HU222511B1

HU222511B1 - Eljárás tejsav előállítására szilárd hulladékból

Info

Publication number: HU222511B1
Application number: HU9800448A
Authority: HU
Inventors: Rodger Chieffalo; George R. Lightsey
Original assignee: Controlled Environmental Systems Corporation
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 2003-08-28
Also published as: WO1996017949A1; AU691399B2; FI972372A0; EP0795022A1; JPH10510154A; EP0795022A4; NZ301864A; IL116280A0; ES2162952T3; ATE204609T1; HUT77583A; CN1173205A; CZ175997A3; HK1002458A1; IL116280A; PT795022E; RU2177036C2; AU4738296A; CN1079834C; FI972372A

Abstract

A találmány tárgya gazdaságos és energiatakarékos eljárás városiszilárd hulladék (VSZH) (talajfeltöltésből vagy közvetlenül a városbólszármazó), szennyvíziszap és autógumi-hulladék automatikus kezelésére,bármely használható anyag (gumi, fém, műanyag, üveg, szerves anyagok)eltávolítására és kinyerésére, valamint tejsav kereskedelmimennyiségben történő termelésére. Az egyik eljárásváltozat szerint aVSZH cellulózkomponensének híg kénsavas előkezelésével távolítják el anehézfémeket, melyek egyébként gátolnák a tejsavas fermentációt ésszennyeznék a termelt tejsavat. A másik eljárásváltozatban kénsavashidrolízis után ioncserélő módszerrel távolítják el a nehézfémeket. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás városi szilárd hulladék (VSZH) (talajfeltöltésből vagy közvetlenül a városból származó), szennyvíziszap és autógumi-hulladék automatikus kezelésére, bármely használható anyag eltávolítására és kinyerésére, valamint tej sav kereskedelmi mennyiségben történő termelésére.

A szilárd hulladék anyagokat és hulladék iszapot általában talajfeltöltéssel és/vagy égetéssel távolítják el. Környezetvédelmi korlátozások miatt, melyek mind a talajfeltöltést, mind az égetést érintik, alternatív szilárd hulladékkezelésre van igény. A lakosság tiltakozása az égető okozta szennyeződés miatt sok új égetőépítési projektet meghiúsított már. A kormány a talajfeltöltéssel kapcsolatos problémák miatt a természetes nyersanyagforrások megőrzése érdekében és a talajfeltöltés felé irányuló szilárdhulladékanyag-áramlás megállítására a hulladék újrafeldolgozását szorgalmazza.

Számos technológiát fejlesztettek ki reciklizálható anyagok szilárd hulladékból történő visszanyerésére, tüzelőanyag előállítása és kereskedelmileg hasznosítható anyagok termelése céljából, amelyek közül a következőket emeljük ki.

Az 5 198 074 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet egy eljárást bambuszból történő etanol előállítására, melyben a bambuszt felaprítják, összezúzzák és mossák, majd kipréselik belőle a vizet. A rostokat az oldható cukrok kinyerésére gőzzel hidrolizálják, majd a cukrokat fermentálva etanolt nyernek.

Az 5 184 780 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan rendszert ismertet, melynek egy vagy több kezelési útja van a szilárd hulladék feldolgozására. Ennek során olyan anyagokat nyernek vissza, mint a hullámpapír, vastartalmú fémek, műanyag termékek, papír és üveg.

Az 5 135 861 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás biomasszából történő etanoltermelést ír le. A biomasszát a fermentációs reakcióban termelt szén-dioxid felhasználásával hidrolizálják, vagy pedig katalizátorként a citromfélék hulladékában természetesen előforduló savakat használnak.

Az 5 104 419 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet egy módszert metanol szilárd hulladékból - például városi szilárd hulladékból - történő előállítására. A hulladék anyagot részlegesen oxidálják és elégetik, az égésgázokat, oxigént és szén-dioxidot keresztülvezetik a szilárd hulladék anyagon, elválasztják a gáz kevésbé illékony komponenseit az illékonyabb komponensektől, és az illékonyabb komponenst széndioxiddal reagáltatják, mikor is metanol képződik.

Az 5 060 871 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban bemutatott módszer a fémötvözetdarabok elválasztására kihasználja a szemcseméretben, sűrűségben és/vagy elektromos vezetőképességben mutatkozó különbségeket.

Az 5 036 005 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás folyamatos fermentációs eljárást ismertet hajtóanyag-minőségű etanol cukorból történő előállítására, melyben az etanolt olyan oldószeres extrakciós oszlopon vonják ki, mely oldószer nem toxikus a fermentációt végző mikroorganizmusra.

Az 5 009 672 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet egy eljárást városi szilárd hulladék komponenseinek reciklizálására és kinyerésére nagynyomású kompresszióból, sorozatszürésekből és mágneses elválasztásból álló lépésekben. A visszanyert rothadó szerves komponensből anaerob fermentációs eljárásban biogázt termelnek, mely közvetlenül felhasználható elektromosság termelésére.

A 4 974 781 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás eljárást ismertet papír és műanyag elválasztására, mely az anyagot nedvesség és hő hatásának kitéve, papírpépet nyer vissza. A pépesített anyagot ekkor elválasztják a nem pépesíthető anyagtól, majd reciklizálják és elégetik őket, vagy nyersanyagként használják valamely kémiai eljárásban.

A 4 952 503 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás eljárást ír le etanol folyamatos előállítására, melyben centrifugálási lépést alkalmaznak az élesztő eltávolítására.

A 4 874 134 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás eljárást ismertet szilárd hulladék kezelésére reciklizálható anyag, mint például hullámpapír, vastartalmú fémek, színesfémek, műanyag termékek, papír- és üvegtartályok, valamint biológiailag lebomló hulladék anyagok kinyerésére, melyek feldolgozhatok komposzt céljára. Először a nagy térkitöltésű értékeket, feldolgozhatatlan anyagokat és megmenthető anyagokat nyerik vissza, majd az első vastartalmú fémfrakciót választják el mágneses úton, ezt követi a hulladék anyag összezúzása és a második vastartalmú fémfrakció mágneses elválasztása, végül pneumatikus úton elválasztják a papírfrakciót, melyből biológiailag lebontható frakciót nyernek, mely komposztálható.

A 4 692 167 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás berendezést ismertet szilárd hulladék feldolgozására, melyben darálás, vastartalmú fémek mágneses elválasztása, sorozatszürés, szárítás, gravitáción alapuló elválasztás, ciklonos elválasztás, rostálás és sajtolásos granulálás útján termelnek granulált szilárd fűtőanyagot.

A 4 650 689 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás eljárást ismertet etanoltermelésére cellulózalapú anyagból, melyben a cellulózalapú anyagot nyomás alatt nagy koncentrációjú ásványi savval, például sósavval kezelik, majd fonó vízzel, ekkor cukortartalmú cefre képződik, mely fermentálható.

A 4 612 286 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ellenáramú diffúziós kezelési módszert ismertet fermentálható anyagot tartalmazó biomassza savas hidrolízisére. A sav előnyösen 2-10 térfogat%-os kénsav.

A 4 553 977 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás módszert ismertet szilárd hulladékkomponensek elválasztására. Először dobszürő segítségével eltávolítják az alumínium konzervdobozokat, és visszamarad a szerves anyagokban gazdag reciklizálható frakció, melyből különválaszthatok a reciklizálható rostos anyagok. Az acél konzervdobozokat mágneses úton választják el. A szerves anyagokat fűtőanyag céljá2

HU 222 511 Bl ra választják külön, a papírpép kinyerésére pépképzéssel vagy anélkül.

