DE3204910C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nebst Vor­ richtung zur Alkoholgewinnung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a method in addition to Direction for the production of alcohol according to the generic term of the main claim.

Alkohol als Energieträger und zur Verwendung in der Industrie gewinnt zunehmend an Bedeutung. Den ver­ schiedenen bekannten Verfahren und Anlagen zur Al­ koholgewinnung ist gemeinsam, daß sie einen verhält­ nismäßig hohen Energiebedarf haben, um die Stärke aufzuschließen und um den Alkohol aus der Sauer­ maische herausdestillieren zu können.Alcohol as an energy source and for use in the Industry is becoming increasingly important. The ver various known processes and systems for Al What is common in coal production is that it behaves in a way reasonably high energy needs to have the strength to unlock and the alcohol from the sour to be able to distill out mash.

In der DE 30 23 874 A1 wird ausgeführt, daß bei der üblichen Alkoholgewinnung die anfallende Schlempe nach Entfernen der groben Verunreinigung durch bei­ spielsweise Zentrifugieren ohne weitere Reinigung zurückgeführt und als Prozeßwasser wiederverwendet werden kann. Hierdurch soll eine konzentrierte Schlempe gewonnen werden, die mehrmals zurückgeführt werden kann, wobei ihr Trockenanteil erhöht wird.DE 30 23 874 A1 states that the usual alcohol production the resulting stillage after removing the coarse contamination by at for example centrifuging without further cleaning returned and reused as process water can be. This is supposed to be a concentrated one Mash can be won, which is returned several times can be, whereby their dry content is increased.

Um den steigenden Alkoholbedarf und den ebenfalls steigenden Energiekosten Rechnung zu tragen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Alkoholgewinnung vorzuschlagen, das je Hekto­ liter erzeugtem Alkohol erheblich weniger Energie als bisher benötigt.To the increasing alcohol requirement and also to take rising energy costs into account the invention has for its object a method to propose alcohol production per hectare liter of alcohol produced significantly less energy than previously required.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das einleitend ge­ nannte Verfahren dadurch weitergebildet, daß ein erster Teil des Schlempewassers neutralisiert und dem Rohstoff zur Bildung von Süßmaische zugemischt wird und daß ein zweiter Teil des Schlempewassers in Dampf mit einem Druck von 10 bar umgewandelt und mit diesem Dampf die Süßmaische erwärmt wird. To solve this problem, this is initially ge named procedures further developed in that a  first part of the sludge water neutralized and mixed with the raw material to form sweet mash and that a second part of the Schlempewasser in Steam converted at a pressure of 10 bar and the sweet mash is heated with this steam.  

Verschiedene bevorzugte Weiterbildungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen zusammengefaßt, denen auch ein Vorschlag für eine Vorrichtung zum Aus­ führen des Verfahrens zu entnehmen ist.Various preferred developments of this solution are summarized in the subclaims, which also a proposal for a device for Aus leading the procedure can be seen.

Der entscheidende Erfolg der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß eine nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren arbeitende Anlage, die auf einem stündlichen Durchsatz von etwa 25 000 l Maische ausgelegt ist, ge­ genüber bisher etwa 50 Liter nur noch etwa 5 bis 8 l Öl je Hektoliter erzeugtem Reinalkohol benötigt. Die Ge­ samtkosten für die Herstellung von je 100 l Reinalkohol sinken deshalb bei den derzeitigen Energiekosten von et­ wa DM 17,50 auf etwa DM 6,30.The decisive success of the solution according to the invention is that a Ver driving working facility on an hourly basis Throughput of about 25,000 l mash is designed, ge compared to about 50 liters so far, only about 5 to 8 liters of oil per hectoliter of pure alcohol produced. The Ge total costs for the production of 100 l of pure alcohol therefore decrease at the current energy costs of et was DM 17.50 to approximately DM 6.30.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen beispielhaft dargestellten Übersich­ ten einer Alkoholgewinnungsanlage erläutert. Die hier­ bei erwähnten Mengen und Temperaturen sowie andere Daten sind die bevorzugten.The invention is described below with reference to the overview shown in the drawings as an example of an alcohol recovery plant. The one here at quantities and temperatures mentioned as well as others Data is the preferred.

