початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2284355

СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ ЕТАНОЛУ

Ім'я винахідника: Лагутіна Тамара Борисівна
Ім'я патентовласника: Лагутіна Тамара Борисівна
Адреса для листування: 625000, г.Тюмень, вул. Республіки, 45, кв.4, Т.Б.Лагутіной
Дата початку дії патенту: 2001.11.06

Винахід відноситься до спиртової промисловості, зокрема до виробництва етанолу з рослинної сировини (деревини, торфу, відходів сільськогосподарського і текстильного виробництва, рослинного і вторинної сировини). Спосіб передбачає гідроліз рослинної сировини сірчаною кислотою, нейтралізацію гідролізату аміачною водою, аеробно-спиртове бродіння, ректифікацію спиртової бражки, утилізацію відходів. Утворений при нейтралізації гідролізату сульфат амонію зі стічними водами виробництва, що включають конденсату ефірно-альдегідної фракції і сивушної фракції, направляють на очисну станцію "Симбіотенк" і отримують технічно чисту воду і активний мул, який додають до сірчаної кислоти при проведенні гідролізу і вносять в барду для виробництва дріжджів. Забезпечується безвідходна екологічно безпечна технологія виробництва і здешевлення отримання етанолу за рахунок збільшення його виходу і зниження собівартості.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до спиртової промисловості і стосується способу отримання етанолу.

Мета винаходу - безвідходна екологічно безпечна технологія виробництва і здешевлення отримання етанолу за рахунок збільшення виходу і зниження собівартості етанолу.

Відомий спосіб отримання етанолу з одностадійної схемою (патент Росії №1303034, С 12 Р 7/06), де відбувається безперервне зброджування пшеничного сусла і вторинне його використання, безперервне поділ центрифугуванням на дріжджі, обездрожжевое сусло і шлам, який є забруднювачем навколишнього середовища, а з обездрожженного сусла безперервно виділяють етанол з отриманням барди, яку поділяють на два потоки. Один потік виводять з процесу, а інший повертають на стадію бродіння.

Недоліком даного способу є вторинне використання в технологічному процесі барди, що збільшує кількість шкідливих домішок, в тому числі інгібіторів в суслі, а отже, знижує якість дріжджів, уповільнює процес, зменшує вихід етанолу, не вирішує проблему утилізації відходів виробництва (шламу, стічних вод) , а використання в якості сировини харчових продуктів, зокрема пшениці, не дозволяє збільшити обсяг виробництва для отримання паливного етанолу через високу собівартість сировини.

Найбільш близьким до заявляється рішенням є спосіб отримання етанолу з рослинної сировини, за яким в промисловості з метою зниження концентрації сульфату кальцію в гідролізаті застосовується схема з роздільним нейтралізацією двох паралельних потоків гідролізату. Перший (основний) потік нейтралізується за двоступеневою схемою (вапняним молоком і аміачною водою), другий потік - тільки аміачною водою. Після відділення шламу шляхом відстою нейтралізата обидва потоки змішуються. Оптимальне співвідношення рідинних потоків: на вапняну нейтралізацію 70-80% гідролізату, на аміачну - 20-30%. Нейтралізований гідролізат направляють в бродильне відділення, де змішується з отсепарирован дріжджовий суспензією. Отримана спиртова брага, після сепарації спрямовується в ректифікаційної відділення. З бражки відганяють спирт-сирець, з якого в подальшому виділяють спирт-ректифікат, а отриману отспіртованную барду використовують для виробництва білкових дріжджів.

(Холькін Ю.І. Технологія гідролізних виробництв. М .: Лісова промисловість, 1989)

Спосіб не вирішує повністю проблему запобігання утворенню сульфату кальцію, що призводить до гіпсаціі обладнання та комунікацій, утворення стічних вод і відходів, що забруднюють навколишнє середовище.

