Группа компаний «EcoStar» предлагает Вам для рассмотрения технологический процесс по переработке жидких отходов спиртового производства – спиртовой барды с поставкой всего комплекса оборудования с выполнением 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%.

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 удобрением – растворенные 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.

Технологический процесс. Оборудование для переработки спиртовой барды и пивной дробины.
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.
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.
4. Погружной насос или насос с длинным приводным валомнасос с измельчающим механизмом, режущими кромкамиперекачивает однородную спиртовую барду в сепаратор. Благодаря встроенному перепускному клапану избыток стоков возвращается обратно в резервуар самотеком.
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.
7. Жидкая фракция - фугат  после механического разделения может быть частично возвращен в производство или направлен на производство кормовых дрожжей.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.

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 EcoStar 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.

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. Использование жидкой фракции как удобрения.

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

Другие направления деятельности группы компаний EcoStar.