Способ получения этанола

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 12 Р 7/О СЕСОЮЗП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАТЕНТУ 3(БЕ)м (БЕ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(57) Изобретение относвой промышленности. Цения является снижениесточных вод и повышениживания. Сусло подверг льство СССР /Обь 1976.ство СССР 12, 1954.ЭТАНОЛАится к спиртолью иэобретеколичества е скорости сбраают сбраживанию в непрерывном потоке в присутствии дрожжей, в процессе сбраживанияподдерживают концентрацию этанола4-5 мас.7, после чего сброженноесусло подвергают центрифугированию,при этом непрерывно разделяют дрожжиобездрожженное сусло и шлам, затемдрожжи возвращают в процесс сбраживания. Шлам периодически выводят изпроцесса, а из обездрожженного сусланепрерывно 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 настадию сбраживания, Этанол выделяюттермическим или экстракционным методом при атмосферном давлении. 2 з.п,ф-лы,4 ил,1 130Изобретение относится к спиртовойпромышленности и касается способаполучения этанола,Целью изобретения является снижение количества сточных вод и повышение скорости сбраживания.На фиг. 1 изображена технологическая схема, согласно предлагаемомуспособу; на фиг. 2 - то же, сбраживание осуществляют в одну стадию свьделением из сброженного сусла этанола дистилляционным методом; нафиг.3 - то же, способ осуществляютв две последовательные стадии; нафиг, 4 - то же, вьделение этанолаосуществляют 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 образованием циркуляционного контура. Центробежный сепаратор соединен посредством трубопровода 9 со смесителем 4.Бродильный.чан 1, центробежный сепаратор 2, аппарат 3 для вьделенияэтанола снабжены приспособлениями10-12 соответственно для вывода газа, шлама и этанола, а трубопровод 7имеет ответвление 13 для отвода барды из цикла. Смеситель 4 сообщенс трубопроводом 14 для подачи суслав бродильный чан 1,Технологическая схема согласнофиг, 2 соцержит те же конструктивные элементы, только аппарат 3 длявьделения этанола представляет собойперегонный куб 15 с теплообменникоми дополнительно имеет теплообменник16 и холодильник 17.Технологическая схема согласнофиг, 3 содержит те же элементы, чтои изображенные на фиг. 2, толькоимеет 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 2обогрева 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 отво. да этанола,10 Предлагаемый способ согласно технологической схеме, изображеннойна фиг. 1, осуществляют следующимобразом.В бродильный чан 1 подают сбраживаемое сусло и дрожжи и проводятнепрерывное сбраживание сусла, впроцессе сбраживания сброженноесусло отводят по трубопроводу 5 вцентробежный сепаратор 2, где непрерывно разделяют его на дрожжи и обездрожженное сусло и периодическиотводят через приспособление 11 шлам.Дрожжи возвращают по трубопроводам9 и 8 через смеситель 4 в бродильныйчан, Из обездрожженного сусла вьделяют в аппарате 3 для вьделения этанола этанол с получением барды. Зтанол по приспособлению 12 отводятв сборник (не показано),а барду раз 30 деляют на два потока, один из которых пастеризуют при температуре от60 до 100 С и возвращают в бродиль -ный чан, а другой выводят из цикла.При сбраживании выводят газы броже 31 ния и поддерживают концентрацию этанола 4-5 мас,Е. Выделение этанолаосуществляют термическим или экстракционным методом при атмосферномдавлении. Можно осуществлять выде 40 ление вакуумом, но только этот процесс не экономичен.Предлагаемый способ согласно технологической схеме изображенной нафиг. 2, осуществляют следующим об 45 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 сепарато ра 2 и частично с потоком барды,поступающей из перегонного куба 15.В центробежном сепараторе 2 шлампериодически отделяют и выводят изпроцесса 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 имеющееся1 О тепло потоку, входящему в перегонный куб через теплообменник 16.Малая часть потока барды отводится из циркуляционного цикла через .ответвление 13, остальной поток ох 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 кола в бродильном чане 1 поддерживают низкой в пределах около 4 мас. ., при этом сусло сбраживается почти на 100%.Для улучшения экономичности рабо ты целесообразно соединить последовательно несколько бродильных чанов, как показано на фиг. 3. Способ осуществляют аналогично. технологической схеме, изображенной на фиг. 2, толь 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 чеез смеситель 4. Поток этанола поступает из перегонного куба 15. Параметры работы выбирают так, чтобы концентрация этанола в барде, используемой 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 экст 50 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 4потока, 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 обог. рева. В качестве растворителя используют октанол, этанол из растворителя выделяют фракционированием, При сбра- . живании используют мелассу с концентОрацией 50-60 Брикса, при этом содержание этанола не превышает 5 мас,.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,7П р и м е р 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 907. 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, . 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 эта" нол, а из полученной барды отделяют поток с содержанием 25-35 мас,Х сухих веществ и выводят из цикла, ао оставшуюся часть пастеризуют при 60 С и возвращают на стадию сбраживания. П р и м е р 2. Способ осуществля-, ют аналогично примеру 1. Тростниковую мелассу сбраживают дрожжами БсЬдкозассЬагошусез ротпЬе при атмосферном давлении, в процессе сбраживания рН среды и температуру поддерживают равными 4,5 и 32 С,рост дрожжей контролируют вводом воздуха. Поток обездрожженного сусла подают в перегонный куб для дистилляции вО, 1 часть на млн Воздух Этанол 4,3% Полное содержание СВ (кроме дрожжей) 5 Сбраживаемыйсахар 0,27,Непрерывно отводят поток барды после дистилляции 152 кг/ч с содержанием сухих веществ 25 мас.7П р и м е р 3, Способ осуществляют аналогично примерам 1 и 2, только подвергают сбраживанию пшеничное 25 сусло дрожжами Бассйагошусез сегеч- зае, концентрацию этанола в сбраживаемом сусле поддерживают равной 5 мас.7 Выделение этанола осуществляют экстракционным методом при ат мосферном давлении. В качестве растворителя 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.7 выводят из цикла, а другой пастеризуют при 100 С и возвращают на ста; дию сбраживания.Предлагаемый способ позволяет снизить количество сточных вод за счет получения барды с высокой концентра 5 130303 количестве 580 кг/ч, поток барды составляет 363 кг/ч, концентрация этанола в нем 07 Из перегонного куба .отводят 65 кг/ч пара, содержащего 387 этанола, из бродильного чана5 отводят 26 кг/ч двуокиси углерода. В бродильном чане поддерживают следующие равновесные условия:Дрожжи 5 10 кл/мл 4 6цией 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.Формула изобретения1.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 щ и й с я 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 25- 35 мас.7 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 ющ и й с я тем, что концентрацию этанола в сбраживаемом сусле поддерживают равной 4-5 мас.73. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что выделение этанола осуществляют термическим или экстракционным методом при атмосферном давлении,е Г по делам3035, Моск Проектная водственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгоро Тираж 500дарственногоизобретенийЖ, Рауш Подпискомитета СССРоткрытийкая наб., д,4/