BR102019014040A2

BR102019014040A2 - método e sistema para destilação de álcool em processo de produção de álcool

Info

Publication number: BR102019014040A2
Application number: BR102019014040-2A
Authority: BR
Inventors: Neal Jakel; John Kwik; Michael Hora
Original assignee: Fluid Quip Technologies, Llc
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2020-07-28
Also published as: US10392590B1

Abstract

Um método e sistema para destilar álcool em um processo de produção de álcool são revelados. O método pode incluir a fermentação de uma mistura de água e grão moído, para produzir mosto carregado de álcool, que pode ser destilado em uma coluna de mosto mantida em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool e vinhaça integral. A vinhaça é separada da vinhaça integral. A água é evaporada da vinhaça separada, para produzir primeira vinhaça concentrada e vapor de primeiro efeito. A água da primeira vinhaça concentrada é evaporada com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir vapor de segundo efeito. Em uma realização, o vapor de segundo efeito pode ser usado para fornecer calor suficiente a um separador lateral para destilar o mosto carregado de álcool. Em outra realização, o método pode incluir a geração de vapor de um ou mais gerador de vapor, para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção se refere, em geral, a produção de álcool e, mais especificamente, a um método e sistema para produção de álcool (por exemplo, etanol) e/ou outros biocombustíveis/bioquímicos.

Antecedentes

[0002] Álcool de grau combustível (por exemplo, etanol) destilado a partir de grão (por exemplo, milho) se tornou cada vez mais popular como uma alternativa à gasolina. Adicionalmente, o etanol aumentou em popularidade, como um aditivo de gasolina para formulação de graus de queima limpa de gasolina para veículos motorizados.

[0003] Um método de produção de etanol inclui o uso de um processo de moagem a seco de milho. Um processo de moagem a seco de milho típico consiste de quatro etapas principais: manuseio e moagem do grão, liquefação e sacarificação, fermentação e destilação e recuperação do coproduto. Manuseio e moagem do grão é a etapa, em que o milho é trazido para a usina e moído para promover melhor conversão de amido em glicose. A liquefação é a etapa de conversão de sólidos, tais como amido, em um líquido fluível, produzindo oligossacarídeos e sacarificação é onde os oligossacarídeos são convertidos em moléculas simples de glicose. Fermentação e destilação é o processo de levedura ou bactéria, ou clostridia, por exemplo, convertendo glicose em um biocombustível ou um bioquímico, tal como etanol. A recuperação do coproduto é a etapa, em que os subprodutos do milho são desaguados e prontos. Há muitos processos de conversão química e biológica, conhecidos na técnica, que utilizam levedura, bactéria, ou semelhantes para converter glicose em outros biocombustíveis e componentes bioquímicos, como etanol, por exemplo.

[0004] A recuperação do álcool, por exemplo, butanol, etanol, etc. e coprodutos naturais geralmente inicia com mosto (caldo de fermentação residual) sendo enviado para um sistema de destilação. Com a destilação, o etanol é tipicamente separado do resto do mosto através de um conjunto de vaporizações e condensações passo a passo. Para produzir etanol de grau combustível, mais do que uma coluna de destilação interconectada é tipicamente usada para purificar progressivamente o produto etanol. Em um típico processo de destilação de etanol, uma coluna de mosto recebe mosto e produz um vapor de etanol intermediário. Uma coluna retificadora recebe o vapor de etanol intermediário da coluna de mosto e produz vapor de etanol puro 95% ou 190 proof.Uma terceira coluna lateral separadora recebe os sedimentos da coluna retificadora e, então, produz um vapor intermediário sobrecarregado de etanol, que é adicionalmente purificado pela coluna retificadora. Os sedimentos livres de etanol da coluna separadora lateral podem ser usados para formular água de cozimento para a parte de liquefação do processo. Por causa das propriedades físicas de uma solução aquosa de etanol, um processo de destilação pode apenas produzir praticamente uma solução aquosa de etanol que seja aproximadamente 95% etanol e 5% água. Um desidratador é usado para remover a maior parte da água remanescente, para produzir produto de pureza mais alta. O desidratador recebe o vapor etanol 95% e remove quase toda a água remanescente, para produzi etanol tendo um teor de água tipicamente de menos do que cerca de 1,0%. Um desidratador pode conter esferas de material que atraem ou retém moléculas de água em um maior grau do que moléculas de etanol ou usar um meio para separar água e etanol com base em tamanho molecular.

[0005] Um processo de destilação de etanol de grau combustível como aquele descrito acima também produz coprodutos. Para esse fim, o mosto menos o álcool extraído através da destilação é conhecido como vinhaça integral, que contém uma suspensão de grãos residuais incluindo a proteína, fibra, óleo, minerais e açúcares do milho, bem como agente de fermentação residual. Estes subprodutos estão muito diluídos para serem de muito valor neste ponto e são adicionalmente processados para fornecerem os grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS).

[0006] Em um processamento típico, quando a vinhaça integral deixa a coluna de destilação, ela é geralmente submetida a uma centrífuga de decantação, para separar sólidos insolúveis ou “bolo úmido”, que inclui principalmente fibras, do líquido ou “vinhaça fina”, que inclui, por exemplo, proteína, fibra fina, óleo e aminoácidos. Após a separação, a vinhaça fina se move para evaporadores de vinhaça, para evaporar umidade, deixando um xarope espesso, que contém sólidos solúveis (dissolvidos). O xarope concentrado pode ser misturado com o bolo úmido e a mistura pode ser vendida para confinamento de carne e laticínios como grãos úmidos de destilaria com solúveis (DWGS). Alternativamente, a mistura de bolo úmido e de xarope concentrado pode ser seca em um processo de secagem e vendida como grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS). Os DDGS resultantes geralmente têm um teor de proteína crua de cerca de 32% e são um alimento útil para gado, outros ruminantes e animais monogástricos, devido ao seu teor de proteína e fibra. O produto resultante é um produto natural.

[0007] Um processo de produção de etanol típico requer entrada de energia significativa, bem como uma quantidade significativa de água industrial. Seria benéfico fornecer um método e sistema para produção de etanol, que conserve energia e água, enquanto utilizando calor residual dos evaporadores para aquecer outras partes do processo.

Sumário

[0008] A presente invenção se refere à produção de álcool (por exemplo, etanol) e/ou outros biocombustíveis/bioquímicos e, mais especificamente, a um método e sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool.

