RU2143473C1 - Способ фракционирования барды, органическая фракция (варианты) и неорганическая фракция - Google Patents
Способ фракционирования барды, органическая фракция (варианты) и неорганическая фракция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143473C1 RU2143473C1 RU97101076A RU97101076A RU2143473C1 RU 2143473 C1 RU2143473 C1 RU 2143473C1 RU 97101076 A RU97101076 A RU 97101076A RU 97101076 A RU97101076 A RU 97101076A RU 2143473 C1 RU2143473 C1 RU 2143473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- acid
- organic
- potassium
- inorganic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 65
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 52
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 38
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ODHCTXKNWHHXJC-VKHMYHEASA-N 5-oxo-L-proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 4
- 229940079889 pyrrolidonecarboxylic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001243 acetic acids Chemical class 0.000 claims 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 abstract description 9
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 abstract description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 6
- 239000004460 silage Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 38
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 16
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 13
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 11
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 10
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 5
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 5
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 3
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 3
- 241000209082 Lolium Species 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 3
- 238000011968 cross flow microfiltration Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 3
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 235000021537 Beetroot Nutrition 0.000 description 2
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N Hexa-Ac-myo-Inositol Natural products CC(=O)OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC(C)=O SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000746983 Phleum pratense Species 0.000 description 2
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 2
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 2
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011044 succinic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 1
- 241000282849 Ruminantia Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- -1 hydrochloric acid Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009655 industrial fermentation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12F—RECOVERY OF BY-PRODUCTS OF FERMENTED SOLUTIONS; DENATURED ALCOHOL; PREPARATION THEREOF
- C12F3/00—Recovery of by-products
- C12F3/10—Recovery of by-products from distillery slops
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fodder In General (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Изобретение относится к утилизации отходов при производстве спирта, дрожжей, лимонной кислоты, лизина и других продуктов ферментации и может быть использовано для фракционирования барды на органическую и неорганическую фракции. Барду подвергают хроматографическому разделению, а величину pH полученного при этом остатка, содержащего органическую кислоту, снижают добавлением кислоты и полученный осадок отделяют с получением неорганической фракции, после чего остается органическая фракция. Изобретение относится также к полученным продуктам. Неорганическая фракция в основном содержит соль калия, и она полезна, например, как удобрение. Органическая фракция в основном содержит органические кислоты и полезна, например, как добавка к корму животных и при производстве силоса. Изобретение позволяет улучшить полезные свойства продуктов фракционирования барды и снизить трудоемкость процесса. 4 с. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к фракционированию барды. Более конкретно, изобретение относится к новому и экономичному способу разделения барды на в основном неорганическую фракцию и в основном органическую фракцию. Неорганическая фракция содержит, в основном, соль калия, и она пригодна, например, как удобрение. Органическая фракция содержит, главным образом, органические кислоты, и она полезна, например, как кормовая добавка и при производстве силоса.
Предпосылки к созданию изобретения
Меласса и различные выделенные из растений содержащие сахар экстракты, подобные свекольному соку, соку сахарного тростника и гидролизатам крахмала, используют как исходный материал в различных промышленных процессах ферментации при производстве спирта, дрожжей, лимонной кислоты, глутаминовой кислоты, лизина и многих других продуктов ферментации. Когда из ферментативного бульона извлекают главный продукт, как побочный продукт остается разбавленный бульон. Когда этот разбавленный побочный продукт ферментации концентрируют, его обычно называют "бардой". Другие названия - CMS (Концентрированные растворимые вещества мелассы) и CPL (Дополнительная белковая жидкость). Традиционные способы утилизации барды - это сброс ее как отходов в окружающую среду (часто без концентрирования), это ее применение как калийного удобрения и ее применение как добавки к корму для животных. Барду применяют как добавку к корму для животных, потому что она обеспечивает метаболизируемую энергию по низкой стоимости, а также действует как связующее. Ценность барды как источника белка также была исследована (Deleplanque. G. & Maindron, G., Le C.P.L. et la Pulpe Surpressee Ensilee, Secopal S.A.).
Меласса и различные выделенные из растений содержащие сахар экстракты, подобные свекольному соку, соку сахарного тростника и гидролизатам крахмала, используют как исходный материал в различных промышленных процессах ферментации при производстве спирта, дрожжей, лимонной кислоты, глутаминовой кислоты, лизина и многих других продуктов ферментации. Когда из ферментативного бульона извлекают главный продукт, как побочный продукт остается разбавленный бульон. Когда этот разбавленный побочный продукт ферментации концентрируют, его обычно называют "бардой". Другие названия - CMS (Концентрированные растворимые вещества мелассы) и CPL (Дополнительная белковая жидкость). Традиционные способы утилизации барды - это сброс ее как отходов в окружающую среду (часто без концентрирования), это ее применение как калийного удобрения и ее применение как добавки к корму для животных. Барду применяют как добавку к корму для животных, потому что она обеспечивает метаболизируемую энергию по низкой стоимости, а также действует как связующее. Ценность барды как источника белка также была исследована (Deleplanque. G. & Maindron, G., Le C.P.L. et la Pulpe Surpressee Ensilee, Secopal S.A.).
Барда содержит значительную долю калия, который может создавать проблемы, например такие, как нарушение абсорбции магния у животных, вскармливаемых бардой (Tomas, F.M. & Potter, B.J., 1976: The effect and site of action of potassium upon magnesium absorption in sheep, Aust. J. Agric. Res., 27, 873-880; Fontenot, J.P., Allen, V.G., Bunge, G.E., and Goff, J.P., 1989: Factors infuencing magnesium absorption and metabolism in ruminants. Journal of American Science, 67, 3445 - 3455). Были разработаны способы снижения высокого относительного содержания калия (FR 1497480, Lesaffre & Cie., 1967; FR 2573088, Beghin-Say, S.A., 1986; NL 6800313, Julsingba, J., 1969; and DE 1817550, 1970). Способы основаны на осаждении калия как соли или как двойной соли в присутствии сульфат-ионов практически в нейтральных условиях. Продукты барды с пониженным содержанием калия продаются под товарными знаками: Проувитал, Протеинал, Сирионал, Випротал и т.д.
