RU2284355C2 - Способ получения этанола - Google Patents

Способ получения этанола Download PDF

Info

Publication number
RU2284355C2
RU2284355C2 RU2001130091/13A RU2001130091A RU2284355C2 RU 2284355 C2 RU2284355 C2 RU 2284355C2 RU 2001130091/13 A RU2001130091/13 A RU 2001130091/13A RU 2001130091 A RU2001130091 A RU 2001130091A RU 2284355 C2 RU2284355 C2 RU 2284355C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
production
neutralization
ethanol
hydrolyzate
yeast
Prior art date
Application number
RU2001130091/13A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001130091A (ru
Inventor
Тамара Борисовна Лагутина (RU)
Тамара Борисовна Лагутина
Original Assignee
Тамара Борисовна Лагутина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тамара Борисовна Лагутина filed Critical Тамара Борисовна Лагутина
Priority to RU2001130091/13A priority Critical patent/RU2284355C2/ru
Publication of RU2001130091A publication Critical patent/RU2001130091A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2284355C2 publication Critical patent/RU2284355C2/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к спиртовой промышленности, в частности к производству этанола из растительного сырья (древесины, торфа, отходов сельскохозяйственного и текстильного производства, растительного и вторичного сырья). Способ предусматривает гидролиз растительного сырья серной кислотой, нейтрализацию гидролизата аммиачной водой, аэробно-спиртовое брожение, ректификацию спиртовой бражки, утилизацию отходов. Образующийся при нейтрализации гидролизата сульфат аммония со сточными водами производства, включающими конденсаты эфирно-альдегидной фракции и сивушной фракции, направляют на очистную станцию "Симбиотенк" и получают технически чистую воду и активный ил, который добавляют к серной кислоте при проведении гидролиза и вносят в барду для производства дрожжей. Обеспечивается безотходная экологически безопасная технология производства и удешевление получения этанола за счет увеличения его выхода и снижения себестоимости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности и касается способа получения этанола.
Цель изобретения - безотходная экологически безопасная технология производства и удешевление получения этанола за счет увеличения выхода и снижения себестоимости этанола.
Известен способ получения этанола по одностадийной схеме (патент России №1303034, С 12 Р 7/06), где происходит непрерывное сбраживание пшеничного сусла и вторичное его использование, непрерывное разделение центрифугированием на дрожжи, обездрожжевое сусло и шлам, который является загрязнителем окружающей среды, а из обездрожженного сусла непрерывно выделяют этанол с получением барды, которую разделяют на два потока. Один поток выводят из процесса, а другой возвращают на стадию брожения.
Недостатком данного способа является вторичное использование в технологическом процессе барды, что увеличивает количество вредных примесей, в том числе ингибиторов в сусле, а следовательно, снижает качество дрожжей, замедляет процесс, уменьшает выход этанола, не решает проблему утилизации отходов производства (шлама, сточных вод), а использование в качестве сырья пищевых продуктов, в частности пшеницы, не позволяет увеличить объем производства для получения топливного этанола из-за высокой себестоимости сырья.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ получения этанола из растительного сырья, по которому в промышленности с целью снижения концентрации сульфата кальция в гидролизате применяется схема с раздельной нейтрализацией двух параллельных потоков гидролизата. Первый (основной) поток нейтрализуется по двухступенчатой схеме (известковым молоком и аммиачной водой), второй поток - только аммиачной водой. После отделения шлама путем отстоя нейтрализата оба потока смешиваются. Оптимальное соотношение жидкостных потоков: на известковую нейтрализацию 70-80% гидролизата, на аммиачную - 20-30%. Нейтрализованный гидролизат направляют в бродильное отделение, где смешивается с отсепарированной дрожжевой суспензией. Полученная спиртовая бражка после сепарации направляется в ректификационное отделение. Из бражки отгоняют спирт-сырец, из которого в последующем выделяют спирт-ректификат, а полученную отспиртованную барду используют для производства белковых дрожжей.
(Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная промышленность, 1989)
Способ не решает полностью проблему предотвращения образования сульфата кальция, что приводит к гипсации оборудования и коммуникаций, образованию сточных вод и отходов, загрязняющих окружающую среду.
Эти недостатки устраняет предлагаемый способ получения этанола из растительного сырья, предусматривающий гидролиз последнего серной кислотой, нейтрализацию гидролизата аммиачной водой, аэробно-спиртовое брожение, ректификацию спиртовой бражки, утилизацию отходов, отличающийся тем, что сульфат аммония, образующийся при нейтрализации гидролизата, со сточными водами производства направляют на очистную станцию «Симбиотенк» для полной утилизации и получения активного ила и технически чистой воды, активный ил добавляют к серной кислоте при проведении гидролиза и вносят в барду для производства дрожжей, при этом сточные воды производства включают конденсаты эфирно-альдегидной фракции и сивушной фракции.
Способ осуществляется следующим способом.
Измельченное сырье из бункера направляется в двухчервячный кислотостойкий экструдер или другой аппарат непрерывного действия, имеющего зоны прогрева и гидролиза. Температура в зоне прогрева 80°С, в зоне гидролиза 210°С, давление 2 МПа. В зону гидролиза подается разбавленная 0,5% серная кислота и активный ил, полученный на очистной станции «Симбиотенк«. Прогрев сырья до температуры гидролиза проводится острым паром. Скорость гидролиза целлюлозы растительного сырья и полисахаридов активного ила примерно одинакова, что способствует при таком режиме увеличению выхода моносахаридов, обогащает гидролизат неорганическими микро- и макроэлементами. Полученная после гидролиза реакционная смесь выводится из экструдера или другого аппарата непрерывного действия на отжим, отжатый остаток (лигнин) идет на производство органоминерального удобрения из шламовых отходов, лигнина, активного ила, полученного на очистной станции «Симбиотенк«. Отделенный гидролизат нейтрализуется 25% аммиачной водой, подаваемой в насос. Нейтрализованный гидролизат с рН - 4,0-4,5 направляется в дрожжанку, где происходит взбраживание - активация спиртообразующих дрожжей при контакте со свежим субстратом. Из дрожжанки смесь гидролизата (сусла) и дрожжей подается в головной ферментатор спиртового брожения на интенсивное главное брожение, при котором образуется 80-90% этанола.
В последовательно соединенном хвостовом ферментаторе происходит стадия дображивания (отброд), где усваивается в основном трудносбраживаемая галактоза. В результате брожения образуется промежуточный продукт производства спиртовая бражка, содержащая 1,8% этанола. Спиртовая бражка из хвостового ферментатора направляется на сепаратор для отделения дрожжевой суспензии. Отсепарированная бражка из бродильного отделения направляется в ректификационное отделение. Сначала бражка поступает на бражную колонну, где в результате брагоперегонки получается спиртовой конденсат, содержащий 80-86% этанола и отход спиртового производства - барда. Отспиртованная барда смешивается с активным илом и направляется в дрожжевое отделение на производство белковых дрожжей, а отход дрожжевого производства - последрожжевая бражка направляется на очистную станцию «Симбиотенк« для переработки на экологически чистый активный ил и технически чистую воду, возвращаемых в технологический процесс.
Спиртовой конденсат направляется в эпюрационную колонну для отгонки легколетучих примесей (альдегидов, эфиров, кетонов и др.) эфирно-альдегидной фракции. Эфирно-альдегидная фракция подается для дополнительного концентрирования на эфирную колонну.
Спиртовой раствор из кубовой части эфирной колонны возвращается в эпюрационную колонну. В состав укрепленной эфирно-альдегидной фракции входит около 40% эфиров, около 15% альдегидов, а также некоторое количество этанола и воды, эта фракция полностью направляется на очистную станцию "Симбиотенк", где под действием переработки микрофлорой превращается в экологически чистый ил и технически чистую воду, возвращаемые в производственный процесс.
