DE102013018040A1

DE102013018040A1 - Process for the energetic utilization of spent grains from beer production

Info

Publication number: DE102013018040A1
Application number: DE102013018040.6A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: ENWAT GmbH
Current assignee: ENWAT GmbH
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2015-06-03

Abstract

Es wird ein neuartiges Verfahren zur thermischen Verwertung von Biertrebern vorgestellt, welches wegen der einfachen Apparatetechnik und der einfachen Verfahrensführung insbesondere bei kleineren, mittelständischen Brauereien eingesetzt werden kann. Aus der Verbrennung von Biertrebern gewonnene Wärmeenergie wird teilweise zur Trocknung von Nasstrebern eingesetzt. Ein wegen des hohen Heizwertes von Trockentrebern erzielbarer Wärmeüberschuss kann dem Brauprozess zur Verfügung gestellt werden und dient der Energieeinsparung. Trockentreber kann direkt oder nach Pelletierung beziehungsweise Brikettierung in einem Verbrennungsofen energetisch verwertet werden.A novel process for the thermal utilization of spent grains is presented, which can be used because of the simple apparatus technology and the simple process control, especially in smaller, medium-sized breweries. Heat energy derived from the combustion of spent grains is used in part for the drying of wet starters. An achievable due to the high calorific value of Trockentrebern heat surplus can be made available to the brewing process and serves to save energy. Dry spent grains can be utilized energetically directly or after pelleting or briquetting in a combustion furnace.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur energetischen Verwertung von Trebern aus der Bierherstellung.The invention relates to a process for the energetic utilization of spent grains from beer production.

Als Biertreber werden die ausgelaugten Rückstände des Malzes aus der Bierherstellung bezeichnet. Diese enthalten im Wesentlichen die aus dem Malz stammenden Spelzen und das unlösliche Eiweiß. Die Trockensubstanz von Biertreber besteht etwa zu 20 bis 22% aus Protein, zu 11 bis 18% aus Fett, zu 1 bis 3% aus Stärke, zu 25 bis 32% aus Hemizellulose, zu 18 bis 24% aus Zellulose, zu 7 bis 13% aus Lignin und zu 3 bis 5% aus anorganischen Komponenten. Je nach Brauverfahren und Nachbehandlung enthalten Biertreber bis zu 80% Wasser.As spent grains the leached residues of the malt from the beer production are called. These contain mainly the malt-derived husks and the insoluble protein. The dry matter of Biertreber consists of about 20 to 22% protein, 11 to 18% fat, 1 to 3% starch, 25 to 32% hemicellulose, 18 to 24% cellulose, 7 to 13 % of lignin and 3 to 5% of inorganic components. Depending on the brewing process and the aftertreatment, spent grains contain up to 80% water.

Biertreber sind aufgrund ihrer Zusammensetzung prinzipiell als wertvolles Futtermittel in der Tierernährung anzusehen. In der Praxis stehen diesem Verwertungspfad jedoch mehrere Hindernisse entgegen. Der Transportaufwand der nassen Treber zu den meist weit entfernt von Brauereien gelegenen Futtermittelverwertern ist hoch, zudem erfordert die schnelle Verderblichkeit von Biertrebern in der Praxis oftmals nicht zu gewährleistende logistische Abläufe. Eine längere Lagerung von Biertreber ist wegen einsetzender Gärungsprozesse und daraus folgender starker Geruchsentwicklung nicht möglich.Due to their composition, spent grains are principally regarded as valuable feed in animal nutrition. In practice, however, there are several obstacles to this recovery path. The transport costs of wet spent grains to feedmakers, who are usually far from breweries, are high, and in addition the fast perishability of spent grains often requires logistical processes that can not be guaranteed in practice. A longer storage of spent grains is not possible due to the onset of fermentation processes and consequent strong odor development.

Aus diesem Grund sind Bierhersteller im Allgemeinen auf alternative Verwertungs- bzw. Entsorgungspfade für die anfallenden Biertreber angewiesen. Aus dem Stand der Technik ist beispielweise bekannt, Biertreber zu fraktionieren und die Fraktionen Faser, Protein und Flüssigkeit getrennt zu vermarkten. Weiterhin ist die Verwendung von Biertrebern als energiereiches Substrat für die anaerobe Fermentation unter Gewinnung von Biogas bekannt. Ferner existieren Konzepte zur Kompostierung von Biertrebern. Auch ist eine stoffliche Verwertung von Trebern in der Baustoffindustrie, so z. B. als Zuschlagstoff bei der Ziegelherstellung, bekannt geworden. Aufgrund der mangelnden Wirtschaftlichkeit, der hohen Komplexität oder der unerwünschten Restabfälle haben sich diese Verfahren jedoch bisher nicht durchgesetzt.For this reason, beer manufacturers generally rely on alternative recycling or disposal paths for the resulting spent grains. It is known from the prior art, for example, to fractionate spent grains and to market the fractions fiber, protein and liquid separately. Furthermore, the use of spent grains is known as a high-energy substrate for anaerobic fermentation to produce biogas. There are also concepts for composting spent grains. Also, a recycling of grains in the building materials industry, such. B. as an aggregate in the brick production, known. Due to the lack of economic efficiency, the high complexity or the unwanted residual waste, however, these methods have not yet prevailed.

