BR102019006925A2 - sistema e método para produzir fluxo de açúcar - Google Patents

sistema e método para produzir fluxo de açúcar Download PDF

Info

Publication number
BR102019006925A2
BR102019006925A2 BR102019006925-2A BR102019006925A BR102019006925A2 BR 102019006925 A2 BR102019006925 A2 BR 102019006925A2 BR 102019006925 A BR102019006925 A BR 102019006925A BR 102019006925 A2 BR102019006925 A2 BR 102019006925A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
sugar
flow
solids
starch
initial
Prior art date
Application number
BR102019006925-2A
Other languages
English (en)
Inventor
Pollmeier Albert
Jakel Neal
Original Assignee
Fluid Quip Process Tech Llc
Fluid Quip Tech Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fluid Quip Process Tech Llc, Fluid Quip Tech Llc filed Critical Fluid Quip Process Tech Llc
Publication of BR102019006925A2 publication Critical patent/BR102019006925A2/pt

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L7/00—Cereal-derived products; Malt products; Preparation or treatment thereof
    • A23L7/10—Cereal-derived products
    • A23L7/104—Fermentation of farinaceous cereal or cereal material; Addition of enzymes or microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00—Production of sugar juices
    • C13B10/02—Expressing juice from sugar cane or similar material, e.g. sorghum saccharatum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/06—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of starch or raw materials containing starch
    • C13K1/08—Purifying
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/30—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing carbohydrate syrups; containing sugars; containing sugar alcohols, e.g. xylitol; containing starch hydrolysates, e.g. dextrin
    • A23L29/35—Degradation products of starch, e.g. hydrolysates, dextrins; Enzymatically modified starches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L7/00—Cereal-derived products; Malt products; Preparation or treatment thereof
    • A23L7/10—Cereal-derived products
    • A23L7/104—Fermentation of farinaceous cereal or cereal material; Addition of enzymes or microorganisms
    • A23L7/107—Addition or treatment with enzymes not combined with fermentation with microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16—Butanols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B20/00—Purification of sugar juices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/06—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of starch or raw materials containing starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2203/00—Fermentation products obtained from optionally pretreated or hydrolyzed cellulosic or lignocellulosic material as the carbon source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