Gemäß Fig. 1 wird der Rohstoff in Form von beispiels­ weise Trockengetreide in einer Rohstoffmühle fein vermahlen. 5 m3/h hiervon gelangen bei einer Temperatur von etwa 10°C in eine Mischanlage. Hier wird der Rohstoff mit 10 m3/h Schlempewasser einer Temperatur von 95°C und Enzymen aus einem Enzymdosierer vermischt. Aufgrund der bevorzugten Relation von 1 : 2 Rohstoff : Schlempewasser verläßt die Maische die Mischanlage mit einer Temperatur von etwa 66°C. Die Maische gelangt dann mittels einer Dosierpumpe in einen Entstipper. Referring to FIG. 1, the raw material is in the form of example, finely ground dry cereal raw material in a mill. 5 m 3 / h of it reach a mixing plant at a temperature of about 10 ° C. Here the raw material is mixed with 10 m 3 / h of slurry water at a temperature of 95 ° C and enzymes from an enzyme dosing device. Due to the preferred ratio of 1: 2 raw material: slurry water, the mash leaves the mixing plant at a temperature of about 66 ° C. The mash is then fed into a de-stipper using a metering pump.

Die Enzyme, die gemäß der Zeichnung in der Mischanlage zugeführt werden, können alternativ auch im Entstipper zugesetzt werden.The enzymes according to the drawing in the mixing plant can alternatively be supplied in the deflaker be added.

Gemäß einer ersten Alternative werden in den Entstipper zusätzlich stündlich etwa 0,6 t Dampf bei einem Druck von etwa 10 bar zugeführt. Vorteilhafter ist für manche Rohstoffe die zweite Alternative, bei der der Dampf sowohl vor als auch nach dem Entstipper in die Maische eingeleitet wird und im Entstipper keine Nachheizung durch äußere Wärmezufuhr stattfindet.According to a first alternative, the strippers are additionally about 0.6 t steam per hour at a pressure of about 10 bar supplied. It is more advantageous for some Raw materials the second alternative, with steam both before and after deflaking into the mash is initiated and no post-heating in the stripper by external heat supply.

Die in Fig. 1 von der Turbine nach oben weisenden drei Dampf-Pfeile haben im Regelfall keine additive Bedeu­ tung. Bevorzugt wird die Dampfzufuhr an eine oder zwei Stellen.The three steam arrows pointing upward from the turbine in FIG. 1 generally have no additive meaning. The steam supply is preferred at one or two points.

Nach der Feinstverteilung und -mischung im Entstipper hat die Maische eine Temperatur von etwa 85°C, sie wird mit einer Dosierpumpe in einen Verweilbehälter geför­ dert, in dem sie etwa eine Stunde verbleibt. Bei Verlas­ sen des Verweilbehälters werden der Maische zunächst 10 m3/h Wasser von etwa 10°C zugesetzt. Die Temperatur sinkt dadurch auf etwa 65°C.After the finest distribution and mixing in the stripper, the mash has a temperature of about 85 ° C, it is fed with a dosing pump into a holding tank, where it remains for about an hour. When leaving the indwelling container, 10 m 3 / h of water at about 10 ° C. are first added to the mash. The temperature drops to about 65 ° C.

Bei dieser Temperatur werden die Maische von einem En­ zymdosierer weitere Enzyme zugeführt, und die Maische wird mittels einer Dosierpumpe durch einen Wärmetau­ scher zur Gäranlage gepumpt. Beim Verlassen des Wärme­ tauschers hat die Maische eine Temperatur von 30°C. Bei dieser Temperatur wird ihr die für die Gärung erforder­ liche Hefe zugesetzt.At this temperature, the mash is made from an En zymdosierer fed further enzymes, and the mash is by means of a dosing pump through a heat rope pumped to the fermentation plant. When leaving the heat The mash has a temperature of 30 ° C. At at this temperature it is required for fermentation added yeast.