Ці недоліки усуває пропонований спосіб отримання етанолу з рослинної сировини, який передбачає гідроліз останнього сірчаною кислотою, нейтралізацію гідролізату аміачною водою, аеробно-спиртове бродіння, ректифікацію спиртової бражки, утилізацію відходів, що відрізняється тим, що сульфат амонію, що утворюється при нейтралізації гідролізату, зі стічними водами виробництва направляють на очисну станцію «Симбіотенк» для повної утилізації та отримання активного мулу і технічно чистої води, активний мул додають до сірчаної кислоти при проведенні гідролізу і вносять в барду для виробництва дріжджів, при цьому стічні води виробництва включають конденсату ефірно-альдегідної фракції і сивушної фракції .

Спосіб здійснюється таким способом

Подрібнене сировину з бункера направляється в двухчервячний кислотостойкий екструдер або інший апарат безперервної дії, що має зони прогріву і гідролізу. Температура в зоні прогріву 80 ° С, в зоні гідролізу 210 ° С, тиск 2 МПа. У зону гідролізу подається розбавлена ​​0,5% сірчана кислота і активний мул, отриманий на очисній станції «Симбіотенк«. Прогрів сировини до температури гідролізу проводиться гострою парою. Швидкість гідролізу целюлози рослинної сировини і полісахаридів активного мулу приблизно однакова, що сприяє при такому режимі збільшення виходу моносахаридів, збагачує гідролізат неорганічними мікро- і макроелементами. Отримана після гідролізу реакційна суміш виводиться з екструдера або іншого апарату безперервної дії на віджимання, віджатий залишок (лігнін) йде на виробництво органо-мінерального добрива з шламових відходів, лігніну, активного мулу, отриманого на очисній станції «Симбіотенк«. Відокремлений гідролізат нейтралізується 25% аміачної водою, яка подається в насос. Нейтралізований гідролізат з рН - 4,0-4,5 направляється в дрожжанку, де відбувається взбражіваніе - активація спіртообразующіх дріжджів при контакті зі свіжим субстратом. З дрожжанку суміш гідролізату (сусла) і дріжджів подається в головний ферментатор спиртового бродіння на інтенсивне головне бродіння, при якому утворюється 80-90% етанолу.

У послідовно з'єднаному хвостовому ферментаторі відбувається стадія доброджування (відбродила), де засвоюється в основному трудносбражіваемая галактоза. В результаті бродіння утворюється проміжний продукт виробництва спиртова брага, що містить 1,8% етанолу. Спиртова бражка з хвостового ферментатора направляється на сепаратор для відділення дріжджової суспензії. Отсепарирован бражка з бродильного відділення прямує в ректифікаційної відділення. Спочатку бражка надходить на бражної колону, де в результаті брагоперегонкі виходить спиртової конденсат, що містить 80-86% етанолу і відхід спиртового виробництва - барда. Отспіртованная барда змішується з активним мулом і направляється в дріжджове відділення на виробництво білкових дріжджів, а відхід дріжджового виробництва - післядріжджова бражка направляється на очисну станцію «Симбіотенк« для переробки на екологічно чистий активний мул і технічно чисту воду, що повертаються в технологічний процес.

Спиртовий конденсат направляється в епюраційні колону для відгону легколетких домішок (альдегідів, ефірів, кетонів та ін.) Ефірно-альдегідної фракції. Ефірно-альдегидная фракція подається для додаткового концентрування на ефірну колону.

Спиртовий розчин з кубової частини ефірної колони повертається в епюраційні колону. До складу укріпленої ефірно-альдегідної фракції входить близько 40% ефірів, близько 15% альдегідів, а й кілька етанолу і води, ця фракція повністю спрямовується на очисну станцію "Симбіотенк", де під дією переробки мікрофлорою перетворюється в екологічно чистий мул і технічно чисту воду, що повертаються в виробничий процес.

З епюраційні колони отриманий етанол направляється на ректификационную спиртову колону для доведення міцності спирту до встановлених стандартом норм і очищення від сивушних масел. Для регенерації етанолу сивушні масла відмивають водою і промивні води направляють в спиртову колону. Відмита фракція сивушних масел надходить на очисну станцію "Симбіотенк" для переробки мікрофлорою на активний мул і технічно чисту воду.

Для отримання паливного етанолу не потрібно його глибоке очищення від домішок, в зв'язку з чим можливо його отримання в одноколонного брагоректифікаційних апаратах.