Als weitere, besser gangbare Option ist die thermische Verwertung von Biertrebern bekannt; aufgrund des hohen organischen Anteils ist eine energetische Nutzung von Biertrebern eine aussichtsreiche Alternative. Ab einem Trockensubstanzgehalt der Treber von etwa 45 bis 50% ist ein Mindestheizwert erreicht, der zur Deckung der Verdampfungsenthalpie des im Brennstoff enthaltenen Wassers ausreicht, so dass die Treber dann ohne Zufuhr weiterer Brennstoffe, also ohne Stützfeuerung, verbrannt werden können. Bei Trockensubstanzgehalten, die diese genannte Grenze übersteigen, ist prinzipiell eine Treberverbrennung unter Energiegewinnung möglich. Vollständig getrocknete Treber (Trockentreber) mit theoretisch 100% Trockensubstanzgehalt (TS) weisen einen Heizwert im Bereich von 20 MJ/kg auf, der mit dem von Braunkohle vergleichbar ist.Another, more feasible option is the thermal utilization of spent grains. Due to the high organic content, energetic use of spent grains is a promising alternative. From a dry matter content of the spent grains of about 45 to 50%, a minimum calorific value is reached, which is sufficient to cover the enthalpy of enthalpy of the water contained in the fuel, so that the spent grains can then be burned without supply of other fuels, ie without support firing. In the case of dry substance contents exceeding this limit, it is possible in principle to use spent grains to produce energy. Fully dried spent grains (dry grains) with theoretically 100% dry matter content (DM) have a calorific value in the range of 20 MJ / kg, which is comparable to that of lignite.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, mechanische Entwässerungsverfahren, wie z. B. unter Einsatz einer Bandfilterpresse, mit thermischen Entwässerungsverfahren, wie z. B. durch eine Trocknung, zu kombinieren, um hierdurch den Heizwert von Nasstrebern anzuheben und diese für eine thermische Verwertung zugänglich zu machen.It is known from the prior art, mechanical dewatering processes, such. B. using a belt filter press, with thermal dewatering process, such. B. by drying, to thereby raise the calorific value of wet scrubbers and make them available for thermal utilization.

Aus der Druckschrift AT 404 253 B ist ein Verfahren zur thermischen Verwertung von Biertrebern bekannt, bei dem die Treber nach einer mechanischen Entwässerung durch direkten Kontakt mit Rauchgas getrocknet werden und anschließend über ein Vergasungsverfahren zu einem Brenngas umgesetzt werden.From the publication AT 404 253 B a process for the thermal utilization of spent grains is known, in which the spent grains are dried after mechanical dehydration by direct contact with flue gas and then converted via a gasification process to a fuel gas.

Aus der Druckschrift DE 10 2009 036 321 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Pellets mit Trebern als Grundsubstanz bekannt, bei dem in einem direkt befeuerten Trockner getrocknete und zerkleinerte Treber in einer Pelletpresse verpresst werden.From the publication DE 10 2009 036 321 A1 is a process for the production of pellets with grains as the basic substance known in which in a directly fired dryer dried and crushed grains are pressed in a pellet press.

Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 10 2010 015 039 A1 eine Verbrennungsanlage für Nasstreber mit Wirbelschichtfeuerung bekannt.Furthermore, from the document DE 10 2010 015 039 A1 an incinerator for wet scrubbers with fluidized bed combustion known.

Als nachteilig ist bei diesen Verfahren anzusehen, dass diese nur unter Einsatz von speziell entwickelten Apparaten durchgeführt werden können und sich daher aufgrund hoher Investitionskosten vornehmlich für größere Brauereien eignen.A disadvantage of these methods is that they can be carried out only with the use of specially developed apparatus and are therefore due to high investment costs primarily for larger breweries.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur energetischen Verwertung von Biertrebern anzugeben, bei dem einfache, marktverfügbare Anlagenbestandteile eingesetzt werden können, die einen verhältnismäßig geringen Investitionsaufwand bedingen und einen Einsatz bei kleineren, mittelständischen Brauereien ermöglichen.The invention is therefore an object of the invention to provide a method for the energy recovery of spent grains, in the simple, marketable plant components can be used, which require a relatively small investment and allow use in smaller, medium-sized breweries.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method having the features specified in claim 1. Further developments of the method are the subject of the dependent claims.

