CN103442585A - 用于加工稀酒糟的方法和用于制造含蛋白质的产品的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于加工稀酒糟（TS）的方法，其特征在于具有下列步骤：a）将稀酒糟（TS）供给到一个工作容器（3）中；b）在一个过滤设备中（9）对稀酒糟（TS）进行初浓缩；并且c）将初浓缩的稀酒糟的一个第一分流再循环到位于工作容器（3）内的稀酒糟（TS1）中，以调节干物质含量，并且本发明涉及一种用于制造含蛋白质的增值产品的设备。

Description

用于加工稀酒糟的方法和用于制造含蛋白质的产品的设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法和一种根据权利要求11的前序部分所述的设备。
背景技术
在按蒸馏法由例如玉米、小麦和/或黑小麦那样的谷物获得乙醇过程中，附带产生大量的酒糟。
由这些酒糟可以另外获得用于畜牧业的饲料。
在迄今常用的方法中，借助一个滗析器将酒糟分离成稀酒糟和稠酒糟。将稀酒糟供给一个蒸发器，以进一步降低含水量并且实现进一步初浓缩，其中在该方法步骤之后涉及的是所谓的酒糟浆。随后将稠酒糟与酒糟浆混合并且供给一个干燥器，以实现干物质含量超过90重量%。但是获得的这种饲料只能喂反刍动物，因为含纤维的材料的份额很高并且因此这种有营养的饲料添加物的应用被限制在很少的应用领域。
DE20 2009 013 389.3公开了一种用于获得产品的设备，其中稀酒糟通过超渗滤被初浓缩并且随后与稠酒糟一起共同供给一个干燥设备。该设备原则上证明是可行的，但即使在这种情况下制造的产品也只能喂反刍动物。此外已表明超渗滤在加工稀酒糟时只有直到一定的浓缩度才能经济地运行。
发明内容
从现在起，本发明的任务是，一方面实现一种方法，该方法确保过滤设备最佳的运行方式，另一方面实现一种设备，用以制造含蛋白质和脂肪的基本上无纤维的增值产品。
本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求11的特征的设备解决所述任务。
根据本发明，用于加工稀酒糟的方法包括下列步骤：
a）将稀酒糟供给到一个工作容器中；
b）在一个过滤设备中对稀酒糟进行过滤和预浓缩；并且
c）将预浓缩的稀酒糟的一个第一分流再循环到位于工作容器内的稀酒糟中，以调节干物质含量。
通过将预浓缩的稀酒糟的第一分流再循环到位于工作容器内的稀酒糟中，可以提高该稀酒糟的干物质含量，这能够实现过滤设备的最佳工作方式和更高的效率。
本发明的有利的设计变化方案是各从属权利要求的主题。
继通过过滤设备对稀酒糟进行预浓缩后，可以进行分流，其中一个第一分流再循环到工作容器中而第二分流进行继续加工。
这个第二分流可以紧接着从过滤设备继续引导到一个机械的固-液分离机中，其中稀酒糟被再次初浓缩，从而有利地形成干物质含量优选大于12重量%的稀酒糟。通过过滤设备与离心机的组合，有利的是，可以特别温度保护地对稀酒糟进行初浓缩。
在对稀酒糟进行进一步初浓缩之后，通过滤清和排出滤清的含水相，离心分离的稀酒糟作为分离器的喷嘴相转移到一个干燥设备中，例如一个喷射干燥器，在那里通过对浓缩的稀酒糟进行干燥，形成一种含蛋白质的基本上无纤维的增值产品，该增值产品例如适于作饲料添加物。
可以产品保护地进行干燥，也就是不在烘箱、火焰或类似物中进行干燥，从而有价值的内含物质不会因热作用而受到损坏。但也可以在离心机处理之后取消干燥。
有利的是，供给工作容器的稀酒糟可以通过例如继蒸馏后在一个滗析器中加工未过滤的酒糟（WS）制备而成。
此外具有优点的是，除了初浓缩的稀酒糟外，从过滤设备还排出渗滤物流，该渗滤物流可供给例如厌氧的污水净化过程或再次作为工艺水进行使用。这是具有优点的，因为可以毫无问题地处理污水并且不会出现分开的收集和贮存，如这通常在处理污水时出现，在这种情况下可以避免。
根据本发明，用于由稀酒糟制造含蛋白质的增值产品的设备，具有一个工作容器、一个过滤设备、一个离心机优选一个分离器和一个干燥设备，其中，过滤设备经由一个用于浓缩的稀酒糟的第一分流的再循环线路与工作容器连接。通过这种工作方式实现一种几乎无纤维的增值产品，其中过滤设备运行有效率地工作。
附图说明
下面根据一个实施例借助附图中的图1和2更详细地阐述本发明。其中：
图1  用于制备稀酒糟的本身已知的方法的示意图和
图2  用于制造由稀酒糟构成的增值产品的设备的示意图。
具体实施方式
