DE102007043998A1 - Device for ethanol production - Google Patents

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Abstract

Bei einer Vorrichtung für die Ethanolgewinnung, bei der einer Destillationskolonne eine Maische zugeführt wird, erfolgt eine Zuführung des Destillats 28 der einen Destillationskolonne 27 an wenigstens zwei in einer Kaskade 29 zusammenwirkende Filtervorrichtungen 30, 31, werden die Permeate 32, 33 der Filtervorrichtungen 30, 31 erneut der Destillationskolonne 27 zugeführt und wird das Retentat 35 der letzten Filtervorrichtung 31 als das Endprodukt Ethanol abgeführt.In a device for ethanol production in which a distillation column is supplied with a mash, the distillate 28 of a distillation column 27 is fed to at least two filter devices 30, 31 cooperating in a cascade 29, the permeates 32, 33 of the filter devices 30, 31 again fed to the distillation column 27 and the retentate 35 of the last filter device 31 is discharged as the final product ethanol.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Ethanolgewinnung, insbesondere von Ethanol aus einer Maische.The Invention relates to a device for ethanol production, especially from ethanol from a mash.

Bei einem herkömmlichen Verfahren der Destillation und Dehydrierung von Ethanol aus einer Biermaische, nach einer Fermentation etwa 10% Ethanol, 85% Wasser und 5% Feststoffe aufweisend, wird diese vorgewärmt einer ersten Destillationskolonne zugeführt. In der ersten Destillationskolonne wird die Maische verdampft, wodurch Festbestandteile ausgefällt und als Sumpfprodukt mit Wasser abgeführt werden können. Ein Teil dieses Sumpfproduktes wird üblicherweise der Destillationskolonne nach einer Erwärmung wieder zurückgeführt.at a conventional process of distillation and dehydration of ethanol from a beer mash, after a fermentation about Having 10% ethanol, 85% water and 5% solids, this will preheated fed to a first distillation column. In the first distillation column, the mash is evaporated, whereby Solid ingredients precipitated and as a bottoms product with water can be dissipated. Part of this sump product is usually the distillation column after a Heating brought back again.

Das erste dampfförmige Destillat, nur noch enthaltend Wasser und Ethanol, wird, ggfls. über einen Sammel- und Mischtank, einer zweiten Destillationskolonne zugeführt, die als Rektifizierkolonne regelmäßig ausgebildet ist. In dieser Rektifizierkolonne erfolgt eine weitgehende Trennung zwischen Wasser und Ethanol. Während das in der zweiten Destillierkolonne ausgefällte reine Wasser als Sumpfprodukt im Wesentlichen abgeführt und damit aus dem Produktionsprozess ausscheidet, während eingeringer Anteil nach Erwärmung erneut der Rektifizierkolonne zurückgeführt wird, wird das zweite Destillat, nach wie vor Wasser und Ethanol enthaltend, teilweise der ersten und zweiten Destillationskolonne wieder zurückgeführt, ggfls. über den bereits erwähnten Sammeltank.The first vaporous distillate, containing only water and ethanol, is, if necessary. via a collecting and mixing tank, fed to a second distillation column, which serves as a rectification column is regularly trained. In this rectification column takes place a substantial separation between water and ethanol. While the precipitated in the second distillation column pure Water as the bottom product substantially dissipated and thus is eliminated from the production process while a fractional share returned to the rectification column after heating becomes the second distillate, still water and ethanol containing, in part, the first and second distillation column again returned, if necessary. on the already mentioned collection tank.

Die das zweite Destillat darstellende Ethanol-Wassermischung von etwa 95% Ethanol und 5% Wasser erfährt eine letzte Dehydrierung, um möglichst reines Ethanol von einem Reinheitsgrad von 99 bis 99,8% zu erhalten. Diese letzte Dehydrierung erfolgt mittels molekularwirkender Siebe, bei denen kristalline Zeolithe schwammartig H2O Moleküle adsorbieren.The ethanol-water mixture of about 95% ethanol and 5% water representing the second distillate undergoes a final dehydration in order to obtain as pure as possible a purity of 99 to 99.8% ethanol. This last dehydration occurs by means of molecular sieves, in which crystalline zeolites adsorb spongy H 2 O molecules.