In der Gäranlage verbleibt die Maische für einen Zeit­ raum von etwa 35 Stunden. Sie wird dann mittels einer weiteren Dosierpumpe in die Destillieranlage gefördert, in der die Destillation unter Zufuhr von Dampf und un­ ter Bildung von Alkohol sowie Schlempe stattfindet.The mash remains in the fermentation plant for a while space of about 35 hours. It is then by means of a  conveyed another metering pump into the distillation plant, in which the distillation with addition of steam and un formation of alcohol and stillage takes place.

Die Schlempe verläßt die Destillieranlage mit einer Temperatur von etwa 105°C. In einem Dekanter werden ihr die Proteine entzogen und einer Proteintrocknung zuge­ führt.The stillage leaves the still with one Temperature of about 105 ° C. In a decanter you will the proteins are withdrawn and dried leads.

50% des den Dekanter verlassenden Schlempewassers wer­ den mittels Natronlauge auf einen neutralen pH-Wert ein­ gestellt und dann - wie bereits erwähnt - mit einer Tem­ peratur von noch 95°C in die Mischanlage eingeleitet.50% of the sludge water leaving the decanter to a neutral pH using sodium hydroxide solution and then - as already mentioned - with a tem temperature of 95 ° C into the mixing plant.

Die anderen 50% des Schlempewassers aus dem Dekanter und das Dampfkonzentrat aus der Destillieranlage werden einem Rückflußerzeuger zugeführt und dort in Naßdampf überführt; etwa 0,8 t/h dieses Naßdampfes von ca. 100°C werden aus dem zugeführten Schlempewasser gewonnen.The other 50% of the sludge water from the decanter and the steam concentrate from the still fed to a reflux generator and there in wet steam transferred; about 0.8 t / h of this wet steam at about 100 ° C are obtained from the added sludge water.

Der im Rückflußerzeuger entstehende Dampf wird zur Ver­ dichtung in eine Turbine geleitet, der etwa 0,6 t/h Dampf von 10 bar entnommen und in der oben be­ schriebenen Weise zur Aufheizung der Maschine verwen­ det wird, während der restliche Teil des Dampfes zu­ sammen mit Dampf aus einem nicht dargestellten Dampf­ erzeuger durch die übliche Prozeßdampfleitung in die Destillieranlage gelangt. Außerdem werden dem Rückfluß­ erzeuger etwa 10 m3/h Wasser entnommen, das in einer Wasseraufbereitungsanlage mittels Natronlauge auf einen neutralen pH-Wert eingestellt und mit einer Temperatur von ca. 10°C - wie beschrieben - der aus dem Verweilbe­ hälter kommenden Maische zugesetzt wird. The steam produced in the reflux generator is passed to a turbine for compression, which takes about 0.6 t / h of steam from 10 bar and is used in the manner described above to heat the machine, while the remaining part of the steam together with steam from a steam generator, not shown, through the usual process steam line into the distillation system. In addition, about 10 m 3 / h of water are removed from the reflux generator, which is adjusted to a neutral pH in a water treatment system using sodium hydroxide solution and, as described, is added to the mash coming from the indwelling container, as described .

Die Aufteilung des aus der Destillieranlage kommenden Schlempewassers auf die Mischanlage und den Rückflußer­ zeuger wird je nach Art und Feuchtigkeit des Rohstoffes etwas schwanken. Der Wasserverlust, der durch Entnahme des noch feuchten dekantierten Proteins entsteht, wird durch Zusatz von Frischwasser ausgeglichen; es ist aber auch möglich, das in der Proteintrocknung anfallende Wasser wieder in den Kreislauf zurückzuführen. Es ist im übrigen erkennbar, daß der gesamte Frischwasserbe­ darf der Anlage drastisch reduziert ist.The division of the coming from the still Sludge water on the mixing plant and the return flow Depending on the type and moisture of the raw material, it is a producer fluctuate somewhat. The water loss caused by withdrawal of the still moist decanted protein balanced by adding fresh water; but it is also possible that occurs in the protein drying Return water to the cycle. It is otherwise recognizable that the entire fresh water the system is drastically reduced.