“sistema e método para produzir fluxo de açúcar” resumo um sistema de trituração a seco melhorado e um método para produzir fluxo de açúcar a partir de grãos ou fontes de carboidratos e/ou resíduos semelhantes, tal como para produção bioquímica. em particular, após a sacarificação e antes de um processo de conversão de açúcar, um fluxo de açúcar/carboidrato é removido de um fluxo sacarificado. o fluxo de açúcar/carboidrato inclui um equivalente de dextrose (de) desejado, em que de descreve que o grau de conversão de amido em dextrose pode ser produzido, o fluxo de açúcar estando disponível para produção bioquímica, por exemplo, produção de álcool ou outros processos. além disso, os sistemas e métodos também podem envolver a remoção de certos componentes de grãos, por exemplo, componentes de grãos de milho, incluindo proteínas e/ou fibras. a produção de fluxo de açúcar ocorre na parte dianteira do sistema e método.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA PRODUZIR FLUXO DE AÇÚCAR”
RELATÓRIO DESCRITIVO
Campo técnico [0001] A presente invenção se refere normalmente a sistemas e métodos para uso em indústrias bioquímicas (por exemplo, biocombustíveis), alimentos, rações, nutrição, enzimas, aminoácidos, proteínas e/ou farmácia e, mais especificamente, a sistemas e métodos de moagem a seco aperfeiçoados para produzir um fluxo de açúcar, tal como para a produção bioquímica.
Antecedentes [0002] Os processos convencionais para a produção de vários tipos de compostos bioquímicos, como os biocombustíveis (por exemplo, o álcool) e outros produtos químicos, a partir de grãos, normalmente seguem procedimentos semelhantes. Usinas de processamento de moagem úmida convertem, por exemplo, grão de milho em vários coprodutos diferentes, tal como germe (para extração de óleo), alimento de glúten (alimento animal de alto teor da fibra), farinha de glúten (alimentação animal de alto teor da proteína) e produtos à base de amido, tal como álcool (etanol ou butanol), xarope de milho de alto teor da frutose ou alimento e amido industrial. Usinas de moagem a seco normalmente convertem grãos, como o milho, em dois produtos, a saber, álcool (por exemplo, etanol ou butanol) e grãos de destilaria com solúveis. Se vendido como alimento para animais úmido, os grãos úmidos do destilador com solúveis são chamados de DWGS. Se secos para alimentação animal, os grãos secos do destilador com solúveis são referidos como DDGS. Esse coproduto fornece um fluxo de receita secundário que compensa uma parte do custo geral de produção de álcool.
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 6/55
2/26 [0003] Com relação ao processo de moagem úmida, a Fig. 1 é um fluxograma de um processo típico de produção de álcool de moagem úmida (por exemplo, etanol) 10. O processo 10 começa com uma etapa de maceração 12 na qual o grão (por exemplo, milho) é embebido durante 24 a 48 horas em uma solução de água e dióxido de enxofre a fim de amolecer os grãos para moer, lixivar componentes solúveis na água de imersão e soltar a matriz de proteínas com o endosperma. Os grãos de milho contêm principalmente amido, fibra, proteína e óleo. A mistura de milho e água em imersão é então alimentada em uma etapa de moagem de degerminação (primeira moagem) 14, em que o milho é moído de forma a rasgar os grãos e liberar o germe de modo a formar uma pasta de densidade pesada (8,5 a 9,5 Be) dos componentes do solo, principalmente uma pasta de amido. Isto é seguido por uma etapa de separação de germes 16 que ocorre por flotação e utilização de um hidrociclone para separar o germe do resto da suspensão. O germe é a parte do grão que contém o óleo encontrado no milho. O fluxo de germinação separado, que contém parte do amido, proteína e fibra, vai para a lavagem de germes para remover amido e proteína e depois para um secador para produzir cerca de 2,7 a 3,2 libras (base seca) de germe por alqueire de milho (lb/bu). O germe seco tem cerca de 50% de teor de óleo em uma base seca.
[0004] A pasta restante, que agora é desprovida de germe mas contém fibra, glúten (isto é, proteína) e amido, é então submetida a uma etapa de moagem fina (segunda moagem) 20 na qual há ruptura total do endosperma e liberação de componentes do endosperma, a saber glúten e amido, da fibra. Isto é seguido por uma etapa de separação de fibras 22, na qual a pasta é passada através de uma série de telas, a fim de separar a fibra do amido e do glúten e lavar a fibra do glúten e do amido. O estágio de separação de fibras 22 emprega tipicamente telas de pressão estática ou pás rotativas montadas em uma tela cilíndrica (isto é, telas de pás). Mesmo após a lavagem, a fibra de um moinho úmido típico contém 15 a 20% de amido. Este amido é vendido com a fibra como
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 7/55
3/26 alimento para animais. A pasta restante, que é agora geralmente desprovida de fibra, é submetida a uma etapa de separação de glúten 24 na qual a centrifugação ou os hidrociclones separam o amido do glúten. O fluxo de glúten vai para um filtro a vácuo e secador para produzir farinha de glúten (proteína).
[0005] O coproduto de amido purificado resultante pode então sofrer uma etapa de cozimento a jato 26 para iniciar o processo de conversão do amido em açúcar. O cozimento por jato se refere a um processo de cozimento executado a temperaturas e pressões elevadas, embora as temperaturas e pressões específicas possam variar amplamente. Tipicamente, o cozimento jato ocorre a uma temperatura de cerca de 93 a 110°C (cerca de 200 a 230°F) e uma pressão de cerca de 30 a 50 psi. Isto é seguido por liquefação 28, sacarificação 30, fermentação 32, reciclagem de levedura 34 e destilação/desidratação 36 para um sistema bioquímico de moinho úmido típico. A liquefação ocorre quando a mistura ou “mosto” é mantida a 80 a 95°C para que a alfa-amilase hidrolise o amido gelatinizado em maltodextrinas e oligos-sacarídeos (cadeias de moléculas de açúcar glicose) para produzir um mosto ou polpa sacarificada. Na etapa de sacarificação 30, a pasta liquefeita é resfriada a cerca de 50 e adiciona-se uma enzima comercial conhecida como glicoamilase. A glicoamilase hidrolisa as malto-dextrinas e oligossacarídeos de cadeia curta em moléculas simples de açúcar glicídico para produzir um mosto liquefeito. Na etapa de fermentação 32, é adicionada uma cepa comum de levedura (Saccharomyces cerevisae) para metabolizar os açúcares da glucose em etanol e CO2.
[0006] Após a conclusão, o mosto de fermentação (“cerveja”) conterá cerca de 15% a 18% de etanol (volume/base de volume), além de sólidos solúveis e insolúveis de todos os componentes restantes do grão. Os sólidos e algum líquido remanescente após a fermentação vão para uma fase de evaporação onde a levedura pode ser recuperada como um subproduto. A levedura pode opcionalmente ser reciclada em uma etapa de reciclagem de levedura 34. Em alguns casos, o CO2 é recuperado e
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 8/55
4/26 vendido como um produto de utilidade. Subsequente à etapa de fermentação 32, é a etapa de destilação e desidratação 36, na qual a cerveja é bombeada para as colunas de destilação, onde é fervida para vaporizar o etanol. O vapor de etanol é separado da solução de água/pasta nas colunas de destilação e o vapor de álcool (neste exemplo, etanol) sai do topo das colunas de destilação com cerca de 95% de pureza (prova 190). O etanol da prova 190 passa então por uma coluna de desidratação de peneira molecular, que remove a água residual do etanol restante, para produzir um produto final essencialmente 100% de etanol (prova 199,5). Este etanol anidro está agora pronto para ser usado para fins de combustível de motor. Processamento adicional dentro do sistema de destilação pode produzir álcool de grau alimentício ou industrial.
[0007] Não é necessário nenhuma etapa de centrifugação no final do processo de produção de etanol em moinho úmido 10, já que o germe, fibra e glúten já foram removidos nas etapas de separação anteriores 16, 22, 24. A “vinhaça” produzida após a destilação e a desidratação 36 no processo de moagem úmida 10 é muitas vezes referida como “vinhaça inteira”, embora também não seja tecnicamente o mesmo tipo de vinhaça inteira produzida com um processo tradicional de moagem a seco descrito na Fig. 2 a seguir, uma vez que não há sólidos insolúveis presentes. Outros produtores de moinhos úmido podem se referir a este tipo de vinhaça como vinhaças “finas”.
[0008] O processo de moagem úmida 10 pode produzir um produto de amido de alta qualidade para conversão em álcool, bem como fluxos separados de germe, fibra e proteína, que podem ser vendidos como coprodutos para gerar fluxos de receita adicionais. No entanto, os rendimentos globais para vários coprodutos podem ser menores que o desejável e o processo de moagem úmida é complicado e dispendioso, exigindo alto investimento de capital, bem como altos custos de energia para operação.
[0009] Como o custo de capital dos moinhos de moagem úmida pode ser tão impeditivo, algumas usinas de álcool preferem usar um processo
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 9/55
5/26 de moagem a seco mais simples. A Fig. 2 é um fluxograma de um processo típico de produção de álcool moído a seco (por exemplo, etanol) 100. Como um ponto de referência geral, o método de moagem a seco 100 pode ser dividido em uma parte dianteira e uma parte traseira. A parte do método 100 que ocorre antes da destilação 110 é considerada a “parte dianteira” e a parte do método 100 que ocorre após a destilação 110 é considerada a “parte traseira”. Para esse fim, a parte dianteira do processo de moagem a seco 100 começa com uma etapa de moagem 102, na qual grãos de milho inteiros secos podem ser passados através de moinhos de martelos para moer em farinha ou um pó fino. As aberturas de tela nos moinhos de martelos ou dispositivos semelhantes são tipicamente de tamanho 6/64 a 9/64 polegadas ou cerca de 2,38 mm a 3,57 mm, mas algumas usinas podem operar em tamanho menor ou maior que esses tamanhos de tela. A distribuição de partículas resultante produz uma curva do tipo sino muito ampla, que inclui tamanhos de partícula de 45 micra e até 2 mm a 3 mm. A maioria das partículas está na faixa de 500 a 1200 micra, que é o “pico” da curva do sino.
[0010] Após a etapa de moagem 102, a farinha moída é misturada com água de cozimento para criar uma pasta na etapa de pasta 103 e uma enzima comercial chamada alfa-amilase é tipicamente adicionada (não mostrada). A etapa de pasta 103 é seguida de uma etapa de liquefação 104 em que o pH pode ser ajustado para cerca de 4,8 a 5,8 e a temperatura mantida entre cerca de 50°C e 105°C de modo a converter o amido insolúvel na suspensão em amido solúvel. Vários processos de liquefação típicos, que ocorrem nesta etapa de liquefação 104, são discutidos em mais detalhe a seguir. O fluxo após a etapa de liquefação 104 tem cerca de 30% de conteúdo de sólidos secos (DS), mas pode variar de cerca de 29 a 36%, com todos os componentes contidos nos grãos de milho, incluindo amido/açúcares, proteína, fibra, amido, germe, areia, óleo e sais, por exemplo. Maiores teores de sólidos alcançáveis, mas isso requer extensa enzima alfa-amilase para quebrar rapidamente a
