Технологии и оборудование для комплексной переработки жидких отходов спиртового производства (спиртовой барды)

Группа компаний «EcoStar» предлагает Вам для рассмотрения технологический процесс по переработке жидких отходов спиртового производства – спиртовой барды с поставкой всего комплекса оборудования с выполнением монтажных работ или шеф-монтажа.

Барда – это  суспензия светло-коричневого цвета с запахом зерна или иного сырья и является  отходом производства этилового спирта. Объем выхода - около 13 литров на каждый литр спирта.

Спиртовая барда состав. После проведения дистилляции в спиртовой барде:

  • Содержание влаги – 90-92%;
  • Содержание сухих веществ – 8-10%;
  • Массовая доля сырой клетчатки в сухом веществе – от 5 до 10,5%;
  • Массовая доля сырого протеина в сухом веществе – от 37 до 40%.

Официальные лабораторные анализы спиртовой барды:

Проблемы по переработки жидких отходов после производства спирта - утилизации спиртовой барды:

  • Невозможность полной  утилизации спиртовой барды и фугата через строительство очистных сооружений. Причина - отсутствие разработанных штампов микроорганизмов- бактерий по переработке фугата. Вопрос утилизации фугата с использованием очистных сооружений в мировой практике не решен.
  • Для очистки загрязненных стоков (в том числе барды) в спиртовой промышленности до настоящего времени применяются поля фильтрации. Это приводит к заражению и загрязнению грунтовых вод, открытых водоемов и атмосферы. Требуется отвод значительных площадей под поля фильтрации.
  • Наличие в спиртовой барде твердых веществ от 8 до 10% общего объема требует применения оборудования для разделения- сепарации (фильтрации) на твердую и жидкую фракции.
  • После механического разделения спиртовой барды, твердая фракция имеет достаточно высокую влажность до 80%. Если не произвести сушку кека, после непродолжительного хранения, начнутся бродильные процессы.
  • Получаемая влажность при разделении декантером – 75-80%, при разделении прессово-шнековым сепаратором – 60-65%. После разделения декантером кек представляет собой текучий сгусток с содержанием воды в 2,8 раза выше, чем при выходе кека из шнекового сепаратора.
  • Использование технологии выпаривания фугата как один из вариантов утилизации спиртовой барды и фугата, приведет к банкротству практически любого производителя.  Причина – технология 20 века с огромной энергоемкостью. Без увеличения закупочной цены на спирт или целевой поддержки государством, данная технология бесперспективна.

Продукты разделения спиртовой барды.

1. Твердая фракция спиртовой барды  - кек представляет собой:

  • Непрогидролизованные остатки дробленого зерна с размером частиц 0,03-1,2 мм. Средний размер 0,5 мм. Их состав - белок, клетчатка, жир, пектиновые вещества. Анализ аминокислотного состава белков твердой фазы показывает, что их кормовую ценность не ниже, чем у исходного зерна.
  • Выросшую на стадии спиртового брожения дрожжевую биомассу, состоящую из белка и липидов. Дрожжевые клетки практически полностью адсорбированы на частицах барды -дробины. Биомасса дрожжей составляет около 5-8% массы всего твердого осадка, но в ней находится значительная часть белковых веществ.

Возможности использования и утилизации кека:

  • В твердой фракции содержание протеина достигает 40%. По данной причине кек является высокопитательной добавкой для кормов скота или производства комбикормов.
  • После разделения спиртовой барды прессово-шнековым сепаратором в течение 1-2 дней сухую фракцию - кек  можно направлять на корм скота без дополнительной сушки. Она представляет собой рассыпчатую массу. Данная технология используется на РУП «Бобруйский гидролизный завод».
  • При разделении барды декантером возникают проблемы при транспортировке, загрузке и выгрузке. После декантера кек – жидкая манная каша.
  • При использовании не высушенной твердой фракции на корм скоту необходимо учитывать ее дисбаланс кормовой ценности - дефицит белка при избытке клетчатки. Для крупнорогатого скота вопрос дисбаланса не является проблемой. Для свиней и птицы сухая барда является низкокалорийным питанием. Поэтому высушенную твердую фракцию рекомендуется направлять на производство комбикормов.
  • Для продажи кека на комбикормовые заводы необходимо произвести сушку твердой фракции спиртовой барды до содержания влаги 8-10%. Энергопотребление сушилки при сушке кека произведенного декантером в 3 раза выше, чем шнековым сепаратором по причине более высокого содержания воды в 2,8 раза.
  • Стоимость одной тонны кека спиртовой барды на мировом рынке достигает цены 165 долларов США.

2. Жидкая фаза барды (микрофильтрат) представляет собой прозрачную жидкость светло-коричневого цвета - раствор органических веществ. Ее состав: пептиды, аминокислоты, неутилизированный сахар, органические кислоты и вода. Общее содержание органических веществ  оцениваться по стандартным показателям ХПК (химическое потребление кислорода) и БПК (биологическое потребление кислорода).

