БИОМАССА Как источник энергии

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Детальный проект системы ферментации может быть разработан после того, как будет выбрано сырье. В зависимости от этого используется различное оборудование. Некоторые схемы технологического процесса представлены на рис. 1, 2 и 3 и в табл. 1.

Измельчение. Перед переработкой большая часть твердых материалов измельчается. Для измельчения зернового сырья обычно используют дисковые мельницы, вращающиеся плоские плиты с выступающими зубьями для разрыва зерен. Отделение сока сахарного тростника или тщательное измельчение целлюлозы, чтобы добиться приемлемых вы­ходов ферментирующихся материалов [4, 5], осуществляется с по­мощью шаровых мельниц или путем обработки сильными растворите­лями.

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Рекиркулирующая

Подогреватель

Суспензии

Водяной пар

Выпуск Конденсатор газов

Зернохрани- Очиститель Молотковая Резервуар для

- Иа ферментацию

Мельница.

Суспензии

Испарительный резервуар

Охладитель

Вакуумный насос

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Растворимые сахара

Технологическая вода

Твердые загрязнения

Водяной пар

Нагреватель (если требует-

Рб3£влешя р«*РвУаР для Стерилизатор Впускнои/т - Охладитель

Разбавления фильтр хранения освет - (если требуется) пустой тепло - сока ленного сока обменник (если

Лтребуется)

Ферментации3 технологнческого процесса подготовки хлебных злаков (а) илн растворимого сахарного сырья (б) для

Числа и буквы в шестиугольниках соответствуют материальным потокам, приведенным в табл. 1.

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Я

А б

EC Я Я"

В

А

0

1

Я о н

Х

^

А

Я П о,

И

«

О о

4 о X я н m

К

5

О §

А

О

Ц

О а х

Ill1 І Its

Таблица 1. Общий материальный баланс и баланс по компонентам системы фер­ментации для производства этанольного топлива (38 млн. л. в год)

Периодическая ферментация зерновых

: злаков

Компоненты

1-й поток

2-й поток

3-й поток

4-й ноток

Крахмал

6999

-

-

-

Протеин

1669

-

1 869

Масляная жидкость/жир

263

263

Прочие твердые вещества

2096

2295

Диоксид углерода

3579

-

Вода

1 520

182266

1433

182 351

Итого

12547

182266

5012

186778

Непрерывная ферментация мелассы

Компоненты

Поток А

Поток Б

Поток В

Поток Г

Сахара

7 720

Протеин

728

-

767

Масляная жидкость/жир

146

-

-

146

Прочие растворимые

Веще-

Ства

3 204

-

-

3 551

Диоксид углерода

-

-

3 579

Вода

2768

200 682

1433

195134

Итого

14566

200682

5012

199598

Отгонка

Этанола

Компоненты

5-й поток

6-й поток

7-й ноток

8-й поток

Этанол

--

3441

_

_

Вторичные продукты

290

-

-

-

Бензол

Немного

Вода

17

77

Итого

290

3458

77

Примечание. Питательные вещества прн работе с мелассой не требуются. Значення величии приведены в кг/ч.

Гидролиз субстрата. После измельчения субстрат подвергается гидроли­зу для образования ферментирующихся Сахаров из углеводных полиме­ров. Наиболее ферментирующейся частью зерен злаков является крах­мал, который после обработки высокотемпературными ферментами на этапе «варки» полностью сжижается. Гидролиз завершается образова­нием глюкозы с помощью второго фермента. При ферментации целлю-

Лозы также образуются стойкие к разложению твердые остатки [6]. В современных условиях целлюлоза может быть гидролизована с по­мощью ферментов или кислот в процессах, более сложных, чем гидро­лиз крахмала. При получении сока сахарного тростника или мелассы нет необходимости в гидролизе, поскольку образующийся твердый остаток является ферментирующимся.

Стерилизация сырья. После измельчения и суспендирования или раство­рения субстрат должен быть освобожден от конкурирующих микроор­ганизмов. В тех случаях, когда для стерилизации субстрата недостаточ­но высокотемпературного гидролиза, проводят самостоятельную стери­лизацию. Эта операция может быть осуществлена в ферментерах периодического действия с подводом жидкой среды перед фермента­цией после нагревания. Однако при этом сокращается рабочая емкость ферментера. В случае непрерывной ферментации необходима предвари­тельная стерилизация субстрата; для растворимых субстратов могут ис­пользоваться стандартные теплообменники и емкости с надлежащим временем удержания. Для стерилизации твердых субстратов, образую­щих суспензии, требуется более сложное оборудование, поскольку дол­жен обеспечиваться прогрев всей массы.

Концентрация ферментирующихся твердых веществ. Конечная стадия подготовки сырья состоит в его разбавлении для получения определен­ной концентрации твердых веществ, способных к ферментации. Концен­трация определяется способностью микроорганизмов выдерживать дей­ствие образующегося этанола при эксплуатационных условиях фермен­тации. Такие условия устанавливаются на основании баланса между большой производительностью при высокой концентрации и большими выходами при низкой концентрации сырья.

БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энер­гетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.

Кислород

Микроорганизмы, ответственные за производство этанола фермента­цией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из на­чального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.

Тепловой и энергетический к. п. д

Для составления энергетического баланса необходимо точно опреде­лить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из си­стем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеаль­ной.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.