Установки по производству этанола используют усовершенствованный технологический пакет для производства кормов с высоким содержанием белков и увеличения производительности установки при одновременном снижении показателей CI.

С помощью пакета ICM Advanced Processing Package несколько установок по производству этанола были модернизированы для использования новой технологии, которая позволяет фракционировать традиционный раствор после дистилляции на две разные части — высокоэнергетическую часть и обогащенную дрожжами часть с высоким содержанием белка, Protomax. При общем объеме производства этанола в 300 млн галлонов в год эти предприятия с расширенным производством потребляют около 100 млн бушелей кукурузы в год. Расположенные в центре кукурузного пояса, эти предприятия производят этанол, CO2 и корма для животных по всей территории Соединенных Штатов Америки. 

Усовершенствованный технологический пакет и центрифугирование

Чак Гэллоп (Chuck Gallop), директор по инновациям ICM, объясняет, что в последние годы подход ICM к этой технологии был усовершенствован. ICM предлагает ряд продуктов и услуг для биотопливной промышленности, направленных на максимальное повышение производительности, диверсификацию доходов и получение ценных кормовых продуктов.  «Мы обрабатываем кукурузу вальцами, чтобы более точно контролировать размер частиц, а затем сушим и превращаем в жидкое состояние», — сказал г-н Гэллоп. «Следующим шагом является удаление компонентов этой суспензии с помощью процесса фракционирования, в которой используются технологии селективного измельчения и разделения волокон. Эти две технологии в совокупности позволяют отделить твердые частицы от жидкости, повторно измельчить твердые частицы во влажном состоянии, а затем провести многоступенчатую промывку этих твердых частиц в противотоке для получения чистого волокна».

Чак Гэллоп (Chuck Gallop), директор по инновациям в ICM

Твердые частицы отделяются и обезвоживаются с помощью роторного пресса для получения продукта с низким содержанием белка и крахмала и высоким содержанием клетчатки. Волокно ускоряет весь процесс производства этанола, благодаря чему освобождаются мощности для брожения и дистилляции и оптимизируется коэффициент полезного действия насоса, теплообменника и центрифуги. После удаления волокна жидкость с высоким содержанием белка и крахмала перерабатывается путем брожения и дистилляции. Очищенная от волокна исчерпанная питательная среда перерабатывается в оптимизированных декантерах.

«Мы используем декантер Flottweg, который был оптимизирован для обработки продуктов с высоким содержанием белков и удаления большого количества жира», — сказал г-н Гэллоп.  Этот процесс называется FOT (технология оптимизации подачи) — это двухступенчатый процесс, в котором используются несколько усовершенствований декантеров, включая запатентованный шнек с открытым корпусом, позволяющий увеличить производительность декантера и сухость отфильтрованного осадка. 

«После обработки в системе FOT промытый влажный осадок, выходящий из декантера второго этапа, содержит гораздо больше белка, чем традиционный влажный осадок», — сказал г-н Гэллоп. «Он содержит от 55 до 57 % белка в сухом веществе. Концентрат из декантеров первого этапа, который обычно поступает непосредственно в испарители, проходит через Sedicanter^®, высокоскоростную декантерную центрифугу Flottweg. При этом из концентрата декантера удаляются мелкие взвешенные твердые частицы для включения дрожжей. Затем дрожжевой осадок смешивают с осадком из декантера для получения Protomax™.  На этом этапе образуется осветленная барда, которая поступает на испарители».

При использовании Sedicanter^® в процессе TS4™ компании ICM взвешенные твердые частицы удаляются, испарители становятся более эффективными, а общее содержание твердых частиц в сиропе может увеличиваться до гораздо более высоких уровней. При этом в сиропе образуется от семи до десяти концентраций твердых веществ. 

Традиционно побочным продуктом этаноловых установок является раствор остатка после дистилляции с растворимыми веществами — большого скопления самой несовершенной смеси сырья. Подход ICM заключается в том, чтобы взять этот раствор с растворимыми веществами и разделить их на отдельные части или компоненты, сделав их пригодными для продажи на корм определенным животным или питомцам.  Например, клетчатка и сироп смешиваются, чтобы обеспечить прекрасный высокоэнергетический корм для скота. Затем белок концентрируется, что делает его идеальным для молочного скота, свиней, птицы, аквакультур и домашних животных. После удаления кукурузного масла из раствора остатка, полученного после дистилляции, продукт идеально подходит для производства биодизеля, возобновляемого дизельного топлива, экологичного авиационного топлива и повышения энергетической ценности кормов для животных.