Требования по защите окружающей среды ограничивают сброс барды как отходов и, следовательно, повышается поставка барды как добавки к корму для животных и как удобрения. Потребность в ней для этих двух целей ограничена, и поэтому на рынке существует опасная ситуация избыточного предложения. В связи с этим возникает повышенный интерес к извлечению полезных компонентов из барды.
Например, бетаин может быть извлечен способами хроматографического разделения. Бетаин может быть также извлечен с использованием ионообменников, которые могут быть либо катионными, либо анионными. Другими полезными компонентами, которые могут быть извлечены, являются глицерин, моносахариды, аминокислоты и янтарная кислота.
После извлечения этих полезных компонентов остаются разные виды барды, а концентрации остающихся компонентов в барде выше, чем прежде. Содержание калия в продукте является очень высоким, что ограничивает его применение в корме для животных. С другой стороны, процентная доля органических соединений в продукте также высока, что ограничивает его применение для целей удобрения.
Известный уровень техники
В технической литературе описаны способы удаления калия из барды. FR Patent 1497480 (Lesaffre et Cie) описывает способ, в котором барду, полученную при производстве дрожжей, вначале концентрируют до содержания сухих твердых веществ по меньшей мере 60%. После чего добавляют серную кислоту и аммиак так, чтобы pH получаемой жидкости оставался нейтральным. Калий затем осаждают как сульфат, а кристаллы сульфата удаляют центрифугированием. Добавление аммиака приводит к уменьшению выхода калия. Более того, аммиак является вредным для животных веществом, и его применение в корме для животных запрещено во многих странах.
В технической литературе описаны способы удаления калия из барды. FR Patent 1497480 (Lesaffre et Cie) описывает способ, в котором барду, полученную при производстве дрожжей, вначале концентрируют до содержания сухих твердых веществ по меньшей мере 60%. После чего добавляют серную кислоту и аммиак так, чтобы pH получаемой жидкости оставался нейтральным. Калий затем осаждают как сульфат, а кристаллы сульфата удаляют центрифугированием. Добавление аммиака приводит к уменьшению выхода калия. Более того, аммиак является вредным для животных веществом, и его применение в корме для животных запрещено во многих странах.
FR Patent 2573088 (Begin-Say, S.A.) раскрывает подобный способ, в котором, однако, серную кислоту, аммиак или органический амин добавляют, чтобы разбавить барду.
FR Patent 2596748 (Swenson S.A.) также раскрывает способ, подобный упомянутому в ссылке на Lesaffre, и оборудование, разработанное для осуществления этого способа. Согласно FR Patent 2596748 способ содержит по меньшей мере две испарительные стадии, сопровождаемые по меньшей мере двумя стадиями отделения кристаллов, и способ реализуют в устройстве для концентрирования, содержащем по меньшей мере два испарителя, соединенных последовательно. Освобожденную от калия жидкость получают как продукт, увлекаемый через слив, со стадии разделения, где содержание сухих твердых веществ является наивысшим. Кристаллы, сформированные на этой стадии, растворяют и возвращают в цикл на испарительную стадию, где содержание сухих твердых веществ является более низким. Стадия разделения, на которой содержание сухих твердых веществ является более низким, дает продукт сульфата калия. Освобожденную от калия жидкость с этой стадии разделения направляют на вторую испарительную стадию для дальнейшего концентрирования.
Описано также фракционирование барды на два различных компонента. Способами хроматографического разделения может быть извлечен бетаин, как описано в U.S. Patents 4359430 и 5127957 (Heikkila et al.). Бетаин также может быть извлечен с использованием ионообменников, которые могут быть либо катионными, либо анионными. Извлечение глицерина и глюкозы и отделение аминокислот описано в Burris, B.D., 1986: Recovery of Chemicals such as Glycerol, Dextrose, and Aminoacids from Dilute Broths, International Conference on Fuel Alcohols and Chemicals from Biomass, Miami Beach, Florida. European Patent Application 0411780 A2 (Kampen) раскрывает способ, в котором, например, этанол, глицерин, янтарную кислоту и бетаин извлекают из затора. Извлекают также сульфат калия и свободно сыпучую сухую барду. Согласно этой ссылке вначале готовят затор и выделяют из него этанол путем перегонки. Остающуюся загрузку перегонного куба затем осветляют, подвергая процессу микрофильтрации с перекрестным потоком с использованием неорганических мембран, имеющих размер пор в диапазоне от около 0,1 до 10 мкм, пермиат подвергают одному или нескольким процессам разделения на основе ионообмена и/или хроматографии, а выделенные продукты очищают. Пример 8 этой ссылки описывает способ фракционирования свекольной барды. Свекольная барда является побочным продуктом ферментации сахарной свеклы в спирт, ее осветляют способом, при котором барду подвергают микрофильтрованию с перекрестным потоком с использованием неорганических мембран из альфа-оксида алюминия, имеющих размер пор 0,2 мкм, пермиат обрабатывают ферментативно при 50oC, чтобы гидролизовать белковое вещество, испаряют до содержания твердых веществ более 66% по массе и кристаллизуют путем охлаждения и формирования в разминающем устройстве кристаллов сульфата калия, которые удаляют центрифугированием. Свекольную барду, осветленную таким путем, подвергают нескольким стадиям хроматографического разделения для извлечения бетаина и глицерина, а после извлечения этих компонентов оставшуюся барду концентрируют, сушат и используют либо как твердый премикс к удобрению, либо как сухую барду, т.е. СБ.
Однако полученная вышеописанным способом барда имеет недостатки, которые создают трудности для вышеупомянутых применений.