A 4 541 530 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás módszert ismertet a feldolgozott szilárd hulladék fémes és nemfémes szemcséinek különválasztására, melynek során a hulladékkomponensek homogenizálása és mágneses kezelése után fémkoncentrátumhoz, például alumíniumkoncentrátumhoz jutnak.

A 4 384 897 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás módszert ismertet biomassza kétlépcsős hidrolízisére, melyben az első lépésben a könnyebben hidrolizálható poliszacharidokat és a második lépésben a nehezebben depolimerizálható poliszacharidokat depolimerizálják. Az első és a második hidrolitikus lépés közé szenzitizáló lépést iktatnak, a biomasszát molekuláris oxigénnel kezelik. A savakat bázissal - például kalcium-karbonáttal vagy kalcium-hidroxiddal semlegesítik, ekkor olyan oldathoz jutnak, mely alkalmas a fermentációs úton történő etanol előállításra.

A 4 341 353 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás módszert ismertet hulladékból történő tüzelőanyag és reciklizálható anyag visszanyerésére korongsziták és levegővel végzett osztályozás segítségével.

A 4 288 550 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás módszert ismertet szemét etanolt termelő élesztő jelenlétében végzett anaerob fermentációjára, melyben a keményítő előzetes hidrolitikus kezelés nélkül, közvetlenül alakul át, és ezt követően végeznek a kapott termékkel metánt termelő anaerob fermentációt metán előállítása céljából.

A 4 069 145 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás módszert ismertet nagyobb elektromos vezetőképességű szemcsék elválasztására a kisebb elektromos vezetőképességű szemcséktől elektromágneses örvényáramos elválasztóberendezésben.

A 4 063 903 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás berendezést ismertet szilárd hulladék kezelésére, melyben visszanyerik a szervetlen komponenseket, és a szerves komponenseket átalakítják tüzelőanyaggá vagy tüzelőanyag-adalékká. Az aprított anyagot savval kezelik, hevítik, megszárítják, majd darálás után finom szemcséjű tüzelőanyagot nyernek.

A tejsav, mely számos élelmiszer természetes alkotóeleme, tartósítószerként használatos feldolgozott húsok, tengeri élelmiszer, majonéz és salátaöntet mikrobiológiai lebomlásának megakadályozására, nyersanyagként olyan emulgeálószerek előállításánál, mint a zsírsav-laktilátok és mono- és diglicerid-észterek, melyeket sütőipari termékekben, töltelékekben és mázokban használnak, valamint zamatnövelőként üdítőitalokban, margarinban, dzsemekben, zselékben, édességekben, borban és sörben. A gyógyszeriparban intravénás és dialízisoldatokban alkalmazzák. Az Egyesült Államokban évente közelítőleg 18 millió kg-ot fogyasztanak el, nagy részét importálják.

Újabban külön figyelemmel fordultak a tejsavtermelés felé a poli(tejsav) (PLA)-műanyagok kifejlesztése miatt, melyek 100%-osan lebomlanak, és melyek használatát engedélyezte a Food and Drug Administration (US Department of Energy, Innovations fór Tomorrow, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 1-2,1992). A PLA-műanyagok versenybe tudnak szállni számos csomagolóiparban használatos hőre lágyuló műanyag tulajdonságaival, és alapját képezhetik a környezetbarát polimerek családjának (Lipinsky E. S és munkatársai, Chem. Eng. Progresses 8, 26,1986).

A fő tejsavtermelő baktériumnemzetségek a következők:

Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc és Lactobacillus (Murray R. G. E., Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, Vol. 2, Sneath P. H. A., kiadó, Williams és Wilkins, Baltimore, MD, 1209,1986). A fő tejsavat termelő Lactobacillus fajok pedig a következők: Lactobacillus arabinosus, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus xylosus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei és Lactobacillus leichmannii (McCaskey T. A. és munkatársai, Appl. Biochem. Biotech. 45-46, 555 (1994).

A találmány tárgya automatikus, hatékony eljárás városi szilárd hulladék és szennyvíziszap kezelésére, előnyösen szennyvíziszap-pogácsa formájában, bármely reciklizálható anyag kinyerésére és értékesíthető tejsav kereskedelmi mennyiségben történő termelésére.

A találmány további tárgya módszer már meglévő talajfeltöltések talajjavítására, mellyel kiküszöbölhető a régi talajfeltöltés jövőben jelentkező környezeti hatása.

A találmány további tárgya egy olyan feldolgozóberendezés, mely ténylegesen nincs káros hatással a környezetre.

Az eljárás a városi szilárd hulladék anyag és szennyvíziszap folyamatos, automatikus kezelésére, bármely használható anyag eltávolítása és kinyerése, valamint tejsav kereskedelmi mennyiségben történő termelése céljából, a következő lépésekből áll:

(a) ömlesztett formában elszállítjuk a városi szilárd hulladékot a feldolgozóberendezéshez;

(b) a fenti hulladékból eltávolítjuk a gumiabroncsokat, ömlesztett vastartalmú fémeket és színesfémeket, műanyagokat és üvegeket, ekkor nyerjük a cellulózkomponenst;

(c) felaprítjuk a (b) lépésben nyert cellulózkomponenst;

(d) a fenti felaprított cellulózkomponenst és adott esetben a szennyvíziszapot a maradék nehézfém fő tömegének oldatba vitelére közelítőleg 0,25-4 óra hosszat, közelítőleg 40 °C-100 °Con kezeljük híg (közelítőleg 1%-10%-os) kénsawal, ekkor egy oldott komponenst és egy oldhatatlan komponenst nyerünk;

(e) a (d) lépésben kapott oldott komponenst elválasztjuk az oldhatatlan komponenstől;

(f) megszárítjuk az (e) lépésben kapott oldhatatlan komponenst;

(g) az (f) lépésben kapott, szárított, oldhatatlan komponenst kezeljük közelítőleg 1:1 arányú tömény kénsavval (közelítőleg 70%) - az oldhatatlan komponens tömegére számítva - ekkor részlegesen hidrolizált keverékhez jutunk;

HU 222 511 Bl (h) a (g) lépésben kapott, részlegesen hidrolizált keveréket közelítőleg 80 °C és közelítőleg 100 °C között felhígítjuk vízzel, ekkor egy oldatot nyerünk, mely közelítőleg 4-6 tömegrész vizet tartalmaz közelítőleg 1 tömegrész részlegesen hidrolizált anyagra nézve;

(i) a (h) lépésben kapott hígított keveréket közelítőleg 80 °C és 100 °C között, közelítőleg 1-4 óra hosszat kevertetjük, ekkor az emésztett anyaghoz jutunk;

(j) a szilárd anyagot eltávolítjuk az (i) lépésben kapott emésztett keverékből, ekkor egy szűrletet nyerünk;

(k) a szűrletet szétválasztjuk savtartalmú oldatra és cukortartalmú oldatra;

(l) a cukortartalmú oldatot betöményítjük közelítőleg 1%-20%-os cukortartalmúra;

(m) az (1) lépésben kapott tömény cukortartalmú oldat pH-ját közelítőleg 4,5 és 7,5 közé állítjuk be;

(n) az (m) lépésben kapott oldatot közelítőleg 25 °C-50 °C között tej savbaktériumokkal fermentáljuk, ekkor tejsavtartalmú oldatot nyerünk; és (o) feldolgozzuk az (n) lépésben kapott oldatot, és kereskedelmi értékesítésre alkalmas tejsav formájában kinyerjük a tejsavat.

