Способ получения этанола

 

Изобретение относится к спиртовой промьппленности. Целью изобретения является снижение количества сточных вод и повьппение скорости сбраживания . Сусло подвергают сбраживанию в непрерывном потоке в присутствии дрожжей, в процессе сбраживания поддерживают концентрацию этанола 4-5 мас.%, после чего сброженное сусло подвергают центрифугированию, при этом непрерывно разделяют дрожжи, обездрожженное сусло и шлам, затем дрожжи возвращают в процесс сбраживания . Шлам периодически выводят из процесса, а из обездрожженного сусла непрерывно вьщеляют.зтанол с получением при этом барды, разделяют на два потока. Один поток выводят из процесса, а другой пастеризуют при 60-100°С и возвращают на стадию сбраживания. Этанол вьщеляют термическим или экстракционным методом при атмосферном давлении. 2 з.п. ф-лы ,4 ил. § СО 00 о оо о со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А3

g g>SU цп 1 (5g 4 С 12 P 7/06

ВСЕСОЮЗНАЯ и „ " ;",,)3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТ У

ЧЬЕМ(Ti-:а 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2719149/28-13 (22) 30.01.79 (31) 7801133-5 (32) 31.01.78 (33) SE (46) 07.04.87. Бюл Р 13 (71) Альфа Лаваль, АБ (SE) (72) Ларс К,Дж. Энстрем (SE) (53) 663.52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 582274, кл. С 12 P 7/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 99533, кл. С 12 P 7/12, 1954. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТАНОЛА (57) Изобретение относится к спиртовой промышленности. Целью изобретения является снижение количества сточных вод и повышение скорости сбраживания. Сусло подвергают сбраживанию в непрерывном потоке в присутствии дрожжей, в процессе сбраживания поддерживают концентрацию этанола

4-5 мас.7, после чего сброженное сусло подвергают центрифугированию, при этом непрерывно разделяют дрожжи, обездрожженное сусло и шлам, затем дрожжи возвращают в процесс сбраживания. Шлам периодически выводят из процесса, а из обездрожженного сусла непрерывно выделяют.этанол с получением при этом барды, которую разделяют на два потока. Один поток выводят из процесса, а другой пастеризуют при 60-100 С и возвращают на стадию сбраживания. Этанол выделяют термическим или экстракционным методом при атмосферном давлении. 2 з.п. ф-лы,4 ил.

1 130

Изобретение относится к спиртовой промышленности и касается способа получения этанола.

Целью изобретения является сниже.ние количества сточных вод и повышение скорости сбраживания.

На фиг. 1 изображена технологическая схема, согласно предлагаемому способу; на фиг. 2 — то же, сбраживание осуществляют в одну стадию с вьделением из сброженного сусла этанола дистилляционным методом; на фиг.3 — то же, способ осуществляют в две последовательные стадии; на фиг. 4 — то же, вьделение этанола осуществляют экстракционным методом.

Технологическая схема (фиг. 1) содержит бродильный чан 1, центробежный сепаратор 2, аппарат 3 для выделения этанола, смеситель 4,соединенные трубопроводами 5-8 с образо ванием циркуляционного контура. Центробежный сепаратор соединен посредством трубопровода 9 со смесителем 4.

Бродильный-чан 1, центробежный сепаратор 2, аппарат 3 для вьделения этанола снабжены приспособлениями

10-12 соответственно для вывода газа, шлама и этанола, а трубопровод 7 имеет ответвление 13 для отвода барды из цикла. Смеситель 4 сообщен с трубопроводом 14 для подачи сусла в бродильный чан 1.

Технологическая схема согласно фиг. 2 соцержит те же конструктивные элементы, только аппарат 3 для вьделения этанола представляет собой перегонный куб 15 с теплообменником и дополнительно имеет теплообменник

16 и холодильник 17.

Технологическая схема согласно фиг. 3 содержит те же элементы, что и изображенные на фиг. 2, только имеет двойной комплект.

Технологическая схема согласно фиг. 4 содержит те же конструктивные элементы, только аппарат для выделения этанола представляет собой экстракционный агрегат 18 в виде противоточной экстракционной колонны и дистилляционный агрегат 19 в виде фракционирующей колонны. Центробежный сепаратор 2 соединен трубопро-. водом 6 с экстракционным агрегатом

18, который соединен с дистилляционным агрегатом 19 трубопроводом 20.

Дистилляционный агрегат 19 имеет приспособ,пение 21 для косвенного

3034 2 обогрева и сообщен с экстракционным агрегатом 18 трубопроводами 22 и 23.