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 10/55
6/26 viscosidade na etapa inicial de liquefação. Normalmente existem vários tipos de sólidos no fluxo de liquefação: fibra, germe e grão.
[0011] A liquefação pode ser seguida por etapas separadas de sacarificação e fermentação, 106 e 108, respectivamente, embora na maioria dos processos comerciais de moagem a seco, a sacarificação e a fermentação possam ocorrer simultaneamente. Esta única etapa é referida na indústria como “Sacarificação e Fermentação Simultânea” (SSF). Tanto a sacarificação quanto a SSF podem durar cerca de 50 a 60 horas. A fermentação converte o açúcar em álcool. A levedura pode, opcionalmente, ser reciclada em uma etapa de reciclagem de levedura (não mostrada) durante o processo de fermentação ou no final do processo de fermentação. Subsequentemente à etapa de fermentação 108 está a etapa 110 de destilação (e desidratação), que utiliza um alambique para recuperar o álcool.
[0012] Finalmente, uma etapa de centrifugação 112 envolve a centrifugação dos resíduos produzidos com a etapa de destilação e desidratação 110, isto é, “vinhaça inteira”, de modo a separar os sólidos insolúveis (“torta úmida”) do líquido (“vinhaça fina”). O líquido da centrífuga contém cerca de 5% a 12% de DS. A “torta úmida” inclui fibras, das quais existem geralmente três tipos: (1) pericarpo, com tamanhos médios de partículas tipicamente cerca de 1 mm a 3 mm; (2) tricapo, com tamanho médio de partícula de cerca de 500 mícron; (3) e fibra fina, com tamanhos médios de partículas de cerca de 250 micra. Também podem existir proteínas com um tamanho de partícula de cerca de 45 micra a cerca de 300 micra.
[0013] A vinhaça fina tipicamente entra nos evaporadores em uma etapa de evaporação 114 de modo a ferver ou remover a umidade, deixando um xarope espesso que contém os sólidos solúveis (dissolvidos) (principalmente proteína e amidos/açúcares) da fermentação (25 a 40% de sólidos secos) juntamente com óleo residual e fibra fina. A pasta concentrada pode ser enviada a uma centrífuga para separar o óleo do xarope em uma etapa de recuperação de óleo 116. O óleo pode ser
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 11/55
7/26 vendido como um produto separado de alto valor. O rendimento de óleo é normalmente de cerca de 0,6 lb/bu de milho com alto teor de ácidos graxos livres. Este rendimento de óleo recupera apenas cerca de 1/3 do óleo no milho, com parte do óleo passando com o fluxo de xarope e o restante sendo perdido com o fluxo de fibra/torta úmida. Cerca de metade do óleo no interior do grão de milho permanece no interior do germe após a etapa de destilação 110, que não pode ser separado no processo típico de moagem a seco utilizando centrifugadores. O teor de ácidos graxos livres, que é criado quando o óleo é aquecido e exposto ao oxigênio durante todo o processo de parte dianteira e traseira, reduz o valor do óleo. A centrífuga (de óleo) remove apenas menos de 50% porque a proteína e o óleo formam uma emulsão, que não pode ser satisfatoriamente separada.
[0014] O xarope, que pode ter mais do que 10% de óleo, pode ser misturado com a torta úmida centrifugada e a mistura pode ser vendida ao confinamento de bovinos e lacticínios como Grãos destilados úmidos de com solúveis (DWGS). Alternativamente, a torta úmida e a mistura concentrada de xarope podem ser secas em uma etapa de secagem 118 e vendidas como Grãos secos destilados com solúveis (DDGS) em confinamentos de lacticínios e carne. Estes DDGS contêm toda a proteína de milho e levedura e cerca de 67% do óleo no material de milho inicial. Mas o valor dos DDGS é baixo devido à alta porcentagem de fibra e, em alguns casos, o óleo é um obstáculo à digestão animal e à qualidade do leite de vaca em lactação.
[0015] Além disso, em relação à etapa de liquefação 104, a Fig. 3 é um fluxograma de vários processos de liquefação típicos que definem a etapa de liquefação 104 no processo de moagem a seco 100. Novamente, o processo de moagem a seco 100 começa com uma etapa de moagem 102 na qual grãos de milho inteiros secos são passados através de moinhos de martelos ou sistemas de moagem semelhantes, tais como moinhos de cilindros, moinhos de disco, moinhos de descascamento, moinhos impactados ou moinhos de pinos para moagem em farinha ou um pó fino.
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 12/55
8/26
A etapa de trituração 102 é seguida pela etapa de liquefação 104, a qual por si só inclui várias etapas discutidas a seguir.
[0016] Cada um dos vários processos de liquefação começa normalmente com o grão moído ou material semelhante a ser misturado com água de cozimento e/ou de retrocesso, que pode ser enviada da etapa de evaporação 114 (Fig. 2) para criar uma pasta no depósito de pasta 130 onde a enzima chamada alfa-amilase é tipicamente adicionada (não mostrada). O pH pode ser ajustado aqui, como é conhecido na técnica, a cerca de 4,8 a 5,8 e a temperatura mantida entre cerca de 50°C e 105°C de modo a permitir que a atividade enzimática comece a converter o amido insolúvel na suspensão a amido líquido solúvel. Podem ser utilizadas outras faixas de pH, tais como pH 3,5 entre e 7,0 e um sistema de tratamento com ácido usando ácido sulfúrico, por exemplo, também pode ser utilizado para o controle do pH e conversão dos amidos em açúcares.
[0017] Após o tanque de pasta 130, normalmente há três etapas de tanque de pré-retenção opcionais, identificadas na Fig. 3 como sistemas A, B e C, que podem ser selecionados dependendo normalmente da temperatura desejada e do tempo de espera da pasta. Com o sistema A, a pasta do tanque de pasta 130 é submetida a uma etapa de cozimento a jato 132 em que a pasta é alimentada a um forno de jato, aquecida a cerca de 120°C, mantida em um tubo em U ou recipiente de retenção semelhante durante cerca de 2 minutos para cerca de 30 min, em seguida, encaminhado para um tanque de lavagem. No tanque de lavagem, o vapor injetado sai do fluxo de líquido, criando outra redução de tamanho de partícula e fornecendo um meio para recuperar o fluxo injetado. O forno a jato cria uma força de torção que rompe os grânulos de amido para ajudar a enzima a reagir com o amido dentro do grânulo e permite a rápida hidratação dos grânulos de amido. Note-se aqui que o sistema A pode ser substituído por um sistema de moagem úmida. Com o sistema B, a suspensão é submetida a uma etapa secundária do tanque de pasta 134, em que a suspensão é mantida a uma temperatura de cerca
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 13/55
9/26 de 90°C a 100°C por cerca de 10 minutos até cerca de 1 hora. Com o sistema C, a pasta do tanque de pasta 130 é submetida a um tanque de pasta secundário, sem etapa de vapor 136, enquanto a pasta do tanque de pasta 130 é enviada para um tanque de pasta secundária, sem nenhuma injeção de vapor e mantida a uma temperatura de cerca de 80 a 90 durante cerca de 1 a 2 horas. Em seguida, a pasta de cada um dos sistemas A, B e C é enviada, em série, para o primeiro e segundo tanques de retenção 140 e 142 para um tempo total de retenção de cerca de 60 minutos a cerca de 4 horas a temperaturas de cerca de 80°C a 90 para completar a etapa de liquefação 104, que depois é seguida pelas etapas 106 e 108 de sacarificação e fermentação, juntamente com o restante do processo 100 da Fig. 2. Enquanto dois tanques de retenção são mostrados aqui, deve ser entendido que um tanque de retenção, mais de dois tanques de retenção ou nenhum tanque de retenção podem ser utilizados.
[0018] Nos grãos típicos de hoje para usinas bioquímicas (por exemplo, milho para usinas de álcool), muitos sistemas, particularmente sistemas de moagem a seco, processam todo o grão de milho através de fermentação e destilação. Tais projetos precisam de cerca de 30% a mais de capacidade do sistema de parte dianteira, porque há apenas cerca de 70% de amido no milho, com menos para outros grãos e/ou materiais de biomassa. Além disso, são necessários custos operacionais e de capital extensivos para processar os componentes não fermentáveis remanescentes no processo. Ao remover componentes indesejáveis não fermentáveis antes da fermentação (ou outro processo de reação), mais bioquímicos, biocombustíveis e outros processos tornam-se economicamente desejáveis.
[0019] Assim, seria benéfico fornecer um sistema e um método de moagem a seco melhorados que produzam um fluxo de açúcar, como para produção bioquímica, que pode ser semelhante ao fluxo de açúcar produzido pelos sistemas convencionais de moagem de milho úmido, mas a uma fração do custo e gerar receita adicional de subprodutos de alto
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 14/55
10/26 valor, como óleo, proteína e/ou fibra, por exemplo, com rendimento desejável.
Sumário da invenção [0020] A presente invenção provê um sistema e método de moagem a seco que produz um fluxo de açúcar, tal como para produção bioquímica, que pode ser semelhante ao fluxo de açúcar produzido por sistemas convencionais de moagem de milho úmido, mas a uma fração do custo e gera receita de subprodutos de alto valor, como óleo, proteína e/ou fibra, por exemplo, com rendimento desejável.
[0021] Em uma modalidade, é provido um método para produzir um fluxo de açúcar e inclui a mistura de partículas de grãos moídos com um líquido para proporcionar uma suspensão, separando depois a suspensão em uma parte inicial de sólidos e uma parte líquida inicial. O método inclui ainda submeter a parte de sólidos inicial a liquefação para proporcionar uma primeira solução de amido liquefeito incluindo amido e submeter pelo menos uma parte da parte líquida inicial a uma etapa de liquefação separada para proporcionar uma segunda solução de amido liquefeito incluindo amido. Posteriormente, a segunda solução de amido liquefeito é submetida a sacarificação para converter o amido em açúcares simples e produzir um fluxo sacarificado incluindo os açúcares simples. E após a sacarificação da parte líquida inicial, mas antes do processamento adicional dos açúcares simples, o fluxo sacarificado é separado em uma parte de sólidos e em uma parte líquida incluindo os açúcares simples, em que a parte líquida separada do fluxo sacarificada define um fluxo de açúcar tendo equivalente de dextrose de pelo menos 20 DE e uma fração total de sólidos não fermentáveis menor ou igual a 30% de um conteúdo total de sólidos. Em um exemplo, o método pode ainda incluir submeter a primeira solução de amido liquefeito a uma etapa de sacarificação separada da parte líquida inicial para converter o amido na primeira solução de amido liquefeito em açúcares simples e
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 15/55