A találmány további tárgya eljárás tejsav előállítására, és lényegében az összes nehézfém és klorid eltávolítására a városi szilárd hulladék (VSZH) cellulózkomponenséből és/vagy szennyvíziszapból, melyben (a) felaprítjuk a városi szilárd hulladék cellulózkomponensét;

(b) az (a) lépésben kapott aprított komponenst és/vagy szennyvíziszapot közelítőleg 30 °C-80 °C-on kezeljük közelítőleg 1:1 arányban tömény (közelítőleg 70%-os) kénsavval a szilárd komponensre nézve, ekkor részlegesen hidrolizált keverékhez jutunk;

(c) a (b) lépésben kapott, részlegesen hidrolizált keveréket felhígítjuk közelítőleg 80 °C-100 °C-os vízzel úgy, hogy a szuszpenzióban a folyadék-szilárd anyag aránya közelítőleg 5:1 legyen, a kénsav töménysége pedig közelítőleg 12%;

(d) a (c) lépésben kapott, hígított keveréket közelítőleg 1-4 óra hosszat kevertetjük közelítőleg 80 °C-100 °C-on, ekkor kapjuk az emésztett anyagot;

(e) eltávolítjuk az oldhatatlan komponenst, mely lényegében tartalmazza a (d) lépésben kapott oldott komponens összes nehézfémtartalmát, és (f) feldolgozzuk az oldott komponenst, ekkor kereskedelmi értékesítésre alkalmas formában nyerjük a tejsavat.

Váratlan módon a fent leírt integrált folyamatok igen hatékony és gazdaságos tejsavtermelést tesznek lehetővé szennyvíziszapból és/vagy városi szilárd hulladékból.

A találmány szerinti eljárás gyakorlatában a nyersanyag lehet városi szilárd hulladék anyag, melyet közvetlenül a várostól kapunk, vagy olyan városi szilárd hulladék, melyet előzőleg talajfeltöltésre használtak és csak ezt követően nyerték vissza. A városi szilárd hulladékon kívül a nyersanyag lehet még szennyvíziszap, előnyösen szennyvíziszap-pogácsa formájában, mely jelentős mennyiségű cellulózalapú anyagot is tartalmaz (közelítőleg 35 t%). A szilárd hulladék anyag teljesen automatizált fogadóállomáson keresztül jut be a berendezésbe, majd rákerül egy szállítószalagra. Ezután visszanyerünk minden reciklizálható anyagot, így az értékes nagy tömegű darabokat, vastartalmú fémeket, színesfémeket, például alumíniumot, üveget, műanyagot, gumit és hasonlókat. A visszanyerésükre kidolgozott módszerek jól ismertek, ilyeneket ismertetnek az 5 184 780, 5 104 419, 5 060 871, 5 009 672, 4 974 781, 4 874 134, 4 692 167, 4 553 977, 4 541 530, 4 341 353, 4 069 145 és 4 063 903 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások.

Előnyösen a gumiabroncs-hulladékot elválasztjuk és egy különálló szállítószalagra visszük, mely a gumiabroncshulladék-feldolgozó és gumivisszanyerő rendszerhez vezet.

Távirányítású, mágneses darut használunk a nagy terjedelmű, vastartalmú fémdarabok eltávolítására a szilárdhulladék-szállító szalagról. A nagy terjedelmű anyagokat ezután átvezetjük egy aprítón, mely kezelhető méretűre aprítja az anyagot. Ezt az anyagot a reciklizáló tartályhoz visszük, ahol megvárja a bálázást.

A nagy terjedelmű anyagok eltávolítása után visszamaradó hulladékot ezután dob és egyéb rostáló műveletek alkalmazásával osztályozzuk, melynek során szétszakadnak a zsákok, és két különálló feldolgozóáram alakul ki. Kielégítő osztályozásnál az egyik áram tartalmazza a szerves hulladékot, mely főként cellulózalapú anyag, míg a másik a meghatározott méretű fémtermékeket, műanyagot, üveget és gumit.

A hulladék anyagból többszöri mágneses elválasztással távolítjuk el a vastartalmú fémeket. Utána a hulladékot légörvényes szeparátoron vezetjük át a színesfémek eltávolítására. Mind a vastartalmú fémeket, mind a színesfémeket szállítószalagon tartályokhoz szállítjuk, ahol megvárják a bálázást. A szerves hulladékot ezután aprítjuk és feldolgozzuk a tejsavtermelő rendszerben, mely fogadja a hulladék anyagot, és tejsavat termel belőle, melyet kereskedelmileg hasznosítunk. Szennyvíziszap használata esetén azt előnyös először megszárítani, hogy szennyvíziszap-pogácsát nyerjünk. A szakmában jól ismertek a szennyvíziszap-vízmentesítő módszerek, melynek során szennyvíziszap-pogácsa állítható elő. Vákuumszűréssel például a szennyvíziszap nedvességtartalma 70-75%-ra csökkenthető, ekkor szennyvíziszap-pogácsát kapunk. Mivel normál körülmények között a szennyvíziszap-pogácsák nem tartalmaznak lényeges mennyiségű reciklizálható anyagot (alumínium, üveg, műanyag stb.), közvetlenül kezelhetők tömény kénsavval és feldolgozhatok a tejsavgyártási eljárásban. Azonban szükséges, hogy a szennyvíziszap-pogácsákat tovább szárítsuk gyorsszárítással vagy permetszárítással, ahol a pogácsa szemcséi szuszpenzióban, forró gázáramban azonnal elvesztik felesleges nedvességtartalmukat. Forgó szárítók és közvetett fűtési rend4

HU 222 511 Bl szerek szintén használhatók. Ezen szárítási technikák tipikus tartozékai: csigás zúzógép, forgó szárítókemence, szárítóciklon és hálós mosókészülék. Az előbb említett szárítási technikákat a „Sludge Digestion and Disposal, Public Works 125, D47-D58, 1994” foglalja össze, melyet teljes terjedelmében referenciaként veszünk be a bejelentésbe.

A tejsaveljárás melléktermékeinek egy része kereskedelmileg hasznosítható és/vagy használható elektromosság generálására is, mely segíthet a berendezés üzemeltetésében. Például, a városi szilárd hulladék és/vagy szennyvíziszap cellulózalapú komponensének hidrolízise után visszamaradó oldhatatlan anyag főleg ligninből áll, mely minden edényes növényben megtalálható természetes aromás szerves polimer. Meglepő módon úgy találtuk, hogy lignint használva bojlerfűtőanyagként, a feldolgozóberendezés üzemelési költségeinek teljes energiaköltsége jelentős módon csökkenthető. Ezen túlmenően, a lignin meglepően magas fűtőértéke (9,4-311,3 MJ/kg) tovább növelhető, ha kombináljuk a városi szilárd hulladék tisztán égő, klórt nem tartalmazó műanyag komponensével. A „Vinyl Cycle™”, a technológia, mely el tudja választani a klórt nem tartalmazó műanyagot a klórtartalmútól (PVC), kereskedelmi úton beszerezhető (National Recovery Technologies, Nashville, Tennessee). A „Vinyl Cycle™”-technológiát az 5 260 576 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismerteti, amit teljes egészében referenciaként veszünk be a bejelentésbe. Ez az összetett lignin/műanyag elégethető bojler-tüzelőanyagként, amivel tovább csökkenthető az ismertetett tejsavtermelő eljárás energiaköltsége.

