DE2641627C3

DE2641627C3 - Process for the production of a fertilizer from cane sugar molasses or cane sugar liquor

Info

Publication number: DE2641627C3
Application number: DE2641627A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 6901 Gaiberg Utikal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-16
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2641627B2; DE2641627A1; BR7704998A

Description

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Melasse, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, bereits vor der Äthanolgewinnung mit Kalk und Ammoniumnitrat behandelt.2 The method according to claim 1, characterized in that that the molasses, which has a pH value between 3 and 6.5, is already available the ethanol production treated with lime and ammonium nitrate.

Es ist bekannt, daß die Rohrzuckerpflanze die anorganischen Bestandteile, wie Kalium, Calcium, Phosphor, Stickstoff usw. aus dem Boden aufnimmt, welche während der Zuckerfabrikation in der Melasse, als Nebenprodukt, verbleiben. Die dem Boden entnommenen anorganischen Stoffe müssen in Form von N-P-K-Düngemitteln ersetzt werden. Während der Gärung der Melasse und nachgeschalteter Produkt-Trennung, bleibt die sogenannte Schlempe als Abfallprodukt übrig, in der die dem Boden entnommenen anorganischen Stoffe vorhanden sind.It is known that the cane sugar plant contains the inorganic components such as potassium, calcium, Absorbs phosphorus, nitrogen, etc. from the soil, which during sugar production in the molasses, as a by-product, remain. The inorganic substances removed from the soil must be in the form replaced by N-P-K fertilizers. During the fermentation of the molasses and subsequent product separation, What is left is the so-called stillage as a waste product, in which those removed from the soil inorganic substances are present.

Es hat aus diesem Grund nicht an Versuchen gefehlt, die Schlempe als Düngemittel einzusetzen, was bisher aber ohne Erfolg geblieben ist. So hat man die Schlempe in Brasilien und Australier als flüssiges Düngemittel mit Tanklastwagen auf die Rohrzuckerplantagen zurückgefahren und weil die Schlempe sehr sauer ist, wurden die Plantagen in wenigen Jahren vernichtet. Des weiteren wirkt die Schlempe auf Eisen äußerst korrosiv, so daß alle Rohrleitungen und Tanks aus säurebeständigem Stahl hergestellt sein müssen. Die Unkosten des Zurückführens der Schlempe auf die Rohrzuckerplantagen sind um 160% höher als fertige Düngemittel, wobei große Mengen Treibstoff verbraucht wurden. Es wurde auch versucht, die Schlempe durch Eindampfen bis zu 60% Trockensubstanz zu konzentrieren und anschließend auf die Rohrzuckerplantagen auszufahren.For this reason there has been no lack of attempts to use the stillage as a fertilizer, what but has so far remained unsuccessful. So you have the stillage in Brazil and Australians as a liquid Fertilizers with tanker trucks driven back to the cane sugar plantations and because the stillage very much is acidic, the plantations were destroyed in a few years. Furthermore, the stillage has an effect on iron extremely corrosive, so all pipes and tanks must be made of acid-proof steel. The expense of returning the stillage to the cane sugar plantations is 160% higher than finished fertilizers, consuming large amounts of fuel. It was also tried that Concentrate the stillage by evaporation up to 60% dry matter and then on the Extend cane sugar plantations.

Weil die Schlempe aber neben Kalium, meistens Calcium und zwar ausschließlich in der Gips-Form enthält, waren die Verdampfungsapparate nach kurzer Betriebsdauer bereits verkrustet. Die Reinigung der Apparate und Rohrleitungen war so kostspielig und unwirtschaftlich, daß die Verdampfungsanlagen nach 3 Monaten demontiert und verschrottet wurden. Darüber hinaus mußten die Verdampfungsapparate wegen hoher Schlempe-Korrosion aus teurem säurebeständigem Stahl gebaut werden.Because in addition to potassium, the stillage is mostly calcium and exclusively in the form of plaster of paris contains, the evaporators were already encrusted after a short period of operation. The cleaning the apparatus and piping was so costly and inefficient that the evaporation equipment were dismantled and scrapped after 3 months. In addition, the vaporizers had to be built from expensive acid-resistant steel due to high slurry corrosion.