Возможности использования и утилизации фильтрата:

  • Наличие сухих веществ в неразделенной спиртовой барде исключает возможность повторного использования остатков в технологическом процессе по причине возможного засора трубопроводов и оборудования.
  • После проведения механической сепарации на твердую и жидкую составляющую, растворенные остатки крахмала, сахара и дрожжей остаются в жидкой фракции - фугате. Они составляют до 30% от общего объема твердых веществ в барде. В основном это твердые частицы размером менее 0,2 мм и растворенные вещества. 70% твердых веществ выводится путем механической сепарации в виде кека.
  • Согласно опыту западноевропейских производителей, разделенный фугат может направляться  для дальнейшего производства технического спирта. Более 50% чистой воды в хлебной барде заменяется отсепарированным жидким фугатом. Возврат отсепарированного фугата способствует обогащению солода солями и питательными веществами. Обогащение же, как показывают опыт применения, не только не мешает работе энзимов и дрожжей, а даже способствует улучшению показателей. По этой причине повышается объем выработки алкоголя. Отсутствуют проблемы с закупоркой трубопровода или колонн по причине, что размер твердых частиц менее 0,2мм. Водородный показатель самостоятельно достигает оптимального уровня без дополнительных добавочных веществ.
  • В США некоторые предприятия производят возврат фугата в производство - добавление ее к разваренному и осахареному затору до сбраживания. Достигается снижение рН до благоприятного 4,8-5,0. Повышается буферность затора. Дрожжи обеспечиваются дополнительными  питательными веществами. -Согласно опыту Бобруйского гидролизного завода фугат может направляться на производство кормовых дрожжей.
  • Использование фугата как сырья для биогазовых установок не рентабельно из-за низкого выхода метана. Для увеличения рентабельности биогазовой установки необходимо при сбраживании смешивать фугат в пропорции 1:1 с силосом кукурузы. После производства биогаза перед владельцем не исчезает обязательство утилизации отходов. В данном случае это уже будут отходы  биогазовой установки.
  • Более высокую степень очистки фугата с использованиим флокулянтов спирта позволяет производить дополнительное оборудование:
    • центрифужный сепаратор для дополнительной очистки фугата от частиц тяжелее воды;
    • флотатор – для дополнительной очистки фугата от  частиц легче воды.

После дополнительной сепарации дополнительно получаются дополнительно пищевые и кормовые продукты. Дополнительно очищенный фугат можно сбрасывать в природоохранную зону или использовать в технологическом процессе производства спирта.

  • При отсутствии вышеуказанных возможностей утилизации необходимопосле механического разделения на фракции вносить фугат на поля с определенной нормой внесения на единицу площади или для поения скота. Фугат по химическому составу является обычным органическим удобрениемрастворенные в воде дрожжи, сахар и крахмал. Слив в реку или на землю без распределения по поверхности может нанести определенный вред природе.

Технологические схемы разделения спиртовой барды  прессово-шнековым сепаратором.

В настоящее время на спиртзаводах для разделения отходов спиртового производства на кек и фильтрат используются декантер и прессово-шнековвый сепаратор. Преимущество при использовании сепаратора перед декантером –  низкая стоимость оборудования и обслуживания, небольшая энергоемкость, высокие показатели отжима и производительность по сравнению с декантером.

shema_perepabotka

Технологический процесс.
1. Для хранения спиртовой барды и прошедшего переработку фугата необходимо построить емкости для хранения.
Объем емкостей определяется расчетами:

-ежедневно получаемой спиртовой барды и сроком хранения для переработки; -ежесменным объемом переработки;

-необходимым объемом хранения фугата до переработки или до внесения на поля.

Более подробная методика расчета кол-ва емкостей.

sep20
2. Спиртовая барда с технологического процесса производства спирта направляются в приемную емкость для накопления.
3. Перемешивание жидких отходов с помощью погружного миксера или миксера с приводом от трактора или электродвигателя для получения однородной структуры – гомогенизации спиртовой барды и предотвращения образования отложений в приемной  емкости. Необходимость использования миксера определяется сроком хранения неразделенной барды.  При хранении более 2 дней на дно резервуара будет выпадать осадок. mix17
4. Погружной насос или насос с длинным приводным валомс измельчающим механизмом, режущими кромкамиперекачивает однородную спиртовую барду в сепаратор. Благодаря встроенному перепускному клапану избыток стоков возвращается обратно в резервуар самотеком. nasos8
Возможны изменения в технологии подачи – вместо насоса использовать загрузку: самотеком с емкости, шнековым транспортером или конвейером для достаточно густых отходов. Оптимальный вариант загрузки зависит от консистенции сырого материала и местных условий.
5. Сепаратором производится отжим жидкой спиртовой барды и дробины на твердую составляющую - кек и жидкую - фугат. Сепарация состоит из отсеивания, фильтрации и завершающего процесса прессования в твердое вещество (кек). При технологическом процессе с повторным использованием фугата в техпроцессе рекомендуется использовать сито с размером ячеек: 0,25 мм. Для получения желаемой степени сепарации (очистки) можно устанавливать сита с определенным размером ячеек. Чем больше размер ячеек, тем ниже качество очистки. Получаемая влажность до 60-65%. Сепаратор может работать как на открытой площадке, так и в помещении. sep13
6. Для сушки кека после разделения шнековым сепаратором рекомендуется использовать высокопроизводительные низкотемпературные конвейерные сушилки. Получаемая влажность спиртовой барды после сушки 8-10%.