A fenti sorozatszűrési folyamat után visszamaradó nem szerves anyagok tablettázhatók és kereskedelmileg hasznosíthatók mint építőipari adalék anyagok.

A találmány szerinti eljárás teljesen automatizált, csak rutinkarbantartást igényel minden műszak végén. A teljesen automatikus sorozatszűrési technika kiküszöböli a nem higiénikus kézi osztályozást.

A találmány szerinti berendezés teljesen zárt, nulla kibocsátási szinttel. Az összes épület teljesen zárt. Mind a levegő, mind a víz összes szennyezőanyagát megkötjük és együtt kezeljük. A berendezésbe bevitt összes anyag kezelhető és átalakítható kereskedelmileg hasznosítható anyagokká.

Ezek, valamint a többi alkalmazások és előnyök ki fognak tűnni a következő leírásokból és tervspecifikációkból.

Az 1. táblázat részletezi a városi szilárd hulladék (VSZH) összetételét, amit az „Environmental Protection Agency” (Környezetvédelmi Felügyelet) határozott meg.

1. táblázat

A városi szilárd hulladék összetétele

Szerves anyagok	74,0%
Vastartalmú fémek	7,5%
Színesfémek	1,5%

Üveg	10,0%
Műanyagok	5,0%
Nem szerves anyagok	2,0%

A találmány célja, hogy fogadni tudja az 1. táblázatban részletezett szilárd hulladékot, talajfeltöltésből visszanyert városi szilárd hulladékot és szennyvíziszapot, előnyösen szennyvíziszap-pogácsa formájában. A két utóbbi alapanyag összetétele más lesz, mint az 1. táblázatban részletezett alapanyagé, de ez nincs hatással használhatóságukra. Jelen találmányban a sebesség, ahogy a rendszer feldolgozza a szilárd hulladékot, nagymértékben fiiggvénye a közösség nagyságának, amit a találmánynak ki kell szolgálnia. A berendezés 25 tonna/óra-125 tonna/óra vagy több hulladékot is tud kezelni. A berendezést e szerint kell méretezni.

Amit nem tudunk kezelni, az a veszélyes hulladék, robbanóanyag és fertőző hulladék. A rendszer alkalmas arra, hogy feldolgozzon hűtőszekrényeket, mosógépeket, szárítókat, tűzhelyeket, autó-fémhulladékot, nagyméretű anyagokat, kisméretű ipari hulladékot és szabványos városi szilárd hulladékot. A jelen rendszer vissza tudja nyerni a szilárd hulladékból a műanyagot, üveget, gumit, vastartalmú fémeket és színesfémeket.

A teherautók ráöntik a hulladékot egy szállítószalagra, amilyen például az E&H Systemstól szerezhető be, és amelyik végighalad az eredeti aprítóépület hosszában. Itt távirányítású mágneses darut alkalmazunk a nagyméretű fémtárgyak eltávolítására. Az eltávolított tárgyakat méretcsökkentés céljából automatikus előaprítóba helyezzük. A méretcsökkentés után a hulladékot visszavisszük a rendszerbe, tárolótartályba helyezzük, ahonnan bálázásra a szabványos bálázóba kerül.

A zsákok automatikus nyitására, kisméretű szennyeződések eltávolítására és üvegtárgyak összetörésére dobszűrőket alkalmazunk, melyek például a MacLanahan Corporationtől szerezhetők be.

A tejsaváram nyersanyagát öt mágneses szeparátorból álló soron engedjük át, mely eltávolítja gyakorlatilag az összes vastartalmú fémet. Vagyis a hulladékáramot, mely főleg fém- és cellulózalapú komponensekből áll, a dobszűrőtől egy sor mágneses szeparátorral felszerelt, meghajlított szállítószalagra visszük fel, ami lehet a szakmában ismert dob vagy szalag. Minden egyes szállítószaiag kivezető végét magasabbra szereljük, mint a következő szállítószalag bevezető végét úgy, hogy az anyag, miközben áthalad a mágneses szűrőn, gravitációs keverésben is részesül, mikor átkerül egyik szállítószalagról a következőre, ezzel egyúttal megnő a maradék vastartalmú fémek kinyerésének esélye a következő mágneses szeparátorban. A szállítószalag konstrukciója olyan, mely lehetővé teszi a vastartalmú fémek teljesen automatikus kivonását egy központi területre. A szállítószalag konstrukciója az anyag keverését is lehetővé teszi, ami biztosítja, hogy a vastartalmú fémek 98%-a eltávolítható legyen. A kivont vastartalmú fémek függőleges aknán esnek le, és a berendezésből kiszállítva, reciklizálás céljára tárolótartályba kerülnek.

HU 222 511 Bl

A visszamaradó anyagot egy légörvényes szeparátorhoz szállítjuk, amilyen az Eriez Ferrous Metál Separator. A légörvényes szeparátort használjuk a színesfémek eltávolítására, beleértve a szárazelemeket is.

A légörvényes szeparátort a mágneses szeparátorok után helyezzük el annak biztosítására, hogy a vastartalmú fémanyagok ne károsíthassák a légörvényes szeparátort. A légörvényes szeparátorban vagy fölötte jelen levő vastartalmú fém súlyos és költséges károsodást okozhat a légörvényes szeparátorban. A maradék hulladék anyagot szállítószalag segítségével betápláljuk a kalapácsdarálós aprítóba, mely az anyag méretét mínusz 7,62 cm-ről mínusz 10,16 cm-re csökkenti. Az anyag méretének csökkenése előnyös a tejsavtermelési eljárás szempontjából.

A kalapácsdarálós aprítóhoz tartozik egy robbanásbiztos védőborítás, mellyel az esetleges porrobbanást kívánjuk kiküszöbölni.

Az anyagáramlás két különálló útra osztható: tejsavtermelő eljárásra és humusztermelő folyamatra. A hulladék elosztása a két rendszer között a berendezésbe érkező hulladék pontos térfogatától függ.

Az előzőekben már megtárgyaltuk, hogy olyan nyersanyagnál, mely csak szennyvíziszapból vagy szennyvíziszap-pogácsából áll, kikerülhetők a fent említett osztályozó folyamatok, és ezek közvetlenül kezelhetők tömény kénsavval a tejsavtermelő rendszerben.

A találmány szerinti eljárást részletesen az 1. ábra mutatja be.

Az eljárás diagramjának áttekintése

A hulladékforrástól függően jelentős mértékben változhat a szennyvíziszap (és a belőle készített pogácsák) vagy városi szilárd hulladék (VSZH) cellulózkomponensének nehézfémtartalma. Például az olyan VSZHminták cellulózkomponenséből készített hidrolizátumok, melyet városi vagy erősen iparosított környezetből gyűjtöttek össze, olyan mértékben szennyeződhetnek nehézfémmel, mely már gátolja a tejsav fermentációs folyamatát, vagy pedig az ezt követően termelt tejsav lesz szennyezett. Ezért az ilyen típusú VSZH-mintákat hidrolizálás előtt kezelni kell a nehézfémtartalom csökkentésére, hogy elkerüljük a fermentlé szennyeződését. Másrészt felfedeztük, hogy a kevésbé szennyezett minták nehézfémtartalma eltávolítható hatékony ioncserélő eljárással a cellulózalapú nyersanyag hidrolízise után.