Во-первых, содержание калия в продукте увеличивается, когда удаляют другие компоненты, такие как бетаин и глицерин. Высокое содержание калия не дает преимуществ; напротив, это даже вредно для животных. Поэтому такой продукт можно использовать как добавку к корму для животных только в ограниченных количествах.
Во-вторых, высокое содержание калия делает продукт неустойчивым: соли калия имеют тенденцию к осаждению при хранении. Возможно, поэтому Kampen предлагает такой продукт высушивать. Однако высушивание является дорого стоящей стадией способа.
В-третьих, высокая относительная доля органического материала также является серьезным недостатком для применения как удобрения. На поля нужно вносить большие количества продукта, чтобы достигнуть необходимой дозы калия. Органический материал подвергается микробному разложению, вызывающему значительные проблемы с запахом в окружающей среде.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к новому и экономичному способу разделения барды на преимущественно неорганическую фракцию и преимущественно органическую фракцию. В способе в соответствии с изобретением pH барды снижают добавлением кислоты, а получаемый осадок отделяют от жидкости. Осадок образует неорганическую фракцию, а остающаяся жидкость - органическую фракцию. Способ, таким образом, является простым и легким для осуществления.
Настоящее изобретение относится к новому и экономичному способу разделения барды на преимущественно неорганическую фракцию и преимущественно органическую фракцию. В способе в соответствии с изобретением pH барды снижают добавлением кислоты, а получаемый осадок отделяют от жидкости. Осадок образует неорганическую фракцию, а остающаяся жидкость - органическую фракцию. Способ, таким образом, является простым и легким для осуществления.
Осадок, полученный в соответствии с изобретением, т.е. неорганическая фракция, содержит преимущественно соль калия и пригоден, например, как удобрение.
Изобретение также относится к органической фракции, которая остается после удаления неорганической фракции. Органическая фракция является кислым продуктом, который имеет высокое содержание органических кислот и низкое содержание калия и который полезен и как добавка к корму для животных, и как консервирующая добавка при производстве силоса.
Подробное описание изобретения
Итак, изобретение относится к способу фракционирования барды. Фракционирование дает две фракции: преимущественно неорганическую фракцию и преимущественно органическую фракцию. Способ в соответствии с изобретением отличается тем, что барду подвергают хроматографическому разделению, величину pH полученного остатка, содержащего органические кислоты, снижают добавлением кислоты, а образующийся осадок отделяют для того, чтобы получить неорганическую фракцию, в результате чего органическая фракция остается. Обычно pH снижают до величины менее приблизительно 5, предпочтительно до величины от около 3,0 до 3,8. Величину pH снижают с помощью кислоты, которая высвобождает калий в форме соли. Целесообразно использовать серную кислоту, так как образующийся сульфат калия легко удалить из жидкости. Другие обычные кислоты, такие как хлористоводородная кислота, также могут быть использованы для цели согласно изобретению.
Итак, изобретение относится к способу фракционирования барды. Фракционирование дает две фракции: преимущественно неорганическую фракцию и преимущественно органическую фракцию. Способ в соответствии с изобретением отличается тем, что барду подвергают хроматографическому разделению, величину pH полученного остатка, содержащего органические кислоты, снижают добавлением кислоты, а образующийся осадок отделяют для того, чтобы получить неорганическую фракцию, в результате чего органическая фракция остается. Обычно pH снижают до величины менее приблизительно 5, предпочтительно до величины от около 3,0 до 3,8. Величину pH снижают с помощью кислоты, которая высвобождает калий в форме соли. Целесообразно использовать серную кислоту, так как образующийся сульфат калия легко удалить из жидкости. Другие обычные кислоты, такие как хлористоводородная кислота, также могут быть использованы для цели согласно изобретению.
Способ в соответствии с изобретением применим для различных типов барды, которую получают как побочный продукт ферментации мелассы и из которой, при желании, удаляют один или несколько компонентов. Когда барду подвергают колонному процессу, целесообразно провести ее предварительную обработку осветлением.
Барда может быть осветлена посредством, например, процесса микрофильтрации с перекрестным потоком, описанным в European Patent Application 0411780 A2 (Kampen), или центрифугированием барды в высокоэффективной центрифуге предпочтительно при повышенной температуре. Способ, пригодный для последней цели, описан в co-pending Finnish Patent Application 2940302. Осветленную барду затем концентрируют в испарительной системе до содержания сухих твердых веществ от около 50 до 80% по массе, предпочтительно до около 55-65 мас. %. Когда концентрация выше 35 мас.%, соли калия начинают осаждаться/кристаллизоваться. Осадок или кристаллы отделяют от концентрированной барды обычными приемами, например путем декантации, фильтрования или путем комбинирования этих процессов, а жидкость фильтруют с помощью пресс-фильтров с использованием фильтровальных пластин, вспомогательного фильтровального вещества или их комбинации.
Осадок иди суспензию кристаллов, полученную в этом процессе, можно использовать как таковую или объединить с побочным продуктом, имеющим высокое содержание калия, т.е. продуктом, который получают, когда некоторые компоненты извлекают из осветленной барды посредством колонного процесса. Если эти два продукта объединяют для фракционирования согласно изобретению, получают преимущество в том, что содержание калия увеличивается, и в результате кристаллизация происходит легче. Поэтому такое воплощение способа считается предпочтительным.
После фильтрования осветленную барду можно хранить или сразу же использовать в колонном процессе для извлечения желательных компонентов. Такими компонентами могут быть, например, бетаин, глицерин, инозит и аминокислоты.
Барду, которая, возможно, осветлена и из которой, возможно, удалены нужные компоненты вышеописанным приемом, фракционируют в соответствии с изобретением на неорганическую и органическую фракции. Чтобы получить неорганическую фракцию, калий удаляют из барды новым способом в соответствии с изобретением, в котором калий удаляют в одну стадию в форме соли и/или двойной соли путем снижения pH барды за счет добавления кислоты. Соли калия могут быть осаждены или кристаллизованы обычным приемом в испарительном кристаллизаторе. Калий удаляют из барды предпочтительно добавлением серной кислоты и концентрированием барды в испарителе, который позволяет образовываться кристаллам.
