SE416315B - Forfrande for framstellning av etanol, varvid ravaruflodet uppdelas i ett flode rikt pa fast substans och ett substratflode fritt fran fast substans, varvid det sistnemnda flodet efter bearbetning delvis bringas i ... - Google Patents

Description

7811826-2 Vid utformningen av förjäsningsprocesser för etanolframställning strävar man efter att minimera energibehovet och vattenförbrulmirlgen, samt att öka socker- utbytet så. mycket som möjligt.

En process, som åtminstone tillgodoser dessa behov i den mån råvaran icke är alltför förorenad av fibrer, skal etc. beskrives i den svenska patentansökningen 7801153-5, vilken avser ett förfarande för framställning av en flyktig organisk förening, företrädesvis etanol, genom kontinuerlig förjäsning av ett kolhydrat- haltigt substrat i ett förjäsningskärl, varvid det kännetecknande är, att ett flöde av förjäsningsvätska medelst centrifugalseparering uppdelas i åtminstone ett jästkonoentratflöde och ett jästfritt flöde, av vilka jästkonoentratflödet åter-föras till förjäsningskärlet, medan det jästfria flödet uppdelas i ett flöde, anrikat på. flyktig organisk förening, vilket avföres, och ett restflöde, av vilket åtminstone en del återföres till förjäsningskärlet. "Förjäsningskärl" och "fermentor" förutsättes vara synonyma.

Om en sådan process skall kunna användas för framställning från mråvara, vilken innehåller fibrer, skal etc., måste råvaruflödet befrias från sistnämnda, innan det tillföras fermentorn, ty annars är det ej möjligt att genomföra recirkula- tionen av jäst, utan att samtidigt recirkulera de nämnda fasta beståndsdelarna..

Det är därför brukligt, att man i sådana fall uppdelar det inkommande råvara- flödet i ett substratflöde, vilket tillföres fermentorn, och ett flöde, rikt på fast substans medelst centrifugalseparering, varefter sistnämda flöde tvättas med vatten, vilket efter genomförd tvättning, anrikat på vid den fasta substan- sen hdftande substrat, tillföras fermentorn. Ett sådant förfaringssätt möjliggör visserligen tillämpning av förfarandet enligt svenska patentansökningen 7801133-5, men innebär en ökad, icke önskvärd förbrukning av 'vatten och energi. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför, att åstadkomma ett förfarande av det inledningsvis nämnda slaget, vid vilket energibehovet ooh vattenför- brulcningen minimeras, medan sockerutbytet är så. högt som möjligt.

Enligt uppfinningen löses detta problem därigenom, att åtminstone en del av nämnda restflöde bringas i kontakt med det nämnda, från råvaruflödet avdelade flödet, rikt på. fast substans, varpå den erhållna blandningen uppdelas dels i ett väsentligen från kvarvarande substrat befriat fastsubstansflöde, vilket avföres från processen, och dels i ett på substrat anrikat flöde, vilket återföres till fermentorn.

Ihiligt en lämplig utformning av förfarandet enligt uppfinningen uppdelas den 7811826-2 nämnda blandningen medelst åtminstone ett separeringsorgan i fonn av ett sil- organ, varvid ett flöde, rikt på fast substans tillsammans med åtminstone en del av nämnda restflöde påföres silorganet ifråga och medelst detta uppdelas i en fastsubstansfraktion. varvid denna på i och för sig känt sätt förhindras att passera silorganet utan att bilda ett filtrerande skikt på detta, och dels en på substrat anrikad vätskefraktion, vilken fraktion bringas att passera igenom sil- organet och återföres till fermentorn.

Den rmämnda blandningen kan även uppdelas medelst åtminstone en centrifugal- separator med horisontellt lagrad rotor och en inuti rotorn koaxiellt med den- samma anordnad transportskruv för utmatning av utseparerad tung fas, i en fast- substansfraktion, vilken utgör tung fas, och en på substrat anrikad vätska- fraktion, vilken återföres till fermentorn. Även vakuumfilter kan användas för uppdelningen i fastsubstansfraktion och substratazzrikad vätskefraktion.

Det är särskilt fördelaktigt att bringa det nämnda flödet, rikt på fast sub- stans, i kontakt med åtminstone en del av restflödet genom att ett flertal separeringsorgan anordnas i serie, varvid flödet, rikt på. fast substans och åtminstone en del av restflödet föres i motström.