A következőkben két eljárást ismertetünk a nehézfémtartalom eltávolítására a nyersanyag cellulózkomponenséből. Az egyik hidrolizálás előtt csökkenti a nehézfémtartalmat, a másik hidrolizálás után. A nyersanyag nehézfém-szennyezódési szintjétől függ, hogy melyik eljárást választjuk.

A) Eljárás VSZH automatikus kezelésére

1. lépés: Előkezelés

Jelölés: 1A/1B-11

Cél

Az Előkezelési Eljárás célja a nehézfémek elválasztása, melyek szennyezhetik a termelt tej savat vagy gátolhatják a VSZH és/vagy szennyvíziszap hidrolizált cellulózkomponensének fermentációját, ezért a beérkező aprított cellulózkomponenst összekeverjük híg kénsavval. A szilárd anyagot ezután préseljük, és a kapott folyadékot mésszel kezeljük, ekkor melléktermékként gipszet kapunk. A gipszet eltávolítjuk, és a maradék szilárd anyagot a Hidrolizálórendszerben cukrokra bontjuk le.

A jelen eljárás szerint kezelt minta, mely gyakorlatilag nem tartalmaz nyomfémet, olyan, melyben legalább 70%-kal csökkent ezen fémek mennyisége.

Leírás

A Nyersanyagsilóba (jelölés: 1A és IB) közelítőleg 85%-90%-os tisztaságban szerves anyagot tartalmazó, előaprított, -5,08 cm (1,59-5,08 cm) szemcseméretű nyersanyag érkezik. Mindegyik Siló közelítőleg 25 tonna anyagot tartalmaz, mely nagyjából megfelel 2,5 napi nyersanyagnak. Azokat az anyagokat, melyeknek nincs kimutatható nehézfémtartalma, nem kell előkezelni, igy ezeket az IB Silóban tároljuk.

Az anyagot az 1A Silóból szállítószalagon a Mérősilóba visszük. A Mérősiló beadagolja a kezeletlen nyersanyagot az Előkezelő Kamrába, miközben a nyersanyagot elkeveqük közelítőleg 40 °C-100 °C-on híg kénsavval (közelítőleg 1 t%—10 t%). Itt végbemegy a nehézfémek és kloridok (fém-kloridok és esetleg szerves kloridok) kioldódása a nyersanyagból. Az anyagot ekkor Csigatovábbítóval átvisszük az 5 A, 5B Csigaprésekhez, melyek lehetővé teszik a folyadéktartalom közelítőleg 60%-80%-ának eltávolítását, vagyis az oldott komponens elválasztását az oldhatatlan komponenstől. Második mosásra is szükség van a savnyomok eltávolítására. A Csigaprésből a szilárd anyagot közelítőleg 3,25 tonna/óra sebességgel betápláljuk a 6 Szalagszárítóba. A Szalagszárító tovább csökkenti a nyersanyag nedvességtartalmát közelítőleg 5%-10%-ra. A száraz, oldhatatlan komponenst, melynek könnyű, pehelyszerű állaga van, pneumatikusan visszük tovább a Betáplálási Folyamat 7 Tárolási Silójába.

A Csigaprésből származó folyadékot visszaszivattyúzzuk a 4 Hígkénsav-tároló Tartályba újrafelhasználás céljából. Ezenkívül a 17 Savvisszanyerő Rendszerből származó híg savat is visszaszivattyúzzuk a Higsav-tároló Tartályba. A Tárolótartályból a nehézfémeket és az üledéket a 8 Semlegesítőtartályba ürítjük át. A Semlegesítőtartályban levő folyadékot mésszel semlegesítjük és átszivattyúzzuk a 10 Szalagprésbe, ahol eltávolítjuk a gipszet. A visszamaradó semlegesített folyadékot, mely vízből és szemcsékből áll, átengedjük egy szemcseszűrőn, és visszavezetjük újrafelhasználás céljára all Víztároló Tartályba.

A következőkben leírtak szerint egy alternatív ioncserélő módszert is alkalmazhatunk a nehézfémek eltávolítására, ekkor végrehajtjuk a következőkben ismertetendő hidrolizáló lépést, és visszanyerjük az oldhatatlan, vizes lignint. Felfedeztük, hogy lényegében az összes nehézfém a ligninhez kötődik.

2. lépés: Hidrolízis

Jelölés: 12-16, 31, A, B, C

Cél

A Hidrolizáló Eljárás célja a nyersanyag molekulaszerkezetének lebontása cukrokra tömény (közelítőleg

HU 222 511 Bl

65%-93%, előnyösen közelítőleg 70%) kénsav segítségével. A cukor/sav/vizes oldatot meghatározott ideig főzzük, majd eltávolítjuk a szilárd anyagokat. Az oldatot a Savvisszanyerő Rendszerbe visszük át elválasztás céljából.

Leírás

Az előkezelt nyersanyagot átmérjük a 7,1B Tárolósilóból a Hidrolizálórendszerbe (12), melybe közelítőleg 1:1 arányban automatikusan bevezetünk közelítőleg 70%-os tömény kénsavat. Az itt említett arányok és százalékos összetételek mindig tömeg: tömeg arányt jelentenek, hacsak nincs másként jelölve. Ahol hivatkozunk rá, a közelítőleg 1:1 arány olyan keverékekre vonatkozik, mely 60:40-40:60 arányú anyagtömegek keveréke. Előnyösen a tömény kénsav tömegaránya az előkezelt nyersanyaghoz képest 45:55-55:45.

Az anyagot közelítőleg 2-15 percig - előnyösen közelítőleg 10 percig - kevertetjük, majd a 88 °C-ra felmelegített vízzel együtt betápláljuk a 13 Főzőkészülékekbe. Ez az oldat közelítőleg 2:1 tömegarányban tartalmaz vizet és hidrolizált anyagot (közelítőleg 2 tömegrész víz és közelítőleg 1 tömegrész hidrolizált anyag). Ezt az anyagot lassan kevertetve közelítőleg 96 °C-on tartjuk közelítőleg 1-4 óra hosszat. Ilyen körülmények között a cellulóz és hemicellulóz átalakul glükózzá és xilózzá. A folyamat befejeztével a Főzőkészüléket átürítjük a 14 Tárolótartályba, hogy ismét megtölthessük a Főzőkészüléket. A Tárolótartály stabilizálja az anyag hőmérsékletét és az áramlást a Szűrőpréshez (jelölés: 15).

Az anyagot a Tárolótartályból ezután szűrjük, például úgy, hogy a 15 Szűrőprésbe szivattyúzzuk, mely eltávolítja az összes szuszpendált szilárd anyagot, és egy szűrletet szolgáltat. A szilárd anyagot porítjuk, mossuk, majd visszavisszük a 6 Szárítóba, hogy bojlerfütőany ágként nyerjen felhasználást. A szűrletet a Szűrőprésből a 16 Savvisszanyerő Tartályba szivattyúzzuk.

Megjegyzés: A Hulladékvíz-tároló Tartályból (jelölés: 31) származó hulladékvíz felhasználható a friss víz helyettesítésére a 12 Hidrolrzisrendszerben. A hulladékvízben található összes patogén eliminálódik a Hidrolízisrendszerben. Visszamarad a hulladékvíz magas nitrogéntartalma, ami gyakorlatilag feleslegessé teszi nitrogéntartalmú vegyületek, például ammónia adagolását (tápanyag, mely hasznos a tejsavfermentációban).