Кислоту добавляют к жидкости для высвобождения калия в форме соли. Предпочтительно серную кислоту добавляют для образования сульфат-ионов и для повышения выхода соли калия.
Образование солей зависит от того, в каком количестве присутствуют ионы, доступные для реакции солеобразования. Поэтому образование солей калия можно регулировать добавлением желательного количества кислоты, например серной кислоты, которая дает SO4 -2 ионы. Количество добавленной кислоты, в свою очередь, определяет величину pH. Кислоты добавляют столько, чтобы pH был меньше примерно 5, предпочтительно менее примерно 4,2-4,5. Наиболее предпочтительным является pH 3,0-3,8.
Барду концентрируют до содержания сухих твердых веществ около 40-80%, предпочтительно около 55-65%. Соли калия начинают осаждаться/кристаллизоваться, когда содержание сухих твердых веществ превышает 35 мас. %. Испаритель, в котором затем проводят концентрирование, предпочтительно должен быть испарительным кристаллизатором (испаритель мгновенного действия с принудительной циркуляцией, испаритель с принудительной циркуляцией, DTB испаритель, чаша-кристаллизатор с непрерывным взбалтыванием и т.п.) с тем, чтобы кристаллизацию, а именно образование зародышей кристаллов, рост и размер кристаллов, можно было контролировать лучше. Можно добавлять кислоту либо к разбавленной барде, либо к барде, концентрированной до концентрации осаждения/кристаллизации солей калия. Последняя альтернатива наиболее предпочтительна, так как тогда легче регулировать осаждение/кристаллизацию. Получаемый осадок сульфата калия отделяют обычными приемами, например фильтрованием, декантацией, центрифугированием или с использованием комбинации этих приемов.
Соли калия/кристаллы образуют большую часть неорганической фракции. Когда серную кислоту используют для снижения pH барды, доля сульфата калия в содержании сухих твердых веществ обычно составляет 70-90%. Следовательно, доля калия - 30-42%. Неорганическая фракция может быть использована, например, как удобрение.
После удаления калия остается органическая фракция. Один из самых значительных компонентов этой фракции образован органическими кислотами, доля которых составляет 18-45%, предпочтительно 30-45% в расчете на сухое твердое вещество. Главную часть составляет молочная кислота и пирролидонкарбоновая кислота (ПКК), которые вместе составляют от около 10 до 20%. В дополнение к ним фракция может также содержать, например, уксусную кислоту, малеиновую кислоту, янтарную кислоту, пропионовую кислоту и муравьиную кислоту в меньших концентрациях, обычно менее 1%. Фракция также содержит относительно большое количество азотсодержащих соединений; общее содержание азота фракции - около 5-12%, а содержание аминокислот - около 1-10%. Общее количество углеводов - около 5-35%. Доля золы составляет около 12-30% в расчете на сухое твердое вещество. В зависимости от переработки концентрация бетаина изменяется от около 1 до 20%.
Как отмечено выше, содержание калия в органической фракции может быть доведено до желательного уровня регулированием количества добавленной серной кислоты. Обычное содержание калия - от около 3,0 до 5,5%. Величина pH изменяется обычно от 3,0 до 4,0.
Исходным материалом органической фракции является материал растительного происхождения. Состав растительного материала изменяется в связи с разнообразием почв, удобрений, погодных и других условий. Способы, используемые для переработки растительного материала, также влияют на состав конечного продукта. Поэтому состав органической фракции существенно изменяется. Для специалиста понятно, что составы, описанные здесь с их компонентами и концентрациями, являются только примерами. Объем изобретения включает в себя также другие подобные составы.
Далее приведен типичный состав органической фракции, полученной из сахарной свеклы. Концентрации приведены как процентные доли в расчете на сухое твердое вещество.
Моносахариды - 0,2%
Дисахариды - 1,2%
Другие углеводы - 8%
Общий азот - 6,5%
Бетаин - 2,4%
Аминокислоты - 7%
Органические кислоты - 36%
Калий - 4%
Зола - 15%
Органическая фракция в соответствии с настоящим изобретением пригодна, например, как добавка к корму для животных и при приготовлении силоса.
Дисахариды - 1,2%
Другие углеводы - 8%
Общий азот - 6,5%
Бетаин - 2,4%
Аминокислоты - 7%
Органические кислоты - 36%
Калий - 4%
Зола - 15%
Органическая фракция в соответствии с настоящим изобретением пригодна, например, как добавка к корму для животных и при приготовлении силоса.
Эффект органической фракции согласно изобретению может быть оценен, например, определением потери сухого твердого вещества силоса. Когда условия приготовления силоса плохие, силос портится нежелательными микроорганизмами, которые вызывают сильное газообразование. Часть сухого твердого вещества силоса теряется поэтому как газ, и хозяйственное использование силоса уменьшается. Влияние органической фракции на потерю сухого твердого вещества при консервировании может быть определено измерением газообразования. Эксперимент проводят с использованием как фуража, например, тимофеевки и райграсса (плевела), в которые вводят различные концентрации органической фракции. Результаты показаны в таблице.
Результаты показывают, что органическая фракция заметно уменьшает потерю сухого твердого вещества даже тогда, когда ее используют в таком небольшом количестве, как 8 л на тонну как для тимофеевки, так и для райграсса. Когда органическую фракцию добавляют в количестве 16 л/тонну, потеря сухого твердого вещества уменьшается на половину для тимофеевки и на одну четверть для райграсса.
Следующие подробные примеры представлены для иллюстрации изобретения. Для специалиста очевидно, что описанные стадии и параметры способа могут быть модифицированы без отклонения от основной идеи изобретения. Поэтому примеры не должны быть восприняты как ограничение объема изобретения.