En sådan motströmsuttvättning av substrat ur flödet, rikt på fast substans, kan även genomföras med olika typer av extraktorer, exempelvis i form av kolonner, försedda med s k extraktionsbottnar.

Särskilt väl lämpar sig förfarandet enligt uppfinningen, om det jästfria flödet uppdelas medelst destillativ metod i ett flöde anrikat på etanol och ett rest- flöde, s k drank, vilket således användes för att överföra den vid den fasta substansen häftande substratdelen till fermentorn.

-Med tanke på effektiviteten i överföringen av vid den fasta substansen häftande substratet till fermentorn bör halten förjäsbar substans 'i dranken vara betyd- lig-a lägre än i det inkemmanae råvamfiöaet. i Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade tre figurerna, av vilka fig. 1 utgör en schematisk skiss av en anlägg- ning för genomförande av ett förfarande enligt svenska patentansölmingen 7801155-5; sig. 2 visar en schematisk skiss av en anläggning för genomförande '7811826-2 av ett förfarande enligt uppfinningen, varvid tre seriekopplade s k bågsilar och en centrifugalseparator med horisontell rotor och koaxiell traneportskrliv an- vändes för återvinning av substrat från flöde, rikt på fast substans.

Fig. 3 visar en anläggning för genomförande av ett förfarande enligt uppfinningen, varvid två. ssriekopplade'eentrifugalseparatorer med horisontell rotor och koaxiell transportskruv användes för återvinning av substrat från flöde, rikt på fast substans.

I alla tre figurerna. beteclnzar 1 en (eller flera) fermentor, 2 en centrifugal- separator för återföring av jäst till densamma och 3 en anläggiing för uppdel- ning av ett jästfritt flöde i ett flöde anrikat på, etanol, och ett rastflöde, vilket är utunnat på etanol, men som innehåller viss andel. förjäsbert resp. icke förjäsbart* material. Anläggningen 3 förutsättes i de visade exemplen utgöras av en enkel deetillationsanläggning, och restflödet betecknas i fortsättningen som' "drank" .i Från destillationsanläggxingen 3 avledes sålunda ett anrikat etanolflöde genom en ledning 4 och ett drankflöde genom en ledning ,5. En ledning 6 leder ett flöde av förjäsningsvätska till centrifugalseparatorn 2, medan en ledning-_ 'I återför .ett avskilt jästflöde till fermentorn och en ledning 8 för ett jästfritt flöde, innehållande tanol, till destillationsanläggningen 3. I alla de tre visade an- läggningarna tillföras ett råvaruflöde genom en ledning 9.

I den anläggning, som visas i figur 1, ingår en centrifugalseparator 10, varmed det ingående råvaruflödet befrias från ev fibrer och andra fasta beståndsdelar, vilka, ovledes genom en ledning 11, medan substmtflödet tillföras fermentorn genom en ledning 12. Åtminstone en del av dranken från destillationsanlägg-rlingen 3 återföres till fermentorn genom en ledning 13, medan en viss andel av dranken avledes från anläggningen genom en ledning 14.

I den utföringsform av en anläggning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen i figur 2 avledes en del av dranken genom en' ledning 15. Resten av drankflödet tillföras genom en ledning 16 en enhet för effektiv uppdelning av det inkommande råvaruflödet i ett fastsubstansflöde väsentligen fritt från substrat, och ett substratflöde. Denna enhet består av tre bågsilar 17, 18 och 19, tre blandningsbehållare 20, 21 och 22 med därtill kopplade pumpar 25, 24 och 25. Dessutom ingår i enheten en centrifugalseparator 26. Denna är av den typ, som innefattar en horisontellt lagrad rotor med en inuti rotorn koaxiellt med densamma anordnad transportskruv för utmatning av utseparerad tung fas.