[0009] Em uma realização, um método para destilar álcool em um processo de produção de álcool é fornecido, que inclui a fermentação de uma mistura de água e grão moído para produzir mosto carregado de álcool, depois destilar o mosto carregado de álcool em uma coluna de mosto mantida em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, primeiramente incluindo álcool e vinhaça integral, que inclui vinhaça. Em seguida, a água é evaporada de toda ou de uma parte da vinhaça por meio de um ou mais evaporadores e vapor é gerado a partir de um fluido, por meio de um ou mais geradores de vapor, que não recebe a vinhaça. Então, pelo menos uma parte do vapor gerado de um ou mais geradores de vapor é usada para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilação do mosto carregado de álcool, para produzir álcool.

[0010] Em outra realização, um sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool é fornecido, que inclui uma coluna de mosto, que recebe mosto carregado de álcool, a coluna de mosto destila o mosto carregado de álcool em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool e vinhaça integral, que inclui vinhaça. O sistema ainda tem um sistema de evaporador de primeiro efeito, que inclui um ou mais evaporadores, que recebem toda ou uma parte da vinhaça, um ou mais evaporadores configurados para evaporar a água da vinhaça. Um ou mais geradores de vapor também são fornecidos, que recebem um fluido e são configurados para gerar vapor a partir do fluido, um ou mais geradores de vapor não recebe a vinhaça. A coluna de mosto recebe pelo menos uma parte do vapor gerado de um ou mais geradores de vapor, por meio do qual o vapor fornece calor suficiente para destilar o mosto carregado de álcool na coluna de mosto para produzir álcool.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] Os desenhos em anexo, que são incorporados em e constituem uma parte desta especificação, ilustram realizações da invenção e, juntamente com uma descrição geral da invenção dada acima e a descrição detalhada das realizações dada abaixo, servem para explicar os princípios da invenção.

[0012] A Fig. 1 é um fluxograma de um processo de moagem a seco e sistema para produção de etanol e grãos de destilaria com solúveis de técnica anterior.

[0013] A Fig. 2 é um fluxograma de um método e sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool em conformidade com uma realização da invenção;

[0014] A Fig. 3 é um fluxograma apresentando os processos de destilação e separação do método e sistema da Fig. 2;

[0015] A Fig. 4 é um fluxograma apresentando o processo de desidratação do método e sistema da Fig. 2; e

[0016] A Fig. 5 é um fluxograma apresentando o processo de evaporação do método e sistema da Fig. 2.

Descrição Detalhada de Realizações Específicas

[0017] A presente invenção se refere à produção de álcool e/ou outros biocombustíveis/bioquímicos e, mais especificamente, a um método e sistema para destilar álcool (por exemplo, etanol) usando um processo de moagem a seco de grão (por exemplo, milho).

[0018] A Fig. 1 é um fluxograma de um processo de moagem a seco da técnica anterior para produção de álcool, tal processo é totalmente discutido na Patente US 8.778.433, intitulada “Métodos para produção de farelo de milho de alta proteína a partir de um subproduto de vinhaça integral”, que é expressamente incorporada por referência neste documento em sua totalidade. Uma parte significativa de álcool, por exemplo, etanol, nos Estados Unidos, é produzida a partir de processos de moagem a seco, que convertem o milho em dois produtos, a saber, etanol e grãos de destilaria com solúveis. Embora virtualmente qualquer tipo e qualidade de grão, tal como, mas não limitada a sorgo, trigo, triticale, cevada, centeio, tapioca, mandioca, batata e outros grãos contendo amido podem ser usados para produzir etanol, a matéria- prima para esse processo é tipicamente milho, referido como “Milho Amarelo n° 2”.

[0019] Com referência específica à FIG. 1, um processo de moagem a seco de milho típico 10 inicia com uma etapa de moagem 12, em que grãos de milho integrais secos são passados através de trituradores para moê-los em farelo ou um pó fino. O farelo moído é misturado com água, para criar uma suspensão e uma enzima comercial, tal como alfa- amilase, é adicionada. Essa suspensão é, então, tipicamente aquecida em um processo de cozimento 14, que pode opcionalmente incluir um processo de cozimento a jato, para solubilizar o amido no farelo moído. Isso é seguido por uma etapa de liquefação 16, em cujo ponto alfa- amilase adicional pode ser adicionada. A alfa-amilase hidrolisa o amido gelatinizado em maltodextrinas e oligossacarídeos, para produzir um purê liquefeito ou suspensão.

[0020] Isso pode ser seguido por etapas de sacarificação e fermentação separadas, 18 e 20, respectivamente, embora na maioria dos processos de etanol comerciais com moagem a seco, a sacarificação e a fermentação ocorram simultaneamente. Na etapa de sacarificação 18, o purê liquefeito é resfriado e uma enzima comercial, tal como glicoamilase, é adicionada, para hidrolisar as maltodextrinas e oligossacarídeos de cadeia curta em moléculas de açúcar de glicose individuais. Na etapa de fermentação 20, uma cepa comum de levedura (Saccharomyces cerevisae) é adicionada, para metabolizar os açúcares de glicose em etanol e CO2. Com a conclusão, o purê de fermentação (“mosto”) contém cerca de 17% a 18% etanol (base volume/volume), mais sólidos solúveis e insolúveis de todos os componentes de grão remanescentes, incluindo fibra, proteína e óleo, por exemplo. Levedura ou outro agente de fermentação pode ser opcionalmente reciclado em uma etapa de reciclagem de levedura/agente de fermentação 22. Em alguns casos, o CO2 é recuperado e vendido como uma commodity.

[0021] Uma etapa de destilação e de desidratação 24, em que o mosto é bombeado em colunas de destilação, onde é fervido para vaporizar o etanol, é subsequente à etapa de fermentação 20. O vapor de etanol sai pelo topo das colunas de destilação com cerca de 95% de pureza (190 proofe, depois, é condensado para um etanol líquido em um permutador de calor típico. O etanol 190 prooftipicamente, então, passa por uma coluna de desidratação por peneira molecular ou semelhante, que remove a água residual remanescente do etanol, para fornecer um produto final de essencialmente etanol 100% (199,5 proof referido neste documento como “200 proof).

