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae, ОБЛАДАЮЩИЙ АМИЛАЗНОЙ АКТИВНОСТЬЮ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА, И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВОГО БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА | |
| CN101475965A (zh) | 一种用大枣制备乙醇的方法 | |
| RU2701643C1 (ru) | Способ получения биоэтанола из целлюлозосодержащего сырья | |
| CN115215708A (zh) | 一种以污泥和秸秆为原料制备氨基酸液态肥的方法 | |
| US12168792B2 (en) | Enhancing product streams from ethanol production | |
| CN1219067C (zh) | 膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺 | |
| CN109170323A (zh) | 一种家禽蔗渣蛋白饲料及其制作方法 | |
| RU2384203C2 (ru) | Способ переработки барды в кормопродукт | |
| Hajam et al. | Aerobic Processes for the Treatment of Wheat Starch Effluents | |
| EA048451B1 (ru) | Способ комплексной переработки луговых трав и технологический комплекс по переработке луговых трав для получения целлюлозы, лигнина и питательного корма для животных | |
| CN120099111A (zh) | 一种利用乳酸发酵废液预处理生物质制备乳酸的方法 | |
| CN118531073A (zh) | 一种甜菜发酵生产食用酒精联产黄腐酸钾的工艺 | |
| SINGH | AM MURUGAN AND AJA RANJIT SINGH |