Claims (6)

5 7811626-2 Gentrifugalseparatom och bågsilarna är sammankopplade i serie, och det genom ledningen 9 inkommande råvaruflödet föras i mbtström mot det genom ledningen 16 tillförda drankflödet. Den uttvättade fastsubstansen bringas till relativt hög torrsubstanshalt i oentrifußlseparatorn 26 och lämnar anläggningen för vidare behandling, såsom torkning, genom en ledning 27. Det från enheten avgående, . från fibrer eto. befriade substratflödet tillföras fermentorn genom en ledning 28. Den detaljerade ledningsdragningen framgår av figuren. Det måste observeras, att många olika varianter av kopplingssoheman är möjliga. Den visade enheten torde dock vara effektiv och ekonomisk i drift. Den variant av nyssnämnda enhet, som visas i fig. 3 består, som nämnts ovan, av två. oentrifugalseparatorer 29, 50 av samma typ som den med hänvisningssiffran 26 i figur 2, samt av två behållare 31, 52 försedda. med icke visade omrörare, - varvid oentrifugalseparatorerrza och behållarna är kopplade i serie, såsom fram- går av figuren. Ett råvaruflöde tillföras behållaren 31 genom ledningen 9. Även ett vätskeflöde kommande från oentrifugalseparatorn 50 föres till denna be- hållare genom en ledning 35. Ett dranlcflöde ledes via. en ledning 34 till behål- laren 52, ooh från substrat befriad, relativt torr fast substans avledes från enheten genom en ledning 55. Även denna enhet kan i och för sig tänkas senmankopplad på annat sätt. Rent allmänt kan dock sägas, att det är fördelaktigt att anordna någon form av mot- strömsuttvättning av ett flöde, riskt på fast substans, med drank. Patentkrav

1. För-farande för framställning av etanol, utgående från ett råvaruflöde, bestående av ett kolhydrathaltigt substrat, uppblandat med oellulosahaltiga fibrer och annat oförjäsbart, fast material, vid vilket råvaruflödet uppdelas i ett flöde rikt på fast substans och ett substratflöde, fritt från fast sub- stans, varvid sistnämnda flöde förjäses i en eller flera fermentorer, och ett flöde av förjäsningsvätska medelst centrifugalseparering uppdelas i åtminstone ett jästkoncentratflöde och ett jästfritt flöde, av vilka jästkonoentratflödet återföres till fermentorn, medan det jästfria flödet uppdelas i ett flöde, an- 'rikat på etanol, och ett restflöde, av vilket åtminstone en del återföres till fermentorn, k ä. n n e t e c k n a t a. v att åtminstone en del av nämnda rest- flöde bringas i kontakt med det nämnda, från råvaruflödet avdelade flödet, rikt på. fast substans, varpå den erhållna blandningen uppdelas dels i ett väsentligen från kvarvarande subetrat befriat fastsubstansflöde; vilket av- föres från processen, och dels i ett på substrat axxrikat flöde, vilket återföres till fermentom. 7811826-2

2. Förfarande enligt krav 1, k ä. n n e t e c k n a t a v att den nämnda blandningen uppdelas medelst åtminstone ett separeringsorgan i form av ett sil- organ, varvid flödet, rikt på fast substans tillsammans med åtminstone en del av nämnda restflöde påföres silorganet ifråga och medelst detta uppdelas dels i en fastsubstansfuzaktion varvid denna. på i och för sig känt sätt förhindras att passera silorganet utan att bilda ett filtrerande skikt på detta, och dels en på substrat aznrikad vätskefraktion, vilken fraktion bringas att passera igenom sil- organet och återföres till fermentorn.

3. 5. För-farande enligtk-.cavLkännetecknat av att dennämnda blandningen uppdelas medelst åtminstone ett separeringsorgan i form av en oentri- fugalseparator med horisontellt lagrad rotor och en inuti rotorn koaxiellt med densamma anordnad transportskruv för utmatning av utseparerad tung fas uppdelas i en fastsubstansfraktion, vilken utgör tung fas, och en på substrat anrikad vätskefraktion, vilken återföres till fermentorn.

4. För-farande enligt krav l, k ä. n n e t e o k n a d e. v att den nämnda blandningen uppdelas medelst åtminstone ett separeringsorgan i form av ett sil- organ, på vilkets ena sida råder ett undertryçk, varvid en fastsubstansfraktion ansämlas på silorganets ena sida, medan en på substrat anrikad vätskefraktion bring-as att passera silorganet.

5. Förfarandeenligtnågotavmvl-ßkännetecknad av att flödet rikt på fast substans bringas i kontakt med åtminstone en. del av reetflö- det genom att ett flertal sepereringsorgan anordnas i serie, varvid flödet rikt på fast substans och åtminstone en del av restflödetföres i motström.

6. Förfarande enligt något av lcrav l - 5, k ä n n e t e c k n a t av att det jästfria flödet uppdelas medelst destillativ metod i ett flöde anrikat på etanol och ett restflöde, s.k. drank.