Bei der Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus der durch Vorversuche erhaltenen Erkenntnis Nutzen gezogen, dass die getrockneten Treber eine granulatförmige Konsistenz aufweisen, die eine Verbrennungstechnik ermöglicht, die mit derjenigen für Getreideverbrennung vergleichbar ist. Der Einsatz von bei der Getreideverbrennung erprobten Verbrennungstechniken ist somit bei der Treberverbrennung möglich. Insbesondere können Unterschubfeuerungen, Muldenfeuerungen und Rostfeuerungen zur Verbrennung von Trockentrebern geeignet sein. Geeignete Heizkessel sind hierfür auch für relative geringe Heizleistungen im Bereich von 50 kW marktverfügbar, so dass sich das erfindungsgemäße Verfahren auch bei kleineren Brauereien anwenden lässt, wobei jedoch eine Skalierbarkeit nach oben gegeben ist. Es hat sich ferner in praktischen Versuchen erwiesen, dass das Problem der Verschlackung durch niedrige Ascheschmelzpunkte bei der Treberverbrennung eine untergeordnete Problematik darstellt.In the implementation of the method according to the invention is taken advantage of the knowledge obtained by preliminary experiments that the dried spent grains have a granular consistency, which allows a combustion technique that is comparable to that for grain combustion. The use of during grain burning Proven combustion techniques is thus possible in spent grain combustion. In particular, underfeed furnaces, well firings and grate firings may be suitable for the combustion of dry fermenters. Suitable boilers are available for this market also for relatively low heating power in the range of 50 kW, so that the inventive method can also be applied to smaller breweries, but with scalability is given up. It has also been proven in practical experiments that the problem of slagging by low ash melting points during spent fuel combustion is a minor problem.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur energetischen Verwertung von Biertrebern umfasst im Wesentlichen die nachstehend näher beschriebenen Verfahrensschritte.The process according to the invention for the energy recovery of spent grains comprises substantially the process steps described in more detail below.

Die aus dem Brauprozess abgezogenen Biertreber werden als Nasstreber in einem Lagerbunker zwischengespeichert, der der Entkopplung zwischen Biertreberabzug aus dem Brauprozess und der anschließenden Weiterverarbeitung dient, so dass der Lagerbunker vorteilhafterweise das Volumen einer produzierten Tagesmenge an Nasstrebern aufweist. Der Brauprozess wird üblicherweise als Batchprozess durchgeführt, so dass die Treber jeweils zu diskreten Zeitpunkten aus dem Brauprozess abgezogen werden müssen. Die Verweilzeit der Nasstreber im Lagerbunker wird gering gehalten (unter einem Tag), um die Geruchsentwicklung gering zu halten.The spent grains extracted from the brewing process are temporarily stored as wet grains in a storage bunker, which serves for the decoupling between Biertreber withdrawal from the brewing process and the subsequent further processing, so that the storage bunker advantageously has the volume of a produced daily amount of wet starters. The brewing process is usually carried out as a batch process, so that the spent grains have to be removed from the brewing process at discrete times. The residence time of the wet manure in the storage bunker is kept low (under one day) in order to keep odors low.

Aus dem Lagerbunker werden die Biertreber diskontinierlich abgezogen und einer Schneckenpresse zugeführt. Vorteilhafterweise erfolgt das Abziehen unter Wirkung der Schwerkraft, indem die Nasstreber vom höher stehenden Lagerbunker kontrolliert zum tiefer stehenden Trichter einer Schneckenpresse abgegeben werden.From the storage bunker the spent grains are withdrawn discontinuously and fed to a screw press. Advantageously, the removal takes place under the action of gravity by the wet sieves are controlled from the higher storage bunker controlled to the lower funnel of a screw press.

Die in die Schneckenpresse eingeführten Nasstreber werden mechanisch entwässert, wobei TS-Gehalte der entwässerten Treber von 38 bis 42% erzielbar sind. In der Schneckenpresse erfolgt eine Komprimierung des Pressgutes unter Wirkung einer Pressschnecke, die das Pressgut, also die Nasstreber, gegen einen engen Ringspalt am Austrittsende der Schneckenpresse fördert. Der Presswiderstand wird durch die Verengung am Ringspalt erzeugt und ist in gewissen Grenzen durch Variation des Ringspaltes einstellbar. Die Druckeinwirkung auf das nasse Material führt – wie beim Pressen von feuchtem Material in der Faust – zu einer Abtrennung der Flüssigkeit, die über einen Siebmantel abgeführt werden kann. Das abgetrennte Wasser kann, gegebenenfalls nach anaerober Vorbehandlung, der betrieblichen Kläranlage zugeführt werden.The wet rods introduced into the screw extruder are mechanically dewatered, with TS contents of the dewatered spent grains of 38 to 42% being achievable. In the screw press, the compressed material is compressed under the action of a press screw, which conveys the pressed material, ie the wet sieve, against a narrow annular gap at the outlet end of the screw press. The pressing resistance is generated by the constriction at the annular gap and is adjustable within certain limits by varying the annular gap. The pressure on the wet material leads - as in the pressing of moist material in the fist - to a separation of the liquid, which can be dissipated through a screen jacket. The separated water can, optionally after anaerobic pretreatment, be supplied to the operational sewage treatment plant.

Das von der Schneckenpresse abgeworfene Material wird ohne Zwischenspeicherung zu einem zuvor entleerten Trommeltrockner weitergefördert. Hierzu kann vorteilhaft ein Schneckenförderer eingesetzt werden. Alternativ kann auch direkt von der höher stehenden Schneckenpresse in den Trommeltrockner abgeworfen werden.The discarded by the screw press material is further promoted without caching to a previously empty drum dryer. For this purpose, advantageously, a screw conveyor can be used. Alternatively, it can also be dropped directly from the higher-standing screw press into the drum dryer.