11/26 produzir um fluxo sacarificada incluindo os açúcares simples para processamento adicional.
[0022] Em outra modalidade, é provido um sistema para produzir um fluxo de açúcar que inclui um tanque de pasta em que as partículas de grão moído se misturam com um líquido para prover uma pasta. Um dispositivo de separação sólido/líquido está localizado após o tanque de pasta e recebe a pasta e separa a pasta em uma parte de sólidos inicial e uma parte líquida inicial. Um primeiro sistema de liquefação é situado após o dispositivo de separação sólido/líquido e recebe a parte inicial de sólidos para fornecer uma primeira solução de amido liquefeito incluindo amido. Um segundo sistema de liquefação está situado após o dispositivo de separação sólido/líquido e recebe a parte líquida inicial para fornecer uma segunda solução de amido liquefeito, incluindo amido. Um primeiro sistema de sacarificação é situado após o primeiro sistema de liquefação e recebe a primeira solução de amido liquefeito para converter o amido em açúcares simples e produzir uma primeiro fluxo sacarificado incluindo os açúcares simples. Um segundo sistema de sacarificação está situado após o segundo sistema de liquefação e recebe a segunda solução de amido liquefeito para converter o amido em açúcares simples e produzir uma segundo fluxo sacarificada incluindo os açúcares simples. Um dispositivo de separação de açúcar situado depois do segundo sistema de sacarificação e recebe e separa o segundo fluxo sacarificado em uma parte de sólidos e uma parte líquida incluindo os açúcares simples, em que a parte líquida separada do segundo fluxo sacarificado define um fluxo de açúcar com um equivalente de dextrose de, pelo menos, 20 DE e uma fração total de sólidos não fermentáveis inferior ou igual a 30% de um teor total de sólidos.
[0023] As características e objetivos da presente invenção ficarão mais evidentes na descrição detalhada seguinte, tomada em conjunto com os desenhos anexos.
Breve descrição dos desenhos
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 16/55
12/26 [0024] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem parte deste relatório descritivo, ilustram modalidades da invenção e, com uma descrição detalhada das modalidades dadas a seguir, servem para explicar os princípios da invenção.
[0025] A Fig. 1 é um fluxograma de um processo de produção de álcool de moinho úmido típico;
[0026] A Fig. 2 é um fluxograma de um processo típico de produção de álcool a seco;
[0027] A Fig. 3 é um fluxograma de vários processos típicos de liquefação em um processo típico de produção de álcool a seco; e [0028] A Fig. 4 é um fluxograma que mostra um sistema e método de moagem a seco para produzir um fluxo de açúcar de acordo com uma modalidade da invenção.
Descrição detalhada das modalidades específicas [0029] As Figs. 1 e 2 foram discutidas anteriormente e representam diagramas de fluxo de um moinho úmido típico e processo de produção de álcoois a seco, respectivamente. A Fig. 3, da mesma forma, foi discutida anteriormente e representa vários processos de liquefação típicos em um processo típico de produção de álcoois a seco.
[0030] A Fig. 4 ilustra uma modalidade de um sistema de trituração a seco e método 200 para produzir um fluxo de açúcar a partir de grãos ou fontes e/ou resíduos de hidrocarbonetos semelhantes, tal como para produção bioquímica, de acordo com a presente invenção. Como adicionalmente discutido em detalhes a seguir, um fluxo de açúcar/carboidrato, que inclui um Equivalente de Dextrose (DE) em que DE descreve o grau de conversão de amido em dextrose (também conhecido por glicose) e/ou removeu uma quantidade indesejável de componentes não fermentáveis pode ser produzido após a sacarificação e antes da fermentação (ou outro processo de utilização/conversão de açúcar), com esse fluxo de açúcar disponível para produção bioquímica,
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 17/55
13/26 por exemplo, produção de álcool, ou outros processos. Em outras palavras, a produção de fluxo de açúcar e a separação de componentes de grãos ocorrem na extremidade frontal do sistema e no método 200. [0031] Para fins aqui apresentados, em um exemplo, o fluxo de açúcar resultante que pode ser desejável após a sacarificação, mas antes da fermentação, tal como para utilização na produção bioquímica, pode ser um fluxo onde o amido/açúcares nesse fluxo definem pelo menos 90 DE e/ou em que a fracção total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é inferior ou igual a 7% do teor total de sólidos no fluxo. Por outras palavras, pelo menos 90% do total de amido/açúcar nesse fluxo é dextrose e/ou não superior a 7% dos sólidos totais nesse fluxo inclui componentes não fermentáveis. Em outro exemplo, o fluxo de açúcar pode definir pelo menos 95 DE. Em outro exemplo, o fluxo de açúcar resultante pode definir pelo menos 98 DE. Em ainda outro exemplo, o amido/açúcares no fluxo pode definir pelo menos 20, 30, 40, 50, 60, 70 ou 80 DE. Em outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 3% do conteúdo total de sólidos no fluxo. Em outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 1%. Em ainda outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 10%, 15%, 20%, 25% ou 30%. Por outras palavras, o teor total de fermentação (fração de sólidos fermentáveis) do fluxo pode não ser superior a 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 97% ou 99% do conteúdo total de sólidos no fluxo. Em outro exemplo, em uma base de massa seca, a % em peso de material fermentável no fluxo de açúcar que pode ser desejada é maior ou igual a 80%. Em outro exemplo, em uma base de massa seca, a % em peso de material fermentável em um fluxo de açúcar é superior ou igual a 85%, 90%, 95%, 98% ou 99%.
[0032] Além disso, embora o sistema e método 200 aqui descritos se concentrem normalmente em componentes de milho ou germe, virtualmente qualquer tipo de grão, seja inteiro e fracionado ou qualquer
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 18/55
14/26 fonte de carboidratos, incluindo, mas, sem limitação, trigo, cevada, sorgo, centeio, arroz, aveia, cana de açúcar, tapioca, mandioca, ervilha ou semelhantes, bem como outros produtos de biomassa, podem ser utilizados. E, de um modo geral, deve-se entender que todo o grão ou biomassa ou menos do que todo o grão, por exemplo, milho e/ou cascalho e/ou endosperma ou biomassa, pode ser triturados e/ou utilizado no sistema e método 200.
[0033] Com referência adicional agora à Fig. 4, neste sistema e método de moagem a seco 200, grãos como milho e/ou partículas de milho, por exemplo, podem ser submetidos a uma primeira etapa de moagem opcional 202, que envolve o uso de um moinho de martelos, moinho de rolos, moinho de pinos, moinho de impacto, moinho de lascas ou semelhante, em série ou paralelo, para triturar o milho e/ou partículas de milho em partículas menores que 7/64 polegadas ou, em outro exemplo, menos que 10/64 polegadas e permitir a liberação de óleo a partir daí para definir o óleo livre. Em um exemplo, o tamanho da tela para separar as partículas pode variar de cerca de 24/64 polegadas a cerca de 2/64 polegadas. Em outro exemplo, os tamanhos de partícula resultantes são de cerca de 50 micra a cerca de 3 mm. A moagem também ajuda a romper as ligações entre fibra, proteína, amido e germe. Em um exemplo, o tamanho de tela ou o tamanho de partícula resultante pode ter pouco ou nenhum impacto na capacidade de separar o açúcar do núcleo remanescente ou componente(s) de matéria-prima semelhante(s). Se a fonte de carboidratos for pré-moída ou inicialmente na forma de partículas, a etapa de moagem opcional 202 pode ser excluída do sistema e método 200.
[0034] Em seguida, a farinha de milho moída pode ser misturada com o líquido de retorno no tanque de pasta 204 para criar uma pasta. Opcionalmente, a água fresca pode ser adicionada de modo a limitar a quantidade de retrocesso necessária aqui. Uma enzima(s), tal como alfa amilase, opcionalmente, pode ser adicionada ao tanque da pasta 204 ou em um misturador de pasta (não mostrado) entre a primeira etapa de
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 19/55
15/26 moagem 202 e o tanque de pasta 204. A pasta pode ser aquecida no tanque de pasta 204 de cerca de 66°C (150°F) até cerca de 93°C (200°F) por cerca de 10 minutos até cerca de 120 minutos. O fluxo do tanque de pasta 204 contém cerca de 0,5 libras/bu de óleo livre, cerca de 1,5 libras/g germe (tamanho de partícula varia de cerca de 50 micra a cerca de 3 mm), cerca de 1,8 lb/bu de granulado (tamanho de partícula varia de cerca de 50 micra a cerca de 3 mm), o que pode incluir amido e cerca de 4,25 lb/bu de fibra (o tamanho das partículas varia entre cerca de 50 mícron e cerca de 3 mm).
[0035] O fluxo do tanque de pasta 204 a seguir pode ser submetida a uma etapa de separação líquido/sólido 206 para remover uma quantidade desejada de líquidos dele. A etapa d separação líquido/sólido 206 pode separar uma solução normalmente liquefeita (cerca de 60% a cerca de 80% em volume), que inclui óleo livre, proteína e sólidos finos (que não precisam de trituração) de torta de sólidos pesados (cerca de 20% a 40% em volume), que inclui a fibra, grão e germe mais pesados, que podem incluir óleo, proteína e/ou amido ligados. Isto é, a etapa de separação líquido/sólido 206 pode separar pelo menos uma parte da solução liquefeita da torta de sólidos pesados para definir uma parte líquida inicial. Em um exemplo, pelo menos a maioria ou a totalidade da solução liquefeita pode ser separada da torta de sólidos pesados para fornecer a parte líquida inicial. A etapa de separação líquido/sólido 206 utiliza equipamento de desidratação, por exemplo, uma tela de pá, uma tela de vibração, centrífuga de decantador de tela ou centrífuga de tela cônica, uma tela de pressão, um pré-concentrador, uma prensa de filtro ou semelhante para realizar a separação dos sólidos da parte líquida. Os sólidos finos não podem ser maiores que 200 micra. Em outro exemplo, os sólidos finos não são maiores que 500 micra, o que geralmente depende das aberturas de tamanho de tela usadas no(s) dispositivo(s) de separação líquido/sólido.
[0036] Em um exemplo, o equipamento de desidratação é uma tela de pá, que inclui uma tela cilíndrica estacionária com uma pá de alta
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 20/55