Schließlich blieb nach den mißlungenen Versuchen, die Schlempe erfolgreich als Düngemittel einzusetzen, kein anderer Weg, als sie als Abwasser in die Flüsse und Seen zu pumpen, ein Weg, der ohne Zweifel durch die enorme Umweltbelastung nicht mehr gangbar ist, insbesondere nachdem ab 1. Januar 1976 auf internationaler Basis geschaffene Gesetze gegen die Luft- und Wasserverschmutzung das Ablassen von Abwässern dieser Art verbieten.After all, after the unsuccessful attempts to successfully use the stillage as a fertilizer, no other way than to pump them as sewage into the rivers and lakes, a way that undoubtedly goes through the enormous environmental pollution is no longer feasible, especially after January 1, 1976 on international Basis created laws against air and water pollution the discharge of sewage prohibit this type.

Aus der DE-PS 116760 ist ein Verfahren zum Trocknen des bei der Rohrzuckerfabrikation anfallenden Scheideschlamms durch Vermischen des Schlamms mit gebranntem Kalk zur Bindung von Wasser und Überführung desselben in ein streubaresFrom DE-PS 116760 is a method for drying the resulting in the cane sugar production Separation sludge by mixing the sludge with quick lime to bind Water and its conversion into something that can be scattered

ίο Pulver bekannt, das als Dünger verwendet wird. Der Kalk-Zusatz erfolgt bei diesem Verfahren zur Bindung des Wassers und zur Verdickung des Schlammes, um ihn schließlich in ein streufähiges Endprodukt überzuführen.ίο known powder that is used as fertilizer. Of the In this process, lime is added to bind the water and thicken the sludge, in order to finally convert it into an end product that can be sprinkled.

Die DE-PS 475429 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Düngers mit dem Ziel, ein dauernd streufähiges Düngemittel aus mit Kalkschlamm vermischtem und eingedicktem Schlamm bzw. der Schlempe aus der Zuckerfabrikation herzustellen.The DE-PS 475429 describes a method for producing a fertilizer with the aim of a permanent Spreadable fertilizer made from sludge mixed with lime sludge and thickened Produce stillage from sugar production.

Zweck des Verfahrens nach DE-PS 492581 ist es, der Melasseschlempe Superphosphat zuzusetzen, um hygroskopische Bestandteile des Schlamms in nicht hygroskopische Stoffe umzusetzen, denen dann auf Trommeltrocknern das Wasser und etwa vorhandene freie organische Säuren entzogen werden.The purpose of the method according to DE-PS 492581 is to add superphosphate to the molasses mash to to convert hygroscopic components of the sludge into non-hygroscopic substances, which are then based on Drum dryers remove the water and any free organic acids that may be present.

Die DE-PS 497 721 befaßt sich mit der Herstellung eines streufähigen Düngemittels durch Zusatz von Ätzkalk iiu Scheideschlamm, um diesen aufzulockern und zu trocknen.The DE-PS 497 721 deals with the production a spreadable fertilizer by adding quick lime iiu separating sludge to loosen it up and to dry.

Nach dem Verfahren der DE-PS 541398 wird einer 50% Zucker enthaltenden Rübenmelasse Säge- oder Holzmehl und gebrannter Kalk zugesetzt, um den in der Melasse enthaltenen Zucker in schwerlösliche Saccharate umzusetzen, um so zu einem streufähigen Düngemittel zu gelangen.According to the method of DE-PS 541398 is a 50% sugar-containing beet molasses saw or Wood flour and burnt lime are added to convert the sugar contained in the molasses into poorly soluble ones To convert saccharates in order to arrive at a spreadable fertilizer.

Schließlich betrifft die DE-PS 1056153 ein Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Melasseschlempe zu ammoncitratlöslichen Phosphatdüngemitteln, Stickstoffverbindungen oder Schlempekohle durch Erhitzen der Melasseschlempe für sich oder im Gemisch mit Rohphosphaten, insbesondere Apatiten, und anderen Zuschlagstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Melasseschlempe von beliebiger Dichte im Gemisch mit Rohphosphaten und sonstigen Zuschlagstoffen oder für sich in außenbeheizten Drehrohrofen kontinuierlich auf in dem Drehrohrofen vorgelegte, auf 400 bis 600⁰C erhitzte Schlempekohlemengen mit oder ohne Zuschlagstoffe aufrieseln gelassen und auf Temperaturen von 400 bisFinally, DE-PS 1056153 relates to a process for the continuous processing of molasses pulp into ammonium citrate-soluble phosphate fertilizers, nitrogen compounds or coal pulp by heating the molasses pulp alone or in a mixture with rock phosphates, in particular apatites, and other additives, which is characterized in that molasses pulp of any density continuously charged into the mixture with crude phosphates and other adjuvants or in externally heated rotary kiln into the rotary kiln at 400 to 600 ⁰ C Schlempekohlemengen heated with or without additives trickling allowed to warm to temperatures of 400 to