Пример 1. После стадии ферментации при производстве спирта дрожжи удаляют из ферментированного затора путем центрифугирования. Затор затем направляют в дистилляционную колонну, где удаляют спирт. Образованная остатками со дна колонны разбавленная барда все еще содержит около 0,05-1,5% по объему нерастворимых твердых веществ. Твердые вещества обычно образованы маленькими дрожжевыми клетками, другими микробными клетками, дебрисом разрушенных клеток и т.п. Содержание сухих твердых веществ в жидкости варьируется между 6,5 и 13 мас.%, а содержание калия - между 10,7 и 11,7 мас.% сухого вещества.
Содержащую твердые вещества жидкость нагревают до температуры около 85-95oC. Величину pH доводят до 6,5-7,0 и жидкость осветляют в центрифуге с коническими перегородками в роторе (Westfalia SB7) при скорости вращения 8500 об. /мин. Осветленную барду концентрируют в испарителе до содержания твердых веществ от около 59 до 65% с использованием испарителя с принудительной циркуляцией (Rosenlew). Кристаллы сульфата калия начинают образовываться при содержании твердых веществ около 40 мас.%.
Кристаллы сульфата калия удаляют как суспензию путем декантации. Кристаллы оседают на дно, а относительно прозрачную жидкость сливают через верх. Здесь применяют декантацию на основе силы тяжести. Для специалиста понятно, что можно использовать другие способы и средства, например центробежный аппарат для декантации или фильтрование. Общее количество отделенной суспензии кристаллов соли калия составляет 16% по объему.
Кристаллы соли калия извлекают из суспензии с помощью пресс-фильтра (Seitz Orion), содержащего бумажные фильтровальные пластины (Carlson).
Кристаллы могут быть также извлечены с помощью других типов фильтров или, например, корзиночной (отжимной) центрифуги, имеющей перфорированный или сетчатый фильтр.
Декантированную жидкость также фильтруют с помощью пресс-фильтра (Seitz Orion), содержащего бумажные фильтровальные пластины (Carlson), чтобы удалить тонкие кристаллы и остаточные нерастворимые твердые вещества. Используют также вспомогательное фильтровальное вещество (Kenite 300). Фильтрование очень легко осуществимо, и пространство фильтра для сбора твердых веществ заполняется почти полностью в процессе фильтрования.
Полученную осветленную барду затем направляют в опытный (полузаводского типа) хроматографический сепаратор и разделяют на две фракции: бетаиновую фракцию, содержащую бетаин, глицерин, инозит, моносахариды и некоторые аминокислоты, и освобожденную от бетаина фракцию барды, которая содержит большую часть ионизируемого материала, соединения с высокой молекулярной массой и т.п.
Фракцию барды с pH около 6,9 и содержанием калия около 14% в расчете на сухое твердое вещество концентрируют до содержания сухих твердых веществ от около 59 до 61% с использованием испарителя с принудительной циркуляцией (Rosenlew). Испарение осуществляют под вакуумом при абсолютном давлении от 120 до 200 мбар. Серную кислоту (96%) добавляют медленно к жидкости, чтобы обеспечить хорошую скорость роста кристаллов, но избежать образования новых зародышей кристаллов. Никакого нейтрализующего вещества не добавляют. Конечное значение pH жидкости - около 3,1. В этот момент суспензия содержит около 20 мас.% кристаллов. Кристаллы отделяют отжимной центрифугой, имеющей перфорированный металлический фильтр (Heine). Содержание сухих твердых веществ в осадке кристаллов - 98%, из которых калий составляет 34%. Содержание калия в органической фракции - 4,9%, содержание органических кислот - 30% и содержание аминокислот - 4%.
Пример 2. Остаточную барду, которую получают, когда от барды хроматографически отделяют бетаин, перерабатывают следующим образом. 10 килограммов концентрированной серной кислоты добавляют к 600 литрам остаточной барды, которая имеет содержание сухих твердых веществ 16,1%, из которых калий составляет 13,6%, pH жидкости при этом увеличивается до 3,9. 200 литров подкисленной жидкости направляют в испарительный кристаллизатор, т.е. в вакуумный выпарной чан емкостью 0,4 м3 (изготовленный A. Gronroos Oy). Массу нагревают под давлением от 230 до 250 мбар и при температуре от 68 до 70oC. Когда рефрактометрическое содержание сухих твердых веществ в массе увеличивается до 30%, начинают добавлять свежую жидкость и обеспечивают объем жидкости около 100 литров. Одновременно с подачей жидкости добавляют серную кислоту со скоростью, достаточной для поддержания pH массы ниже 3,5. Когда подачу прекращают, выпаривание продолжают до тех пор, пока рефрактометрическое содержание сухих твердых веществ в маточной жидкости не станет выше 68,5% и величина pH - 3,06. Затем массу помещают в охлаждающий кристаллизатор, где она охлаждается примерно до 26oC в течение 16 часов. Охлажденную массу центрифугируют в отжимной центрифуге (Heine). Выход после центрифуги - 30 кг осадка кристаллов и 99 кг жидкой органической фракции. Содержание сухих твердых веществ в осадке кристаллов - 97,3%, из которых калий составляет 32,1%, следовательно, содержание сульфата калия - 71,2% в расчете на сухое твердое вещество. Содержание калия в органической фракции - 4,1% в расчете на сухое твердое вещество.
Пример 3. Испарительную кристаллизацию проводят так, как описано в примере 1, используя те же параметры, но тепловую обработку заканчивают при достижении рефрактометрического содержания сухих твердых веществ в маточной жидкости 60,0% и величины pH 3,1. Затем массу помещают в охлаждающий кристаллизатор, охлаждают до 26oC и центрифугируют так же, как описано в примере 1. Выход после центрифуги - 25 кг осадка кристаллов и 121,5 кг жидкой органической фракции. Содержание сухих твердых веществ в осадке кристаллов - 98,2%, из которых калий составляет 40,1%, следовательно, содержание сульфата калия - 89,8% в расчете на сухое твердое вещество. Содержание калия в органической фракции - 4,9% в расчете на сухое твердое вещество.