[0022] Finalmente, uma etapa de centrifugação 26 envolve a centrifugação, por meio de uma centrífuga de decantação, das sobras de vinhaça residuais ou integrais da destilação, de modo a separar a parte de sólidos insolúveis ou “bolo úmido”, que inclui fibra, partículas de gérmen e sólidos maiores da parte líquida ou parte de “vinhaça fina”, que inclui sólidos finos, sólidos solúveis, proteína, aminoácidos, óleo, etc. Em seguida, a parte de vinhaça fina entra nas evaporadoras em uma etapa de evaporação 28, a fim de evaporar a umidade, deixando, assim, um xarope espesso, que contém os sólidos solúveis (dissolvidos), bem como proteína fina e óleo. Esse xarope concentrado é tipicamente referido como milho condensado de destilaria solúvel e é misturado com o bolo úmido centrifugado, depois vendido para confinamentos de carne e laticínios como grãos úmidos de destilaria com solúveis (DWGS). A mistura de bolo úmido e xarope concentrado pode ser ainda seca em uma etapa de secagem 30 e vendida como grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS), para confinamentos de carne e laticínios e/ou mercados de monogástricos. Os coprodutos de grãos de destilaria com solúveis fornecem um fluxo de receita secundário crítico, que equilibra uma parte do custo global de produção do etanol.

[0023] Em conformidade com a presente invenção, a Fig. 2 ilustra esquematicamente uma realização de um método e sistema, coletivamente numeral 100, para produção de álcool, por exemplo, etanol, em um processo por moagem a seco de grão, tal como um processo de moagem a seco de milho ou de grão similar. O método e sistema 100 podem incluir um processo de fermentação 110, um processo de destilação 200, um processo de separação 300, um processo de desidratação 400 e um processo de evaporação 500.

[0024] Como mostrado nas Figs. 2 e 3, o processo de destilação 200 pode incluir uma coluna de mosto 202, uma coluna retificadora 204 e uma coluna lateral separadora 206. Cada uma das colunas de mosto 202, coluna retificadora 204 e coluna lateral separadora 206 é um recipiente com múltiplas bandejas e opera em condições subatmosféricas. A coluna de mosto 202 pode receber mosto carregado de etanol do processo de fermentação 110. O mosto inclui etanol, água e componentes do grão moído e pode ter uma concentração de etanol de aproximadamente 17-18% (base volume/volume). A temperatura do mosto entrando na coluna de mosto 202 pode ser de cerca de 150°F e pode estar a uma pressão de cerca de 7 psia. A coluna de mosto 202 pode ser operada a uma pressão na faixa de cerca de 4 psia a cerca de 11 psia ou de cerca de 5 psia a cerca de 12 psia, com uma faixa de temperatura correspondente de cerca de 140°F até cerca de 165°F. Em uma realização, a pressão de operação pode ser de cerca de 7 psia. Temperaturas muito maiores do que 165°F podem causar expansão instantânea dentro do recipiente, aumentando o potencial de o mosto ou purê se transportar do topo da coluna de mosto 202 e para dentro da coluna retificadora 204. Temperaturas de operação mais altas podem ser realizadas devido a mudanças no teor alcoólico da massa alimentada à coluna de mosto 202. Vapor de pelo menos um conjunto de geradores de vapor 208 e 210 fornece calor ou energia térmica para ferver o álcool/etanol do mosto na coluna de mosto 202. A fonte e rota deste vapor são descritas em maiores detalhes abaixo. O vapor é misturado diretamente com o mosto, à medida que o mosto desce através da coluna de mosto 202. O vapor sobrecarregado de etanol deixando a coluna de mosto 202 é cerca de 50% etanol ou 100 proof.

[0025] Os geradores de vapor 208, 210 podem incluir, cada um, um permutador de calor casco e tubos, em que um vapor de aquecimento pode ser isolado no lado de casco. O vapor de aquecimento pode ser vapor de usina limpa de uma caldeira (não mostrada). Em um exemplo, o vapor da usina limpa pode ser em uma pressão de cerca de 164 psia e uma temperatura de cerca de 365°F. Em outro exemplo, o vapor da usina limpa pode estar em uma pressão entre 134 psia e 164 psia e em uma temperatura de entre 350°F e 365°F. O vapor condensará e sairá como condensado através das linhas de condensado. O condensado do vapor pode ser retornado para a caldeira (não mostrada). O fluido do lado do tubo entrando nos geradores de vapor 208, 210 pode variar e pode ser condensado do evaporador do processo de evaporação 500, que é adicionalmente discutido abaixo, destilado do tanque de condensado 120, água de cozimento, ou água de depurador de CO2 da extremidade frontal do método e processo 100, ou uma combinação dos mesmos. Durante a operação, o fluido do lado do tubo pode entrar pelo topo do gerador de vapor 208 e o fluido remanescente pode sair pelo fundo do gerador de vapor 208, onde pode entrar pelo topo do gerador de vapor 210 subsequente. Em um exemplo, o fluido saindo do gerador de vapor 208 pode ser dividido, de modo que uma parte é reciclada para o topo do gerador de vapor 208 e o restante entra no gerador de vapor 210. Fluido remanescente saindo do gerador de vapor 210 pode ser retornado para seu topo ou pode ser dividido, de modo que uma parte é reciclada para o topo do gerador de vapor 210 e o restante entra no gerador de vapor 208.

[0026] O fluido do tubo lateral que é fervido ou evaporado nos geradores de vapor 208, 210, que pode ser referido como um vapor de primeiro efeito pode entrar uma linha de vapor 212, que leva para a coluna de mosto 202. A extensão da temperatura de vapor é uma função da pressão, que pode estar em uma faixa de cerca de 9 psia a cerca de 14 psia, com uma extensão de temperatura correspondente de cerca de 188°F a cerca de 209°F. Em outro exemplo, o vapor pode estar em uma pressão entre 12 psia e 14 psia e em uma temperatura de entre 202°F e 209°F. As várias linhas levando para e dos geradores de vapor 208, 210 podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos geradores de vapor 208, 210 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado para manutenção. Como tal, a instalação de etanol pode ser projetada para operar em capacidade total com um único gerador de vapor 208, 210 na linha. Assim, qualquer um dos geradores de calor 208, 210 pode ser isolado e desligado para limpeza e manutenção sem comprometer a operação da usina. Embora haja dois geradores de vapor 208, 210 mostrados na Fig. 2, deve ser entendido que apenas um ou mais do que 2 podem ser fornecidos, conforme desejado/necessário. O número total de geradores de vapor (ou conjuntos de geradores de vapor) pode ser conduzido pelos requisitos do volume de produção da usina. Adicionalmente, um termocompressor (não mostrado) pode ser utilizado no vapor alimentando os geradores de vapor 208, 210, para melhorar, por exemplo, a eficiência térmica dos geradores de vapor 208, 210.