Die Zeolithe eines Molekularsiebes sind allerdings rasch wassergesättigt. Für eine gleich bleibende Dehydrierung müssen daher wassergesättigte Zeolithe regeneriert werden. Infolge finden Molekularsiebe regelmäßig paarweise Verwendung. Es kann dann von einem arbeitenden Molekularsieb hochreines Ethanol zur Verfügung gestellt werden, das auch für die Regenerierung des anderen Molekularsiebes herangezogen werden kann und das nach der Regenerierung der ersten und/oder der zweiten Destillationskolonne zurückgeführt wird und damit nicht als verwendbares Endprodukt zur Verfügung steht. Darüber hinaus werden weitere ca. 30% des erhaltenen reinen Ethanols eines Molekularsiebes einer Rektifizierkolonne zurückgeführt.The However, zeolites of a molecular sieve are rapidly saturated in water. For a consistent dehydration need Therefore, water-saturated zeolites are regenerated. As a result find molecular sieves regularly in pairs use. It can then from a working molecular sieve high purity ethanol be made available for that too Regeneration of the other molecular sieve can be used and that after the regeneration of the first and / or the second distillation column is returned and therefore not as usable End product is available. Furthermore be further about 30% of the obtained pure ethanol of a molecular sieve returned to a rectification column.

Die Dehydrierung von Ethanol ist ein energieintensiver Prozess. Insbesondere die Verdampfung der Maische in der ersten Destillationskolonne wie auch die Notwendigkeit großer Rücklaufmengen der Destillate verursachen erhebliche Betriebs- und Investitionskosten.The Dehydration of ethanol is an energy-intensive process. Especially the evaporation of the mash in the first distillation column like also the need for large return volumes of Distillates cause significant operating and investment costs.

Aus der WO 2004/096403 ist es bekannt, den Energieverbrauch innerhalb des Destillationsprozesses durch einen Ersatz der Molekularsiebe zu reduzieren. Die Dehydrierung des Ethanols erfolgt dort mittels Membran-Trennverfahren. Dazu wird das Destillat der zweiten Destillationskolonne parallel geschalteten Membranmodulen zugeführt, mit denen in unterschiedlichen Trennverfahren die Dehydrierung erfolgt. Durch diese Maßnahme wird die Wirtschaftlichkeit bei der Dehydrierung von Ethanol aus einer Maische deutlich verbessert.From the WO 2004/096403 It is known to reduce the energy consumption within the distillation process by replacing the molecular sieves. The dehydrogenation of the ethanol takes place there by means of membrane separation processes. For this purpose, the distillate of the second distillation column is fed in parallel membrane modules with which the dehydrogenation takes place in different separation processes. By this measure, the efficiency in the dehydrogenation of ethanol from a mash is significantly improved.

Tatsächlich bedarf das Verfahren gemäß WO 2004/096403 einer erheblichen Energiezufuhr von Außen. Es stellt dieses Verfahren kein energetisch geschlossenes System dar. Insbesondere wird auch die Aufbereitung der Maische nicht in den Gesamtprozess der Ethanolgewinnung miteinbezogen.In fact, the method according to WO 2004/096403 a considerable energy input from the outside. This process does not represent an energetically closed system. In particular, the preparation of the mash is not included in the overall process of ethanol production.

Um die Wirtschaftlichkeit einer Vorrichtungen für die Gewinnung von Ethanol weiter zu erhöhen, wird ein insbesondere energetisch in sich geschlossenes System angestrebt, bei dem eine Energiezufuhr von außen auf ein Minimum reduziert ist.Around the economy of a device for the extraction Ethanol continues to increase, particularly energetic sought in a self-contained system in which an energy supply from the outside to a minimum.

Gelöst wird diese technische Problematik bei einer Vorrichtung für die Ethanolgewinnung, bei der einer Destillationskolonne eine Maische zugeführt wird, gemäß des Anspruchs 1 durch die Maßnahmen, dass das Destillat der einen Destillationskolonne wenigstens zwei in einer Kaskade zusammenwirkenden Filtervorrichtungen zugeführt wird, dass die Permeate der Filtervorrichtungen erneut der Destillationskolonne zugeführt werden und dass das Retentat der letzten Filtervorrichtung als das Endprodukt Ethanol abgeführt wird.Solved This technical problem is in a device for the ethanol production, in which a distillation column is a mash supplied according to the claim 1 by the measures that the distillate of a distillation column at least two filter devices cooperating in a cascade is fed, that the permeates of the filter devices be returned to the distillation column and that the retentate of the last filter device as the final product ethanol is dissipated.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird auf eine zweite Destillationskolonne, die Rektifizierkolonne, verzichtet. Entsprechend entfällt der Energiebedarf für den Betrieb einer solchen zweiten Destillationskolonne vollständig.at the apparatus according to the invention is based on a second distillation column, the rectification column, omitted. Accordingly deleted the energy requirement for the operation of such a second Distillation column completely.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass eine Dehydrierung des Ethanols im Destillat der einzigen verbleibenden Destillationskolonne energetisch günstig in wenigstens zwei in einer Kaskade zusammenwirkenden Filtervorrichtungen erfolgen kann. In einer derartigen Kaskade wird das Retentat einer ersten Filtervorrichtung einer nachfolgenden zweiten Filtervorrichtung zugeführt.Surprisingly It has been shown that dehydration of the ethanol in the distillate the only remaining distillation column energetically favorable in at least two filter devices cooperating in a cascade can be done. In such a cascade, the retentate of a first filter device of a subsequent second filter device fed.