Пример 4. Свежую барду, полученную после перегонки и имеющую среднее содержание сухих твердых веществ 11,7%, из которых калий составляет в среднем 10,7%, нагревают до 85-95oC, после чего pH доводят до величины от около 6,5 до 7,0. Горячую барду осветляют в центрифуге с коническими перегородками в роторе, откуда ее непрерывно подают в испаритель с принудительной циркуляцией типа испарителя с поднимающейся пленкой и концентрируют до содержания сухих твердых веществ 60% (плюс-минус 1 %). Концентрированную барду декантируют, пропуская ее через отстойник с временем пребывания в нем 10 часов. Суспензию, содержащую осажденный сульфат калия, удаляют со дна отстойника с объемной скоростью 10% от общего потока. Содержание сухих твердых веществ в суспензии - 67%, из которых калий составляет 14,5%. Суспензию нагревают до 60oC и пропускают через рамочную фильтровальную установку (Seitz Orion) с фильтровальной поверхностью 2,8 м2. После фильтрования 270 л суспензии давление фильтрования резко возрастает, указывая на то, что фильтровальные камеры заполнены. Тогда фильтрование заканчивают и жидкость из фильтровальных камер вытесняют воздухом. Фильтровальную установку открывают и извлекают фильтровальную лепешку 90,5 кг. Лепешка имеет содержание сухих твердых веществ 78,4%, из которых калий составляет 25,9%.
Декантированную жидкость, имеющую содержание сухих твердых веществ 58,5%, из которых калий составляет 10,4%, нагревают до 90oC и фильтруют на той же фильтровальной установке. Диатомовую землю (Kenite 300) используют как вспомогательное фильтровальное вещество, дозировка варьируется от 0,2 до 0,4% (мас./об.). Фильтрат суспензии объемом 210 л с содержанием сухих твердых веществ 60,1%, из которых калий составляет 9,2%, объединяют с 2430 литрами фильтрата слива, полученного при декантации. Объединенный прозрачный фильтрат разбавляют до содержания сухих твердых веществ 50%, проводят контрольное фильтрование и извлекают из него бетаин хроматографически. После хроматографического отделения бетаина получают 9500 литров остаточной барды, содержание сухих твердых веществ в барде 15,8%, из которых калий составляет 13,4%.
Осадок после описанного выше фильтрования суспензии растворяют в остаточной барде, содержание калия в которой повышается до 13,9%. Концентрированную серную кислоту в количестве 6,6 кг добавляют к 400 л этой жидкости, повышая тем самым pH жидкости до величины 3,8. 200 литров подкисленной жидкости направляют в испарительный кристаллизатор, например в вакуумный выпарной чан емкостью 0,4 м3 (изготовленный A. Gronroos Oy), и осуществляют кристаллизацию при испарении, как в примере 1, добавляя серную кислоту в количестве, достаточном для поддержания pH массы ниже 3,5. Тепловую обработку заканчивают, когда рефрактометрическое содержание сухих твердых веществ в маточной жидкости повышается до около 61,1% при величине pH 3,1. Затем массу направляют в охлаждающий кристаллизатор, охлаждают до 26oC и центрифугируют. Выход после центрифугирования - 19 кг осадка кристаллов и 83 кг жидкой органической фракции. Содержание сухих твердых веществ в осадке кристаллов - 98,0%, из которых калий составляет 39,3%, следовательно, содержание сульфата калия - 87,8% в расчете на сухое твердое вещество. Содержание калия в органической фракции - 4,8% в расчете на сухое твердое вещество.
Пример 5. После стадии ферментации при производстве дрожжей дрожжи удаляют из ферментированной маточной жидкости путем центрифугирования. Образованная маточной жидкостью разбавленная барда все еще содержит около 0,01-0,8% по объему нерастворимых твердых веществ. Твердые вещества обычно образованы маленькими дрожжевыми клетками, другими микробными клетками, дебрисом разрушенных клеток и т.п. Содержание сухих твердых веществ в жидкости варьируется между 3 и 7 мас.%, а содержание калия - между 11,2 и 13,1% в расчете на сухое твердое вещество.
Содержащую твердые вещества жидкость нагревают до температуры около 85-95oC. Величину pH доводят до 6,5-7,0 и жидкость осветляют в высокоэффективной центрифуге для осветления жидкости (центрифуга с коническими перегородками в роторе, Westfalia NA7) при скорости вращения 8500 об/мин. Осветленная жидкость обычно содержит около 0-0,05% нерастворимых твердых веществ. Эффективность удаления нерастворимых твердых веществ обычно более 90%.
Осветленную барду концентрируют, как в примере 1, с теми же результатами.
Кристаллы сульфата калия удаляют, как описано в примере 1.
Декантированную барду фильтруют так же, как описано в примере 1.
Освобожденную от бетаина фракцию барды с pH около 7,5 концентрируют до содержания сухих твердых веществ от около 68 до 69% с использованием испарителя с принудительной циркуляцией (Rosenlew). Серную кислоту (96%) добавляют медленно к жидкости, чтобы обеспечить хорошую скорость роста кристаллов, но избежать образования новых зардышей кристаллов. Никакого нейтрализующего вещества не добавляют. Конечное значение pH жидкости - около 3,1. В этот момент суспензия содержит около 20 мас.% кристаллов. Кристаллы отделяют отжимной центрифугой, имеющей перфорированный металлический фильтр. Содержание сухих твердых веществ в осадке кристаллов - 97%, из которых калий составляет 32%. Содержание калия в органической фракции - 4,1%, содержание органических кислот - 33% и содержание аминокислот - 2%.