Экстракционный агрегат 18 снабжен трубопроводом 24 для вывода барды и через трубопровод 23 соединен с трубопроводом 25 для подвода растворителя, а диспллляционный агрегат 19 соединен с трубопроводом 26 для отвода этанола.

Предлагаемый способ согласно технологической схеме, изображенной на фиг. 1, осуществляют следующим образом.

В бродильный чан 1 подают сбраживаемое сусло и дрожжи и проводят непрерывное сбраживание сусла, в процессе сбраживания сброженное сусло отводят по трубопроводу 5 в центробежный сепаратор 2, где непрерывно разделяют его на дрожжи и обездрожженное сусло и периодически отводят через приспособление 11 шлам.

Дрожжи возвращают по трубопроводам

9 и 8 через смеситель 4 в бродильный чан. Из обездрожженного сусла вьделяют в аппарате 3 для вьделения этанола этанол с получением барды. Зтанол по приспособлению 12 отводят в сборник (не показано),а барду разЗ0 деляют на два потока, один из которых пастеризуют при температуре от

60 до 100 С и возвращают в бродиль— ный чан, а другой BblBîäÿò из цикла.

При сбраживании выводят газы броже31 ния и поддеРживают концентрацию этанола 4-5 мас.7.. Выделение этанола осуществляют термическим или экстракционным методом при атмосферном давлении. Можно осуществлять выде40 ление вакуумом, но только этот npoIJFcc не экономичен.

Предлагаемый способ согласно технологической схеме изображенной на фиг. 2, осуществляют следующим об45 разом.

1(онцентрированное осветленное сусло по трубопроводу 14 через смеситель 4 подают в бродильный чан 1, где проводят непрерывное его сбражи— вание, в процессе которого поступающий на сбраживание поток сусла смешивается с суспензией дрожжей, поступающей из центробежного сепаратоS5 ра 2 и частично с потоком барды, поступающей из перегонного куба 15.

В центробежном сепараторе 2 шлам периодически отделяют и выводят из процесса через приспособление 11.

3 13030

Этанол выделяют в перегонном кубе 15, для обогрева которого подают глухой или острый пар, в случае использования последнего разбавление компенсируется увеличеНием концентрации в сбраживаемом сусле. Использование .острого пара позволяет избежать отложения на поверхностях теплопередачи.

Этанол выходит по трубопроводу и барда. отдает почти все имеющееся f0 тепло потоку, входящему в перегонный куб через теплообменник 16.

Малая часть потока барды отводится из циркуляционного цикла через ответвление 13, остальной поток ох- !5 лаждают в холодильнике 17 и через смеситель 4 подают в бродильный чан 1.

В процессе сбраживания из бродильного чана 1 выпускают газы брожения по приспособлению 10, концентрацию эта- 20 кола в бродильном чане 1 поддерживают низкой в пределах около 4 мас.X при этом сусло сбраживается почти на 100Х.

Для улучшения экономичности работы целесообразно соединить последовательно несколько бродильных чанов, как показано на фиг. 3. Способ осуществляют аналогично. технологической схеме, изображенной на фиг. 2, толь- 30 ко барду из перегонного куба 15 пропускают через теплообменник 16 и холодильник 17 и разделяют частично на один поток, подаваемый в бродильный чан 1 и частично на поток, который подают в бродильный чан 1 че1 ез смеситель 4. Поток этанола поступает из перегонного куба 15. Параметры работы выбирают так, чтобы концентрация этанола в барде, используе-40 мой в процессе сбраживания, составляла около 4 мас., а в барде, которую выводят из процесса, — низкая.

В качестве альтернативы для вьделения этанола может быть применена экстракционная техника. На фиг. 4 схематично представлен такой процесс.

Вьделение этанола осуществляют путем подачи потока растворителя через экст50 ракционный агрегат 18, который поглощает летучее соединение — этанол и по трубопроводу поступает в дистилляционный агрегат 19, откуда этанол выводят по трубопроводу 26. Нижний поток растворителя из дистилляционного агрегата поступает в экстракционный агрегат 18, предварительно смешиваясь с растворителем, Часть

34 4 потока, соединенная летучим органическим соединением, т.е. выходящая из экстракционного агрегата 18, сбрасывается, а остальная часть подается в бродильный чан 1 через смеситель 4.