3. lépés: Savvisszanyerés

Jelölés: 16-19

Cél

A Savvisszanyerési Eljárás célja a kénsav visszanyerése a cukor/sav/víz oldatból, mikor is egy savtartalmú és egy cukortartalmú oldathoz jutunk. Utána a tömény kénsavat és a vizet újra felhasználjuk a rendszerben. Mikor a cukrokat és a vizet eltávolítottuk az oldatból, átszivattyúzzuk a Fermentorokba, hogy tejsavvá fermentáljuk.

Számos ismert módszer van kénsav kinyerésére vízáramból, melyek bármelyike alkalmazható a találmány gyakorlatában. Például a vízáramot átfolyathatjuk egy aktívszén-szűrőn, mely visszatartja a cukrokat, és amelyből vízzel mosva kiöblíthetjük a maradék savat. Az adszorbeált cukor utána forró alkoholos mosással eluálható. Lásd M. R. Moore és J. W. Barrier: „Ethanol from Cellulosic Residues and Crops”, Annual Report, DOE/SERI Contract No. DK-6-06103-1, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama, 27-49, 1987. október, melyet referenciaként közlünk a találmányban. Azonban ez a módszer, amellyel elválasztható a kénsav a cukroktól, nem tekinthető előnyösnek, mivel az alkoholt fermentáció előtt el kell távolítani a kapott cukoroldatból, amely újabb energiaigényes lépést jelent. Problémát jelent még a savátvitel az adszorpciós és deszorpciós ciklus között, mely javítható a ciklusok közé iktatott nitrogénárammal. Problémát jelenthet még, hogy a távozó alkohol 70 °C-on nem telített, ami kisebb cukorkapacitást eredményez. Kisebb etanoláramlási sebességgel és hosszabb deszorpciós ciklusidővel növelhető a cukrok deszorpciója úgy, hogy a távozó áram 95- 100%-ban telítetté válik cukorra nézve.

Előnyösebb az ioncserélő gyanták használata a sav és a cukor elválasztására egy savtartalmú áramra és egy cukortartalmú áramra. Ilyen gyanta lehet a „GÉL” típusú, erősen savas Amberlite kationcserélő gyanta, például az IR 120 PLUS, mely kénsavfunkciót tartalmaz, és amely a kereskedelemben az Aldrich Chemical Companytől szerezhető be. A cukrot adszorbeálja az erősen savas gyanta, és a távozó savas áram reciklizálható. Az adszorbeált cukrok tiszta vizes mosással eluálhatók a gyantáról. Lásd M. R. Moore és J. W. Barrier: „Ethanol from Cellulosic Residues and Crops, Annual Report, DOE/SERI Contract No. DK-6-06103-1, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama, 30-39, 1987. október, melyet referenciaként közlünk. A készülék, mely lehetővé teszi a sav- és cukortartalmú folyadékáramok folyamatos elválasztását, a kereskedelemben az Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, Florida (Model ISEP LC2000)-től szerezhető be. A készülék erősen savas gyantát alkalmaz (Finex CS16G, közepes méret: 310 mikron). Ilyen készüléket ismertet a 4 522 726 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás, melyet referenciaként közlünk a találmányban.

A sav és cukor elválasztására lehet még oldószert is használni, mely szelektíven extrahálja és eltávolítja a savat a cukor vizes oldatából. Lásd M. R. Moore és J. W. Barrier: „Ethanol from Cellulosic Residues and Crops, Annual Report, DOE/SERI Contract No. DK-6-06103-1, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama, 39-49,1987. október, melyet referenciaként közlünk. Az elválasztás kivitelezhető egy Karrféle mozgótányéros extrakciós oszloppal. Az oszlopnak van fogadótartálya mindkét oldalán az oldószer és a hidrolizátum elválasztására. A keverés motorhoz kapcsolt teflontányérokon történik. A savas cukoroldatot az oszlop tetejére visszük fel, onnan halad lefelé az oszlopon, miközben a vizes oldat intenzíven keveredik az oldószerrel. Az oldószert az oszlop alján adagoljuk be. A cukortartalmú oldatot az oszlop alján vezetjük el, míg a savtartalmú oldószeres oldatot az oszlop tetején. Az oldószerből a sav visszanyerhető például az oldószer ledesztillálásával vagy az oldószer desztillált vizes mosásával. A készülék és az oldószer, mellyel elvégezhető a

HU 222 511 Β1 sav folyamatos elválasztása a vizes cukoroldattól, beszerezhető például Glitsch, Inc. Parsippany, NJ-től.

Várható, hogy bármelyik elválasztási eljárással nyert cukoráram tartalmaz maradék savat. A maradék savat előnyösen mésszel vagy ammóniával pH=4,5-7,5-re semlegesítjük.

Leírás

A közelítőleg 10% cukrot, 10% savat és 80% vizet tartalmazó folyadékot a Savvisszanyerő Tárolótartályból (jelölés: 16) a 17 Savvisszanyerő Rendszerbe szivattyúzzuk, mely kettéválasztja a folyadékot egy sav/víz oldatra és egy cukor/víz oldatra. A cukor/víz oldatot a 19 Tárolótartályba szivattyúzzuk, a kapott sav/víz oldatot pedig a 18 Bepárlóba, ahol a vizet lepároljuk a savról és visszavezetjük a 29A Víztároló Tartályba. A víz eltávolításával a sav töménysége eléri az eredeti, közelítőleg 70%-os szintet. Ez lehetővé teszi, hogy visszavezessük a savat a Bepárlóból a 30 Tömény sav-tároló Tartályba, hogy újra felhasználható legyen a rendszerben.

4. lépés: Fermentáció

Jelölés: 19-24

Cél

Amennyiben szükséges, fermentáció előtt kezelni lehet McCaskey T. A. és munkatársai szerint (Appl. Biochem. Biotech. 45-46, 555,1994) a cukor/víz/nyomnyi savat tartalmazó oldatot kalcium-hidroxiddal, hogy eltávolítsuk a tejsavas fermentációt gátló szereket, például szulfátionokat, fenolos vegyületeket és furfuralt. A használt tej savbaktériumok optimális fermentációs körülményeit, például az inkubációs hőmérsékletet, inokulálás fokát, fermentációs időt és pH-t rutinkísérletekben lehet meghatározni.

A Fermentációs Eljárás célja a cukoroldat betöményítése és elegyítése tejsavbaktériumokkal tejsavtermelés céljára. Az itteni szóhasználat szerint tejsavbaktérium jelenthet bármely mikroorganizmust, mely szénforráson végzett fermentációban tejsavat tud termelni. Ezenkívül a kifejezés „kereskedelmi szempontból elfogadható formájú tejsav” jelenthet bármely tejsavsót vagy a tejsav bármely, szilárd vagy oldat formáját, mely értékesíthető vagy használható kereskedelmileg. A cukoroldatot közelítőleg 1%-20%-ra töményíthetjük be bepárlással (hő és/vagy vákuum alkalmazásával) vagy fordított ozmózisszűréssel.

