Zakłady produkcji etanolu wykorzystują zaawansowany pakiet przetwórczy do produkcji pasz o wysokiej zawartości białka i zwiększenia wydajności zakładu przy jednoczesnym obniżeniu wskaźników CI.

Dzięki zaawansowanemu pakietowi przetwórczemu ICM kilka zakładów produkcji etanolu zostało zmodernizowanych pod kątem nowej technologii, która umożliwia frakcjonowanie tradycyjnego wywaru gorzelnianego na dwa różne stosy – stos wysokoenergetyczny oraz Protomax: stos bogaty w drożdże i białko. Przy łącznej produkcji etanolu wynoszącej 300 milionów galonów rocznie te udoskonalone zakłady zużywają około 100 milionów buszli kukurydzy rocznie. Zakłady te, zlokalizowane pośrodku regionu nazywanego „pasem kukurydzy”, dostarczają etanol, CO2 i paszę dla zwierząt w całych Stanach Zjednoczonych. 

Zaawansowany pakiet przetwórczy i wirówki

Chuck Gallop, dyrektor ds. innowacji w ICM, wyjaśnia, że podejście ICM do tej technologii zostało udoskonalone w ostatnich latach. ICM oferuje szeroką gamę produktów i usług dla przemysłu biopaliw, mających na celu maksymalizację produktywności, dywersyfikację przychodów i uzyskanie cennych produktów paszowych.  – Kukurydza jest mielona na walcach, aby dokładniej kontrolować wielkość cząstek, a następnie rozdrabniana i upłynniana – mówi Gallop. – Następnym krokiem jest usunięcie składników zawiesiny poprzez proces frakcjonowania zwany technologią selektywnego mielenia i technologią oddzielania włókien. Te dwie technologie są łączone w celu oddzielenia fazy stałej od cieczy, ponownego rozdrobnienia fazy stałej w stanie mokrym, a następnie kilkuetapowego płukania wstecznego faz stałych, aby uzyskać czysty produkt włóknisty.

Chuck Gallop, dyrektor ds. innowacji w ICM

Faza stała jest oddzielana i odwadniana za pomocą prasy rotacyjnej w celu uzyskania produktu o niskiej zawartości białka i skrobi oraz wysokiej zawartości włókna. Włókno omija cały proces produkcji etanolu, co zwiększa zdolność fermentacji i destylacji oraz optymalizuje sprawność pompy, wymiennika ciepła i wirówki. Po usunięciu włókna, ciecz bogata w białko i skrobię jest przetwarzana poprzez fermentację i destylację. Odwłóknione piwo jest przetwarzane w zoptymalizowanych dekanterach.

– Używamy dekantera marki Flottweg, który został zoptymalizowany pod kątem przetwarzania materiałów o dużej zawartości białka i usuwania tłuszczu – mówi Gallop.  Proces o nazwie FOT (z ang. Feed Optimization Technology – „technologia optymalizacji paszy”) to dwuetapowy proces, który wykorzystuje kilka udoskonaleń dekantera, takich jak opatentowany ślimak z otwartym korpusem zwiększający wydajność dekantera i suchość placka. 

– Po przeróbce metodą FOT wypłukany mokry placek z dekantera drugiego etapu ma znacznie wyższą zawartość białka niż tradycyjny mokry placek – wyjaśnia Gallop. – Zawiera około 55–57% białka w suchej masie. Odciek z dekanterów pierwszego etapu, który normalnie trafiłby bezpośrednio do parowników, przechodzi przez Sedicanter^®, czyli wirówkę Flottweg o wysokiej sile g. Oddziela ona drobne cząstki zawieszonej fazy stałej, w tym drożdże z odcieku z dekanterów. Placek drożdżowy jest następnie mieszany z plackiem z dekanterów w celu uzyskania produktu Protomax™.  W ten sposób uzyskujemy wyklarowany wywar gorzelniany, który przechodzi do parowania.

Dzięki zastosowaniu wirówek Sedicanter^® w procesie TS4™ firmy ICM, zawieszone cząstki stałe są usuwane, parowniki stają się bardziej wydajne, a całkowita ilość fazy stałej w syropie może osiągnąć znacznie wyższy poziom. Daje to od siedmiu do dziesięciu stężeń fazy stałej w syropie. 

Tradycyjnie zakłady produkcji etanolu wytwarzają suszony wywar gorzelniany z substancjami rozpuszczalnymi – ogromny stos niedoskonałej mieszanki materiałów. Podejście ICM polega na pobraniu suszonego wywaru gorzelnianego z substancjami rozpuszczalnymi i podzieleniu go na poszczególne składniki, nadające się do sprzedaży dla określonych zwierząt gospodarskich lub domowych.  Na przykład mieszanka włókna i syropu stanowi doskonałą, wysokoenergetyczną paszę dla zwierząt. Skoncentrowane białko świetnie nadaje się dla bydła mlecznego, świń, drobiu, akwakultury i zwierząt domowych. Olej kukurydziany usunięty z wywaru gorzelnianego jest idealny do produkcji biodiesla, odnawialnego oleju napędowego, zrównoważonego paliwa lotniczego, oraz do zwiększania zawartości energii w paszach dla zwierząt.