Дистилляционный агрегат 19 целесообразно нагревать путем косвенного обогрева. В качестве растворителя.используют октанол, этанол из растворителя выделяют фракционированием. При сбра- . живании используют мелассу с концентО рацией 50-60 Брикса, при этом содержание этанола не превышает 5мас.. путем. непрерывного его удаления из сбраживаемого сусла. Термическое и экстракционное вьделение этанола проводят при атмосферном давлении, при этом барду разделяют на два потока, один из которых пастеризуют при температуре от 60 до 100 С и возвращают его на стадию сбраживания.

Концентрация углеводов в сбраживаемом сусле поддерживается не вьппе

5 мас.X °

Пример 1. В бродильный чан с мешалкой, содержащий 100 л освето ленной мелассы плотностью 20 Брикса, подают 10 кг пекарских дрожжей и производят брожение, температуру брожения сусла поддерживают равной

32 С, при этом сбраживаемый сахар на

90 . превращается в этанол в течение

3 ч. К концу брожения непрерывно удаляют этанол из сусла в количестве, обеспечивающем его концентрацию в сусле около 4 мас.X. Сброженное сусло разделяют центрифугированием на шлам, концентрат дрожжей, который возвращают в бродильный чан, и обездрожженное сусло. Из обездрожженного сусла в непрерывном потоке выделяют термическим методом — дистилляцией под атмосферным давлением этанол, а из полученной барды отделяют поток с содержанием 25-35 мас.Х сухих веществ и выводят из цикла, а о оставшуюся часть пастеризуют при 60 С и возвращают на стадию сбраживания.

Пример 2. Способ осуществля-, ют аналогично примеру 1. Тростниковую мелассу сбраживают дрожжами

Schizosaccharomyces ротпЬе при атмосферном давлении, в процессе сбраживания рН среды и температуру поддерживают равными 4,5 и 32 C,ðoñò дрожжей контролируют вводом воздуха.

Поток обездрожженного сусла подают в перегонный куб для дистилляции в

Формула и з обретения

5 130303 количестве 580 кг/ч, поток барды составляет 363 кг/ч, концентрация этанола в нем О . Из перегонного куба .отводят 65 кг/ч пара, содержащего

387 этанола, из бродильного чана

5 отводят 26 кг/ч двуокиси углерода.

В бродильном чане поддерживают следующие равновесные условия:

Дрожжи 5 10 кл/мл

4 6 цией веществ, т.е. в 4-6 раз более концентрированной и повысить скорость сбраживания за счет высокой концентрации растворимых неферментативных веществ и поддержания определенной концентрации этанола, которая не ингибирует процесс.

0,1 часть на млн

Воздух

Этанол 4,3

Полное содержание СВ (кро- 15 ме дрожжей) Сбраживаемый сахар О, 2 .

Непрерывно отводят поток барды пос-20 ле дистилляции 152 кг/ч с содержанием сухих веществ 25 мас.,, Пример 3. Способ осуществляют аналогично примерам 1 и 2, только подвергают сбраживанию пшеничное сусло дрожжами Saccharomyces cereviз ае, концентрацию этанола в сбраживаемом сусле поддерживают равной

5 мас. .. Выделение этанола осуществляют экстракционным методом при ат- 30 мосферном давлении. В качестве раст— ворителя используют октанол, который отделяют от этанола фракциониоованием. Полученную при этом барду делят на два потока, один из которых с 35 .содержанием сухих веществ 35 мас. выводят из цикла, а другой пастеризуют при 100 С и возвращают на ста; дию сбраживания.

Предлагаемый способ позволяет сни-40 зить количество сточных вод за счет получения барды с высокой концентра1.Способ получения этанола, предусматривающий непрерывное сбраживание сусла в присутствии барды, разделение его центрифугированием на шлам и сброженное сусло с дрожжами, возврат дрожжей в сбраживамое сусло и выделение из сброженного сусла этанола с получением барды, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения количества сточных вод и повышения скорости сбраживания, при разделении сброженного сусла центрифугированием дополнительно отделяют от дрожжей обездрожженное сусло, а выделение этанола осуществляют из последнего в непрерывном потоке, при этом полученную барду разделяют на два потока, один из которых с содержанием сухих веществ 2535 мас. выводят из цикла, а другой пастеризуют при 60-100 С с последующим возвратом его на стадию сбраживания.

2.Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что концентрацию этанола в сбраживаемом сусле поддерживают равной 4-5 мас. .

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что выделение этанола осуществляют термическим или экстракционным методом при атмосферном давлении.

1303034

1303034

М.

21

22

Составитель Л.Пашинина

Редактор А.Ворович Техред Л.Олейник KoppeKTop M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 1228/58 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4