Zur thermischen Trocknung der mechanisch entwässerten Biertreber kann ein Trommeltrockner eingesetzt werden, der die Form eines liegenden Zylinders aufweist und der mit einer Mischeinrichtung ausgestattet ist. Letztere kann als langsam laufendes Paddelrührwerk ausgestaltet sein, dessen Drehachse mit der Trommelachse zusammenfällt. Das Paddelrührwerk kann ein Zentralrohr aufweisen, an dem eine Mehrzahl an axial abstehenden und bis zur Trommelwandung reichenden schaufelartigen Rührorganen befestigt ist. Das Zentralrohr kann an einer der Stirnseiten des Trommeltrockners durchgeführt sein und über einen Getriebemotor angetrieben werden. Der Trommeltrockner kann so dimensioniert sein, dass dieser mit einer Charge der anfallenden mechanisch entwässerten Treber in etwa bis zur Hälfte befüllt wird.For thermal drying of the mechanically dewatered spent grains a drum dryer can be used, which has the shape of a horizontal cylinder and which is equipped with a mixing device. The latter can be designed as a slow-moving paddle agitator whose axis of rotation coincides with the drum axis. The paddle stirrer may have a central tube, to which a plurality of axially projecting and reaching to the drum wall blade-like stirrers is attached. The central tube can be performed on one of the end faces of the drum dryer and driven by a geared motor. The drum dryer can be dimensioned so that it is filled with a batch of the resulting mechanically drained spent grains in about half.

Nach dem Befüllen oder bereits während des Befüllens wird dem Trommeltrockner Trocknungsluft zugeführt. Die eintretende Trocknungsluft kann über ein Verteilsystem über dem Querschnitt des Trockners verteilt werden, um eine gleichmäßige Durchströmung des gerührten Festbetts zu erreichen. Hierzu kann ein Rohrverteiler eingesetzt werden, wie dies dem Fachmann an sich bekannt ist. Der Verteiler der Trocknungsluft kann am unteren Bereich des Trommeltrockners platziert sein oder – mit Rücksicht auf eine Verringerung des Druckverlustes beim Durchströmen des Trocknungsgutes – in einer etwas höheren bis mittigen Lage angeordnet sein. Die Förderung der Trocknungsluft kann mit Hilfe eines Sauggebläses erfolgen, das über eine Rohrleitung an den Auslassstutzen in der Deckenfläche des Trommeltrockners angeschlossen sein kann, so dass der Trommeltrockner während des Trocknungsvorgangs unter einem leichten Unterdruck gehalten wird. Während des Trocknens kann ein Umwälzen des Trocknungsgutes über das Paddelrührwerk erfolgen.After filling or already during filling drying air is supplied to the drum dryer. The incoming drying air can be distributed via a distribution system over the cross section of the dryer to achieve a uniform flow through the stirred packed bed. For this purpose, a manifold can be used, as is known in the art per se. The distributor of the drying air can be placed at the bottom of the drum dryer or - in view of a reduction in the pressure loss when flowing through the drying material - be arranged in a slightly higher to central position. The conveying of the drying air can be carried out by means of a suction fan, which can be connected via a pipe to the outlet nozzle in the ceiling surface of the drum dryer, so that the drum dryer is kept under a slight negative pressure during the drying process. During drying, a circulation of the material to be dried can take place via the paddle stirrer.

Die Temperatur und der Feuchtegehalt der austretenden Trocknungsluft können gemessen werden, um den Trocknungsfortschritt zu überwachen. Insbesondere kann hierdurch in Verbindung mit einer Steuerungsanlage der Trocknungsprozess bei Erreichen vorgebbarer Parameter beendet werden.The temperature and moisture content of the exiting drying air can be measured to monitor drying progress. In particular, in this way, in conjunction with a control system, the drying process can be ended when predetermined parameters are reached.

Die in den Trommeltrockner eintretende Luft ist Umgebungsluft, die über eine geeignete Energiezufuhr aufgeheizt werden kann. Gewöhnlich erfolgt die Aufheizung der Trocknungsluft in einem Wärmeaustauscher, bei dem ein Wärmeaustausch zwischen Trocknungsluft und Rauchgas erfolgt. Der Wärmeaustauscher kann als Doppelrohrwärmeaustauscher ausgebildet sein, der im Innenrohr von Rauchgas und im Ringraum von Umgebungsluft im Gegenstrom zum Rauchgas durchströmt werden kann. Der Druckverlust des Wärmetauschers auf der Trocknungsluftseite kann durch das Sauggebläse überwunden werden, während der Druckverlust des Wärmetauschers auf der Rauchgasseite durch ein Brennergebläse überwunden werden kann. Die aus dem Trommeltrockner austretende Trocknungsluft kann beispielsweise über einen Zyklon oder über Filtersysteme entstaubt werden. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann eine Behandlung der austretenden Trocknungsluft in einem Biofilter oder Biowäscher erfolgen.The air entering the drum dryer is ambient air that can be heated by a suitable supply of energy. Usually, the heating air is heated in a heat exchanger in which a heat exchange between Drying air and flue gas takes place. The heat exchanger may be formed as a double tube heat exchanger, which can be traversed in the inner tube of flue gas and in the annular space of ambient air in countercurrent to the flue gas. The pressure loss of the heat exchanger on the drying air side can be overcome by the suction fan, while the pressure loss of the heat exchanger on the flue gas side can be overcome by a burner fan. The drying air emerging from the drum dryer can be dedusted, for example, via a cyclone or via filter systems. Additionally or alternatively, a treatment of the exiting drying air in a biofilter or bioscrubber can be done.

Die nach Beendigung des Trocknungsvorganges als Trockentreber vorliegenden Biertreber werden diskontinuierlich aus dem Trommeltrockner ausgetragen und können in einem Zwischenbunker gelagert werden. Der Zwischenbunker dient als Brennstoffspeicher für die nachfolgende Verbrennung der Trockentreber sowie der Entkopplung des Durchsatzes durch den Trommeltrockner von der Beschickung der Verbrennungsanlage.The spent grains, which are present as dry grains after completion of the drying process, are discharged discontinuously from the drum dryer and can be stored in an intermediate bunker. The intermediate bunker serves as fuel storage for the subsequent combustion of the dry grains and the decoupling of the throughput by the drum dryer from the feed of the incinerator.

Es liegt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, einen Zwischenschritt zur Pelletierung der Trockentreber zwischenzuschalten. Hierzu können die aus der Trocknung entnommenen Trockentreber entweder direkt oder nach Zwischenspeicherung in einem ersten Zwischenbunker einer Pelletpresse zugeführt werden. Die Pelletpresse ist in einer an sich bekannten Art ausgeführt und verfügt über eine Matrize, durch die Trockentreber unter Anwendung eines hohen Druckes hindurchgepresst werden können. Hierdurch werden die Trockentreber zu Pellets kompaktiert.It is within the scope of the method according to the invention to interpose an intermediate step for pelleting the dry grains. For this purpose, the dry grains taken from the drying can be fed either directly or after intermediate storage in a first intermediate bunker of a pellet mill. The pellet press is designed in a manner known per se and has a die through which dryers can be pressed using a high pressure. As a result, the dry grains are compacted into pellets.

Es liegt weiter im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, alternativ zur Pelletierung einen Zwischenschritt zur Brikettierung der Trockentreber zwischenzuschalten. Hierzu können die aus der Trocknung entnommenen Trockentreber entweder direkt oder nach Zwischenspeicherung in einem ersten Zwischenbunker einer Brikettpresse zugeführt werden. Die Brikettpresse ist in einer an sich bekannten Art ausgeführt und verfügt beispielsweise über ein druckbeständiges Rohr mit einem endständigen Schieber, gegen den die eingefüllten Treber mittels eines hydraulisch betätigten Stempels gedrückt werden.It is also within the scope of the method according to the invention, alternatively interpose an intermediate step for briquetting the dry grains for pelleting. For this purpose, the dry grains taken from the drying can be fed either directly or after intermediate storage in a first intermediate bunker a briquette press. The briquette press is designed in a manner known per se and has, for example, a pressure-resistant tube with a terminal slide, against which the filled spent grains are pressed by means of a hydraulically actuated punch.

Ein Austrag der Briketts kann durch erneutes Betätigen des im Rohr beweglichen Hydraulikstempels bei geöffnetem Schieber erfolgen.A discharge of the briquettes can be done by re-pressing the movable in the pipe hydraulic punch with open slide.

Die Pelletierung oder die Brikettierung kann unter Zusatz eines Hilfsstoffes, wie z. B. Melasse, erfolgen, der die Stabilität der Pellets oder Briketts günstig beeinflusst. Für gewöhnlich kann bei Biertrebern eine ausreichende Pellet- oder Brikettstabilität aber ohne Zusatz von Hilfsstoffen erzielt werden.The pelleting or briquetting can with the addition of an adjuvant, such as. As molasses, done that affects the stability of the pellets or briquettes low. Usually in beer crops sufficient pellet or briquette stability can be achieved but without the addition of auxiliaries.

Die pelletierten oder brikettierten Trockentreber erhitzen sich durch den jeweiligen Pressvorgang; diese Erwärmung kann vorteilhaft zu einer weiteren Reduzierung des Wassergehalts der Pellets oder Briketts verwendet werden, indem die warmen Pellets oder Briketts auf einer Bandeinrichtung oder ähnlichem vereinzelt werden, um ausreichenden Luftzutritt und Abtransport der Feuchtigkeit über einen Luftstrom zu erreichen.The pelleted or briquetted dryers are heated by the respective pressing process; this heating can be advantageously used to further reduce the water content of the pellets or briquettes by separating the warm pellets or briquettes on a belt device or the like in order to achieve sufficient access of air and removal of moisture via an air flow.

Die Pellets oder Briketts können in einem zweiten Zwischenbunker zwischengelagert werden. Von dem zweiten Zwischenbunker kann die Verbrennungsanlage beschickt werden. Ein Teilstrom der Pellets oder Briketts kann auch aus dem Verfahren entnommen werden und einer externen Verwertung zugeführt werden.The pellets or briquettes can be stored in a second intermediate bunker. From the second intermediate bunker, the incinerator can be charged. A partial flow of the pellets or briquettes can also be taken from the process and fed to an external recycling.