A fermentáció befejezése után a tejsavbaktériumokat eltávolítjuk a tejsavoldat feldolgozása előtt. Leírás

A Tárolótartályból (jelölés: 19) a cukrot, vizet és nyomnyi savat (0,1% alatt) tartalmazó oldatot átszivattyúzzuk a Fordított 20 Ozmózisszűrőn az oldat víztartalmának csökkentésére, hogy a cukorkoncentrációt beállítsuk közelítőleg 1% és 20% közé. Ammóniát adagolunk és gondosan ellenőrizzük a pH-t, hogy biztosítsuk az optimális fermentációhoz szükséges pH=4,5-7,5-et. Ezen a ponton keveijük az oldatba a tejsavbaktériumokat, és amennyiben szükséges, a tápanyagokat, melyek szükségesek a tejsavbaktérium fermentációjához (Prescott és Dunn, Industrial Microbiology, 3rd Ed., McGraw-Hill Book Company, Inc. 304-330, 1959), összekeveijük és átszivattyúzzuk a 23 Tárolótartályba, majd ezt követően a Fermentorba (jelölés: 24) 27 Chillier-féle csőkígyó segítségével tartjuk fenn a szükséges fermentációs hőmérsékletet, közelítőleg 25-50 °C-t. A fermentáció befejezése után a fermentlevet átvisszük egy 25 Szűrőre és a Tárolótartályba, ahol eltávolítjuk a tejsavbaktériumokat, és átszivattyúzzuk a Baktériumtároló Tartályba. A maradék folyadékot feldolgozásig a 25 Tárolótartályba visszük át.

5. lépés: A tejsav feldolgozása

Jelölés: 25—26

Cél

A tejsavfeldolgozás célja a fermentációs eljárásban kapott tejsavoldat tisztítása és betöményítése.

Leírás

A fermentációs eljárásban kapott tejsavoldatot mésszel kezeljük és betöményítjük a 18 bepárlóban, majd kristályosítócsészékbe szivattyúzzuk, ahol kalcium-laktát-kristályok nyerhetők. Előnyösen ioncserélő gyanta használható a fermentációs eljárásban termelt tejsav betöményítésére és tisztítására. Például használhatók a Sigma Chemical Co., St. Louis, MO-tól beszerezhető Amberlite gyanták. Még előnyösebb a 4 522 726 és 4 764 276 számú egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban - melyet teljes egészében referenciaként használunk a találmányi bejelentésben - ismertetett készülék alkalmazása, melyben folyamatosan töményíthető és tisztítható a fermentlé tejsavtartalma.

B) Ioncserélő eljárás nehézfémek eltávolítására

VSZH-ból

Meglepő módon úgy találtuk, hogy a VSZH-ban vagy szennyvíziszapban levő tipikus nehézfémszennyezés szintje elég alacsony, így a cellulózkomponens hidrolízise után a társult nehézfémek lényegében az oldhatatlan frakcióhoz kötődve maradnak. Ezért a hidrolizátumban maradó oldott nehézfém-koncentráció jóval alacsonyabb, semhogy szennyezni tudná a kapott tejsavat vagy gátolhatná a fermentációt. Erre a megfigyelésre alapozva a találmány további tárgya egy hatékony eljárás a hidrolízis utáni nehézfém-eltávolításra a VSZH és/vagy a szennyvíziszap cellulózkomponenséből.

A nyersanyag-feldolgozás lépései azonosak a fentiekben leírtakkal, azzal a különbséggel, hogy a nehézfémek eltávolítását az előaprított nyersanyagból a hidrolízislépés utánra halasztjuk. Ennek értelmében elmarad egy előkezelési lépés, melyben híg kénsavval kezeltük a cellulózanyagot, és ezzel együtt a második mosás, valamint az előkezelt nyersanyag idő- és energiaigényes szárítási lépése. Ezért az előaprított nyersanyag híg kénsavas kezelése helyett azt közvetlenül betápláljuk a hidrolízisrendszerbe, melybe automatikusan közelítőleg 70%-os töménységű kénsavat adagolunk közelítőleg 1:1 (sav/minta) mennyiségben. Ezt a szuszpenziót közelítőleg 30 °C-80 °C-on kevertetjük közelítőleg 2-20 percig, előnyösen közelítőleg 2-15 percig, majd átvisszük a főzőkészülékekbe, ahol a szuszpenziót közelítőleg 80 °C-100 °C-on vízzel hígítjuk, míg a folyadék és szilárd anyag közelítőleges aránya el nem éri az 5:1-et és a kénsavkoncentráció a közelítőleg 12%-ot. Ezután az anyagot közelítőleg 80 °C-100 °Con közelítőleg

HU 222 511 Bl

-4 óra hosszat kevertetjük. Ilyen körülmények között a cellulóz és hemicellulóz átalakulása glükózzá és xilózzá közelítőleg 87%-100%-os.

A hidrolízis befejezése után a főzőkészülékeket átürítjük a tárolótartályba, hogy felszabadítsuk a főzőkészülékeket a következő sarzs számára. A tárolótartályban beállítjuk a hidrolizátum hőfokát, és szabályozzuk az áramlási sebességet a szűrőpréshez, amely kiszűri a szuszpendált szilárd anyagot, és egy szűrletet szolgáltat. A szűrletet kettéválasztjuk egy savtartalmú oldatra és egy cukortartalmú oldatra. A cukortartalmú oldatból tejsavat gyártunk.

A szűrőprésen összegyűjtött oldhatatlan komponenst szárítjuk, adott esetben összekeveijük a VSZH nem klórozott műanyag komponensével és bojlerfűtőanyagként hasznosítjuk, illetve egyúttal elektromosság generálására használjuk, mely értékesíthető vagy felhasználható a berendezés üzemeléséhez. Amennyiben szükséges, elégetés előtt az oldhatatlan komponens nehézfémtartalma lecsökkenthető, ha 1-10%-os sóoldattal kezeljük, majd vízzel kiöblítjük.

A találmány általános leírása után, azt - nem korlátozó jelleggel - a következő példákon mutatjuk be.

A fent és a következőkben idézett összes bejelentés, szabadalom és közlemény teljes szövegét referenciaként közöljük a bejelentésben.

1. példa

Nehézfémek eltávolítása a VSZH-ból híg kénsavas előkezeléssel

Analizáltuk egy városi szilárd hulladékminta (összes szilárd anyaggal együtt) nehézfémtartalmát. Az eredményeket a 2. táblázatban foglaltuk össze.

2. táblázat

Fém	mg/kg (ppm)
Cink	86
Réz	30
Króm	10,6
Kadmium	0,6
Ólom	20
Vas	1190
Nikkel	0,5
Ón	> 1 (nincs kimutatva)

mg-os VSZH-mintát 200 g 2%-os vizes kénsavval refluxoltunk 2 óra hosszat. A szilárd anyagot kiszűrtük, mostuk, analizáltuk, és az eredményeket a 3. táblázatban foglaltuk össze.

3. táblázat

Fém	mg/kg (ppm)	%-os csökkenés
Cink	7,8	91
Réz	3,0	90
Króm	2,4	77

Fém	mg/kg (ppm)	%-os csökkenés
Kadmium	n	100
Ólom	6,0	70
Vas	98	92
Nikkel	n	100
Ón	n	-

n=nincs kimutatva

Az adatokból látható, hogy egyszerű, forró savas mosás hatékonyan csökkentette a VSZH nehézfémszintjét.

2. példa

Nehézfémek eltávolítása a VSZH-ból ioncserélő eljárással

A VSZH-mintákat összekevertük, így kaptunk egy összetett mintát. Ezután négy mintát vettünk az összetett mintából, és a következő eljárás alkalmazásával analizáltuk cellulóz-, lignin- és hamutartalmát.