Кроме того, развивается сегмент возобновляемых видов топлива, в частности, возобновляемое дизельное топливо и экологичное авиационное топливо. Растительные масла, в частности кукурузное масло, получаемое из раствора, оставшегося после дистилляции, являются сырьем с низким CI, которое идеально подходит для производства возобновляемого дизельного топлива и экологичного авиационного топлива. 

Почему оборудование для разделения необходимо для процесса FOT

За последние 20–25 лет в процессе производства этанола произошла эволюция, включающая в себя усовершенствование процесса разделения твердой и жидкой фаз после дистилляции. «Без этого усовершенствования мы бы потребляли огромное количество энергии, используемой для сушки твердых частиц и испарения воды», — объяснил г-н Гэллоп. «Фактически, если мы вернемся назад и я опишу процесс производства этанола в очень простых шагах, то первым этапом будет смешивание зерна с водой. Второй этап заключается в дистилляции этанола из зерна и воды. Третий этап заключается в отделении остатков зерна от воды. Для этого мы используем центрифуги».

ICM использует центрифуги Flottweg для отделения взвешенных твердых частиц от воды. На этом этапе вода поступает в испарители для создания концентратов растворимых веществ, более известных как сиропы. Твердые частицы поступают в сушилку. «Без этого этапа центрифугирования в воде для испарителей было бы слишком много твердых частиц, а в сушилках — слишком много воды вместе с твердыми частицами. Этап центрифугирования имеет решающее значение для успеха каждого этанолового производства», — сказал г-н Гэллоп. 

Заключение

С 2005 года ICM и Flottweg развивают партнерские отношения. Вначале в процесс производства этанола были внедрены декантеры. Декантеры Flottweg были способны перерабатывать в два раза больше всего осадка в расчете на одну машину, чем другие ранее использовавшиеся центрифуги. 

«ICM и Flottweg продолжают сотрудничать в рамках эксклюзивного партнерства, в ходе которого мы разработали систему восстановления масла с использованием Tricanter™ Flottweg», — сказал г-н Гэллоп. «ICM называет свою систему базовой трикантерной системой или BTS™. Затем мы разработали TS4™ — систему отделения мелких твердых веществ из раствора, оставшегося после дистилляции, с использованием машин Sedicanter^® Flottweg, представляющих собой декантеры с высоким значением центробежного ускорения, работающие под давлением. Это центрифуга в стиле декантера, которая работает наравне или даже немного лучше, чем дисковая центрифуга для осветления осадка. А недавно мы разработали технологию оптимизации подачи (FOT™), которая использует усовершенствованную конструкцию валков в сочетании с несколькими дополнительными усовершенствованиями декантеров Flottweg для увеличения производительности и сухости осадка в каждом декантере».

После увеличения производительности стало возможным разделить декантеры на два этапа. За первичной стадией разделения следует повторное смачивание твердых частиц осадка и затем вторичная стадия декантирования. «Без подобных улучшений внутренних компонентов декантеров эта технология не была бы экономически приемлемой», — объяснил г-н Гэллоп. 

Благодаря инновационному и надежному проектированию установок ICM стремится к тому, чтобы приносить пользу местному сельскому хозяйству и обеспечить кормами весь мир. «Мы понимаем, что в мире много крахмала и мало белка», — сказал г-н Гэллоп. «Поэтому мы можем решить эту проблему, используя сырье, содержащее слишком много крахмала и слишком мало белка, сконцентрировав этот белок в корме для скота, который в свою очередь станет источником пищи. ICM сотрудничает с предприятиями, которые разделяют тот же подход и так же стремятся к улучшению условий для человечества. Совместными усилиями мы разрабатываем технологии и решения, которые улучшают работу каждой из этих установок.

Автор

Даниэль Лакович — менеджер по развитию бизнеса Flottweg Separation Technology Inc. Даниэль имеет степень бакалавра наук в области международного бизнеса и степень магистра бизнес-администрирования в сфере финансов. С ним можно связаться по электронной почте dlakovic@flottweg.net.