Технология сушки спиртовой барды – кека

Сушилка для спиртовой барды

sushka4
7. Полученная твердая фракция после сушки  используется для откорма с/х животных или как компонент для производства комбикормов. После сушки она может храниться достаточно продолжительное время.
8. Жидкая фракция - фугат  после механического разделения может быть частично возвращен в производство или направлен на производство кормовых дрожжей.
9. Для дополнительной очистки фугата  необходимо использовать центрофужный сепаратор. При использовании данного оборудования дополнительно удаляются частицы тяжелее воды.

Стоимость центрофужного сепаратора.

csep3
10. Для дополнительного удаления частиц легче воды необходимо использовать флотатор с добавлением флокулянта – полимеров.

Согласно последним исследованиям рекомендуется для флокуляции использовать анионный флокулянт с молекулярной массой не менее 15·106, представляющий собой продукт взаимодействия полиакриламида с натриевой солью акриловой кислоты.

После завершения данных технологических операций фугат может достигать параметров для сброса в рыбоохранную зону.
flot6
11. Полученная твердая фракция после центрофужного сепаратора и флотатора – глутаминовая кислоты (глутамат калия и натрия, ацидин (глютен) -  направляется на сушку. Полученный продукт может  использоваться в кондитерской промышленности и на комбикормовых заводах. sushka11
12. При отсутствии финансовых возможностей по дополнительной очистке фугата владельцы спиртзаводов могут безвозмездно передавать фильтрат на свинокомплексы и коровники для выпаивания скота с использованием собственного транспорта. cis5
13. При наличии собственных сельскохозяйственных угодий или по договоренности с их владельцами  возможно внесение фугата на поля с определенной нормой полива на единицу площади. Точечные сбросы запрещены.
Оборудование для внесения фугата на поля.
Rain8

Преимущества использования технологии от группы компаний EcoStar по переработке спиртовой барды:

  1. Цена (стоимость) оборудования и технологии по переработке спиртовой барды  от 1,5  до 4 миллионов Евро. Стоимость предлагаемого комплекта оборудования от EcoStarв 2 раза ниже.
  2. При использовании очищенного фугата в технологическом процессе повышается коэффициент выхода алкоголя;
  3. Сухая часть может использоваться для кормов животных или производства комбикормов;
  4. Отсутствует необходимость в декантерах, повышается рентабельность производства;
  5. Сепараторы не несут больших затрат по обслуживанию.
Sep8 sep12

Статьи:

  1. Анализ рынка продуктов перераработки спиртовой барды.
  2. Спиртовая барда. Проблемы утилизации.
  3. Различные типы сепарации. Анализ и сравнение.
  4. Решение проблемы утилизации.
  5. Прессово-шнековый сепаратор или декантер (центрифуга). Эффективность очистки отходов.
  6. Анализ выпускаемых сепараторов.
  7. Резервуары и накопители. Проблемы по строительству и размещению.
  8. Использование жидкой фракции как удобрения.

Презентации:

  1. Схемы установки сепараторов и технологическое размещение.
  2. Погружной насос с погружным встроенным электродвигателем.
  3. Презентация установленных ленточных конвейерных сушилок.
  4. Презентация устройства ленточных конвейерных сушилок.

Цена (стоимость) прессово-шнековых сепараторов для переработки спиртовой барды:

  1. Сепаратор Компакт для переработки отходов от небольшого производства или животноводческой фермы.
  2. Сепаратор средней мощности с ситом 520 мм для переработки пищевых отходов от небольшого производства.
  3. Сепаратор большой мощности с усиленным ситом 1040 мм для переработки отходов с содержанием сухих веществ 15-20% с использованием загрузки от конвейера.
  4. Центрофужный сепаратор.
  5. Флотатор.

Коммерческое ценовое предложение по поставке технологий и оборудования для сушки:

  1. Опросный лист для подготовки ценового предложения по сушке различных продуктов.
  2. Цена (стоимость) оборудования сушки спиртовой барды.

Цена (стоимость) на другие виды оборудования для переработки, перемешивания и перекачки отходов спиртовой барды – в файлах «Оборудование для переработки».

При Вашей заинтересованности в приобретении вышеуказанной технологии и оборудовани обращайтесь к специалистам группы компаний EcoStar.

Другие направления деятельности группы компаний EcoStar.