Aus dem Zwischenbunker (ohne Pelletierung) oder aus dem zweiten Zwischenbunker (mit Pelletierung oder Brikettierung) können die Trockentreber der Verbrennungsanlage zugeführt werden. Als Verbrennungsanlage kann ein marktverfügbarer Verbrennungsofen eingesetzt werden, der eine Unterschubfeuerung, Muldenfeuerung oder Rostfeuerung aufweisen kann. Die Zufuhr der Verbrennungsluft in den Brennraum kann über ein Gebläse erfolgen und gezielt gesteuert werden. Die Steuerung betrifft den Volumenstrom der Verbrennungsluft sowie deren Aufteilung auf gegebenenfalls zwei Verbrennungszonen. Zur Steuerung kann die Abgastemperatur gemessen werden, aber auch eine chemische Zusammensetzung des Rauchgases kann messtechnisch erfasst werden.From the intermediate bunker (without pelleting) or from the second intermediate bunker (with pelleting or briquetting), the dry grains can be fed to the incinerator. As an incinerator, a marketable incinerator can be used, which may have a Unterschubfeuerung, Muldenfeuerung or grate firing. The supply of combustion air into the combustion chamber can be done via a fan and controlled in a targeted manner. The control relates to the volume flow of the combustion air and their division into optionally two combustion zones. To control the exhaust gas temperature can be measured, but also a chemical composition of the flue gas can be detected by measurement.

Die Verbrennung erfolgt vorzugsweise in Zeitabschnitten, in denen gleichzeitig der zuvor beschriebene Trocknungsprozess im Trommeltrockner abläuft, um den Wärmebedarf zur Aufheizung der Trocknungsluft ohne Zwischenspeicherung der Wärmeenergie zu decken.The combustion is preferably carried out in time periods in which simultaneously runs the drying process described above in the drum dryer to cover the heat demand for heating the drying air without intermediate storage of heat energy.

Je nach gewählter Verbrennungstechnologie erfolgt ein Austrag der anfallenden Asche über eine dem System angepasste Förder- und Schleusetechnik. Die Asche wird zwischengespeichert und kann der weiteren Verwertung oder Entsorgung zugeführt werden. Ein Teil der bei der Verbrennung entstehenden Feststoffe wird staubförmig mit dem Rauchgas abgeführt. Eine den länderspezifischen Erfordernissen angepasste Rauchgasreinigung kann dem Wärmeaustauscher, durch den das Rauchgas nach Verlassen des Verbrennungsofens zuerst strömt, nachgeschaltet sein.Depending on the selected combustion technology, the resulting ash is discharged via a conveyor and lock technology adapted to the system. The ash is temporarily stored and can be sent for further recovery or disposal. Some of the solids produced during combustion are removed in dust form with the flue gas. A flue gas cleaning adapted to the country-specific requirements can be connected downstream of the heat exchanger, through which the flue gas first flows after leaving the incinerator.

Der Verbrennungsofen kann zusätzlich mit einem Kessel oder einem Wärmeaustauscher ausgestattet sein, der vorzugsweise von Thermoöl durchströmt wird. Hierdurch kann ein Thermoöl-Kreislauf eingerichtet werden, wobei Thermoöl durch eine dem Rauchgas entnommene Wärmeenergie erhitzt wird, um als Wärmeträger zur Versorgung von wärmeverbrauchenden Brauprozessen zu dienen. Überschüssige Wärmeenergie kann also der Brauerei zur Verfügung gestellt werden, um dort den Verbrauch üblicher Energieträger zu reduzieren. Die beiliegenden Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei The combustion furnace may additionally be equipped with a boiler or a heat exchanger, which is preferably flowed through by thermal oil. In this way, a thermal oil circuit can be established, wherein thermal oil is heated by a heat energy removed from the flue gas to serve as a heat carrier for the supply of heat consuming brewing processes. Excess heat energy can therefore be made available to the brewery in order to reduce the consumption of conventional energy sources. The accompanying figures show two embodiments of the method according to the invention, wherein

in 1 eine Ausführung mit einem Zwischenbunker für Trockentreber gezeigt istin 1 an embodiment with an intermediate bunker for dry grains is shown

und in 2 eine Ausführung mit zwei Zwischenbunkern und zwischengeschalteter Pelletierung oder Brikettierung für Trockentreber gezeigt ist.and in 2 an embodiment with two intermediate bins and intermediate pelleting or briquetting for dry grains is shown.

In einem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die aus dem Brauprozess abgezogenen Biertreber (1) als Nasstreber (2) in einem Lagerbunker (31) zwischengespeichert. Aus dem Lagerbunker (31) werden die Nasstreber (2) diskontinierlich abgezogen und einer Schneckenpresse (40) zugeführt. Vorteilhafterweise erfolgt das Abziehen unter Wirkung der Schwerkraft, indem die Nasstreber (2) vom höher stehenden Lagerbunker (31) kontrolliert zum tiefer stehenden Trichter (41) einer Schneckenpresse (40) abgegeben werden.In an in 1 shown first embodiment of the method according to the invention deducted from the brewing process beers ( 1 ) as wet scrubber ( 2 ) in a storage bunker ( 31 ) are cached. From the storage bunker ( 31 ) the wet scrubbers ( 2 ) withdrawn discontinuously and a screw press ( 40 ). Advantageously, the removal takes place under the action of gravity by the wet scrubber ( 2 ) from the higher storage bunker ( 31 ) controlled to the lower funnel ( 41 ) a screw press ( 40 ).