Використання очисної станції «Симбіотенк» (А.С. 1579022 СРСР, Симбіотенк / В.В.Кравец, А.І.Соколенко, В.Ф.Ніконенко і ін. - Заявл. 03.03.88; Опубл. 15.03.90) забезпечує введення оборотного безстічного водопостачання за рахунок очищення вперше в гідролізним виробництві всіх високонасичених органікою стічних вод до БПК - 3 мг / л і повного їх використання в технологічному процесі.

Принцип дії очисної станції «Симбіотенк» ґрунтується на біохімічних процесах з обов'язковою агрегацией біоплівки на рухомих носіях, процес очищення здійснюється за рахунок вегетації різних фізіологічних груп мікроорганізмів і водоростей, які мають різною чутливістю до складу і властивостей стічних вод. Бактерії, вегетирующие на біоплівки на обертових биофильтрах, внаслідок адаптації до умов середовища дуже витривалі до перевантажень за концентраціями забруднень. Очищаемая на очисній станції «Симбіотенк» вода не вимагає знезараження, так як при проходженні модулів демінералізації вона насичується киснем, який згубно впливає на патогенну мікрофлору.

Активний мул, що виділяється в результаті очищення виробничих стічних вод, являє собою біоценоз мікроорганізмів, багатий білковими речовинами, амінокислотами, вітамінами групи В, в тому числі В, а й мінеральними солями. Завдяки тому, що активний мул отримують з виробничих стічних вод роздільної очищенням, в ньому зведені до мінімуму шкідливі домішки, які з'являються при змішуванні виробничих і побутових стічних вод, як це практикується при звичайній системі очищення післядріжджова бражки з обмежено замкнутою системою водопостачання, тому його можна використовувати при отриманні гідролізату і при додаванні в барду при поліпшенні якості субстрату і білкових дріжджів.

Крім того, використання системи очищення виробничих вод гідролізного виробництва на станції «Симбіотенк« дозволяє виключити застосування вапна у виробництві в зв'язку з високою очищенням амонійних солей, застосовувати екологічно чистий мул для збільшення виходу етанолу і отримання побічної продукції білкових дріжджів, знизити витрату електроенергії, пара і отримувати з відходів виробництва (шламів, лігніну, активного мулу) високоякісне органоминеральное добриво (ЗМЗ).

Утилізація водних розчинів сульфату амонію, шкідливих викидів (ефірно-альдегідної, сивушних масел) на очисній станції «Симбіотенк« вирішує проблему запобігання забруднення навколишнього середовища, а використання очищених стічних вод у виробництві і застосування відходів виробництва для отримання товарної продукції: органоминерального (ЗМЗ), білкових дріжджів, вуглекислоти (сухого льоду) дозволяє здійснювати безвідхідну безстокову технологію виробництва, перетворюючи існуючий гідролізний виробництво в екологічно нешкідливу галузь.

Порівняльна характеристика виробництва етанолу з виробничо-економічними показниками, виходячи з витрат на 1 дал етанолу, приведена в таблиці.

Наявність поновлюваних рослинних ресурсів і рослинних відходів виробництва, низька собівартість виробництва етанолу за пропонованим способом дозволить налагодити виробництво паливного етанолу в масштабах всієї країни.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб отримання етанолу з рослинної сировини, який передбачає гідроліз останнього сірчаною кислотою, нейтралізацію гідролізату аміачною водою, аеробно-спиртове бродіння, ректифікацію спиртової бражки, утилізацію відходів, що відрізняється тим, що сульфат амонію, що утворюється при нейтралізації гідролізату, зі стічними водами виробництва направляють на очисну станцію "Симбіотенк" для повної утилізації та отримання активного мулу і технічно чистої води, активний мул додають до сірчаної кислоти при проведенні гідролізу і вносять в барду для виробництва дріжджів, при цьому стічні води виробництва включають конденсату ефірно-альдегідної фракції і сивушної фракції.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що нейтралізацію гідролізату здійснюють 25% -ної аміачної водою.

Версія для друку
Дата публікації 09.04.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів