DD231801B3

DD231801B3 - Verfahren zur aufbereitung von zuckerhaltigen rohstoffen fuer alkoholische fernamtationsprozesse

Info

Publication number: DD231801B3
Application number: DD84266396A
Authority: DD
Inventors: Guenter Naepelt; Brunhilde Naumann; Dieter Sattler; Ursula Gergs; Doris Vetter; Heinz Engelmann; Eberhard Anke
Original assignee: Clg Leipzig Grimma Veb
Priority date: 1984-08-20
Filing date: 1984-08-20
Publication date: 1989-11-08
Also published as: DD231801A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung zuckerhaltiger Rohstoffe für alkoholische Fermentationsprozesse. Ihr Ziel ist es, Melassen ohne Einsatz von zusätzlichem Prozeßwasser so aufzubereiten, daß eine Verdünnung auf 400Bx unter gleichzeitiger Verringerung des Energieeinsatzes erreicht wird. Die Lösung besteht darin, daß als Verdünnungsmittel zusätzlich Lutterwasser verwendet wird in einem Mischungsverhältnis mit Schlempe von 95:5 bis 35:65. Dabei wird das Gemisch durch das Verdünnungsmittel auf 70 bis 800C vorgewärmt, angesäuert und anschließend weiter auf 100 bis 110"C aufgeheizt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von zuckerhaltigen Rohstoffen für alkoholische Fermentationsprozesse. Das Verfahren wird vorwiegend bei der Rohstoffaufbereitung von Alkoholgewinnungsanlagen auf der Basis von Zuckerrohr- o. Zuckerrübenmelasse angewandt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren zur Aufbereitung von zuckerhaltigen Rohstoffen bekannt, die aus den verfahrenstechnischen Schritten Verdünnung mit Wasser auf etwa 40° Bx, Ansäuern auf einen pH-Wert von 4,5, Pasteurisieren bei 85 °C und/oder Sterilisieren des verdünnten, angesäuerten Gemisches bei 13O⁰C und Klären der verdünnten Melasse bestehen.

Nach diesem Verfahren wird zur Verdünnung der Melasse von ungefähr 80-85° Bx auf 40° Bx annähernd die gleiche Menge an industriell aufbereitetem Brauchwasser benötigt und zur Wärmebehandlung der Melassen bei Temperaturen um 13O⁰C etwa 0,5 kg Dampf/l reinem Alkohol aufgewandt.

Es sind ebenfalls in der Literatur Verfahren bekannt, die die entgeistete Schlempe im Kreislauf zur alkoholischen Gärung zurückführen. (DD PS 14406 und DE-OS 3023874) Diese Verfahren haben sich jedoch bisher nicht bewährt, da mit der Rückführung der Hefe eine ständige Erhöhung der Feststoffkonzentration in der Gärung erfolgte und sich folglich nachteilig durch Verkrustung der Destillationsapparate bemerkbar machte.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Aufbereitung von zuckerhaltigen Rohstoffen, vorzugsweise Melassen, ohne Einsatz von zusätzlichem Prozeßwasser für die Verdünnung auf 40° Bx und Verringerung des Energieaufwandes.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einsatz zu bringen, mit dem das Prozeßwasser substituiert und die Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Verdünnung der zuckerhaltigen Rohstoffe eine Mischung aus Lutterwasser und Schlempe in einem Verhältnis von 95:5 bis 35:65 zum Einsatz kommt und das verdünnte Gemisch zuckerhaltiger Rohstoffe durch das Verdünnungsmittel auf 70-80⁰C vorgewärmt und angesäuert wird. Es erfolgt eine weitere Aufheizung auf 100 bis 110°C, vorzugsweise 105°C. Anschließend werden die Feststoffe aus dem verdünnten Gemisch abgetrennt. Der statische oder dynamische Mischprozeß wird bis zum Erreichen einer Dichte von annähernd 40° Bx oder 1,17g/cm³ der zuckerhaltigen Rohstoffe vorgenommen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt die Figur das Prinzipschema des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 1

Die Melasse als zuckerhaltiger Rohstoff für die alkoholische Fermentation wird von 85° Bx auf 40° Bx mit dem Verdünnungsmittel, einem Gemisch aus Lutterwasser und Schlempe, in der Mischeinrichtung 2 verdünnt. Auf 1000 kg Melasse 85° Bx werden 10751 Verdünnungsmittel benötigt. Bei der Destillation und Rektifikation einer 8,75Vol.-% Alkohol enthaltenden Maische fallen, bezogen auf die Rohstoffmenge von 1000 kg Melasse, 10091 Lutterwasser und 32101 Schlempe an. Das Lutterwasser und die Schlempe haben beide eine Temperatur von 103°C. Zur Verdünnung werden 10091 Lutterwasser eingesetzt und die restliche notwendige Wassermenge durch 661 Schlempe ergänzt. Die Schlempe ist dabei an der Gesamtmenge des Verdünnungsmittels mit 6% beteiligt.

Beispiel 2

Beim Verdünnen relativ reiner Melassen mit einem Schlammanteil < 1 % ist es möglich, im Verdünnungsmittel zum größeren Teil Schlempe zuzulassen. Die Anteile betragen

3761 Lutterwasser und 699I Schlempe

1 075I Verdünnungsmittel

Zwischen diesen beiden Ausführungsbeispielen läßt sich das Verhältnis von Lutterwasser zu Schlempe beliebig variieren. Das Verdünnungsmittel (Lutterwasser/Schlempe), das bereits einen sauren Charakter aufweist, wird im Mischrohr 1 mit konzentrierter Schwefelsäure auf denIQr die Fermentation optimalen pH-Wert von 4,5 eingestellt.

Durch die Verdünnung der Melasse mit dem 103°C bis 105⁰C heißen Lutterwasser und der Schlempe im Rührbehälter 3, erreicht das verdünnte Gemisch eine Temperatur von 76°C. Zur Wärmebehandlung bei 105"C wird die Melasse von 40° Bx zunächst durch bereits wärmebehandelte Melasse innerhalb des Plattenwärmeübertragers 4 im indirekten Wärmetausch auf etwa 100⁰C erhitzt. Im Injektor 5 erfolgt eine weitere Erwärmung der verdünnten Melasse auf die erforderliche Temperatur 105⁰C mit einem Energieaufwand von etwa 0,1 kg Dampf/l reinem Alkohol. Nachdem im Entspannungsbehälter 7 die erhitzte Melasse entspannt ist, erfolgt die Abtrennung der störenden Feststoffe wie Kalk, Gips und Erde im Separator 8 und/oder Dekanter 11. Zur Verringerung von Zuckerverlusten im Schlamm wird die Mischung des Separatorablaufes mit Lutterwasser in einem Rührbehälter 10 vorgenommen. Im Dekanter 11 wird der Feststoff von der Flüssigkeit getrennt. Das austretende Filtrat gelangt anschließend als Verdünnungsmittel wieder in den Prozeß

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind:

- Reduzierung des industriellen Brauchwassers für den Gesamtprozeß der alkoholischen Fermentation um 40%

- Verringerung des Energieeinsatzes von etwa 0,5kg Dampf/l reinen Alkohols auf 0,1 kg Dampf/l reinen Alkohols

- Verminderung des Einsatzes von Schwefelsäure bis zu 50 %

- Verringerung der Zuckerverluste durch Einsatz des Dekanterfiltrats im Verdünnungsmittel auf max. 1 %

- Einsatz effektiver Gärverfahren.

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von zuckerhaltigen Rohstoffen, vorzugsweise Melassen für die alkoholische Fermentation, bei dem die zuckerhaltigen Rohstoffe mit Wasser und Schlempe verdünnt, auf einen pH-Wert von 4,5 angesäuert, wärmebehandelt und geklärt werden, gekennzeichnet dadurch, daß für die Verdünnung der zuckerhaltigen Rohstoffe als Verdünnungsmittel zusätzlich Lutterwasser verwendet wird, wobei eine Mischung aus Lutterwasser und Schlempe in einem Verhältnis 95:5 bis 35:65 eingesetzt wird, das verdünnte Gemisch aus zuckerhaltigen Rohstoffen durch das Verdünnungsmittel auf 7O⁰C bis 80⁰C vorgewärmt und bekannterweise angesäuert, anschließend auf 100⁰C bis 110⁰C erhitzt wird und nachfolgend eine Feststoffabtrennung aus dem verdünnten Gemisch erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Verarbeitung von Melassen, die einen Schlammgehalt von <4Vol.-% und geringen Infektionsgrad aufweisen, der zuckerhaltige Rohstoff mit einem Gemisch von Lutterwasser und Schlempe verdünnt wird, ohne zusätzliche Klärung und Sterilisation.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zuckerhaltigen Rohstoffe und das Verdünnungsmittel statisch oder dynamisch gemischt und auf eine Dichte von annähernd 40° Bx oder 1,17 g/cm³ gebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Feststoff abtrennung aus dem Gemisch vorzugsweise durch Separieren und/oder Dekantieren erfolgt.