[0027] Com referência adicional às Figs. 2 e 3, o vapor de etanol 100 proofda coluna de mosto 202 entra na coluna retificadora 204, onde o vapor de etanol tendo uma concentração mais alta de etanol (190 proofou 95% puro) é gerado como um vapor sobrecarregado em uma pressão de cerca de 4 psia. Consequentemente, a pressão de operação da coluna retificadora 204 pode ser de cerca de 4 psia. A coluna retificadora 204 pode ser operada em uma pressão subatmosférica em uma faixa de cerca de 2,5 psia a cerca de 6,0 psia. Outras faixas de operação são contempladas aqui. O vapor fluindo para fora da coluna retificadora 204 é condensado em um líquido por um condensador 214. O condensador 214 pode usar água de resfriamento como o meio de condensação. O etanol condensado sobrecarregado pode ser dividido, de modo que uma parte (por exemplo, dois terços) é reciclada de volta para a coluna retificadora 204 e o restante (por exemplo, um terço) é enviado para um tanque diário 190 401 para processamento adicional. A energia térmica ou calor que conduz a coluna retificadora 204 está presente nos vapores de 100 proofquentes, que entram na coluna retificadora 204. Os sedimentos da coluna retificadora 204, que têm uma concentração de etanol de cerca de 20% (ou 40 proof,são circulados para a coluna lateral separadora 206.

[0028] A coluna lateral separadora 206 separa etanol da corrente de sedimento de retificação e produz uma segunda corrente de vapor 80 proofque é circulado de volta para a coluna retificadora 204 para desidratação ou separação do etanol da corrente destilada adicional. O proofde etanol do vapor circulado de volta para a coluna retificadora 204 pode ter uma extensão de cerca de 60 a cerca de 120. A coluna lateral separadora 206 pode operar em uma pressão de cerca de 7 psia. A coluna lateral separadora 206 pode ser operada a uma pressão na faixa de cerca de 5 psia a cerca de 9 psia. Outras faixas de operação são contempladas aqui. A coluna lateral separadora 206 pode ser aquecida pela energia térmica do vapor de segundo efeito de um segundo conjunto de evaporadores 511, 512, 513, 514 (Fig. 5). A fonte e rota deste vapor de segundo efeito são descritas em maiores detalhes abaixo. Os sedimentos ou destilados da coluna lateral separadora 206 é principalmente água quente, que pode ser enviada para um tanque de condensado 120 e/ou opcionalmente usado inicialmente na formação de suspensão do grão moído.

[0029] Com referência continuada às Figs. 2 e 3, o processo de separação 300 recebe sedimentos de mosto ou vinhaça integral contendo principalmente água, materiais dissolvidos, sólidos não fermentados e fermentação residual do grão moído e subsequente processo de fermentação 110. O processo de separação 300 recebe a vinhaça integral e remove os sólidos conhecidos como grãos de destilaria. Em particular, a vinhaça integral da coluna de mosto 202 pode ser canalizada para uma centrífuga 302 ou outro dispositivo de separação, que separa a vinhaça integral em sólidos conhecidos como grãos de destilaria e um líquido conhecido como vinhaça (ou centrato “centrate”). Os grãos de destilaria podem ser transportados para um secador 304 para secagem adicional. Porque os grãos de destilaria podem ser ricos em fibra e proteína, eles podem ser usados como alimento para a pecuária. A parte líquida ou vinhaça deixando a centrífuga 302 pode ser enviada ou dividida, por exemplo, em duas partes, como se segue. Toda ou uma parte da vinhaça resultante pode ser canalizada para o processo de evaporação 500 do sistema, que é adicionalmente discutido em maiores detalhes abaixo. Uma segunda parte opcional pode ser canalizada para a fermentação 110 e/ou pré- fermentação, tal como para criar uma suspensão com o grão moído. Uma terceira parte opcional pode ser ainda utilizada ou processada em um componente adicional como se segue, incluindo, mas não limitado ao uso em digestão anaeróbica, como uma fonte alimentar de nutriente para um processo de fermentação ou conversão bioquímica ou de biocombustível, como alimentação para um herbicida ou um fertilizante, utilizado como uma fonte de alimentação para proteína zeína ou qualquer outro uso viável.

[0030] Com referência, agora, às Figs. 2 e 4, o processo de desidratação 400 recebe etanol hidratado 190 prooflíquido do condensador 214 no processo de destilação 200 e remove a maior parte da água remanescente naquele etanol. No processo de desidratação 400, o etanol (hidratado) 190 prooflíquido do tanque diário 190 401 é vaporizado por meio de um vaporizador de vapor 402 para garantir que nenhuma condensação do etanol hidratado ocorra nas peneiras moleculares 404. Para este fim, o etanol 190 proofsuperaquecido é enviado para uma série de peneiras moleculares 404, onde o excesso de água é removido para produzir uma corrente de etanol com cerca de 97,0% (ou mais) por peso, comumente referido como um etanol anidro ou etanol 200 proofEm um exemplo, uma corrente de etanol com cerca de 99,0% (ou mais) por peso é produzida. As peneiras moleculares 404 podem ser sistemas de múltiplas colunas contendo recipientes, vaporizadores, condensadores de regeneração e permutadores de calor reclamado. Em um exemplo, cada uma das peneiras moleculares 404 inclui uma coluna empacotada de esferas dessecantes, que atraem água, mas rejeitam etanol, para remover a água do etanol hidratado. O vapor de etanol 200 proofquente resultante deixando a peneira molecular 404 é enviado ao processo de evaporação 500, como discutido adicionalmente abaixo. Uma vez que as esferas dessecantes estão saturadas com água, elas podem ser regeneradas puxando um alto vácuo, que pode ser realizado deixando-as off-line.O alto vácuo expande a água e qualquer etanol das esferas dessecantes e as esferas estão prontas para serem colocadas em serviço novamente. Os vapores liberados neste ciclo de regeneração são enviados de volta para a coluna retificadora 204 para serem capturadas. Deve ser entendido que as peneiras moleculares 404 podem ser substituídas por outros tipos de dispositivos de desidratação, por exemplo, membranas de aço ou cerâmica, separação por vapor, ou separação química, todos os quais podem realizar a função de desidratação desejada.