Пример 6. Свекольную барду, полученную при производстве спирта, имеющую содержание калия около 12% в расчете на сухое твердое вещество и величину pH около 5,6, концентрируют до содержания сухих твердых веществ от около 59 до 61 мас.% с использованием испарителя с принудительной циркуляцией (Rosenlew). Испарение осуществляют под вакуумом при абсолютном давлении примерно от 120 до 200 мбар. Серную кислоту (96%) добавляют медленно к жидкости. Конечное значение pH жидкости - около 3,1. В этот момент суспензия содержит около 18 мас.% кристаллов. Кристаллы отделяют отжимной центрифугой, имеющей перфорированный металлический фильтр (Heine). Содержание сухих твердых веществ в осадке кристаллов - 97%, из которых калий составляет 32%. Содержание калия в органической фракции - 5,2%, содержание органических кислот - 22% и содержание аминокислот - около 3%.
Claims (11)
1. Способ фракционирования барды на органическую и неорганическую фракции, предусматривающий, что барду подвергают хроматографическому разделению, отличающийся тем, что pH полученного при хроматографическом разделении остатка, содержащего органическую кислоту, снижают добавлением кислоты и полученный осадок отделяют с получением неорганической фракции, после чего остается органическая фракция.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют неорганическую кислоту, предпочтительно серную кислоту.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что pH доводят до величины менее 5,0, предпочтительно до величины примерно от 3,0 до 3,8.
4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что кислоту добавляют к барде, которая сконцентрирована до содержания сухих веществ около 35 - 45 мас.%.
5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что неорганическая фракция в основном состоит из солей калия, которые преимущественно осаждены в виде кристаллов путем концентрирования барды в испарительном кристаллизаторе.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что барду концентрируют до содержания сухих веществ около 40 - 80 мас.%, предпочтительно около 55 - 65 мас.%.
7. Органическая фракция, полученная способом по п.1.
8. Органическая фракция по п.7, отличающаяся тем, что содержит в качестве органических кислот в основном молочную кислоту, пирролидон-карбоновую кислоту и уксусные кислоты.
9. Органическая фракция на основе барды, отличающаяся тем, что она является кислой и содержит органические кислоты в количестве 18 - 45%, а содержание калия - до 5,5%.
10. Органическая фракция по п.9, отличающаяся тем, что содержит в качестве органических кислот в основном молочную кислоту, пирролидон-карбоновую кислоту и уксусные кислоты.
11. Неорганическая фракция, полученная способом по п.1.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI943107A FI97150C (fi) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | Menetelmä vinassin fraktioimiseksi |
| FI943107 | 1994-06-28 | ||
| PCT/FI1995/000329 WO1996000776A1 (en) | 1994-06-28 | 1995-06-07 | Process for fractioning vinasse |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97101076A RU97101076A (ru) | 1999-03-20 |
| RU2143473C1 true RU2143473C1 (ru) | 1999-12-27 |
Family
ID=8541018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97101076A RU2143473C1 (ru) | 1994-06-28 | 1995-06-07 | Способ фракционирования барды, органическая фракция (варианты) и неорганическая фракция |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6022394A (ru) |
| EP (1) | EP0763098B1 (ru) |
| JP (1) | JP3680137B2 (ru) |
| AT (1) | ATE217903T1 (ru) |
| AU (1) | AU2618095A (ru) |
| CA (1) | CA2193962A1 (ru) |
| DE (1) | DE69526788T2 (ru) |
| DK (1) | DK0763098T3 (ru) |
| ES (1) | ES2177649T3 (ru) |
| FI (1) | FI97150C (ru) |
| HU (1) | HU222447B1 (ru) |
| PT (1) | PT763098E (ru) |
| RU (1) | RU2143473C1 (ru) |
| WO (1) | WO1996000776A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8278081B2 (en) | 2007-11-20 | 2012-10-02 | Biosphere Technologies, Inc. | Method for producing non-infectious products from infectious organic waste material |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI96225C (fi) | 1993-01-26 | 1996-05-27 | Cultor Oy | Menetelmä melassin fraktioimiseksi |
| US6663780B2 (en) | 1993-01-26 | 2003-12-16 | Danisco Finland Oy | Method for the fractionation of molasses |
| US5795398A (en) | 1994-09-30 | 1998-08-18 | Cultor Ltd. | Fractionation method of sucrose-containing solutions |
| EP0794246B1 (en) * | 1996-03-08 | 2002-10-23 | Dsm N.V. | Process for recovering valuable compounds from vinasse produced during fermentation |
| US5760078A (en) * | 1996-03-08 | 1998-06-02 | Gist-Brocades B.V. | Process for the fractioning and recovery of valuable compounds from vinasse produced in fermentations |
| US6224776B1 (en) * | 1996-05-24 | 2001-05-01 | Cultor Corporation | Method for fractionating a solution |
| FI20010977L (fi) | 2001-05-09 | 2002-11-10 | Danisco Sweeteners Oy | Kromatografinen erotusmenetelmä |
| FR2878173B1 (fr) * | 2004-11-25 | 2007-01-19 | Valoragri Sa Sa | Procede de traitement de dechets de poudres d'extincteur, et engrais obtenu a partir d'un tel procede. |
| US20090211322A1 (en) * | 2008-02-22 | 2009-08-27 | Michael Skinner | Commercial Fertilizer Product and Method of Production Thereof |
| US8110094B2 (en) * | 2008-12-31 | 2012-02-07 | Intevep, S.A. | Regenerable and non-regenerable sorbents for acid gas removal |
| US20100297290A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-11-25 | Larue John | Alternative method for rum production reducing pollution and bypassing upgrade of pollution controls |
| 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 |
| BRPI1100645B1 (pt) * | 2011-01-18 | 2014-03-11 | Biomassa Com De Racoes En E Adubos Ltda | Processo de transformação de vinhaça em adubo organo-mineral |