图1示出未过滤酒糟（whole stillage）WS的一些本身已知的例如继乙醇蒸馏后的加工步骤。这种酒糟WS具有大约10重量%的干物质含量，其中大约7重量%是悬浮固体和3重量%是溶解固体并且经由一个泵1a导入到一个滗析器1中，这种酒糟在滗析器中被加工成稠酒糟（wetgrains）WG和稀酒糟（thin stillage）TS。
相对于稀酒糟TS的总质量，在稀酒糟TS中的干物质份额在此为大约4.15重量%，其中大约1.15重量%是悬浮固体和大约3重量%是溶解固体。相对于稠酒糟WG的总质量，在稠酒糟WG中的干物质份额大于30重量%。
将稠酒糟从滗析器1引导到一个干燥设备例如一个鼓式干燥器2，在干燥设备中稠酒糟的载体液体尽最大可能地被蒸发，载体液体通常是水，从而形成富含营养的固体，即所谓的干酒糟（Dried Destillers Grains withSolubles）DDGS，该固体另外被用作用于畜牧业的饲料。
稀酒糟具有6-7m3/h的体积流量。并且紧接着被继续引导到一个工作容器3中。
通过一个具体实施例借助在图2中的设备更详细地描述从稀酒糟TS获得蛋白质和脂肪。
在本具体实施例中，工作容器3容纳20m3并且具有总共三个入口4、5和6。工作容器3的入口4是用于将稀酒糟（TS）供给到所述设备的入口，所述设备例如由在图1中的滗析器1进行供给。到工作容器3的另外的入口5和6设置用于从过程再循环的稀酒糟和逸出物相（Fugatphase）。
工作容器3此外具有一个出口7，该出口将工作容器3与一个超渗滤设备9连接起来并且用于将稀酒糟从工作容器3转移到超渗滤设备9中。稀酒糟从工作容器3到超渗滤设备9的运输借助一个供给泵8在3-4巴（bar）的压力下实现，其中供给泵提供优选15KW的功率。
超渗滤设备9在图2中仅被示意示出并且具有至少一个循环泵10、一个冷却器11和一个或多个超渗滤模块12。
在过滤期间，液体从稀酒糟中抽出并且作为渗滤物P以大约6m3/h的体积流量从超渗滤设备9排出。
在超渗滤模块12中，在这里没有示出，设置有许多优选由α-氧化铝和氧化锆构成的陶瓷薄膜过滤棒。这些薄膜过滤棒沿纵向含有平行延伸的通道，其中这些通道这样进行装备，以致它们沿着通道壁整面都具有由氧化锆构成的过滤薄膜，氧化锆涂敷到由α-氧化铝构成的载体物质上。在此氧化锆层具有精细分布的气孔，而由氧化铝构成的载体材料则构造成粗气孔的。过滤薄膜在此具有的平均气孔尺寸为50nm。
在图2中示出的六个超渗滤模块12中总共设置168个薄膜过滤棒，这些薄膜过滤棒提供了72m2的过滤面积，用于从稀酒糟中分离出液体。在此渗滤物以由供给泵产生的3-4巴压力被挤压通过陶瓷过滤薄膜。渗余物或预浓缩的稀酒糟经由一个调节阀即阀13从超渗滤设备排出。
在过滤期间，没有通过过滤薄膜的50nm大小的气孔的固体便积聚在薄膜的表面上。为了阻止过滤薄膜堵塞，通过循环泵10，在阀13关闭时，在体积流量为810m3/h时，可以产生5m/s的涡流。在这样的流动情况下，积聚的固体颗粒从过滤薄膜被分离或被流动去除。
在过滤之后，初浓缩的稀酒糟作为渗余物离开超渗滤设备并且被分成两个分流TS1和TS2。
优选为大约4-5m3/h的渗余物或初浓缩的稀酒糟的第二分流TS2被供给一个离心机，优选一个两相分离器16。该分流的大小可以通过用于分流的机构，在这里是一个阀15，例如根据流量率进行调节。该流量率可通过一个传感器14进行测定，该传感器随后经由阀15使流量与一个预定的额定值匹配。
在离心机中，在超渗滤中产生的渗余物被初浓缩到干物质含量优选大于12重量%，其中在离心机的上口，滤清的液体作为逸出物Z被排出。
逸出物Z具有的固体份额小于一个体积%并且以2.2-3.2m3/h的体积流量经由回程线路18和入口5从离心机16再循环到工作容器中。喷嘴相DP或离心分离相具有大于12重量%的干物质含量，优选直至18重量%和7-8的FC因数，并且随后利用一个在这里没有示出的干燥设备被加工成能运输和贮存的产品。这种产品可以例如通过一个造粒挤压机19以紧密的形式转化成粒料。这样制造的粒料可以用作有价值的饲料添加物并且具有超过90重量%的干物质份额，其中40%是蛋白质、55%是脂肪和其余份额是纤维和灰分。
按份额的30m3/h的第二体积分流TS2借助流量调节装置经由再循环线路17和入口6再循环到工作容器3并且与从入口4来自滗析器的稀酒糟混合，从而在工作容器3中的稀酒糟的干物质含量为大约7重量%并且对于一个浓度因数来说，相对于来自滗析器1的稀酒糟，FC因数被提高了因数3至4。