[0031] Com referência, agora, às Figs. 2 e 5, três conjuntos de evaporadores podem ser utilizados no processo de evaporação 500, em parte, para reduzir ou concentrar a vinhaça do processo de separação 300 para um xarope espesso, que pode ser alimentado no secador 304 para secagem adicional. A vinhaça pode conter aproximadamente 2 a 8% de sólidos, com uma faixa de cerca de 4 a 10% no início do processo de evaporação 500 e o xarope resultante pode ter uma concentração de sólidos de 34 a 36%, com uma faixa de cerca de 25 a 50% de concentração de sólidos. Os três conjuntos de evaporadores, que, juntos, fornecem um processo de evaporação de efeito triplo, podem incluir um primeiro conjunto de evaporadores 501, 502, 503, 504, conhecido como evaporadores de primeiro efeito, um segundo conjunto de evaporadores 511, 512, 513, 514, conhecido como evaporadores de segundo efeito e um terceiro conjunto de evaporadores 521, 522, conhecido como evaporadores de terceiro efeito. Embora cada conjunto de evaporadores de primeiro e de segundo efeito seja ilustrado como tendo quatro evaporadores, cada conjunto poderia incluir menos do que quatro, por exemplo, um, dois, ou três, ou mais do que quatro evaporadores, como necessário. De forma similar, embora os evaporadores de terceiro efeito sejam ilustrados como tendo apenas dois evaporadores, esse efeito pode incluir menos do que ou mais do que dois, por exemplo, 1, 3, 4, etc., conforme necessário. Com esta configuração, a energia para a coluna lateral separadora 206 pode ser criada a partir da evaporação de água da vinhaça, como discutido a seguir.

[0032] Cada um dos evaporadores no processo de evaporação 500 pode incluir um permutador de calor casco e tubo, em que um vapor de aquecimento é isolado no lado de casco. O conjunto de evaporadores de primeiro efeito é aquecido por um vapor de aquecimento, tal como vapor de usina limpa de uma caldeira (não mostrada) ou vapor de etanol 200 proofquente das peneiras moleculares 404. Em uma realização, o vapor de aquecimento para o evaporador 501, 502 é o vapor de etanol 200 proofquente, enquanto o vapor de aquecimento para os evaporadores 503, 504 é vapor da caldeira de usina (não mostrada). Deve ser entendido, aqui, que várias modificações podem ser feitas alterando quais dos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504 são fornecidos com vapor e/ou o vapor de etanol 200 proofquente. Em um exemplo, o vapor de usina limpa pode estar em uma pressão de cerca de 24 psia e uma temperatura de cerca de 242°F. Em outro exemplo, a temperatura pode estar em uma faixa de cerca de 240°F a 245°F. Em outro exemplo, o vapor da usina limpa pode estar em uma pressão de entre 14 psia e 23 psia e em uma temperatura de 210°F a 235°F. E, em um exemplo, o vapor de etanol 200 proofquente pode estar em uma pressão de cerca de 50 psia e uma temperatura de cerca de 280°F. Em ainda outro exemplo, o vapor de etanol 200 proofquente pode estar em uma pressão em uma faixa de cerca de 30 psia e cerca de 65 psia e em uma temperatura de cerca de 250°F a cerca de 320°F. Em um exemplo, o vapor de etanol 200 proofnão é misturado com o vapor de usina. O vapor de aquecimento do vapor de entrada ou vapor de etanol 200 proof quente condensará e sairá como etanol líquido ou condensado de vapor através de linhas de drenagem de condensado. O condensado de vapor pode ser retornado para a caldeira (não mostrada), por exemplo, e/ou enviado para gerador de calor 208 e/ou 210 para uso como todo ou uma parte do fluido do lado do tubo. O líquido de etanol 200 proof condensado pode ser enviado através de um permutador único ou uma série de permutadores (não mostrada) para troca de calor adicional no líquido de etanol 190 proofalimentado para a etapa de desidratação (400). O etanol 200 proofresfriado, que é o principal produto final da instalação de etanol, é, então, enviado para um tanque 200 proof(não mostrado). O líquido etanol 200 proofresfriado pode opcionalmente ser adicionado ao vapor 200 proof(dessuperaquecimento “desuperheat”] alimentando o evaporador 501 e/ou 502, para melhorar a transferência de calor global e capacidade de condensação de vapor, a fim de recuperar o calor da condensação dentro da caixa do evaporador.

[0033] Com referência continuada às Figs. 2 e 5, a vinhaça do processo de separação 300 pode ser enviada para os evaporadores 501, 502, 503, 504. Uma parte opcional da vinhaça pode ser enviada para a extremidade frontal do método e sistema 100, tal como para ajudar a criar uma suspensão com o grão moído. Nesta realização, a vinhaça da centrífuga 410 pode entrar no topo do evaporador 501, deixar o fundo do evaporador 501 levemente concentrado e entrar no topo do evaporador seguinte 502. Deve ser entendido, aqui, que várias modificações podem ser feitas, alterando quais dos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504, são inicialmente fornecidos com vinhaça. A vinhaça saindo do evaporador 501 pode ser dividida, de modo que uma parte é reciclada para o topo do evaporador 501 e o restante entra no evaporador seguinte 502. De forma similar, uma parte da vinhaça pode ser reciclada do fundo dos evaporadores 502, 503 e/ou 504 para seus topos. A vinhaça concentrada, finalmente, sai do fundo do evaporador 504 por meio da linha de vinhaça 540. A vinhaça concentrada pode ser referida como primeira vinhaça concentrada, após ela deixar o primeiro conjunto de evaporadores. O líquido que é fervido ou evaporado da vinhaça nos evaporadores 501, 502, 503, 504 pode entrar em uma linha de vapor de primeiro efeito 530 como vapor. Porque os evaporadores 501, 502, 503, 504 produzem vapor de primeiro efeito que é usado para aquecer os evaporadores 511, 512, 513, 514, eles são conhecidos como evaporadores de primeiro efeito. As várias linhas levando para e/ou deixando os evaporadores podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos quatro evaporadores 501, 502, 503, 504 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado para manutenção. A instalação de etanol pode ser projetada para operar em capacidade total com três (ou menos) evaporadores de primeiro efeito na linha. Assim, qualquer um dos quatro evaporadores pode ser isolado e desligado para limpeza e manutenção sem comprometer a operação da usina. Dependendo da taxa de produção da instalação, é sabido por uma pessoa versada na técnica, que o número de evaporadores de primeiro efeito pode variar de 1 a mais do que 4. O número total de evaporadores tipicamente é conduzido pelos requisitos do volume de produção.