Gemäß Fig. 2 wird der Rohstoff in Form von beispiels­ weise Trockengetreide in einer Kompaktmehrstufenmühle fein vermahlen, der der Rohstoff in einer Menge von 5 m3/h bei einer Temperatur von etwa 10°C zugeführt wird. Der Rohstoff wird hier mit 10 m3/h Schlempewasser einer Temperatur von 105°C und Enzymen aus einem En­ zymdosierer feinst vermahlen und vermischt. Aufgrund der bevorzugten Relation von 1 : 2 Rohstoff : Schlempewas­ ser verläßt die Maische die Kompaktmehrstufenmühle in diesem Fall mit einer Temperatur von etwa 85°C.According to Fig. 2 of the raw material is in the form of example, finely ground dry cereal in a compact multi-speed mill, which is supplied to the raw material in an amount of 5 m 3 / h at a temperature of about 10 ° C. The raw material is finely ground and mixed with 10 m 3 / h slurry water at a temperature of 105 ° C and enzymes from an enzyme metering device. Due to the preferred ratio of 1: 2 raw material: Schlempewas water the mash leaves the compact multi-stage mill in this case at a temperature of about 85 ° C.

In die Kompaktmühle werden zusätzlich stündlich etwa 0,6 t des von der Turbine kommenden Dampfes bei einem Druck von 10 bar zugeführt. Nach der Kompaktmehr­ stufenvermahlung hat die Maische die Temperatur von etwa 85°C. Im Einzelfall kann es zweckmäßig sein, der Maische nach dem Verlassen der Kompaktmehrstufenmühle zusätzlich Wärme in Form von Dampf zuzuführen, wie es in Fig. 2 durch einen ensprechenden Dampf-Pfeil dar­ gestellt ist.An additional 0.6 t of steam coming from the turbine is fed into the compact mill at a pressure of 10 bar per hour. After compact multi-stage grinding, the mash has a temperature of around 85 ° C. In individual cases, it may be appropriate to additionally supply heat in the form of steam to the mash after leaving the compact multi-stage mill, as shown in FIG. 2 by a corresponding steam arrow.

Die Maische wird mit einer Dosierpumpe in die Verweil­ strecke gefördert, in der sie etwa eine Stunde ver­ bleibt. Im übrigen arbeitet das Verfahren in der be­ reits beschriebenen Weise.The mash is put into the dwell with a dosing pump distance in which they spend about an hour remains. Otherwise, the process works in the be already described way.

Claims (17)