| MX2021016097A (es) * | 2019-06-21 | 2022-04-20 | Terramino Inc | Procedimientos de separacion de hongos filamentosos y otros componentes de composiciones fermentadas con mohos, y usos de los componentes separados. |
| JP7193604B1 (ja) * | 2021-10-14 | 2022-12-20 | 月島機械株式会社 | 硫酸コバルト結晶の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0411780A2 (en) * | 1989-07-18 | 1991-02-06 | KAMPEN, Willem Hemmo | Continuous process for the recovery of betaine |
| US5127957A (en) * | 1988-06-09 | 1992-07-07 | Heikki Heikkila | Method for the recovery of betaine from molasses |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1497480A (fr) * | 1966-03-29 | 1967-10-13 | Lesaffre & Cie | Procédé de substitution d'ammonium au potassium dans les sous-produits de sucrerie, de distillerie et de fabrication des levures tels que la mélasse et la vinasse |
| IT1099114B (it) * | 1978-09-19 | 1985-09-18 | Anic Spa | Procedimento per la desalificazione di residui di distilleria |
| IT1161939B (it) * | 1983-06-15 | 1987-03-18 | Anic Spa | Composizione solida di fertilizzante organo-minerale complesso e procedimento per la sua preparazione |
| FR2573088B1 (fr) * | 1984-11-12 | 1986-12-26 | Beghin Say Sa | Procede de traitement des vinasses |
| FR2596748B1 (fr) * | 1986-04-04 | 1989-01-06 | Swenson Sa | Procede de traitement de residus aqueux de l'industrie agro-alimentaire |
-
1994
- 1994-06-28 FI FI943107A patent/FI97150C/fi not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-06-07 PT PT95920921T patent/PT763098E/pt unknown
- 1995-06-07 AT AT95920921T patent/ATE217903T1/de active
- 1995-06-07 WO PCT/FI1995/000329 patent/WO1996000776A1/en not_active Ceased
- 1995-06-07 HU HU9603610A patent/HU222447B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1995-06-07 CA CA002193962A patent/CA2193962A1/en not_active Abandoned
- 1995-06-07 RU RU97101076A patent/RU2143473C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1995-06-07 US US08/765,493 patent/US6022394A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-07 JP JP50283696A patent/JP3680137B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-07 DE DE69526788T patent/DE69526788T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-07 ES ES95920921T patent/ES2177649T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-07 EP EP95920921A patent/EP0763098B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-07 AU AU26180/95A patent/AU2618095A/en not_active Abandoned
- 1995-06-07 DK DK95920921T patent/DK0763098T3/da active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5127957A (en) * | 1988-06-09 | 1992-07-07 | Heikki Heikkila | Method for the recovery of betaine from molasses |
| EP0411780A2 (en) * | 1989-07-18 | 1991-02-06 | KAMPEN, Willem Hemmo | Continuous process for the recovery of betaine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8278081B2 (en) | 2007-11-20 | 2012-10-02 | Biosphere Technologies, Inc. | Method for producing non-infectious products from infectious organic waste material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI943107L (fi) | 1995-12-29 |
| WO1996000776A1 (en) | 1996-01-11 |
| EP0763098A1 (en) | 1997-03-19 |
| FI943107A0 (fi) | 1994-06-28 |
| EP0763098B1 (en) | 2002-05-22 |
| HUT76711A (en) | 1997-10-28 |
| JP3680137B2 (ja) | 2005-08-10 |
| ATE217903T1 (de) | 2002-06-15 |
| CA2193962A1 (en) | 1996-01-11 |
| ES2177649T3 (es) | 2002-12-16 |
| DE69526788D1 (de) | 2002-06-27 |
| FI97150B (fi) | 1996-07-15 |
| JPH10505533A (ja) | 1998-06-02 |
| HU9603610D0 (en) | 1997-02-28 |
| HU222447B1 (hu) | 2003-07-28 |
| PT763098E (pt) | 2002-09-30 |
| US6022394A (en) | 2000-02-08 |
| AU2618095A (en) | 1996-01-25 |
| FI97150C (fi) | 1996-10-25 |
| DK0763098T3 (da) | 2002-09-09 |
| DE69526788T2 (de) | 2002-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2143473C1 (ru) | Способ фракционирования барды, органическая фракция (варианты) и неорганическая фракция | |
| US9320990B2 (en) | Method and systems for enhancing oil recovery from ethanol production byproducts | |
| US5454952A (en) | Method and apparatus for fractionation of sugar containing solution | |
| US20090259060A1 (en) | Method of processing ethanol byproducts and related subsystems | |
| EP0411780A2 (en) | Continuous process for the recovery of betaine | |
| JP2016520093A (ja) | 前処理ありのフェルラ酸の最適化抽出方法 | |
| US20090181153A1 (en) | Dry-Mill Ethanol Plant Extraction Enhancement | |
| RU2152733C2 (ru) | Фракция, полученная из мелассы или барды, и способ консервирования фуража и улучшения его утилизации | |
| US5851405A (en) | Process for clarifying vinasse | |
| US4547226A (en) | Preparation of high fructose syrups from citrus residues | |
| RU2007124368A (ru) | Способ промышленной переработки побочных продуктов маслобойни и получаемый продукт | |
| US6610831B1 (en) | Methods and apparatus for recovering zein from corn | |
| RU2006118706A (ru) | Способ снижения расхода извести при очистке сока сахарной свеклы | |
| US4488912A (en) | Preparation of high fructose syrups from citrus residues | |
| US5454875A (en) | Softening and purification of molasses or syrup | |
| US4461890A (en) | Method for the treatment of waste fluids from orange canneries and process for recovering pectic substance therefrom | |
| US4046789A (en) | Process for the separation of waste products of the food industry | |
| US2261917A (en) | Treatment of sugar bearing materials | |
| RU2022018C1 (ru) | Непрерывный способ выделения бетаина | |
| Tawfeuk et al. | Quality Parameters of Cane Juice and its Liquors During the Processing Stages of Raw Sugar under Prevailing Industrial Conditions. | |
| DE3822992C1 (en) | Process and device for the production of ethanol from starch-containing raw materials | |
| CN120131739A (zh) | 一种低温纯化迷迭香叶有效成份的制备工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130608 |