[0034] Com referência continuada às Figs. 2 e 5, o arranjo e operação dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 é um pouco similar aos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504, exceto, por exemplo, que eles operam em uma pressão e temperatura mais baixas e são aquecidos pelo vapor de primeiro efeito coletado dos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504. O vapor de primeiro efeito gerado pelos evaporadores de primeiro efeito está preferencialmente em uma pressão de cerca de 14 psia a cerca de 17 psia e em uma temperatura de cerca de 210°F a cerca de 225°F. Os evaporadores de segundo efeito processam a vinhaça concentrada a partir da linha de vinhaça 540. Especificamente, a vinhaça concentrada da linha de vinhaça 540 entra o evaporador 511, que concentra ainda mais a vinhaça. A vinhaça saindo do evaporador 511 pode ser dividida, de modo que uma parte é reciclada para o topo do evaporador 511 e o restante entra no evaporador seguinte 512. Desta forma, a vinhaça é concentrada por cada um dos evaporadores 511, 512, 513, 514. A vinhaça concentrada, finalmente, sai do evaporador 514 por meio da linha de vinhaça 542. O vapor gerado nos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 é vapor de segundo efeito. Esse vapor de segundo efeito, de pressão relativamente baixa, é coletado das várias saídas dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 pela linha de vapor de segundo efeito 532. A linha de vapor de segundo efeito 532, então, transporta uma parte do vapor de segundo efeito para a coluna lateral separadora 206 (por exemplo, um terço) e o restante para os evaporadores de terceiro efeito 521, 522 (por exemplo, dois terços). A vinhaça ainda mais concentrada pode ser referida como segunda vinhaça concentrada após ela deixar o segundo conjunto de evaporadores.

[0035] O vapor de segundo efeito que é transportado para a coluna lateral separadora 206 está preferencialmente em uma pressão de cerca de 10,5 psia a cerca de 11,5 psia e em uma temperatura de cerca de 195°F a cerca de 200°F. Porque os evaporadores 511, 512, 513, 514 produzem vapor de segundo efeito, que é usado para aquecer os evaporadores 521, 522, eles são conhecidos como evaporadores de segundo efeito. O vapor de primeiro efeito é condensado e uma parte do condensado pode ser enviada para a extremidade frontal do método e sistema 100, tal como para ajudar a criar uma suspensão com o grão moído, por exemplo, e/ou enviado para o gerador de vapor 208 e/ou 210 para uso como todo ou parte do fluido do lado do tubo. Como com os evaporadores de primeiro efeito, as várias linhas levando para e/ou dos evaporadores podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos quatro evaporadores 511, 512, 513, 514 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado para manutenção, permitindo operação contínua. E, dependendo da taxa de produção da instalação, é sabido por uma pessoa versada na técnica, que o número de evaporadores de segundo efeito pode variar de 1 a mais do que 4. O número total de evaporadores tipicamente é conduzido pelos requisitos do volume de produção.

[0036] Com referência adicional à Fig. 5, o arranjo e operação dos evaporadores de terceiro efeito 521, 522 é um pouco similar aos dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514, exceto, por exemplo, que eles operam em uma pressão e temperatura mais baixas e são aquecidos por pelo menos uma parte do vapor de segundo efeito coletado dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514. O vapor de segundo efeito gerado pelos evaporadores de segundo efeito que é usado para aquecer os evaporadores de terceiro efeito 521 e/ou 522 está preferencialmente em uma pressão de cerca de 10,5 psia a cerca de 11,5 psia e em uma temperatura de cerca de 195°F a cerca de 200°F. Os evaporadores 521, 522 processam ainda mais a vinhaça concentrada da linha de vinhaça 542. Especificamente, a vinhaça concentrada da linha de vinhaça 542 entra no evaporador 521, que concentra ainda mais a vinhaça.

[0037] A vinhaça saindo do evaporador 521 pode ser dividida, de modo que uma parte é reciclada para o topo do evaporador 521 e o restante entra no evaporador 522 seguinte. Desta forma, a vinhaça é concentrada por cada um dos evaporadores 521, 522. A vinhaça concentrada, finalmente, sai do evaporador 522 como um xarope, que é transportado por meio de uma linha de xarope 544 de volta para, por exemplo, um tanque de armazenamento de xarope (não mostrado) e/ou o secador 304. O vapor de pressão relativamente baixa é coletado das várias saídas de evaporadores 521, 522 por uma linha de vapor 534. O vapor de terceiro efeito gerado nos evaporadores 521, 522 é enviado para um condensador 550. Deve ser entendido que o condensador 550 pode ser substituído por outros tipos de dispositivos de recuperação de calor e o calor recuperador do vapor pode ser usado em outras partes do método e sistema 100. Por exemplo, o calor recuperado do vapor de terceiro efeito dos evaporadores 521, 522, pode ser usado para aquecer a alimentação de mosto entrando na coluna de mosto 202, o tanque de suspensão, a água de alimentação da caldeira, etc. O vapor de segundo efeito é condensado e uma parte do condensado pode ser enviada para a extremidade frontal do método e sistema 100, tal como para ajudar a criar uma suspensão com o grão moído, e/ou enviada para o gerador de vapor 208 e/ou 210 para uso como todo ou uma parte do fluido do lado do tubo. Como com os evaporadores de primeiro e segundo efeito, as várias linhas levando para e/ou dos evaporadores de terceiro efeito 521, 522 podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos evaporadores 521, 522 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado para manutenção, permitindo operação contínua. E, dependendo da taxa de produção da instalação, é sabido por uma pessoa versada na técnica, que o número de evaporadores de terceiro efeito pode variar de 1 a mais do que 2. O número total de evaporadores tipicamente é conduzido pelos requisitos do volume de produção.