Segment paliw odnawialnych stale rośnie – w szczególności odnawialnego oleju napędowego i zrównoważonego paliwa lotniczego. Oleje roślinne, a w szczególności olej kukurydziany z wywaru gorzelnianego, to materiał o niskim wskaźniku CI, który doskonale nadaje się do produkcji odnawialnego oleju napędowego i zrównoważonych paliw lotniczych. 

Dlaczego sprzęt do oddzielania jest potrzebny w procesie FOT

W ciągu ostatnich 20–25 lat w procesie produkcji etanolu nastąpiła ewolucja, która obejmuje udoskonalenie procesu oddzielania fazy stałej od cieczy po destylacji. – Bez tego udoskonalenia zużylibyśmy ogromną ilość energii do osuszenia fazy stałej i odparowania wody – wyjaśnia Gallop. – Gdybyśmy mieli opisać proces produkcji etanolu w bardzo uproszczony sposób, pierwszym krokiem byłoby zmieszanie ziarna z wodą. Drugim krokiem byłaby destylacja etanolu z ziarna i wody. Trzecim krokiem byłoby oddzielenie pozostałego ziarna od wody. W tym celu używamy wirówek.

ICM wykorzystuje wirówki Flottweg do oddzielania zawieszonych cząstek stałych od wody. Woda trafia do parowników, w których powstaje koncentrat związków rozpuszczalnych z wywaru gorzelnianego, powszechnie nazywany „syropem”. Faza stała trafia do suszarek. – Bez etapu wirowania woda zawiera za dużo cząstek stałych, aby przekazać ją do parowników, zaś faza stała zawiera za dużo wody, aby przekazać ją do suszarek. Etap wirowania ma zasadnicze znaczenie dla sukcesu każdego zakładu produkcji etanolu – mówi Gallop. 

Zakończenie

Od 2005 roku ICM i Flottweg rozwijają coraz ściślejszą współpracę. Zaczęło się od instalacji dekanterów do procesu produkcji etanolu. Dekantery marki Flottweg były w stanie przetworzyć dwukrotnie więcej całego wywaru gorzelnianego na maszynę niż inne wcześniej używane wirówki. 

– ICM i Flottweg kontynuują współpracę na bazie ekskluzywnego partnerstwa, w ramach którego opracowaliśmy system odzyskiwania oleju wykorzystujący wirówkę Tricanter™ marki Flottweg – mówi Gallop. – ICM nazywa go „Base Tricanter System” lub BTS™. Następnie opracowaliśmy TS4™: system oddzielania rzadkich faz stałych wywaru gorzelnianego z wykorzystaniem Sedicanter^®, czyli wirówek ciśnieniowych Flottweg o wysokiej sile g. Jest to wirówka typu dekanter, która działa tak samo lub nieco lepiej niż wirówka talerzowa do oczyszczania wywaru gorzelnianego. Ostatnio zaś opracowaliśmy technologię optymalizacji paszy FOT™, która wykorzystuje udoskonaloną konstrukcję ślimaka w połączeniu z kilkoma dodatkowymi ulepszeniami dekanterów Flottweg w celu zwiększenia przepływu i suchości placka w każdym dekanterze.

Dzięki zwiększonemu natężeniu przepływu możliwe jest podzielenie dekanterów na dwa przejścia. Po pierwszym etapie oddzielania następuje ponowne zwilżenie fazy stałej placka, a następnie wtórny etap oddzielania. – Bez udoskonaleń wewnętrznej konstrukcji dekanterów ta technologia nie byłaby opłacalna – wyjaśnia Gallop. 

ICM koncentruje się na rentownym dodawaniu wartości do lokalnego rolnictwa i żywieniu świata poprzez innowacyjną i niezawodną konstrukcję zakładów. – Zdajemy sobie sprawę, że na świecie jest dużo skrobi, a za mało białka – mówi Gallop. – Więc sposobem, w jaki możemy temu zaradzić, jest wzięcie materiałów, które zawierają za dużo skrobi i za mało białka, i skoncentrowanie tego białka w paszy, która trafia do zwierząt hodowlanych, a następnie staje się źródłem pożywienia. ICM współpracuje z przedsiębiorstwami, które mają takie samo podejście i takie samo pragnienie, aby pomóc ludzkości. Wspólnie opracowujemy technologie i rozwiązania, które usprawniają każdy z tych zakładów.

Autor

Daniel Lakovic jest zatrudniony na stanowisku Business Development Manager w firmie Flottweg Separation Technology Inc. Ma tytuł magistra w dziedzinie finansów oraz licencjat w dziedzinie biznesowych stosunków międzynarodowych. Można się z nim skontaktować pod adresem dlakovic@flottweg.net.