Werden hierbei nach Membran-Trennverfahren arbeitende Filtervorrichtungen verwendet, bedarf es lediglich zweier Filtervorrichtungen, die vollständig ausreichend sind, Ethanol von einem Reinheitsgrad von 0,999% zur Verfügung zu stellen, wenn das Destillat der einen Destillationskolonne ca. 50% Ethanol enthält.Be here after Membrane Trennverfah used only one filter device, which is completely sufficient to provide ethanol of a purity of 0.999% available when the distillate of a distillation column contains about 50% ethanol.

Die Permeate der Filtervorrichtungen werden vorzugsweise getrennt der einzigen Destillationskolonne wieder zugeführt. Hierbei wird bevorzugt, dass das Permeat einer ersten Filtervorrichtung der Kaskade in einer dampfförmigen Phase der Destillationskolonne zugeführt wird.The Permeate the filter devices are preferably separated single distillation column fed again. in this connection it is preferred that the permeate of a first filter device the cascade in a vapor phase of the distillation column is supplied.

Das Permeat der ersten Filtervorrichtung nach der Erfindung liegt bei einem Vakuum von ca. 400 mbar noch dampfförmig vor. Da dieses Permeat noch Ethanol in nicht zu vernachlässigender Menge enthält, wird es zweckmäßigerweise der einen Destillationskolonne zurückgeführt. Darüber hinaus weist dieses Permeat die gesamte Verdampfungswärme noch auf. Diese kann voll genutzt werden, wenn die Rückführung des Dampfes in die Kolonne mittels einer Dampfkompression erfolgt. Dabei wird der Dampf von einem Vakuum auf den Kolonnendruck komprimiert und kann so dampfförmig unmittelbar in die Kolonne eingespeist werden. Erst dort erfolgt eine Kondensation, wodurch die Kondensationsenthalpie in die Energiebilanz der Kolonne integriert wird.The Permeate of the first filter device according to the invention is included a vapor of about 400 mbar still in vapor form. There this permeate still ethanol in not negligible Contains quantity, it is expediently the returned a distillation column. In addition, this permeate still has the entire heat of vaporization on. This can be fully utilized if the return of the vapor into the column by means of vapor compression. The steam is compressed by a vacuum to the column pressure and can thus be fed directly into the vapor in vapor form become. Only there does a condensation, whereby the condensation enthalpy is integrated into the energy balance of the column.

Für eine derartige Dampfkompression stehen Dampfkompressoren unterschiedlicher Bauart zur Verfügung, beispielsweise mechanischer Bauart wie Kolben-, Schrauben- oder Zentrifugalverdichter und alternativ thermische Bauarten wie Dampfejektoren.For Such vapor compression are different from vapor compressors Type available, for example, mechanical design such as Piston, screw or centrifugal compressor and, alternatively, thermal Types such as steam ejectors.

Auch das Permeat der der ersten Filtervorrichtung nachfolgenden Filtervorrichtungen kann in einer dampfförmigen Phase der Destillationskolonne zugeführt werden, um deren Energiebilanz zu verbessern. Bei einer später nachfolgenden Filtervorrichtung der Kaskade wird jedoch das Permeat lediglich in einer geringen Menge vorliegen, der Druck des Permeats erheblich abgesunken sein und der Wassergehalt so abgenommen haben, dass es zweckmäßiger ist, dass das Permeat einer weiteren Filtervorrichtung der Kaskade in einer flüssigen Phase der Destillationskolonne zugeführt wird.Also the permeate of the filter device following the first filter device can be fed in a vapor phase of the distillation column to improve their energy balance. At a later subsequent filter device of the cascade, however, the permeate are present only in a small amount, the pressure of the permeate have dropped significantly and the water content has decreased so that it is more appropriate that the permeate a another filter device of the cascade in a liquid Phase of the distillation column is supplied.

Eine Druckerhöhung für das Einspeisen in die eine Destillationskolonne erfolgt mittels einer Pumpe, nachdem dem Permeat über beispielsweise einen Wärmetauscher noch nutzbare wärme entzogen wurde.A Pressure increase for feeding into the one distillation column takes place by means of a pump, after the permeate via, for example, a Heat exchanger still usable heat was withdrawn.

In die Vorrichtung nach der Erfindung ist vorzugsweise eine Biogasanlage integriert, deren nutzbare Gase in die energetische Gesamtbilanz bei dem Prozessablauf in der Vorrichtung mit einbezogen werden, um so den Wirkungsgrad der gesamten Vorrichtung weiter zu erhöhen.In the device according to the invention is preferably a biogas plant integrated, their usable gases in the overall energy balance involved in the process flow in the device, so as to further increase the efficiency of the entire device.