Из эпюрационной колонны полученный этанол направляется на ректификационную спиртовую колонну для доведения крепости спирта до установленных стандартом норм и очистки от сивушных масел. Для регенерации этанола сивушные масла отмывают водой и промывные воды направляют в спиртовую колонну. Отмытая фракция сивушных масел поступает на очистную станцию "Симбиотенк " для переработки микрофлорой на активный ил и технически чистую воду.
Для получения топливного этанола не требуется его глубокая очистка от примесей, в связи с чем возможно его получение в одноколонном брагоректификационном аппарате.
Использование очистной станции «Симбиотенк» (А.С. 1579022 СССР, Симбиотенк/ В.В.Кравец, А.И.Соколенко, В.Ф.Никоненко и др. - Заявл. 03.03.88; Опубл. 15.03.90) обеспечивает введение оборотного бессточного водоснабжения за счет очистки впервые в гидролизном производстве всех высоконасыщенных органикой сточных вод до БПК - 3 мг/л и полного их использования в технологическом процессе.
Принцип действия очистной станции «Симбиотенк» основывается на биохимических процессах с обязательной агрегацией биопленки на подвижных носителях, процесс очистки осуществляется за счет вегетации различных физиологических групп микроорганизмов и водорослей, которые обладают разной чувствительностью к составу и свойствам сточных вод. Бактерии, вегетирующие на биопленке на вращающихся биофильтрах, вследствие адаптации к условиям среды очень выносливы к перегрузкам по концентрациям загрязнений. Очищаемая на очистной станции «Симбиотенк» вода не требует обеззараживания, так как при прохождении модулей деминерализации она насыщается кислородом, который пагубно влияет на патогенную микрофлору.
Активный ил, выделяемый в результате очистки производственных сточных вод, представляет собой биоценоз микроорганизмов, богатый белковыми веществами, аминокислотами, витаминами группы В, в том числе В, а также минеральными солями. Благодаря тому, что активный ил получают из производственных сточных вод раздельной очисткой, в нем сведены до минимума вредные примеси, которые появляются при смешивании производственных и бытовых сточных вод, как это практикуется при обычной системе очистке последрожжевой бражки с ограниченно замкнутой системой водоснабжения, поэтому его можно использовать при получении гидролизата и при добавлении в барду при улучшении качества субстрата и белковых дрожжей.
Кроме того, использование системы очистки производственных вод гидролизного производства на станции «Симбиотенк« позволяет исключить применение извести в производстве в связи с высокой очисткой аммонийных солей, применять экологически чистый ил для увеличения выхода этанола и получения побочной продукции белковых дрожжей, снизить расход электроэнергии, пара и получать из отходов производства (шламов, лигнина, активного ила) высококачественное органоминеральное удобрение (ОМУ).
Утилизация водных растворов сульфата аммония, вредных выбросов (эфирно-альдегидной, сивушных масел) на очистной станции «Симбиотенк« решает проблему предотвращения загрязнения окружающей среды, а использование очищенных сточных вод в производстве и применение отходов производства для получения товарной продукции: органоминерального (ОМУ), белковых дрожжей, углекислоты (сухого льда) позволяет осуществлять безотходную бессточную технологию производства, превращая существующее гидролизное производство в экологически безвредную отрасль.
Сравнительная характеристика производства этанола по производственно-экономическим показателям, исходя из затрат на 1 дал этанола, приведена в таблице.
Показатели Действующая технология Предлагаемая технология
1. Сырье (древесные отходы) 0,06 т 0,04 т
2. Серная кислота 92-93% 4-5 кг 0,8 кг
3. Суперфосфат 0,2 кг 0,1 кг
4. Известь 2-3 кг -
5. 25% аммиачная вода 2 кг 1 кг
6. Технологический пар 1,2 ГДж 0,4 ГДж
7. Электроэнергия 4 кВт/час 2 кВт/час
8. Себестоимость 1 л этанола марки «Экстра» 10-22 руб 4-6 руб
Наличие возобновляемых растительных ресурсов и растительных отходов производства, низкая себестоимость производства этанола по предлагаемому способу позволит наладить производство топливного этанола в масштабах всей страны.