通过用于将渗余物第二分流TS2再循环或导回到工作容器3中的再循环线路17，实现对从滗析器1排出的稀酒糟TS的初浓缩。令人吃惊地显示出，通过将稀酒糟TS初浓缩到干物质含量为大约7%，在加工稀酒糟时达到对于超渗滤设备9的最佳运行点。
从由超渗滤设备9分离的渗滤物P去除尺寸范围在5-100nm的固体颗粒，所述渗滤物包括优选6m3/h的大小并且主要具有水，从而该渗滤物可供给地方的污水净化过程或可以经受厌氧的污水净化过程。此外含水相还可以作为工艺水例如继续用于混合。

Claims (15)

1.用于加工稀酒糟（TS）的方法，其特征在于具有下列步骤：
a）将稀酒糟（TS）供给到一个工作容器（3）中；
b）在一个过滤设备（9）中对稀酒糟（TS）进行初浓缩；并且
c）将初浓缩的稀酒糟的一个第一分流再循环到位于工作容器（3）内的稀酒糟（TS1）中，以调节干物质含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在过滤设备（9）中对稀酒糟（TS）进行初浓缩之后，将初浓缩的稀酒糟分流成至少所述第一分流（TS1）和一个第二分流（TS2）。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在分流之后，通过一个离心机优选通过一个分离器（16）对初浓缩的稀酒糟的至少所述第二分流（TS2）进行滤清，其中对稀酒糟进行进一步初浓缩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过进一步初浓缩，形成浓缩的稀酒糟，该浓缩的稀酒糟具有的干物质含量大于12重量%，优选18重量%或更高。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在滤清之后，对浓缩的稀酒糟进行干燥，同时形成含蛋白质的增值产品。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第一分流（TS1）在分流之后比所述第二分流（TS2）至少大三倍，优选至少大六倍。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，供给到所述工作容器中的稀酒糟（TS）通过在滗析器（1）中加工未过滤的酒糟（WS）制备而成。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，除了初浓缩的稀酒糟外，从过滤设备（9）还排出渗滤物流（P），该渗滤物流可供给厌氧的污水净化过程或可以作为工艺水再次进行使用。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在过滤设备中（9）对稀酒糟进行初浓缩之后，根据位于工作容器（3）内的稀酒糟的干物质含量进行分流。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在过滤设备中（9）对稀酒糟进行初浓缩之后，借助流量率调节流动调节装置。
11.用于由稀酒糟制造含蛋白质的增值产品的设备，具有一个工作容器（3）、一个过滤设备（9）、一个离心机优选一个分离器（16）和一个干燥设备，其特征在于，过滤设备（9）经由一个用于浓缩的稀酒糟的第一分流（TS1）的再循环线路（17）与工作容器（3）连接。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，过滤设备（9）是一个超渗滤设备。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，过滤设备（9）具有用于分流的机构（15），该用于分流的机构用于将浓缩的稀酒糟分流成一个第一分流（TS1）和一个第二分流（TS2）。
14.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，用于分流的机构（15）根据流量率进行调节。
15.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，离心机（16）经由一个再循环线路（18）与工作容器（3）连接，用于将滤清的离心分离物相再循环到工作容器（3）中。
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