Hierzu ist vorgesehen, dass das Sumpfprodukt der Destillationskolonne einem Biogas erzeugenden Autoklav zugeführt wird, insbesondere dass das Sumpfprodukt in einer Filtriervorrichtung in eine feststoffhaltige und in eine feststofffreie Phase getrennt wird und dass die feststofffreie Phase einem Biogas erzeugenden Autoklav zugeführt wird.For this is provided that the bottom product of the distillation column a Biogas-producing autoclave is fed, in particular that the bottom product in a filtration device in a solids-containing and is separated into a solids-free phase and that the solids-free Phase is fed to a biogas-producing autoclave.

In dem Autoklav entstehen im wesentlichen Methan, CO2 und in geringen Mengen Wasser. Das Verhältnis des weiter nutzbaren Methans zu CO2 beträgt etwa 1:0,6.The autoclave produces essentially methane, CO 2 and small amounts of water. The ratio of reusable methane to CO 2 is about 1: 0.6.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das in dem Autoklav erzeugte, brennbare Biogas, insbesondere Methan, für eine Dampferzeugung in einem Boiler herangezogen wird, dass der Dampf einen mit einer Turbine gekoppelten Generator antreibt und dass die erzeugte elektrische Energie innerhalb der Vorrichtung genutzt wird.In further embodiment of the device according to the invention is provided that the combustible biogas produced in the autoclave, in particular methane, used for steam generation in a boiler, that the steam drives a generator coupled to a turbine and that the generated electrical energy within the device is being used.

Für den in der Vorrichtung nach der Erfindung ablaufenden Prozess der Ethanolgewinnung sind Prozesswärme und insbesondere Dampf von erheblicher Bedeutung und ist die Dampferzeugung grundsätzlich kostenintensiv. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt die Gewinnung des für eine Einspeisung in den Gesamtprozess der Ethanolgewinnung benötigen Dampfmenge ausschließlich über den erwähnten Boiler durch die Verbrennung der in dem Prozess gewonnenen Biogase.For the running in the apparatus according to the invention process of Ethanol production is process heat and especially steam Of considerable importance and is the generation of steam in principle expensive. In the apparatus according to the invention, the Obtaining for a feed into the overall process the ethanol production need only steam over the boiler mentioned by the burning in the process gained biogas.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der von dem Boiler erzeugte Dampf einen mit einer Turbine gekoppelten Generator antreibt und dass die erzeugte elektrische Energie innerhalb der Vorrichtung genutzt wird.About that In addition, it is provided that the steam generated by the boiler a powered by a turbine coupled generator and that generated electrical energy is used within the device.

Auch der Abdampf der Turbine kann weiter genutzt werden, wobei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Turbine derart betrieben ist, dass der Abdampf einem Dampfejektor in der Getreideaufbereitung für den Erhalt einer Maische herangezogen wird, womit auch die Getreideaufbereitung in das Gesamtkonzept der Vorrichtung miteingebunden wird.Also the exhaust steam of the turbine can be used further, whereby in further Embodiment of the invention is provided, that the turbine such is operated that the exhaust steam a steam ejector in the grain preparation for the receipt of a mash is used, which also the cereal processing integrated into the overall concept of the device becomes.

Als eine weitere Maßnahme kann hierbei noch vorgesehen sein, dass der Abdampf in zwei Ströme getrennt dem Dampfejektor und der einen Destillationskolonne zugeführt wird.When another measure can still be provided here, that the exhaust steam is separated into two streams the steam ejector and which is fed to a distillation column.

Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird ein weitestgehend in sich geschlossenes energetisches Konzept der Ethanolgewinnung zur Verfügung gestellt, dass anhand der Zeichnung näher erläutert wird. In der Zeichnung zeigt:By the device according to the invention, a largely self-contained energetic concept of ethanol production is provided that with reference to the drawing he closer is purified. In the drawing shows:

1: eine erste Phase der Getreideaufbereitung, 1 : a first phase of cereal processing,

2: eine Fermentierung bei der Erzeugung der Maische und 2 : a fermentation in the production of the mash and

3: den Destillationsprozess der Ethanolgewinnung selbst. 3 : the distillation process of ethanol production itself.