16/26 velocidade com inclinação. O número de pás na tela de pás pode estar na faixa de 1 pás por 4 a 8 polegadas de diâmetro de tela. Em outro exemplo, o equipamento de desidratação é um pré-concentrador, que inclui uma tela cilíndrica estacionária com um transportador helicoidal de baixa velocidade. A etapa do transportador no pré-concentrador pode ser de cerca de 1/6 a cerca de 1/2 do diâmetro da tela. O número de pás na tela da pá e a etapa do transportador no pré-concentrador podem ser modificados dependendo da quantidade de sólidos na alimentação. O intervalo entre a tela de pá e a pá pode variar de cerca de 0,04 a cerca de 0,2 polegada. Um intervalo menor dá uma torta mais seca com maior capacidade e fibra mais pura, mas perde mais fibras para filtrar. Um intervalo maior dá uma torta mais úmida com menor capacidade e líquido mais puro (sólido menos insolúvel). A velocidade da pá pode variar de 400 a 1.200 RPM. Em outro exemplo, a velocidade da pá pode variar de 800 a 900 RPM. Uma velocidade maior fornece maior capacidade, mas consome mais energia. Um tipo adequado de tela de pá é a tela de pá FQ-PS32, que está disponível na Fluid-Quip, Inc. de Springfield, Ohio. [0037] A tela para o equipamento de desidratação pode incluir um tipo de fio de cunha com entalhe na abertura ou uma tela de placa fina. A tela de orifício redondo pode ajudar a impedir que a fibra longa de penetrar na tela melhor que a abertura entalhada do fio de cunha, mas a capacidade do orifício redondo é menor, portanto, pode ser necessário mais equipamento se usar telas de orifícios redondos. O tamanho das aberturas de tela pode variar de cerca de 45 micra a cerca de 500 micra. Em outro exemplo, as aberturas de tela podem variar de 100 a 300 micra. Em outro exemplo, as aberturas de tela podem variar de 200 a 250 micra. Aberturas de tela menores tendem a aumentar o rendimento de proteína/óleo/álcool com maior custo de equipamento e operação, enquanto aberturas de tela maiores tendem a diminuir o rendimento de proteína/óleo/álcool com menos custo de equipamento e operação.
[0038] A torta úmida ou a parte de sólidos iniciais desidratados na etapa de separação líquido/sólido 206 (cerca de 60% a cerca de 65% de
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 21/55
17/26 água), juntamente com qualquer parte restante da solução liquefeita, podem ser submetidos a uma segunda etapa de redução de tamanho de partícula/moagem 208, que pode envolver a utilização de um moinho de discos, moinho de martelos, um pino ou moinho de impacto, um moinho de rolos, um moinho ou semelhantes, para moer mais as partículas de milho para partículas com dimensões inferiores a cerca de 850 micra e permitir liberação adicional de complexos de óleo e proteína/amido a partir dos mesmos. Em outro exemplo, os tamanhos das partículas são de cerca de 300 micra a cerca de 650 mm. A moagem ajuda ainda mais a quebrar as ligações entre a fibra, a proteína e o amido e facilita a liberação de óleo livre das partículas de germe. O fluxo da segunda etapa de redução de tamanho de moagem/partículas 208 contém cerca de 0,1 libra/bu até cerca de 1,0 libra/bu de óleo livre. Após a moagem, os sólidos moídos, juntamente com qualquer parte de solução liquefeita, podem ser enviados e submetidos a uma etapa de liquefação 212, tais sólidos opcionalmente podem ser misturados com sólidos da etapa de filtração/separação de membrana 232, como descrito a seguir.
[0039] A etapa 212 de liquefação pode incluir múltiplas etapas, como discutido anteriormente e mostrado na Fig. 3. Em uma modalidade, o pH pode ser aqui ajustado para cerca de 5,2 a cerca de 5,8 e a temperatura mantida entre cerca de 50°C e cerca de 105°C de modo a converter o amido insolúvel no fluxo em amido solúvel ou líquido. Podem ser utilizadas outras faixas de pH, tais como pH 3,5 a 7,0 e um sistema de tratamento com ácido usando ácido sulfúrico, por exemplo, pode ser utilizado para o controle do pH e conversão dos amidos em açúcares. O fluxo pode ser ainda submetido a cozimento em jato em que a pasta alimentada a um forno de jato, aquecida a cerca de 120°C, mantida durante cerca de 2 minutos a cerca de 30 minutos, depois encaminhada para um tanque de vaporização. O forno a jato cria uma força de torção que rompe os grânulos de amido para ajudar a enzima a reagir com o amido dentro do grânulo e para hidratação das moléculas de amido. Em outra modalidade, o fluxo pode ser submetido a um tanque de pasta
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 22/55
18/26 secundária onde o vapor injetado diretamente no tanque de pasta secundária e a pasta é mantida a uma temperatura de cerca de 80 a cerca de 100 durante cerca de 30 minutos a cerca de uma hora. Ainda em outra modalidade, o fluxo pode ser submetido a um tanque de pasta secundário sem vapor. Em particular, o fluxo é enviado para um tanque de pasta secundário sem nenhuma injeção de vapor e mantido a uma temperatura de cerca de 80°C a cerca de 90°C durante 1 a 2 horas. Posteriormente, a pasta liquefeita pode ser encaminhada para um tanque de retenção durante um tempo de espera total de cerca de 1 hora a cerca de 4 horas a temperaturas de cerca de 80°C a cerca de 90°C para completar a etapa de liquefação 212. Em relação à etapa de liquefação 212, o pH, temperatura e/ou tempo de espera podem ser ajustados conforme desejado.
[0040] O fluxo após a etapa de liquefação 212 pode ter cerca de 28% a cerca de 40% de teor de sólidos secos (DS) com a maioria dos componentes contidos nos grãos de milho, incluindo amidos/açúcares, proteína, fibra, germe, grão, óleo e sais, por exemplo. Normalmente existem três tipos de sólidos no fluxo de liquefação: fibra, germe e grão, que podem incluir amido e proteína, com todos os três sólidos tendo aproximadamente a mesma distribuição de tamanho de partícula. O fluxo da etapa 212 de liquefação pode conter cerca de 1 lb/bu de óleo livre, cerca de 1,5 lb/bu de partículas de germe (o tamanho varia de menos de cerca de 50 micra a cerca de 1 mm), cerca de 4,5 lb/bu de proteína (tamanho varia de cerca de 50 micra a cerca de 1 mm) e cerca de 4,25 lb/bu de fibra (o tamanho das partículas varia entre cerca de 50 micra a cerca de 3 mm). O fluxo da etapa 212 de liquefação pode ser enviado para a etapa 220 de sacarificação/fermentação e processado como discutido a seguir.
[0041] Retornando agora à parte líquida separada ou à solução de amido liquefeito da etapa de separação líquido/sólido 206, a parte líquida inicial pode ser enviada e submetida a uma segunda etapa 221 de liquefação opcional. Em um exemplo, uma parte da parte líquida inicial
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 23/55
19/26 pode ser enviada e submetida à etapa de liquefação 212 em vez de ser submetida à segunda etapa de liquefação 221. Tal como a etapa 212 de liquefação, a segunda etapa 221 de liquefação pode incluir múltiplas etapas, como discutido anteriormente e mostrado na Fig. 3.
[0042] O fluxo da segunda etapa de liquefação 221 pode ser enviado para uma etapa opcional de sacarificação 230 onde os amidos, incluindo carboidratos complexos e oligossacarídeos podem ser posteriormente divididos em moléculas de açúcar simples (isto é, dextrose) para produzir um mosto sacarificado. Em particular, na etapa de sacarificação 230, o fluxo pode ser submetido a um processo de conversão de duas etapas. A primeira parte do processo de cozimento, em um exemplo, inclui o ajuste do pH a cerca de 3,5 a cerca de 7,0, mantendo a temperatura entre cerca de 30°C e cerca de 100°C durante 1 a 6 horas para converter mais o amido insolúvel na pasta a amido solúvel, particularmente dextrose. Em outro exemplo, o pH pode ser ajustado a cerca de 4,8 a 5,8 ou 5,5, por exemplo. Em outro exemplo, a temperatura pode ser mantida a 80°C por cerca de 5 horas. Além disso, uma enzima, como a alfa-amilase, pode ser adicionalmente adicionada aqui. Em um exemplo, a quantidade de alfaamilase pode ser de cerca de 0,0035% em peso a cerca de 0,04% em peso do fluxo da pasta. Em outro exemplo, a quantidade de alfa-amilase pode ser de cerca de 0,02% em peso a cerca de 0,1% em peso do fluxo total.
[0043] A segunda parte do processo de cozimento, em um exemplo, pode incluir o ajuste do pH a cerca de 3,5 a 5,0, a temperatura sendo mantida entre cerca de 30°C e cerca de 100°C durante cerca de 10 minutos a cerca de 5 horas para converter ainda o amido insolúvel na pasta em amido solúvel, particularmente dextrose. Em outro exemplo, o pH pode ser 4,5. Em outro exemplo, a temperatura pode ser mantida de cerca de 54°C (130°F) a cerca de 74°C (165°F) por cerca de 4 horas ou até cerca de 60 horas. Uma enzima, tal como glicoamilase, também pode ser adicionada aqui. Em um exemplo, a quantidade de glicoamilase pode ser de cerca de 0,01% em peso a cerca de 0,2% em peso do fluxo. Em outro exemplo, a quantidade de glicoamilase pode ser de cerca de 0,08 a
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 24/55
20/26 cerca de 0,14% em peso do fluxo. Outras enzimas ou agentes de conversão catalítica semelhantes podem ser adicionados nesta etapa ou etapas anteriores que podem aumentar a conversão de amido em açúcar ou produzir outros benefícios, como liberação de fibra ou açúcar celulósico, conversão de proteínas em proteínas solúveis ou liberação de óleo de germe.
[0044] Um fluxo de açúcar sacarificado que tem uma densidade de cerca de 1,05 grama/cc a cerca de 1,15 grama/cc pode resultar aqui. Neste ponto, o fluxo de açúcar sacarificado não pode ser inferior a cerca de 90 DE. Em outro exemplo, o fluxo de açúcar sacarificado não pode ser inferior a 20, 30, 40, 50, 60, 70 ou 80 DE. Neste exemplo, o fluxo de açúcar sacarificado pode não ser considerado desejável ou “limpo” o suficiente, como para uso na produção bioquímica (por exemplo, Biocombustível), porque o conteúdo total fermentável do fluxo pode não ser superior a 75% do total conteúdo de sólidos no fluxo. Neste exemplo, o fluxo de açúcar sacarificado pode ter uma fração de sólidos total de cerca de 22% a cerca de 40%, tais sólidos incluindo açúcar, amido, fibra, proteína, germe, óleo e cinza, por exemplo. Ainda em um outro exemplo, o teor total de fermentação do fluxo não é superior a 30, 40, 50, 60, 70% ou 80% do teor total de sólidos no fluxo. Os sólidos restantes são fibra, proteína, óleo e cinza, por exemplo. O fluxo da etapa de sacarificação 230 contém cerca de 0,1 lb/bu a cerca de 1,0 lb/bu de óleo livre.
[0045] Após a etapa de sacarificação 230 (mas antes de qualquer potencial fermentação ou processamento do fluxo de açúcar), de modo a prover um fluxo de açúcar mais desejável, o fluxo de açúcar sacarificado pode ser submetido a uma etapa de separação de açúcar 232, que pode incluir um ciclone, decantador, centrífuga de disco, filtro de vácuo rotativo, microfiltro/microfiltração, filtração por membrana, ultrafiltração, filtro de pré-cobertura/terra de diatomáceas, ou semelhantes, para produzir um fluxo de açúcar mais desejável, que pode ser considerado um fluxo de açúcar refinada ou purificada, separando ainda quaisquer componentes insolúveis remanescentes, cor, cinza,
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 25/55
21/26 minerais ou semelhantes. Em um exemplo, o tamanho da tela de filtro aqui pode ser de cerca de 0,1 mícron a cerca de 100 mícron. Em outro exemplo, o tamanho do filtro pode ser de cerca de 5 micra a cerca de 50 micra. Devido à entrada de água, o fluxo de açúcar pode ter uma fração total de sólidos de 20 a 35%. Neste exemplo, o fluxo de açúcar aqui pode ser considerado purificado ou refinado o suficiente porque a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor que 10%. Em outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 5%. Em outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 3%. Em outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 1%. Em ainda outro exemplo, a fração total de sólidos insolúveis (não fermentáveis) do fluxo é menor ou igual a 10%, 15%, 20%, 25% ou 30%.