[0038] Deve ser reconhecido que a ordem dos evaporadores através dos quais a vinhaça passa pode variar. Como descrito acima, a vinhaça passa através dos evaporadores 501, 502, 503, 504, 511, 512, 513, 514, 521, 522, em ordem. Em outra realização, a vinhaça pode passar através dos evaporadores 501, 502, 503, 511, 512, 513, 514, 521, 522, 504, em ordem. Outras modificações e variações são contempladas. Modificar a ordem dos evaporadores através os quais a vinhaça passa não afeta a ordem ou configuração dos fluxos de vapor de primeiro e segundo efeito.

[0039] Com referência novamente às Figs. 2 e 3, dentro da coluna lateral separadora 206, o etanol presente nos resíduos produzidos pela coluna retificadora 204 é fervido como vapor 80 proofsobrecarregado. O vapor de segundo efeito dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 fornece o vapor necessário para remover o etanol remanescente dos resíduos. A quantidade de vapor de segundo efeito necessária dos evaporadores 511, 512, 513, 514 para recuperação de etanol eficiente determina a capacidade de evaporação do processo de evaporação 500. Os requisitos de vapor da coluna lateral separadora 206 do processo de destilação 200 ajuda a determinar a capacidade de evaporação do processo de evaporação 500. Quando o requisito de vapor da coluna lateral separadora 206 aumenta, a capacidade de evaporação do processo de evaporação 500 aumenta, de modo que mais vinhaça do processo de separação 300 pode ser transportada para o processo de evaporação 500 e menos vinhaça enviada para outro lugar, tal como para fermentação 110 ou pré-fermentação, como discutido acima. De modo inverso, quando a coluna lateral separadora 206 requer menos vapor, então, menos vinhaça é enviada para o processo de evaporação 500 e mais pode ser usada em outro lugar. Em média, aproximadamente 50% da vinhaça do processo de separação 300 são enviados para o processo de evaporação 500, com uma extensão de cerca de 40 a cerca de 60% como típico. Essa variação pode ser mais amplamente estendida devido à integração do condensado evap como parte do sistema de destilação e energia global e outras faixas podem ser utilizadas, dependendo de outros sistemas e condições de processamento.

[0040] O uso de vapor de segundo efeito gerado pelos evaporadores 511, 512, 513, 514 para aquecer a coluna lateral separadora 206 do processo de destilação 200 fornece vantagens importantes. Embora um vácuo deva ser mantido na coluna lateral separadora 206 e nas outras colunas de destilação, a operação de temperatura baixa não é apenas adequada para ferver o etanol, é vantajosa. Operação em temperatura mais baixa reduz muito o depósito de sólidos dentro da coluna lateral separadora 206. Além disso, o uso de vapor de segundo efeito elimina a necessidade de usar vapor de usina limpa em um processo de destilação, que é mais termoeficiente do que a técnica atual. Nos processos de destilação e evaporação 200, 500, vapor de usina limpa é apenas usado em partes de permutador de calor casco e tubos dos evaporadores de primeiro efeito e dos geradores de vapor 208, 210 e onde pode ser isolado de contaminantes, de modo que pode ser facilmente reutilizado em caldeiras de vapor como água de reposição.

[0041] Enquanto a presente invenção foi ilustrada por uma descrição de várias realizações e, enquanto estas realizações foram descritas em consideráveis detalhes, não é a intenção do requerente restringir ou de qualquer modo limitar o escopo das reivindicações em apenso a tais detalhes. Vantagens e modificações adicionais aparecerão facilmente para aqueles versados na técnica. Assim, a invenção em seus aspectos mais amplos não é, portanto, limitada aos detalhes específicos, aparelhos e métodos representativos e exemplo ilustrativo, mostrados e descritos. Consequentemente, distanciamentos podem ser feitos de tais detalhes, sem se distanciar do escopo do conceito inventivo geral do requerente.

Claims

1. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, o método caracterizado por que compreende: fermentar uma mistura de água e grão moído, para produzir um mosto carregado de álcool destilar o mosto carregado de álcool em uma coluna de mosto mantida em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool e vinhaça integral, que inclui vinhaça; evaporar água de toda ou de uma parte da vinhaça por meio de um ou mais evaporadores; gerar vapor a partir de um fluido, por meio de um ou mais geradores de vapor, que não recebe vinhaça; e usar pelo menos uma parte do vapor gerado a partir de um ou mais geradores de vapor, para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool para produzir álcool.

2. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, compreendendo ainda: concentrar o vapor, principalmente incluindo álcool, em uma coluna retificadora, para produzir um vapor concentrado, incluindo principalmente álcool e uma parte de sedimentos; remover o álcool da parte de sedimentos em um separador lateral, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool e um destilado; e caracterizado por que evaporar água de toda ou de uma parte da vinhaça por meio de um ou mais evaporadores compreende: evaporar água de toda ou de uma parte da vinhaça por meio de um ou mais evaporadores para produzir primeira vinhaça concentrada e vapor de primeiro efeito; evaporar água da primeira vinhaça concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir segunda vinhaça concentrada e vapor de segundo efeito; e usar pelo menos uma parte do vapor de segundo efeito para fornecer calor suficiente ao separador lateral para remover o álcool da parte de sedimentos.

3. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que compreende ainda evaporar água da segunda vinhaça concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor de segundo efeito, para produzir um xarope.

4. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que compreende ainda: condensar o vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, em um líquido incluindo principalmente álcool; desidratar uma forma vaporizada do líquido, incluindo principalmente álcool, para produzir um vapor incluindo álcool cerca de 97,0% ou mais; e usar o vapor incluindo álcool cerca de 97,0% ou mais para fornecer calor suficiente a um ou mais evaporadores, para evaporar água da vinhaça, para produzir pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.

5. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que compreende ainda usar vapor para fornecer calor suficiente a um ou mais evaporadores para evaporar água da vinhaça, para produzir pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.

6. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que um ou mais geradores de vapor inclui dois ou mais geradores de vapor.

7. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado por que dois ou mais geradores de vapor são dispostos juntos de uma forma em série.

8. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda reciclar pelo menos uma parte do fluido de um ou mais geradores de vapor após a geração do vapor e submeter a parte reciclada à geração de vapor, novamente por meio de um ou mais geradores de vapor, para produzir vapor.

9. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que compreende ainda usar vapor para fornecer calor suficiente a um ou mais geradores de vapor para gerar o vapor a partir do fluido, para fornecer calor suficiente à coluna de mosto, para destilar o mosto carregado de álcool para produzir álcool.

10. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o vapor gerado está em cerca de 9 psia a cerca de 14 psia.

11. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o vapor gerado está em uma temperatura de cerca de 188°F a 209°F.

12. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o fluido para um ou mais geradores de vapor inclui condensado de evaporador da evaporação da vinhaça, destilado de um separador lateral, água de cozimento, ou água de depurador de dióxido de carbono, ou uma combinação dos mesmos.

13. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que gerar vapor a partir de um fluido por meio de um ou mais geradores de vapor, que não recebem a vinhaça, compreende gerar vapor a partir do fluido por meio de dois geradores de vapor, que não recebem a vinhaça, usando vapor para fornecer calor suficiente para os dois geradores de vapor, para gerar o vapor a partir do fluido para fornecer calor suficiente à coluna de mosto, para destilar o mosto carregado de álcool, para produzir álcool.

14. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o álcool é etanol.

15. Método Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que compreende ainda: condensar o vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, em um líquido incluindo principalmente álcool; desidratar uma forma vaporizada do líquido, incluindo principalmente álcool, para produzir um vapor incluindo álcool cerca de 97,0% ou mais; e usar vapor e o vapor incluindo álcool cerca de 97,0% ou mais, para fornecer calor suficiente a um ou mais evaporadores, para evaporar água da vinhaça, para produzir o vapor de primeiro efeito.

16. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, o sistema compreendendo: uma coluna de mosto, que recebe mosto carregado de álcool, a coluna de mosto destila o mosto carregado de álcool em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool e vinhaça integral, que inclui vinhaça; um sistema de evaporador de primeiro efeito, que inclui um ou mais evaporadores, que recebem toda ou uma parte da vinhaça, um ou mais evaporadores configurados para evaporar água da vinhaça; e um ou mais geradores de vapor, que recebem um fluido e são configurados para gerar vapor a partir do fluido, um ou mais geradores de vapor não recebem a vinhaça, caracterizado por que a coluna de mosto recebe pelo menos uma parte do vapor gerado a partir de um ou mais geradores de vapor, por meio de que o vapor fornece calor suficiente para destilar o mosto carregado de álcool na coluna de mosto, para produzir álcool.

17. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um ou mais evaporadores são configurados para evaporar água da vinhaça, para produzir primeira vinhaça concentrada e vapor de primeiro efeito, o sistema compreendendo ainda: uma coluna retificadora, que recebe o vapor da coluna de mosto e que concentra o vapor, para produzir um vapor concentrado, incluindo principalmente álcool e uma parte de sedimentos; um separador lateral, que recebe a parte de sedimentos da retificadora e que produz um vapor, incluindo principalmente álcool e um destilado; e um sistema evaporador de segundo efeito, que está situado após o sistema de evaporador de primeiro efeito e inclui um ou mais evaporadores, que recebe a primeira vinhaça concentrada e evapora água da primeira vinhaça concentrada com calor do vapor de primeiro efeito para produzir segunda vinhaça concentrada e vapor de segundo efeito, em que o separador lateral recebe pelo menos uma parte do vapor de segundo efeito, para fornecer calor suficiente ao separador lateral, para remover o álcool da parte de sedimentos.

18. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 17, caracterizado por que compreende ainda: um sistema evaporador de terceiro efeito, que está situado após o sistema de evaporação de segundo efeito e que inclui um ou mais evaporadores, que recebem a segunda vinhaça concentrada e evapora água da segunda vinhaça concentrada com calor do vapor de segundo efeito para produzir um xarope.

19. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 17, compreendendo ainda: um condensador, que recebe o vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, do retificador e condensa o vapor concentrado em um líquido incluindo principalmente álcool; e um aparelho de desidratação, que recebe uma forma vaporizada do líquido e desidrata a forma vaporizada, para produzir um vapor incluindo álcool cerca de 99,0% ou mais, caracterizado por que um ou mais evaporadores do sistema evaporador de primeiro efeito recebe o vapor incluindo álcool cerca de 99,0% ou mais, para fornecer calor suficiente a um ou mais evaporadores, para evaporar água da vinhaça, para produzir pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.

20. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que compreende ainda um aparelho de vapor, que é configurado para gerar vapor e fornecer calor suficiente, por meio do vapor gerado, a um ou mais evaporadores do sistema evaporador de primeiro efeito, para evaporar água a partir da vinhaça, para produzir pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.

21. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um ou mais geradores de vapor inclui dois ou mais geradores de vapor, que recebem o fluido e são configurados para gerar vapor a partir do fluido, os dois ou mais geradores de vapor não recebem a vinhaça.

22. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 21, caracterizado por que dois ou mais geradores de vapor são dispostos juntos em uma forma em série.

23. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um ou mais geradores de vapor são configurados para reciclar pelo menos uma parte do fluido após a geração de vapor, que é submetida a geração de vapor novamente, por meio de um ou mais geradores de vapor para produzir vapor.

24. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que compreende ainda um aparelho de vapor, que é configurado para gerar vapor e fornecer calor suficiente, por meio do vapor gerado, a um ou mais geradores de vapor para gerar o vapor a partir do fluido, para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool, para produzir álcool.

25. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o vapor gerado está em cerca de 9 psia a cerca de 14 psia.

26. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o vapor gerado está em uma temperatura de cerca de 188°F a 209°F.

27. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o fluido para um ou mais geradores de vapor inclui condensado de evaporador a partir da evaporação da vinhaça, destilado do separador lateral, água de cozimento, ou água de depurador de dióxido de carbono, ou uma combinação dos mesmos.

28. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que um ou mais geradores de vapor inclui dois ou mais geradores de vapor, que recebem o fluido e são configurados para gerar vapor a partir do fluido, dois ou mais geradores de vapor não recebem a vinhaça, o sistema ainda compreendendo: um aparelho de vapor, que é configurado para gerar vapor e fornecer calor suficiente, por meio do vapor gerado, aos dois ou mais geradores de vapor, para gerar o vapor a partir do fluido para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool, para produzir álcool.

29. Sistema Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que o álcool é etanol.