1 zeigt eine an sich herkömmliche Aufbereitung von Korn zur Gewinnung einer Maische. Aus einem Behälter 1 wird das Korn über ein Förderband 2 Mühlen 3, 4, insbesondere Hammermühlen, zugeführt. Ein weiteres Förderband 5 besorgt den Transport des gemahlenen Getreides hin zu einem Maischtrog 6, wo eine Wasserzufuhr 7, von außerhalb des Systems, und eine Zufuhr 8 von Dampf, erzeugt innerhalb des Prozesses, erfolgt. 1 shows a per se conventional treatment of grain for the production of a mash. From a container 1 the grain is transported over a conveyor belt 2 mills 3 . 4 , in particular hammer mills fed. Another conveyor belt 5 worried the transport of the ground grain to a mash trough 6 where a water supply 7 , from outside the system, and a feeder 8th Steam, generated within the process, takes place.

Das in dem Maischtrog 6 erhaltene Gemenge wird in einem Mixer 9 gründlich vermischt und weitgehend flüssig vorliegend einem Dampfejektor 10 zugeführt.That in the mash trough 6 obtained mixture is in a blender 9 thoroughly mixed and largely liquid present in a steam ejector 10 fed.

Durch den Hochdruckdampfstrahl des Dampfejektors 10 wird in der angehenden Maische eine hohe Temperatur und eine große Turbulenz erzeugt. Die hohe Temperatur lässt, vergleichbar Popcorn, die Stärkemoleküle explodieren, was zu einer kleineren Partikelgröße insgesamt führt. Auch die durch die Turbulenz hervorgerufenen großen Scherkräfte verkleinern die Größe der Stärkepartikel.Due to the high-pressure steam jet of the steam ejector 10 In the budding mash a high temperature and a large turbulence is generated. The high temperature, like popcorn, causes the starch molecules to explode, resulting in a smaller overall particle size. Also, the large shear forces caused by the turbulence reduce the size of the starch particles.

Die für den Betrieb des Dampfejektors 10 notwendige Zufuhr 11 von Dampf wird, wie nachstehend noch erläutert werden wird, aus dem Prozess selbst besorgt.The for the operation of the steam ejector 10 necessary feed 11 steam will be obtained from the process itself, as will be explained below.

In einem Sterilisator 12 erfolgt in 5 min bis 10 min eine 100%ige Sterilisation, die Voraussetzung für eine spätere Fermentierung ist. Zeitdauer und Sterilisationstemperatur sind entsprechend anzupassen.In a sterilizer 12 100% sterilization is carried out in 5 minutes to 10 minutes, which is a prerequisite for subsequent fermentation. Duration and sterilization temperature should be adjusted accordingly.

Von einem Verdampfer 13 aus wird die Rohmaische der Fermentierung zugeführt, vergleiche 2, während der in dem Verdampfer 13 erzeugte Dampf der Dampfzufuhr 8 des Maischtrogs 6 dient.From an evaporator 13 from the Rohmaische is fed to the fermentation, cf. 2 while in the evaporator 13 generated steam of the steam supply 8th of the mash trough 6 serves.

Mittels einer Pumpe 14, vergleiche 2, wird die Rohmaische von dem Behälter 13 in einen Tank 15 verbracht, in dem eine Verflüssigung durch Zugabe 16 von Enzymen wie Alpha-Amylasen erfolgt. Hierdurch wird die Stärke und das Glykogen direkt oder über Dextrine zu Maltose und Glukose abgebaut.By means of a pump 14 , compare 2 , becomes the Rohmic of the container 13 in a tank 15 spent, in which a liquefaction by addition 16 of enzymes such as alpha-amylases. This degrades starch and glycogen directly or via dextrins to maltose and glucose.

Nach einer Verweildauer von ca. 1 bis 2 Stunden in dem Tank 15 gelangt die Rohmaische über eine Pumpe 17 und einen Kühler 18 in einen Fermentor 19. Nach Beendigung der Fermentierung durch einen Zusatz 20 weiterer Enzyme steht eine für eine Destillation geeignete Maische zur Verfügung, die über eine Pumpe 21 in einen Vorratsbehälter 22 verbracht wird. Von dort wird sie über eine weitere Pumpe 23 der Ethanolgewinnung gemäß 3 zugeführt.After a residence time of about 1 to 2 hours in the tank 15 The Rohmic comes through a pump 17 and a cooler 18 in a fermentor 19 , After completion of the fermentation by adding 20 Further enzymes are available for distillation of a suitable mash, which via a pump 21 in a storage container 22 is spent. From there it will be over another pump 23 ethanol production according to 3 fed.

Die Maische wird von der Pumpe 23 über zwei Wärmetauscher 25, 26 erwärmt einer einzigen Destillationskolonne 27 der Vorrichtung zugeführt. Die Dehydrierung des Ethanols in dem Destillat 28 der Destillationskolonne 27 erfolgt in in einer Kaskade 29 zusammenwirkenden Filtervorrichtungen 30, 31. Die Permeate 32, 33 der vorzugsweise nach einem Membran-Trennverfahren arbeitenden Filtervorrichtungen 30, 31 werden getrennt der einzigen Destillationskolonne 27 zugeführt.The mash is from the pump 23 via two heat exchangers 25 . 26 heated a single distillation column 27 supplied to the device. The dehydration of the ethanol in the distillate 28 the distillation column 27 takes place in a cascade 29 cooperating filter devices 30 . 31 , The permeates 32 . 33 the filter devices preferably operating according to a membrane separation method 30 . 31 are separated the single distillation column 27 fed.