[0046] A etapa 232 de separação de açúcar pode ser substituída por, ou adicionalmente incluir, um ciclone, um decantador, uma centrífuga de disco, ultrafiltração, remoção de cor de coluna de carbono, filtro prensa, flutuação, adsorção e/ou tecnologias de desmineralização (por exemplo, troca iônica) seja em série ou em paralelo. O refino de resina, que inclui uma combinação de filtração de carbono e desmineralização em uma única etapa, também pode ser utilizado para refinar os açúcares. Adicionalmente, devido a um baixo teor de sólidos do fluxo de açúcar aqui, uma etapa opcional de evaporação (não mostrada) pode ser adicionada daqui em diante para concentrar ainda mais a fração total de sólidos.
[0047] O fluxo de açúcar da etapa de separação de açúcar 232 pode ser enviado para uma etapa de processamento adicional, tal como uma etapa de fermentação em que os açúcares são convertidos, por exemplo, através de um fermentador, em álcool, como etanol ou butanol ou qualquer outro processo de conversão de fermentação semelhante ou processo de utilização/conversão de açúcar, seguido por destilação e/ou separação do(s) componente(s) desejado(s) (não mostrada), que pode recuperar o
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 26/55
22/26 álcool ou subproduto(s)/composto(s) produzido(s), como é conhecido na técnica. O fluxo de açúcar pode permitir a recuperação de um agente de fermentação da etapa de fermentação. O agente de fermentação pode ser recuperado por meios conhecidos na técnica e pode ser seco como um produto separado ou, por exemplo, pode ser enviado para uma etapa de separação de proteína ou outros fluxos/etapas, no sistema e método 200, o que pode permitir captura do agente de fermentação e/ou utilizado para processamento adicional. A reciclagem de agentes de fermentação (como leveduras ou bactérias) pode ocorrer pelo uso de uma fonte limpa de açúcar. Após a destilação ou a(s) etapa(s) de separação desejada(s), o sistema e o método 200 podem incluir qualquer processo(s) de tipo de extremidade posterior, que pode ser conhecido ou desconhecido na técnica para processar, por exemplo, toda vinhaça. A etapa de fermentação pode fazer parte de um sistema de produção de álcool que recebe um fluxo de açúcar que não é tão desejável ou limpo, isto é, “mais sujo” que o fluxo de açúcar a ser enviado e submetido à mesma etapa de fermentação que o fluxo de açúcar sujo. Outras opções para o fluxo de açúcar, além da fermentação, podem incluir processamento adicional ou refino da glicose a frutose ou outros carboidratos simples ou complexos, processamento em alimentos, fermentação baseada em micróbios (em oposição à levedura) e outros produtos químicos, processamento farmacêutico ou nutracêutico (tal como propanol, isobutanol, ácido cítrico ou ácido succínico) e semelhantes. Tal processamento pode ocorrer através de um reator, incluindo, por exemplo, um reator catalítico ou químico. Em um exemplo, o reator é um fermentador.
[0048] Ainda referindo-se à Fig. 4, pelo menos uma parte dos componentes sólidos ou pesados (refinado) da etapa de separação de açúcar 232 pode ser enviada para a etapa de liquefação 212 e combinada e processada com o fluxo da segunda etapa de moagem 208, como discutido anteriormente e/ou podem ser combinados em conjunto com o fluxo da etapa 212 de liquefação e enviados para a etapa 220 de sacarificação/fermentação. Estes componentes mais pesados ou de
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 27/55
23/26 subfluxo da etapa de separação de açúcar 232 podem ser mais concentrados em sólidos totais, a cerca de 28% com uma faixa potencial de 25 a 40%.
[0049] No que se refere agora à etapa de sacarificação/fermentação 220, embora ilustrado em uma única caixa e como seria entendido, a sacarificação e a fermentação podem ocorrer separadamente aqui, em ordem, ou podem ocorrer simultaneamente. Ambos os processos, isto é, sacarificação e fermentação, são descritos em detalhe anteriormente. Normalmente, o fluxo da etapa 212 de liquefação, sozinho ou combinado com os sólidos da etapa 232 de separação de açúcar, pode ser submetido a sacarificação, pela qual os carboidratos e oligossacarídeos complexos podem ser ainda divididos em moléculas simples (isto é, dextrose) para produzir um mosto sacarificado. Com a fermentação, os açúcares de glicose são metabolizados em etanol e CO2. Outras opções para o fluxo de sólidos, além da fermentação na etapa de sacarificação/fermentação 220, podem incluir processamento adicional ou refino dos sólidos em alimentos, fermentação baseada em micróbios (ao contrário da a base de levedura) e outros vários processos químicos, farmacêuticos ou nutracêuticos (tais como propanol, isobutanol, ácido cítrico ou ácido succínico) e semelhantes. Tal processamento pode ocorrer através de um reator, que pode incluir um fermentador.
[0050] A etapa de sacarificação/fermentação 220 é seguida por destilação 222. Na torre de destilação, a solução fermentada é separada da vinhaça, que inclui partículas de fibra, proteína e germe, para produzir álcool. A fibra pode ser separada das partículas de germe e proteína (glúten) em uma etapa de separação fibra/proteína 224 por diferenças nos tamanhos de partícula utilizando um dispositivo de peneira, tal como uma centrífuga de filtração, um decantador de filtração, um filtro de pás, um filtro de pressão, ou semelhante para remover a fibra daí. As aberturas de tela normalmente serão de cerca de 500 micra para capturar quantidades de tipcap, pericarpo, bem como fibra fina, mas podem variar de cerca de 200 micra a cerca de 2.000 micra. A fibra separada é utilizada
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 28/55
24/26 para produzir um DDG com baixo teor de proteína (inferior a cerca de 25%)/baixo teor de óleo (inferior a cerca de 8%).
[0051] Se for necessário ou desejado um teor de proteína e óleo inferior na fibra, a fibra pode ser enviada para um tanque de retenção (não mostrado), por exemplo, onde o pH da fibra separada pode ser ajustado para cerca de 7,5 a cerca de 10,5 cerca de 8 a cerca de 9,5), tal como pela adição de produtos químicos, por exemplo, hidróxido de sódio, cal, carbonato de sódio, fosfato trissódico ou semelhantes para ajudar a liberar óleo adicional do germe. Além disso, enzimas de quebra da parede celular, por exemplo, protease, celulase, hemicelulose, fitase e semelhantes e/ou produtos químicos, por exemplo, sulfito de sódio e semelhantes, podem ser adicionados aqui para ajudar a liberar óleo adicional do germe. Em um exemplo, a fibra pode ser mantida no tanque durante cerca de 1 hora a uma temperatura de cerca de 140°F a cerca de 200°F (ou cerca de 180°F a cerca de 200°F). Depois disso, a fibra pode ser submetida a uma etapa de moagem para liberar mais óleo e proteína da fibra. A fibra produzida por essas etapas adicionais de tratamento pode dar um óleo muito inferior (menos de 2%) e proteína inferior (menos de 10%) e pode ser usado para a produção secundária de álcool.
[0052] A concentrado da etapa de separação fibra/proteína 224 vai para um evaporador 226 para separar qualquer óleo do mesmo e para produzir xarope, que pode ser misturado com o DDG e seco, como representado pelo numeral 228, para dar a proteína inferior (menos que cerca de 25%)/DDGS com baixo teor de óleo (inferior a cerca de 8%), tal como para vacas ou porcos, particularmente vacas leiteiras. O DDGS contém menos de cerca de 25% de proteína, menos de cerca de 8% de óleo e menos de cerca de 5% de amido.
[0053] Adicionalmente, pode ser provida uma etapa de centrifugação opcional (não mostrada) para recuperar o teor de xantofila na camada de emulsão dos óleos recuperados, tanto antes quanto após a sacarificação na etapa de sacarificação/fermentação 220 e misturado com o subproduto de proteína antes da secagem para aumentar o valor de
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 29/55
25/26 alimentação. O transbordamento da(s) centrífuga(s) pode voltar aos tanques de armazenamento de óleo (não mostrados).
[0054] Além disso, podem ser feitas modificações adicionais ao sistema e ao método anteriores 200 para melhorar a recuperação de coproduto, tal como a recuperação de óleo utilizando tensoativos e outros agentes de interrupção de emulsão. Em um exemplo, agentes de ruptura de emulsão, tais como agentes tensoativos, ou floculantes podem ser adicionados antes das etapas em que se espera que as emulsões se formem ou depois de uma emulsão se formar no método. Por exemplo, podem se formar emulsões durante a centrifugação, de tal modo que a incorporação de agentes tensoativos antes ou durante a centrifugação pode melhorar a separação e recuperação do óleo. Em um exemplo, a separação pré-óleo do fluxo de xarope também pode ter disjuntores de emulsão, tensoativos e/ou floculantes adicionados ao sistema de evaporação para auxiliar no aumento do rendimento de óleo. Isso pode resultar em um ganho adicional de rendimento de óleo de 0,05 a 0,5 lb/bu.
[0055] Embora a presente invenção tenha sido ilustrada pela descrição das suas várias modalidades e embora estas modalidades tenham sido descritas em detalhe considerável, não é intenção do requerente restringir ou de alguma forma limitar o escopo das Reivindicações anexas a esse detalhe. Por exemplo, várias enzimas (e seus tipos) tais como amilase, alfa-amilase, glicoamilase, fúngica, celulase, hemicelulase, protease, fitase e semelhantes podem ser opcionalmente adicionadas, por exemplo, antes, durante e/ou após qualquer número de etapas no sistema e método 200 incluindo o tanque de pasta 204 a segunda etapa de moagem 208 a etapa de liquefação 212 e/ou a etapa de sacarificação 230 de modo a melhorar a separação dos componentes, tal como ajudar a quebrar as ligações entre proteína, amido e fibras e/ou para ajudar a converter amidos em açúcares e/ou ajudar a liberar o óleo livre. Além disso, ajustes de temperatura, pH, tensoativo e/ou floculante podem ser ajustados, conforme necessário ou desejado, nas várias etapas ao longo
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 30/55
26/26 do sistema e método 200, incluindo no tanque de pasta 204, etc., de modo a otimizar o uso de enzimas ou produtos químicos. As vantagens e modificações adicionais ficarão prontamente evidentes para os versados na técnica. Assim, a invenção nos seus aspectos mais gerais, desta forma, não se limita aos detalhes específicos, aparelho e método representativos e dos exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Consequentemente, podem ser feitos desvios de tais detalhes sem sair do espírito ou escopo do conceito inventivo geral da Requerente.
Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 31/55