1. Verfahren zur Alkoholgewinnung, bei dem die Stärke eines Rohstoffes ausgeschlossen und durch Zugabe von Hilfsstoffen die Verzucke­ rung eingeleitet wird, bei dem dann die so gebildete Süßmaische vergoren, die entstehen­ de Sauermaische unter Bildung von Alkohol und Schlempe destilliert und der Schlempe durch Abtrennung ihrer Feststoffe das Schlempewas­ ser entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teil des Schlempewassers neu­ tralisiert und dem Rohstoff zur Bildung von Süßmaische zugemischt wird und daß ein zwei­ ter Teil des Schlempewassers in Dampf mit einem Druck von 10 bar umgewandelt und mit diesem Dampf die Süßmaische erwärmt wird.1. A process for the production of alcohol, in which the starch of a raw material is excluded and the saccharification is initiated by adding auxiliaries, in which the sweet mash formed in this way is fermented, the resulting sour mash is distilled with the formation of alcohol and stillage and the stillage by separating it Solids the sludge water is withdrawn, characterized in that a first part of the sludge water is newly tralized and mixed with the raw material to form sweet mash and that a second part of the sludge water is converted into steam at a pressure of 10 bar and with this steam the sweet mash is heated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rohstoff vor der Zu­ mischung von Schlempewasser vermahlen wird.2. The method according to claim 1, characterized records that the raw material before the Zu  mixture of slurry water is ground. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maische nach der Zu­ mischung von Schlempewasser entstippt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized that the mash after the Zu the mixture of sludge water is removed. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf vor oder bei der Entstippung in die Maische ein­ geleitet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the steam before or into the mash during deflaking is directed. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß minestens ein erster Teil der Hilfsstoffe dem mit Schlempe­ wasser vermischten Rohstoff vor der Entstip­ pung zugesetzt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one first part of the auxiliaries that with the stillage water mixed raw material before the de-tip pung is added. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drittel Roh­ stoff von 10°C und zwei Drittel Schlempe­ wasser von 95°C zur Bildung von Maische von 66°C vermischt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a third raw fabric of 10 ° C and two thirds of stillage water of 95 ° C to form mash from 66 ° C are mixed. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Teil des Schlempewassers neutralisiert und als Kaltwasser der Süßmaische nach Ablauf der Verweilzeit zugesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a third part of the sludge water neutralized and as Cold water of the sweet mash after the Residence time is added. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maische vor und nach dem Entstippen durch Dampfzufuhr er­ wärmt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the mash before and after deflaking by adding steam is warmed. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß unzerkleinerter Rohstoff unter der Zuführung von Schlempe­ wasser und Enzymen in einer Kompaktmehrstu­ fenmühle vermischt und fein vermahlen wird.9. The method according to any one of claims 1 or 7,  characterized in that uncrushed Raw material under the addition of stillage water and enzymes in a compact multi-stage fenmühle is mixed and finely ground. 10. Verfahren nach Anpruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Teil des Dampfes zur Vermahlung in die Mischung geleitet wird.10. The method according to claim 9, characterized records that at least part of the steam is passed into the mixture for grinding. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit Schlempewasser vermischten Rohstoff zunächst nur ein Teil der Hilfsstoffe zugesetzt wird.11. The method according to claim 9 or 10, characterized characterized that with sludge water mixed raw material initially only a part the auxiliary is added. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drittel Roh­ stoff von 10°C und zwei Drittel Schlempewas­ ser und Dampf von 100°C zur Bildung von Maische von 85°C vermischt werden.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that a third raw fabric of 10 ° C and two thirds of water water and steam of 100 ° C to form Mash of 85 ° C can be mixed. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Maische nach der Kompaktvermahlung durch Steuerung der Dampfzufuhr auf 85°C in einer Verweilstrecke gehalten wird.13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the temperature the mash after compact grinding Control of the steam supply to 85 ° C in one Dwell distance is kept. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohstoff zur Einteigung heißes Wasser zugesetzt wird.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the raw material for Affection hot water is added. 15. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer Vorrichtung zum Aufbereiten von Stärke, einer Gär- und einer Destillieranlage, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schlempe-Aus­ gang der Destillieranlage an den Eingang eines Dekanters angeschlossen ist, daß der Ausgang des Dekanters für das Schlempewasser über einen ggf. einstellbaren Verteiler mit­ destens an einem Rückflußerzeuger zur Dampf­ gewinnung aus mindestens einem Teil des Schlempewassers angeschlossen und der Dampf­ ausgang des Rückflußerzeugers mit einem Ver­ dichter verbunden ist, dessen Ausgang min­ destens an die Prozeßdampfleitung für die Destillieranlage angeschlossen ist.15. Device for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 14 with a device for processing starch, a fermentation and a distillation plant there characterized in that the Schlempe-Aus  the distillation plant to the entrance a decanter is connected that the Output of the decanter for the sludge water via an optionally adjustable distributor with at least on a reflux generator for steam extraction from at least part of the Schlempewers connected and the steam output of the reflux generator with a Ver is more closely connected, the output of which is min to the process steam line for the Distiller is connected. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15 zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Dekanters für das Schlempewasser zusätz­ lich über eine Neutralisationsstufe an einen Mischer für die Maischebildung angeschlossen ist.16. The apparatus of claim 15 for execution of the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the exit of the decanter for the Schlempewasser additional to a neutralization level Mixer connected for mash formation is. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Dekanters für das Schlempewasser zusätz­ lich über eine Neutralisationsstufe an eine Kompaktmehrstufenmühle angeschlossen ist.17. The apparatus of claim 15 for execution of the method according to one of claims 8 to 14, characterized in that the exit of the decanter for the Schlempewasser additional via a neutralization level to a Compact multi-stage mill is connected.
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