Während das Retentat 34 der ersten Filtervorrichtung 30 kaskadenartig einer nachfolgenden, hier zweiten Filtervorrichtung 31 zugeführt wird, steht das Retentat 35 der zweiten Filtervorrichtung 31 nach Abkühlung über den Wärmetauscher 25 und den Kühler 37 als nahezu reines Ethanol zur Verfügung.While the retentate 34 the first filter device 30 cascade a subsequent, here second filter device 31 is fed, the retentate is 35 the second filter device 31 after cooling over the heat exchanger 25 and the radiator 37 available as nearly pure ethanol.

Das energiereiche, einen hohen Ethanolanteil noch aufweisende Permeat 32 der ersten Filtervorrichtung 30 liegt dampfförmig vor. Um die in der dampfförmigen Phase vorhandene latente Wärme möglichst gut zu nutzen, wird das Retentat 32 mittels eines Kompressors 37, gegebenenfalls eines Ejektors, und nach Erwärmung durch eine Heizvorrichtung 38 der einzigen Destillationskolonne 27 wieder zugeführt.The high-energy, high ethanol content still having permeate 32 the first filter device 30 is vaporous. In order to make the best possible use of the latent heat present in the vaporous phase, the retentate becomes 32 by means of a compressor 37 , optionally an ejector, and after being heated by a heating device 38 the single distillation column 27 fed again.

Das Permeat 33 der zweiten und hier letzten Filtervorrichtung 31 liegt als flüssige Phase vor und wird nach Erwärmen mittels einer Heizvorrichtung 39 von einer Pumpe 40 getrennt von dem Permeat 32 gleichwohl der Destillationskolonne 27 wieder zugeführt.The permeate 33 the second and here last filter device 31 is present as a liquid phase and after heating by means of a heater 39 from a pump 40 separated from the permeate 32 however the distillation column 27 fed again.

Von einem Verdampfer 41 wird ein Teil der Sumpfprodukte der Destillationskolonne 27 an diese zurückgeführt. Das nach Abkühlung über den Wärmetauscher 26 üblicherweise aus dem Prozess ausgeschleuste Sumpfprodukt 42 wird hier weiter aufbereitet. In einer Filtriervorrichtung 43, vorzugsweise wieder eine nach einem Membrantrennverfahren arbeitende, wird das Sumpfprodukte 42 in eine feststoffhaltige und in eine feststofffreie Phase getrennt. während die feststoffhaltige Phase 44 aus dem Prozess ausgeschleust wird, erfolgt eine Weiterverarbeitung der feststofffreien Phase 45 in einem Autoklav 46. Die in dem Autoklav 46 entstehenden Biogase 47 enthalten einen hohen Anteil an brennbaren Gasen, insbesondere Methangas, dessen Energie in dem Prozessablauf weiter genutzt werden kann, während Abfallstoffe 48 aus dem Prozess ausgeschleust werden.From an evaporator 41 becomes a part of the bottoms of the distillation column 27 attributed to this. After cooling over the heat exchanger 26 usually sumped product from the process 42 will be further processed here. In a filtration device 43 , preferably again a membrane separation process, becomes the bottoms product 42 separated into a solids-containing and a solids-free phase. during the solids-containing phase 44 is discharged from the process, there is a further processing of the solids-free phase 45 in an autoclave 46 , The one in the autoclave 46 resulting biogas 47 contain a high proportion of combustible gases, in particular methane gas, whose energy can continue to be used in the process while waste 48 be removed from the process.

Die Biogase 47 werden in einer weiteren Filtervorrichtung 49 gereinigt und das dabei anfallende CO2 50 ausgeschleust, während die brennbaren Gase 51 für die Beheizung eines Boilers 52 herangezogen werden. Der Verbrennung der Gase 51 dienender Sauerstoff 53 sowie in dem Boiler 52 zu Dampf zu erhitzendes Wasser 54 werden von außen in den Prozess eingebracht. Mit dem Dampf 55 wird eine Turbine 56 betrieben, die über einen nicht dargestellten Generator elektrische Energie erzeugt, deren Verwendung in dem Prozess durch strichpunktierte Linien angedeutet ist.The biogasase 47 be in a further filter device 49 cleaned and the resulting CO 2 50 discharged while the flammable gases 51 for heating a boiler 52 be used. The combustion of the gases 51 serving oxygen 53 as well as in the boiler 52 to steam to be heated water 54 are brought into the process from the outside. With the steam 55 becomes a turbine 56 operated, which generates electrical energy via a generator, not shown, the use of which is indicated in the process by dotted lines.