so 600° C erhitzt wird, worauf die neu gebildete Schlempekohlemenge abgeleitet und die ursprüngliche, im Drehrohrofen vorhandene Schlempekohlemenge ständig erhalten bleibt, woei die beim Erhitzen abgetriebenen Amine und das Ammoniak nach bekanntem Verfahren auf Cyan- und Ammonsalze verarbeitet werden, während die Schlempekohle zur bekannten Gewinnung von Kalium- und Natriumsalzen oder das Schlempekohle-Rohphosphat-Gemisch zur ebenfalls bekannten Herstellung von ammoncitratlöslichen, kalireichen Glühphosphatdüngemitteln dienen. Es handelt sich also um die Zugabe von Rohphosphaten, insbesondere Apatiten zur Schlempe und Überführung in lösliche Phosphate.so 600 ° C is heated, whereupon the newly formed amount of stillage coal derived and the original amount of stillage coal present in the rotary kiln is constantly preserved, where the expelled during heating Amines and ammonia processed according to known methods on cyan and ammonium salts while the Schlempekohle for the well-known extraction of potassium and sodium salts or the Mash coal and rock phosphate mixture for the also known production of ammonium citrate-soluble, Potash-rich calcined phosphate fertilizers are used. So it is about the addition of rock phosphates, in particular apatites for stillage and conversion into soluble phosphates.

Alle diese bekannten Verfahren haben in keiner Weise befriedigt und da die Rohrzuckermelasse ein wertvolles Ausgangsprodukt für die Äthanolherstellung darstellt und Äthanol als Treibstoff-Ersatz oder als Rohstoff zur Herstellung petrochemischer Zwi-All these known processes have in no way been satisfactory and since the cane sugar molasses one represents a valuable starting product for the production of ethanol and ethanol as a fuel substitute or as a raw material for the production of petrochemical

schenprodukte wie Äthylen, Acetaldehyd, Butadien usw. verwendet wird, ist es vom volkswirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet erforderlich, die tropischen Rohrzucker-Verarbeitungsbetriebe (Distilleries) in Betrieb zu halten. Ein solcher Betrieb mittlerer Größe erzeugt pro Tag etwa 750 m³ Schlempe, die mit dem Abwasser abgelassen, einen Fluß mittlerer Größe in wenigen Tagen verseucht.chemical products such as ethylene, acetaldehyde, butadiene, etc. are used, it is necessary from an economic point of view to keep the tropical cane sugar processing plants (distilleries) in operation. Such a medium-sized operation produces around 750 m ^{3 of} stillage per day, which is discharged with the sewage and contaminates a medium-sized river in a few days.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Verfahrensweg aufzuzeigen, der es ermöglicht, unter gleichzeitiger Vermeidung einer erheblichen Umweltbelastung die dem Boden mit der Aberntung des Rohrzuckers entzogenen und im Verarbeitungsprodukt, der Melasse, Maische und dergleichen enthaltenen wertvollen Düngemittel-Komponenten nach einem wirtschaftlichen Aufarbeitungsverfahren dem Boden in Form von Düngemitteln wieder zuzuführen.The object of the present invention is now to show a method that it allows, while avoiding a significant environmental impact on the soil with the Harvesting of the extracted cane sugar and in the processed product, the molasses, mash and the like contained valuable fertilizer components after an economical processing process return to the soil in the form of fertilizers.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die technische Lehre vermittelt, daß man die nach der Äthanolgewinnung aus der Melasse verbliebene Schlempe, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, durch Zusatz von Kalk auf einen pH-Wert zwischen 5 und 8 einstellt, die erhaltene Masse mit einer zu ihrem Gipsgehalt stöchiometrischen Menge Ammoniumnitrat versetzt, dann auf einen Trockensubstanzgehalt zwischen 50 und 90 Gewichtsprozent eindampft und schließlich zu Asche verbrennt. Man kann die Melasse, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, bereits vor der Äthanolgewinnung mit Kalk und Ammoniumnitrat behandeln.The solution to this problem is conveyed by the technical teaching that one can after the ethanol production Stillage remaining from the molasses, which has a pH value between 3 and 6.5, adjusts by adding lime to a pH value between 5 and 8, the mass obtained with a to Stoichiometric amount of ammonium nitrate is added to their gypsum content, then to a dry matter content evaporates between 50 and 90 percent by weight and finally burns to ashes. One can the molasses, which has a pH value between 3 and 6.5, even before the ethanol is extracted Treat lime and ammonium nitrate.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels beschrieben: The invention is described using an example:

Der heißen Schlempe, wie sie die Maische-Destillationskolonne mit 85 bis 98^c C verläßt, wird Kalk unter ständigem Umrühren zugegeben, bis pH 6,8 erreicht ist. Danach wird eine heiße wäßrige Lösung aus Ammoniumnitrat in stöchiometrischen Mengen mittels einer einstellbaren Dosier-Pumpe der Schlempe direkt zugesetzt. Dabei entsteht:Lime is added to the hot stillage as it leaves the mash distillation column at 85 to 98.degree. ^C. with constant stirring until a pH of 6.8 is reached. A hot aqueous solution of ammonium nitrate is then added directly to the vinasse in stoichiometric amounts by means of an adjustable metering pump. This results in:

(1) Calciumnitrat, das in Wasser und auch in der Schlempe vollkommen löslich ist und als Düngemittel von Pflanzen sofoii assimiliert wird und(1) Calcium nitrate, which is completely soluble in water and also in the vinasse, and as a fertilizer is assimilated by plants sofoii and

(2) Ammoniumsulfat, das ebenso in Wasser oder in der Schlempe löslich ist und als Düngemittel von Pflanzen assimiliert wird. (2) Ammonium sulphate, which is also soluble in water or in vinasse and is assimilated by plants as a fertilizer.

Diese so behandelte Schlempe wird einer Schlempe-Verdampfungsanlage aus C-Stahl zugeführt, in der sie bis zu 90% Trockensubstanz, vorteilhaft aber bis zu 68% Trockensubstanz eingedampft wird. Die getrocknete Schlempe wird verbrannt; die zurückbleibende Asche enthält überwiegend Stickstoff, Phosphor und Kalium als Basis für Volldüngem»ttel. Die Asche enthält durchschnittlich
3,29% N
0,58% P
11,20% K
7,58% Ca(NO₃).,The stillage treated in this way is fed to a stillage evaporation plant made of carbon steel, in which it is evaporated up to 90% dry matter, but advantageously up to 68% dry matter. The dried stillage is burned; the ash that remains contains mainly nitrogen, phosphorus and potassium as the basis for complete fertilizers. The ash contains average
3.29% N
0.58% P
11.20% K
7.58% Ca (NO ₃ ).,

Die ZeichnungThe drawing

Fig. 1 zeigt schematisch das derzeitige Verfahren zur Vernichtung der Schlempe (Schaubild A), die bisherigen Versuche zur Schlempe-Verwertung (Schaubild B) und das nach der Erfindung vorgeschlagene Verfahren der Schlempe-Verarbeitung (Schaubild C);1 shows schematically the current method for destroying the vinasse (diagram A), the previous attempts to utilize vinasse (diagram B) and the method of stillage processing proposed according to the invention (diagram C);

Fig. 2 zeigt schematisch die einzelnen Verfahrensstufen des erfindungsgemßen Verfahrens und die dafür erforderlichen Apparaturen;Fig. 2 shows schematically the individual process stages of the process according to the invention and those for them necessary equipment;

Fig. 3 stellt ein Schema der Schlempe-Verarbeitung dar mit quantitativen Ausbeutezahlen, ausgehend von einer Tonne Rohrzucker-Melasse;Fig. 3 shows a scheme of the stillage processing with quantitative yield numbers, starting out from a ton of cane sugar molasses;

Fig. 4 der Zeichnung zeigt das Alternativ-Verfahren der Maische-Aufbereitung im Detail und enthält entsprechend Fig. 3 der Zeichnung die quantitativen Ausbeutezahlen bzw. alle erforderlichen Parameter. Fig. 4 of the drawing shows the alternative method of mash preparation in detail and contains According to FIG. 3 of the drawing, the quantitative yield numbers and all the necessary parameters.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a fertilizer from cane sugar molasses or cane sugar liquor, characterized in that the stillage remaining after the ethanol production from the molasses, which has a pH between 3 and 6.5, adjusts to a pH value between 5 and 8 by adding lime, the mass obtained is mixed with an amount of ammonium nitrate stoichiometric to its gypsum content, then evaporated to a dry matter content between 50 and 90 percent by weight and eventually burns to ashes.