Die in die Schneckenpresse (40) eingeführten Nasstreber (2) werden mechanisch unter Freisetzung von Presswasser (4) entwässert. Die von der Schneckenpresse (40) abgeworfenen mechanisch entwässerten Biertreber (3) werden ohne Zwischenspeicherung zu einem zuvor entleerten Trommeltrockner (50) weitergefördert. Dieser besitzt die Form eines liegenden Zylinders und ist mit einem langsam laufenden Paddelrührwerk (51) ausgestattet. Das Paddelrührwerk weist ein Zentralrohr (52) auf, an dem eine Mehrzahl an axial abstehenden und bis nahe zur Trommelwandung reichenden schaufelartigen Rührorganen (53) befestigt ist. Das Zentralrohr ist an einer der Stirnseiten des Trommeltrockners (50) durchgeführt und wird über einen Getriebemotor (54) angetrieben.The in the screw press ( 40 ) wet rod ( 2 ) are mechanically released with release of press water ( 4 ) drained. The of the screw press ( 40 ) discarded mechanically dewatered spent grains ( 3 ) are stored without temporary storage to a previously empty drum dryer ( 50 ) further promoted. This has the shape of a horizontal cylinder and is equipped with a slow-moving paddle agitator ( 51 ) fitted. The paddle stirrer has a central tube ( 52 ), on which a plurality of axially projecting and close to the drum wall reaching blade-like stirring elements ( 53 ) is attached. The central tube is at one of the end faces of the drum dryer ( 50 ) and is via a geared motor ( 54 ).

Nach dem Befüllen oder bereits während des Befüllens wird dem Trommeltrockner (50) Trocknungsluft (12) zugeführt. Die eintretende Trocknungsluft (12) wird über ein Verteilsystem über dem Festbett verteilt. Die Förderung der Trocknungsluft (12) erfolgt mit Hilfe eines Sauggebläses (55), das über eine Rohrleitung an den Auslassstutzen des Trommeltrockners (50) angeschlossen ist, so dass der Trommeltrockner (50) während des Trocknungsvorgangs unter einem leichten Unterdruck steht. Während des Trockners erfolgt ein Umwälzen des Trocknungsgutes über das Paddelrührwerk (51).After filling or during filling, the drum dryer ( 50 ) Drying air ( 12 ). The incoming drying air ( 12 ) is distributed via a distribution system above the fixed bed. The promotion of drying air ( 12 ) by means of a suction fan ( 55 ), which is connected via a pipe to the outlet of the drum dryer ( 50 ), so that the drum dryer ( 50 ) is under a slight vacuum during the drying process. During drying, the material to be dried is circulated via the paddle stirrer ( 51 ).

Die in den Trommeltrockner eintretende Luft ist Umgebungsluft (11), die über einen Doppelrohrwärmeaustauscher (75) im Gegenstrom zum Rauchgas (22) aufgeheizt wird. Die aus dem Trommeltrockner (50) austretende Fortluft (13) wird mittels eines Zyklons (56) entstaubt. Die nach Beendigung des Trocknungsvorganges als Trockentreber (5) vorliegenden Biertreber werden diskontinuierlich aus dem Trommeltrockner ausgetragen und werden in einem Lagerbunker (61) gelagert.The air entering the drum dryer is ambient air ( 11 ) via a double-tube heat exchanger ( 75 ) in countercurrent to the flue gas ( 22 ) is heated. The from the drum dryer ( 50 ) exiting exhaust air ( 13 ) is by means of a cyclone ( 56 ) dedusted. After completion of the drying process as Trockentreber ( 5 ) are discharged intermittently from the drum dryer and are stored in a storage bunker ( 61 ) stored.

Aus dem Lagerbunker (61) werden die Trockentreber (5) über eine Förderschnecke (62) zum Brennstoffeinlass (71) eines Verbrennungsofens (70) gefördert. Die Zufuhr der Verbrennungsluft (21) in den Brennraum des Verbrennungsofens (70) erfolgt über ein Brennergebläse (72). Der Austrag der anfallenden Asche (7) erfolgt über eine dem System angepasste Förder- und Schleusetechnik (74). Das aus dem Verbrennungsofen (70) ausströmende heiße Rauchgas (22) wird über den erwähnten Wärmetauscher (75) geführt und dabei abgekühlt. Das abgekühlte Rauchgas (23) wird über eine Rauchgasreinigung (76) aufbereitet, um als gereinigtes Rauchgas (24) in die Umgebung zu gelangen.From the storage bunker ( 61 ), the dryers ( 5 ) via a screw conveyor ( 62 ) to the fuel inlet ( 71 ) of a combustion furnace ( 70 ). The supply of combustion air ( 21 ) in the combustion chamber of the incinerator ( 70 ) via a burner fan ( 72 ). The discharge of the resulting ash ( 7 ) takes place via a conveying and lock technology adapted to the system ( 74 ). The from the incinerator ( 70 ) hot flue gas ( 22 ) is via the mentioned heat exchanger ( 75 ) and thereby cooled. The cooled flue gas ( 23 ) is a flue gas cleaning ( 76 ) to be used as purified flue gas ( 24 ) to get into the area.