Der Abdampf der Turbine 56 wird von einem Verteiler 57 in zwei Ströme 58, 59 aufgeteilt, von denen der Strom 58 an den Verdampfer 41 der Destillationskolonne 27 zurückgeführt wird und kondensiert ausscheidet, angedeutet durch Pfeil 60.The exhaust steam of the turbine 56 is from a distributor 57 in two streams 58 . 59 split, of which the electricity 58 to the evaporator 41 the distillation column 27 is returned and condensed excretes, indicated by arrow 60 ,

Der zweite Strom 59 dient der Dampfzufuhr 11 des Dampfejektors 10, wodurch die Getreideaufbereitung mit in den Prozess eingebunden ist. Der Dampfbedarf des Ejektors 10 kann durch entsprechenden Betrieb der Turbine 56 bzw. durch eine Einstellung des Verteilers 57 exakt eingestellt werden.The second stream 59 serves the steam supply 11 of the steam ejector 10 , whereby the grain preparation is involved in the process. The steam requirement of the ejector 10 can by appropriate operation of the turbine 56 or by setting the distributor 57 be set exactly.

Auch die von dem Generator der Turbine 56 erzeugte elektrische Energie wird einem Verteiler 60 aufgeteilt und dient, durch die strichpunktiert dargestellte Leitung 60 angedeutet, im wesentlichen dem Betrieb des Kompressors 37. Die restliche Energie wird für den Betrieb der diversen Pumpen und Heizvorrichtungen innerhalb der Vorrichtung nach der Erfindung genutzt, angedeutet durch Pfeil 61, so dass sich der in der Vorrichtung nach der Erfindung ablaufende Prozess als weitestgehend autark darstellt.Also from the generator of the turbine 56 generated electrical energy becomes a distributor 60 divided and serves, by the dash-dotted line 60 indicated, essentially the operation of the compressor 37 , The remaining energy is used for the operation of the various pumps and heaters within the device according to the invention, indicated by arrow 61 so that the running in the device according to the invention process is largely self-sufficient.

11
Behältercontainer
22
Förderbandconveyor belt
33
MühleMill
44
MühleMill
55
Förderbandconveyor belt
66
Maischtrogmash trough
77
Wasserzufuhrwater supply
88th
Dampfzufuhrsteam supply
99
Mixermixer
1010
Dampfejektorsteam ejector
1111
Dampfzufuhrsteam supply
1212
Sterilisatorsterilizer
1313
VerdampferEvaporator
1414
Pumpepump
1515
Tanktank
1616
Enzymzusatzenzyme addition
1717
Pumpepump
1818
Kühlercooler
1919
Fermentorfermentor
2020
Enzymzusatzenzyme addition
2121
Pumpepump
2222
Vorratsbehälterreservoir
2323
Pumpepump
2424
2525
Wärmetauscherheat exchangers
2626
Wärmetauscherheat exchangers
2727
Destillationskolonnedistillation column
2828
Destillatdistillate
2929
Kaskadecascade
3030
Filtervorrichtungfilter means
3131
Filtervorrichtungfilter means
3232
Permeatpermeate
3333
Permeatpermeate
3434
Retentatretentate
3535
Retentatretentate
3636
Kühlercooler
3737
Kompressorscompressor
3838
Heizvorrichtungheater
3939
Heizvorrichtungheater
4040
Pumpepump
4141
VerdampferEvaporator
4242
Sumpfproduktbottoms
4343
Filtriervorrichtungfiltering
4444
feststoffhaltige Phasecontaining solids phase
4545
feststofffreie Phasesolid-free phase
4646
Autoklavautoclave
4747
Biogasbiogas
4848
Abfallstoffewaste
4949
Filtervorrichtungfilter means
5050
CO2 CO 2
5151
Gasgas
5252
Boilerboiler
5353
Sauerstoffoxygen
5454
Wasserwater
5555
Dampfsteam
5656
Turbineturbine
5757
Verteilerdistributor
5858
Stromelectricity
5959
Stromelectricity
6060
Verteilerdistributor
6161
Leitungmanagement
6262
Pfeilarrow
6363
Abgasexhaust

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 2004/096403 [0007, 0008] - WO 2004/096403 [0007, 0008]

Claims (8)