Claims (2)

1. Способ получения этанола из растительного сырья, предусматривающий гидролиз последнего серной кислотой, нейтрализацию гидролизата аммиачной водой, аэробно-спиртовое брожение, ректификацию спиртовой бражки, утилизацию отходов, отличающийся тем, что сульфат аммония, образующийся при нейтрализации гидролизата, со сточными водами производства направляют на очистную станцию "Симбиотенк" для полной утилизации и получения активного ила и технически чистой воды, активный ил добавляют к серной кислоте при проведении гидролиза и вносят в барду для производства дрожжей, при этом сточные воды производства включают конденсаты эфирно-альдегидной фракции и сивушной фракции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию гидролизата осуществляют 25%-ной аммиачной водой.
RU2001130091/13A 2001-11-06 2001-11-06 Способ получения этанола RU2284355C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130091/13A RU2284355C2 (ru) 2001-11-06 2001-11-06 Способ получения этанола

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130091/13A RU2284355C2 (ru) 2001-11-06 2001-11-06 Способ получения этанола

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001130091A RU2001130091A (ru) 2003-07-27
RU2284355C2 true RU2284355C2 (ru) 2006-09-27

Family

ID=37436683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001130091/13A RU2284355C2 (ru) 2001-11-06 2001-11-06 Способ получения этанола

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2284355C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2588655C1 (ru) * 2015-01-20 2016-07-10 Леонид Николаевич Михайлов Сырье для получения биоэтанола

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1303034A3 (ru) * 1978-01-31 1987-04-07 Альфа Лаваль,Аб (Фирма) Способ получени этанола
RU2064275C1 (ru) * 1993-07-01 1996-07-27 Тамара Борисовна Лагутина Способ производства кормовых дрожжей из растительного сырья

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1303034A3 (ru) * 1978-01-31 1987-04-07 Альфа Лаваль,Аб (Фирма) Способ получени этанола
RU2064275C1 (ru) * 1993-07-01 1996-07-27 Тамара Борисовна Лагутина Способ производства кормовых дрожжей из растительного сырья

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАРИНЧЕНКО В.А. и др. Технология спирта. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с.407-409. *
Химическая энциклопедия. - М.: Научное издательство "Большая российская энциклопедия", 1998, т.1, c.562-564. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2588655C1 (ru) * 2015-01-20 2016-07-10 Леонид Николаевич Михайлов Сырье для получения биоэтанола

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Espana-Gamboa et al. Vinasses: characterization and treatments
US7569146B2 (en) By-products from fermentation still bottoms
CN1189566C (zh) 用频繁供给酵母生产乙醇的方法
CN107099556B (zh) 一种工业尾气发酵法制乙醇的方法及系统
US20050252858A1 (en) Fuel and by-products from fermentation still bottoms
US20140065685A1 (en) System and Method for Producing Ethanol and Biogas
CN103011506A (zh) 一种木糖生产废水的处理方法
CN110981099A (zh) 一种沼液、酒糟清液资源化处理并回用生产乙醇的方法
CN103771613B (zh) 一种纤维乙醇生产废水的预处理方法
Danilova et al. Bioutilization of the distillery stillage of different grain species from bioethanol production
RU2284355C2 (ru) Способ получения этанола
CN102757153A (zh) 一种12-羟基硬脂酸的生产废水处理方法
EP3744852B1 (en) Improved process and system for the treatment of organic material
CN101767839B (zh) 一种酵母废液循环治理方法
CN102775022B (zh) 木薯酒精混合废液处理、回用方法
WO2025066160A1 (zh) 一种基于优化气浮池的稳定化污泥资源化处理系统及方法
Mato et al. Valuable product production from wood mill effluents
CN117844606A (zh) 一种酿造资源综合利用装置及方法
KR20030046557A (ko) 주정 폐액을 생물학적 탈질용 탄소원으로 이용하는 방법
CN203922944U (zh) 一种剑麻皂素生产过程中工业废水的处理系统
CN109182394B (zh) 一种以谷物为原料生产乙醇的方法
CN104086039A (zh) 一种剑麻皂素生产过程中工业废水的处理方法
CN1318523A (zh) 糖蜜酒精废液资源化组合治理方法
CN113087267A (zh) 一种高氨氮废液净化工艺
US20120094351A1 (en) Methanization method from a liquid phase which is a coproduct resulting from the extraction of a main product obtained from a vegetable raw material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091107