Claims (28)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, caracterizado por que compreende:
    misturar partículas de grãos moídos com um líquido para fornecer uma pasta;
    separar a pasta em uma parte inicial de sólidos e uma parte líquida inicial, submeter a parte de sólidos inicial a liquefação para proporcionar uma primeira solução de amido liquefeito incluindo amido e submeter pelo menos uma parte da parte líquida inicial a uma etapa de liquefação separada para prover uma segunda solução de amido liquefeito incluindo amido;
    posteriormente, submeter a segunda solução de amido liquefeito a sacarificação para converter o amido em açúcares simples e produzir um fluxo sacarificado incluindo os açúcares simples; e após a sacarificação da parte líquida inicial, mas antes do processamento adicional dos açúcares simples, separar o fluxo sacarificado em uma parte de sólidos e em uma parte líquida incluindo os açúcares simples, em que a parte líquida separada do fluxo sacarificado define um fluxo de açúcar que tem equivalente de dextrose de pelo menos 20 DE e uma fração total de sólidos não fermentáveis que é menor ou igual a 30% de um teor total de sólidos.
  2. 2. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda submeter a primeira solução de amido liquefeito a uma etapa de sacarificação separada da parte líquida inicial para converter o amido na primeira solução de amido liquefeito em açúcares simples e produzir um fluxo
    Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 32/55
    2/7 sacarificado incluindo os açúcares simples para processamento adicional.
  3. 3. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda, após separação da pasta em uma parte de sólidos inicial e uma parte líquida inicial e antes de submeter a parte de sólidos inicial a liquefação, submeter a parte de sólidos inicial a moagem.
  4. 4. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda submeter pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do fluxo sacarificado a liquefação juntamente com a parte de sólidos inicial.
  5. 5. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que compreende ainda submeter pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do fluxo sacarificado a etapa de sacarificação separada juntamente com a primeira solução de amido liquefeito.
  6. 6. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que compreende ainda submeter pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do fluxo sacarificado a liquefação juntamente com a parte de sólidos inicial e submeter pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do fluxo sacarificado a sacarificação separada juntamente com a etapa com a primeira solução de amido liquefeito.
  7. 7. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a separação do fluxo sacarificado em uma parte de sólidos e uma parte líquida incluindo os açúcares simples compreender, após a sacarificação da parte líquida inicial, mas antes do processamento adicional dos açúcares simples, separar através
    Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 33/55
    3/7 de um dispositivo de membrana ou filtração, o fluxo sacarificado para a parte de sólidos e a parte líquida.
  8. 8. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda submeter o fluxo de açúcar a um processo de conversão de açúcar para produzir um produto bioquímico.
  9. 9. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que o processo de conversão de açúcar é a fermentação.
  10. 10. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo coma
    Reivindicação 8, caracterizado por que o processo de conversãode açúcar inclui uma reação catalítica ou química.
  11. 11. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo coma
    Reivindicação 2, caracterizado por que o processamento adicional do fluxo sacarificado, incluindo os açúcares simples da etapa de sacarificação separada, compreende a fermentação seguida por destilação para produzir um álcool.
  12. 12. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que a fermentação e a etapa de sacarificação separada ocorrem simultaneamente.
  13. 13. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda moer grãos e/ou componentes de grãos nas partículas de grão moído.
  14. 14. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a parte líquida inicial inclui pelo menos a maioria do líquido da pasta.
    Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 34/55
    4/7
  15. 15. Método Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda submeter pelo menos uma parte da parte líquida inicial, juntamente com a parte inicial de sólidos, a liquefação para prover a primeira solução de amido liquefeito.
  16. 16. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, caracterizado por que o sistema compreende:
    um tanque de pasta no qual partículas de grãos moídos se misturam com um líquido para fornecer uma pasta;
    um dispositivo de separação sólido/líquido localizado após o tanque de pasta, o dispositivo de separação sólido/líquido recebe a pasta e separa a pasta em uma parte de sólidos inicial e uma parte líquida inicial;
    um primeiro sistema de liquefação que é localizado após o dispositivo de separação sólido/líquido e recebe a parte inicial de sólidos para fornecer uma primeira solução de amido liquefeito incluindo amido;
    um segundo sistema de liquefação que está localizado após o dispositivo de separação sólido/líquido e recebe a parte líquida inicial para fornecer uma segunda solução de amido liquefeito, incluindo amido;
    um primeiro sistema de sacarificação que é localizado após o primeiro sistema de liquefação e recebe a primeira solução de amido liquefeito para converter o amido em açúcares simples e produzir um primeiro fluxo sacarificado incluindo os açúcares simples;
    um segundo sistema de sacarificação que está situado após o segundo sistema de liquefação e recebe a segunda solução de amido liquefeito para converter o amido em açúcares simples e produzir um segundo fluxo sacarificado incluindo os açúcares simples; e
    Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 35/55
    5/7 um dispositivo de separação de açúcar que está localizado depois do segundo sistema de sacarificação e recebe e separa o segundo fluxo sacarificado em uma parte de sólidos e uma parte líquida incluindo os açúcares simples, em que a parte líquida separada do segundo fluxo sacarificado define um fluxo de açúcar com um equivalente de dextrose de, pelo menos, 20 DE e uma fração total de sólidos não fermentáveis inferior ou igual a 30% de um teor total de sólidos.
  17. 17. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que compreende ainda, após o dispositivo de separação sólido/líquido e antes do primeiro sistema de liquefação, um dispositivo de trituração que recebe e tritura a parte inicial de sólidos.
  18. 18. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o primeiro sistema de liquefação recebe pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do segundo sistema de sacarificação.
  19. 19. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o primeiro sistema de sacarificação recebe pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do dispositivo de separação de açúcar.
  20. 20. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o primeiro sistema de liquefação recebe pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do dispositivo de separação de açúcar e por que o primeiro sistema de sacarificação recebe pelo menos uma parte da parte de sólidos separada do dispositivo de separação de açúcar.
  21. 21. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que compreende ainda um
    Petição 870190032748, de 04/04/2019, pág. 36/55
    6/7 dispositivo de conversão de açúcar que recebe o fluxo de açúcar para produzir um composto bioquímico.
  22. 22. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 21, caracterizado por que o dispositivo de conversão de açúcar é um fermentador ou um reator catalítico ou químico.
  23. 23. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que compreende ainda um dispositivo de fermentação e um dispositivo de destilação para produzir um álcool.
  24. 24. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o primeiro sistema de sacarificação e o dispositivo de fermentação definem um sistema simultâneo de sacarificação e fermentação.
  25. 25. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o dispositivo de separação de açúcar inclui uma filtração por membrana, uma microfiltração ou um dispositivo de ultrafiltração.
  26. 26. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que compreende ainda, antes do tanque de pasta, um dispositivo de moagem que tritura os componentes de grão e/ou grãos nas partículas de grão moído.
  27. 27. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que a parte líquida inicial inclui pelo menos a maioria do líquido da pasta.
  28. 28. Sistema Para Produzir Fluxo de Açúcar, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o primeiro sistema de liquefação recebe pelo menos uma parte da parte líquida inicial, juntamente com a
BR102019006925-2A 2018-04-19 2019-04-04 sistema e método para produzir fluxo de açúcar BR102019006925A2 (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/957,242 US10480038B2 (en) 2018-04-19 2018-04-19 System and method for producing a sugar stream