Vorrichtung für die Ethanolgewinnung, bei der einer Destillationskolonne eine Maische zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Destillat (28) der einen Destillationskolonne (27) wenigstens zwei in einer Kaskade (29) zusammenwirkenden Filtervorrichtungen (30, 31) zugeführt wird, dass die Permeate (32, 33) der Filtervorrichtungen (30, 31) erneut der Destillationskolonne (27) zugeführt werden und dass das Retentat (35) der letzten Filtervorrichtung (31) als das Endprodukt Ethanol abgeführt wird.Apparatus for the production of ethanol, in which a mash is fed to a distillation column, characterized in that the distillate ( 28 ) of a distillation column ( 27 ) at least two in a cascade ( 29 ) cooperating filter devices ( 30 . 31 ), that the permeates ( 32 . 33 ) of the filter devices ( 30 . 31 ) again the distillation column ( 27 ) and that the retentate ( 35 ) of the last filter device ( 31 ) is discharged as the final product ethanol. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Permeat (32) einer ersten Filtervorrichtung (30) der Kaskade (29) in einer dampfförmigen Phase der Destillationskolonne (27) zugeführt wird.Device according to claim 1, characterized in that the permeate ( 32 ) a first filter device ( 30 ) of the cascade ( 29 ) in a vapor phase of the distillation column ( 27 ) is supplied. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Permeat (33) einer weiteren Filtervorrichtung (31) der Kaskade (2) in einer flüssigen Phase der Destillationskolonne (27) zugeführt wird.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the permeate ( 33 ) a further filter device ( 31 ) of the cascade ( 2 ) in a liquid phase of the distillation column ( 27 ) is supplied. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sumpfprodukt (42) der Destillationskolonne (27) einem Biogas (47) erzeugenden Autoklav (46) zugeführt wird.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bottom product ( 42 ) of the distillation column ( 27 ) a biogas ( 47 ) generating autoclave ( 46 ) is supplied. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sumpfprodukt (42) in einer Filtriervorrichtung (43) in eine feststoffhaltige (44) und in eine feststofffreie Phase (45) getrennt wird und dass die feststofffreie Phase (45) einem Biogas (47) erzeugenden Autoklav (46) zugeführt wird.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bottom product ( 42 ) in a filtration device ( 43 ) in a solids-containing ( 44 ) and into a solids-free phase ( 45 ) and that the solids-free phase ( 45 ) a biogas ( 47 ) generating autoclave ( 46 ) is supplied. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Biogas (45) für eine Dampferzeugung in einem Boiler (52) herangezogen wird, dass der Dampf einen mit einer Turbine (56) gekoppelten Generator antreibt und dass die erzeugte elektrische Energie innerhalb der Vorrichtung genutzt ist.Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the biogas ( 45 ) for steam generation in a boiler ( 52 ) is used, that the steam with a turbine ( 56 ) coupled generator and that the generated electrical energy is utilized within the device. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (56) derart betrieben ist, dass der Abdampf (57) einem Dampfejektor (10) in der Getreideaufbereitung für den Erhalt einer Maische herangezogen wird.Device according to claim 6, characterized in that the turbine ( 56 ) is operated such that the exhaust steam ( 57 ) a steam ejector ( 10 ) is used in the grain preparation for the receipt of a mash. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdampf (57) in zwei Ströme (58, 59) getrennt dem Dampfejektor (10) und der Destillationskolonne (27) zugeführt wird.Apparatus according to claim 7, characterized in that the exhaust steam ( 57 ) into two streams ( 58 . 59 ) separated from the steam ejector ( 10 ) and the distillation column ( 27 ) is supplied.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2316549A1 (en) * 2009-08-03 2011-05-04 Latvijas Lauksaimniecibas Universitäte Method and device for removing water from bioethanol by combined absortion and distillation
EP2998013A4 (en) * 2013-05-17 2016-11-02 Univ Waseda Method for condensing water-soluble organic matter and device for condensing water-soluble organic matter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004096403A1 (en) 2003-04-25 2004-11-11 2S-Sophisticated Systems Limited Distillation method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3037736C2 (en) * 1980-10-06 1984-01-26 Achim Dipl.-Ing. 6650 Homburg Ballweg Process for the dewatering of mixtures of organic liquids and water
DE3526755A1 (en) * 1985-07-26 1987-01-29 Metallgesellschaft Ag Process for separating fluid mixtures
US20080135396A1 (en) * 2005-04-12 2008-06-12 White Fox Technologies Limited Separation Method
US7604743B2 (en) * 2005-12-19 2009-10-20 Stanley Consultants, Inc. Process for producing ethanol and for energy recovery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004096403A1 (en) 2003-04-25 2004-11-11 2S-Sophisticated Systems Limited Distillation method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2316549A1 (en) * 2009-08-03 2011-05-04 Latvijas Lauksaimniecibas Universitäte Method and device for removing water from bioethanol by combined absortion and distillation
EP2998013A4 (en) * 2013-05-17 2016-11-02 Univ Waseda Method for condensing water-soluble organic matter and device for condensing water-soluble organic matter

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