Der Verbrennungsofen (70) ist mit einem Wärmeaustauscher (73) ausgestattet, der von Thermoöl durchströmt wird. Erhitztes Thermoöl (26) wird aus dem Wärmetauscher abgeführt und unterstützt die Versorgung des externen Brauprozesses mit Wärmeenergie. Das Thermoöl wird in einem geschlossenen Kreislauf geführt.The incinerator ( 70 ) is equipped with a heat exchanger ( 73 ), which is traversed by thermal oil. Heated thermal oil ( 26 ) is removed from the heat exchanger and supports the supply of the external brewing process with heat energy. The thermal oil is fed in a closed circuit.

Der gesamte Prozessablauf wird über eine Steuerungseinrichtung (100) überwacht, gesteuert und geregelt, an die in üblicher Weise Sensoren und Aktoren angeschlossen sind.The entire process flow is controlled by a control device ( 100 ) monitored, controlled and regulated, are connected to the usual way sensors and actuators.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 dargestellt. In 2 sind identische Bauteile und Stoffströme mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Die beiden Verfahren sind im Wesentlichen identisch, jedoch erfolgt beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Pelletierung oder Brikettierung der Trockentreber (5). Letztere können entweder direkt oder nach Zwischenspeicherung in einem ersten Lagerbunker (61) einer Pelletpresse oder Brikettpresse (65) zugeführt werden. Durch die Pelletpresse oder Brikettpresse werden die Trockentreber (5) zu Pellets oder Briketts (6) kompaktiert. Die Pelletierung oder Brikettierung kann gegebenenfalls unter Zusatz eines Hilfsstoffes (8) erfolgen. Die Pellets oder Briketts (6) werden in einem zweiten Zwischenbunker (66) zwischengelagert, von dem aus der Verbrennungsofen (70) beschickt wird. Ein Teilstrom der Pellets oder Briketts (6) kann auch aus dem Verfahren entnommen und einer externen Verwertung zugeführt werden.A second embodiment of the method according to the invention is in 2 shown. In 2 identical components and streams are denoted by the same reference numerals. The two methods are essentially identical, but in the second embodiment, a pelleting or briquetting of the dry grains ( 5 ). The latter can be either directly or after temporary storage in a first storage bunker ( 61 ) of a pellet press or briquetting press ( 65 ). Through the pellet press or briquetting press the dry grains ( 5 ) into pellets or briquettes ( 6 ) compacted. The pelleting or briquetting may optionally with the addition of an excipient ( 8th ) respectively. The pellets or briquettes ( 6 ) are placed in a second intermediate bunker ( 66 ), from from the incinerator ( 70 ) is charged. A partial flow of pellets or briquettes ( 6 ) can also be removed from the process and fed to an external recycling.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

AT 404253 B [0007]
DE 102009036321 A1 [0008]
DE 102010015039 A1 [0009]

Claims

Process for the energetic utilization of spent grains with the following process steps: • Storage of the spent grains, which are discontinuously withdrawn from the brewing process ( 1 ) in a storage bunker ( 31 ) • Discontinuous feeding of wet rods ( 2 ) to a screw press ( 40 ) • Mechanical dewatering of wet manure ( 2 ) via a screw press • Discontinuous feeding of mechanically dewatered spent grains ( 3 ) in a drum dryer ( 50 ) • feeding of drying air ( 11 ) in mechanically dehydrated spent grains ( 3 ) partially filled drum dryer ( 50 ) with circulation of the material to be dried via a rotating paddle stirrer ( 51 ) • Ending the drying process when a predetermined residual water content of the spent grains is reached • Discontinuous discharge of the dried spent grains ( 5 ) and interim storage in another storage bunker ( 61 ) • Discontinuous feeding of dried spent grains ( 5 ) in a combustion furnace ( 70 ), which has an underfeed firing, trough firing or grate firing • Extraction of incineration residues and ash ( 7 ) from the incinerator ( 70 ).

Method according to Claim 1, in which the drying air ( 11 ) by a heat exchange with flue gas ( 22 ) preheated from the incinerator.

Method according to Claim 1 or 2, in which the suction of the drying air ( 11 ) in the drum dryer via a suction dryer downstream of the drum dryer ( 55 ) he follows.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the process step of the discontinuous discharge of the dried spent grains ( 5 ) and the interim storage in another storage bunker ( 61 ) the intermediate step of pelletizing or briquetting the dried spent grains ( 5 ).

A process according to claim 4, wherein the intermediate step of pelleting or briquetting the dried spent grains is to add an adjuvant ( 8th ), such as molasses.

A method according to claim 4 or 5, wherein a subset of the pelleted or briquetted spent grains ( 6 ) not the incinerator ( 70 ), but is supplied to an external utilization.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the heat energy from the combustion furnace via a thermal oil circuit ( 26 ) is deducted.

Method according to Claim 7, in which the amount of heat removed via the thermal oil circuit is supplied to external recycling.

Method according to one of claims 1 to 8, wherein the exhaust air withdrawn from the drying drum ( 13 ) a dust collector ( 56 ) and / or a biofilter before it exits into the environment.

Method according to one of claims 1 to 9, wherein the coming out of the incinerator flue gas ( 23 ) of a flue gas cleaning ( 76 ) before it exits into the environment.