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR102019006925A2 true BR102019006925A2 (pt) 2019-11-05

Family

ID=66041371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102019006925-2A BR102019006925A2 (pt) 2018-04-19 2019-04-04 sistema e método para produzir fluxo de açúcar

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10480038B2 (pt)
EP (1) EP3556222A1 (pt)
AR (1) AR117417A1 (pt)
BR (1) BR102019006925A2 (pt)
CA (1) CA3040104A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2972464A1 (en) 2014-12-31 2016-07-07 Poet Research, Inc. High purity starch stream methods and systems
US10233466B2 (en) 2014-12-31 2019-03-19 Poet Research, Inc. Economic ethanol fermentation sugar stream, processes and systems of producing same
US11505838B2 (en) 2018-04-05 2022-11-22 Fluid Quip Technologies, Llc Method for producing a sugar stream
US10995351B1 (en) * 2020-09-14 2021-05-04 Fluid Quip Technologies, Llc System and method for producing a carbohydrate stream from a cellulosic feedstock
EP4379034A1 (en) * 2022-11-29 2024-06-05 ZHAW - Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften Methods for the preparation of culture media based on saccharified plant extracts and related products

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4330625A (en) 1980-03-12 1982-05-18 National Distillers & Chemical Corp. Liquefying aqueous starch slurry followed by saccharification with ion exchange resin
US4361651A (en) 1980-07-18 1982-11-30 Keim Carroll R Process for making fermentable sugars and high-protein products
US4407955A (en) 1981-11-12 1983-10-04 National Distillers And Chemical Corporation Fermentable sugar from the hydrolysis of starch derived from dry milled cereal grains
US4578353A (en) 1982-07-19 1986-03-25 St. Lawrence Reactors Limited Fermentation of glucose with recycle of non-fermented components
US6962722B2 (en) 2001-12-04 2005-11-08 Dawley Larry J High protein corn product production and use
US20060083823A1 (en) 2002-07-23 2006-04-20 Fox Eugene J Process for producing fermentation feedstock from extruded cereal material
US7452425B1 (en) 2003-03-25 2008-11-18 Langhauser Associates, Inc. Corn refining process
US7488390B2 (en) 2003-03-25 2009-02-10 Langhauser Associates, Inc. Corn and fiber refining
US20070014905A1 (en) 2003-06-30 2007-01-18 Purdue Research Foundation Starchy material processed to produce one or more products comprising starch, ethanol, sugar syrup, oil, protein, fiber, gluten meal, and mixtures thereof
CA2562670A1 (en) 2004-04-21 2005-11-17 Cargill, Incorporated Process for increasing throughput of corn for oil extraction
MX2007012831A (es) 2005-04-19 2007-12-12 Archer Daniels Midland Co Proceso para la produccion de forraje para animales y etanol y forraje novedoso.
US20060251762A1 (en) 2005-05-03 2006-11-09 Robert Jansen Grain wet milling process for producing ethanol
US20070020375A1 (en) 2005-07-20 2007-01-25 Robert Jansen Corn wet milling process
US20090258106A1 (en) 2005-07-20 2009-10-15 Robert Jansen Corn Wet Milling Process
US7649086B2 (en) 2006-05-08 2010-01-19 Biojoule Ltd. Integrated processing of plant biomass
JP2010528593A (ja) 2007-05-31 2010-08-26 リグノル イノヴェイションズ リミテッド リグノセルロース原料の同時嫌気性消化と発酵
WO2009094418A2 (en) 2008-01-24 2009-07-30 Tate And Lyle Ingredients Americas, Inc. Corn wet milling process
US7931784B2 (en) 2008-04-30 2011-04-26 Xyleco, Inc. Processing biomass and petroleum containing materials
CA2748640C (en) 2008-12-31 2018-10-30 Poet Research Incorporated Zein composition
WO2010084589A1 (ja) 2009-01-22 2010-07-29 新日鉄エンジニアリング株式会社 エタノール及び油の回収・製造方法
KR101037125B1 (ko) 2009-05-14 2011-05-26 계명대학교 산학협력단 바이오에탄올 생산을 위한 바이오매스 전처리법
CN106615685A (zh) 2009-05-26 2017-05-10 富禄德奎普有限公司 用于从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法
EP2547778B1 (en) 2010-03-19 2019-09-04 POET Research, Inc. System for the treatment of biomass
US9175315B2 (en) 2010-06-18 2015-11-03 Butamax Advanced Biofuels Llc Production of alcohol esters and in situ product removal during alcohol fermentation
EP2646164B1 (en) 2010-12-03 2019-08-07 Chie Ying Lee A system and method for separating high value by-products from grains used for alcohol production
WO2012129500A2 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Lee Tech Llc Dry grind ethanol production process and system with front end milling method
WO2013046622A1 (ja) 2011-09-30 2013-04-04 川崎重工業株式会社 セルロース系バイオマスを原料とするエタノール製造方法
WO2013046624A1 (ja) 2011-09-30 2013-04-04 川崎重工業株式会社 セルロース系バイオマスを原料とするエタノール製造方法
US20140227757A1 (en) 2011-10-14 2014-08-14 Board Of Trustees Of Michigan State University Integrated processes for conversion of lignocellulosic biomass to bioproducts and systems and apparatus related thereto
US9068205B2 (en) 2011-11-20 2015-06-30 Glenmore Consulting, Llc Processes and systems for dry-milled corn ethanol and corn oil production with improved carbon footprint
JP2013162777A (ja) 2012-02-13 2013-08-22 Jx Nippon Oil & Energy Corp 糖液の製造方法、糖液及びエタノールの製造方法
CA2869298C (en) 2012-04-26 2020-04-07 Toray Industries, Inc. Method for producing sugar solution
WO2014007189A1 (ja) 2012-07-03 2014-01-09 東レ株式会社 糖液の製造方法
US20140024064A1 (en) 2012-07-23 2014-01-23 Butamax(Tm) Advanced Biofuels Llc Processes and systems for the production of fermentative alcohols
BR112015013933A2 (pt) 2012-12-14 2017-07-11 Bp Corp North America Inc fermentação sequencial de hidrolisato e sólidos de uma hidrólise de ácido diluído de biomassa para produzir produtos de fermentação
CN105008547A (zh) 2012-12-21 2015-10-28 易登尼有限公司 生物质的糖化用的高级螺旋钻和过滤系统
NZ743055A (en) 2013-03-08 2020-03-27 Xyleco Inc Equipment protecting enclosures
US9523104B2 (en) 2013-03-12 2016-12-20 Butamax Advanced Biofuels Llc Processes and systems for the production of alcohols
MX2015015474A (es) 2013-05-07 2016-06-21 Fluid Quip Process Technologies Llc Planta procesadora de la combinacion de caña de azucar y maiz y sistemas y procesamientos para producir alcohol en la misma.
US20140356915A1 (en) 2013-05-28 2014-12-04 Api Intellectual Property Holdings, Llc Integrated biorefineries for production of sugars, fermentation products, and coproducts
US10329589B2 (en) 2013-07-09 2019-06-25 Korea Research Institute Of Chemical Technology Method for preparing sugar, bioethanol or microbial metabolite from lignocellulosic biomass
JP5757443B2 (ja) 2013-07-12 2015-07-29 東レ株式会社 セルロース含有バイオマスからのアルコールの製造方法
WO2015083285A1 (ja) 2013-12-06 2015-06-11 日揮株式会社 発酵原料糖液の製造方法、及びその発酵原料糖液を発酵して得られる化学品の製造方法
AU2015322688B2 (en) 2014-09-26 2019-03-14 Toray Industries, Inc. Method of preparing sugar solution
US10233466B2 (en) 2014-12-31 2019-03-19 Poet Research, Inc. Economic ethanol fermentation sugar stream, processes and systems of producing same
US9777303B2 (en) 2015-07-23 2017-10-03 Fluid Quip Process Technologies, Llc Systems and methods for producing a sugar stream

Also Published As

Publication number Publication date
US20190323097A1 (en) 2019-10-24
US10480038B2 (en) 2019-11-19
EP3556222A1 (en) 2019-10-23
CA3040104A1 (en) 2019-10-19
AR117417A1 (es) 2021-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11447806B2 (en) Systems and methods for producing a sugar stream
BR102019006925A2 (pt) sistema e método para produzir fluxo de açúcar
BR112013013552B1 (pt) método para separação frontal de subproduto de óleo a partir de grãos usados em processo de produção de álcool
US20210324489A1 (en) System and method for producing a sugar stream using membrane filtration
US20230079475A1 (en) System and method for producing a sugar stream with front end oil separation
US20130288376A1 (en) System for and method of separating germ from grains used for alcohol production
US20240060148A1 (en) System and method for producing a sugar stream
BR102016016541B1 (pt) Sistema e métodos para produzir corrente de açúcar

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B25D Requested change of name of applicant approved

Owner name: FLUID QUIP TECHNOLOGIES, LLC (US)

B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]
B12B Appeal against refusal [chapter 12.2 patent gazette]