Az összetett VSZH-mintákat mikrohullámú sütőben 1% alatti nedvességtartalomig szárítottuk, majd megőröltük olyan finomságúra, hogy át tudjon esni a 20 meshes szitán. Ezután a mintákat azonos tömegű 10%-os kénsawal elegyítettük, és két óra hosszat 100 °C-ra hevítettük. Hevítés után a folyadékot szűréssel távolítottuk el, és a szilárd anyagot összegyűjtöttük, mostuk, szárítottuk és lemértük. A 10%-os kénsavval végzett kezelés eredményeként bekövetkező tömegcsökkenés képviseli a VSZH hemicellulóztartalmát. Az összegyűjtött szilárd anyagokat összekevertük 70%-os kénsavval, és belehelyeztük egy 5 rész vizet és 1 rész szilárd anyagot tartalmazó reaktorba, melyet 3 óra hosszat 100 °C-on hevítettünk egy mikrohullámú sütőben. A szilárd anyagot ezután kiszűrtük az iszapból és meghatároztuk glükóztartalmát. A kiszűrt szilárd anyagot ezután megszárítottuk, 600 °C-ra hevítettük és meghatároztuk a hamutartalmat. Minden minta lignintartalmát úgy határoztuk meg, hogy kivontuk a mintából származó hamu tömegét a minta teljes tömegéből.

A 4. táblázatban bemutatott eredmények mutatják, hogy az összetett minta homogén volt cellulóz-, lignin-, hamu- és hemicellulóz-szempontból.

4. táblázat

Teszt- szám	Cellulóz	Lignin	Hamu	Hemi- cellulóz
1	53	20	18	9
2	55	20	18	7
3	58	18	17	7
4	56	19	19	6
Átlag	55	19	18	7

100 g VSZH-mintát és 100 g 70%-os kénsavat (savminta arány 1:1) teljesen összekevertünk, míg nem kaptunk egy fekete pasztát. A 20 perces keverési idő alatt a

HU 222 511 Bl hőmérsékletet közelítőleg 30 °C-on tartottuk. A reakciókeveréket utána közelítőleg 88 °C-ra előfutött vízhez adagoltuk úgy, hogy a víz-szilárd anyag arány 5:1 legyen, a kénsavkoncentráció pedig közelítőleg 12%. Az iszapot ezután a hidrolízis teljessé tételére közelítőleg 100 °C-on tartottuk közelítőleg 2-3 óra hosszat. Ennek befejezése után különválasztottuk a hidrolizátumot folyadékra és szilárd maradékra, és analizáltuk szénhidrát-, valamint nehézfémtartalmukat.

A hidrolízis szilárd maradékának analízise

A hidrolízis befejezése után visszamaradó szilárd anyagot az előzőekben leírt eljárással analizáltuk cellulóz-, lignin- és hamutartalomra. Az eredményeket az 5. táblázatban foglaltuk össze.

5. táblázat

Cellulóz, %	Lignin,%	Hamu, %
7	49	44

Az eredmények világosan mutatják, hogy a találmány szerinti hidrolíziskörülmények kielégítő módon csökkenteni tudják a cellulóztartalmú VSZH és/vagy szennyvíziszap cellulóztartalmát.

A hidrolizátumoldat analízise

A hidrolizátumoldatot ismert mennyiségű nátriumhidroxiddal semlegesítjük. A semlegesített minta glükóztartalmát glükózanalizátorral (YSI model 20) határoztuk meg. Az eredmények szerint a hidrolizátum közelítőleg 10% cukrot tartalmazott (hígításra korrigálva). Az elméleti cukorhozam 10,4%. A különbség az analízis pontatlanságára és a glükóz egy részének lebomlására vezethető vissza.

A hidrolizátum és az oldhatatlan komponens nehézfémtartalmának analízise

A réz-, cink-, króm-, nikkel- és vastartalom meghatározására analizáltuk az eredeti összetett VSZH-mintát, a hidrolizátum szilárd maradékát és a hidrolizátumoldatot (a hidrolizátum nehézfémtartalmát száraz tömegre számítottuk). Az eredményeket a 6. táblázatban foglaltuk össze.

6. táblázat

Fém	VSZH (ppm)¹	Hidrolizátum (ppm)¹	Hidrolizátum oldhatatlan komponense (ppm)¹
Réz	18	0,94	50
Cink	140	23	39
Nikkel	10	2,1	7,1
Vas	2300	480	1100
Króm	12	4,0	17

¹ Száraz tömegre számítva.

Az eredeti VSZH-nyersanyagban közelítőleg a várt nehézfémszintet találtuk. Azonban, meglepő módon, a hidrolízislépés után visszamaradó oldhatatlan maradék sokkal nagyobb koncentrációban tartalmazott nehézfémet, mint az az előkezelési kísérletek alapján várható volt. Anélkül, hogy a feltalálók egy adott elmélethez ragaszkodnának, úgy tűnik, hogy a maradék szilárd anyag a hidrolízis során részben oxidálódott, így átalakult kis hatásfokú ioncserélő gyantává, mely megköti a nehézfémet. A maradékban visszamaradt a réz több mint 90%-a, a króm 55%-a és a cink, nikkel és vas 20-30%-a. Ezenkívül várható, hogy a hidrolizátumban található nehézfém nagy része távozik a savárammal a sav/cukor elválasztásnál, ami tovább csökkenti a nehézfémtartalmat. A jelenlegi ioncserélő eljárással kezelt mintánál, melynél lényegében az összes nehézfémet eltávolítottuk a hidrolizátumból, a réz közelítőleg 90%-a, a króm közelítőleg 55%-a és a cink, nikkel és vas közelítőleg 20-30%-a az oldhatatlan komponensben marad.

3. példa

Nehézfémek hatása a hidrolízisre

A következő eljárást alkalmaztuk annak megállapítására, hogy a reciklizált savban feldúsuló Cu, Zn, Cr, Ni és Fe milyen hatással van a cellulózalapú VSZH és/vagy szennyvíziszap hidrolízisére. Pamutgézt, egy cellulózból készült anyagot, mely nem tartalmaz nehézfémet, a fenti eljárással hidrolizáltunk, azzal a különbséggel, hogy Cu-, Zn-, Cr-, Ni- és Fe-szulfát-sót adagoltunk a 70%-os savhoz 20-szor nagyobb koncentrációban, mint ami a 6. táblázat adatai alapján várható volt. Mértük a cellulóz átalakulását glükózzá, és összehasonlítottuk a nehézfémadalék nélküli mintán végzett átalakulással (kontroll). Parallel kísérleteket végeztünk, ezekben a nehézfémet tartalmazó minták átalakulása 85% és 87% volt, szemben a kontrollminta 86%- és 87%-ával. A kísérletek eredményei megmutatták, hogy a VSZH folyékony hidrolizátum komponensében várt koncentrációnál 20-szor nagyobb nehézfém-koncentráció sem volt jelentős hatással a hidrolízisre.

Az eredmények alapján világos, hogy nincs mindig szükség az előkezelő lépésre a VSZH és/vagy szennyvíziszap nehézfémtartalmának eltávolítására, mivel a normál körülmények között a nyersanyagban található nehézfém nagy része eltávolítható a hidrolizálási lépésben a szilárd maradékkal. Azonban magas nehézfém-szennyezettségű VSZH és/vagy szennyvíziszap esetében szükség lehet a cellulózalapú nyersanyag vagy hidrolizátum fermentációt megelőző, itt leírtak szerinti előkezelésére.

4. példa

Nehézfémek eltávolítása a hidrolizátumból a fermentáció előtt

Nagy mennyiségű nehézfém jelenléte a hidrolizátumban gátolhatja a fermentáció lefutását vagy szennyezheti a termelt tejsavat. Ezért abban a váratlan esetben, mikor szokatlanul nagy a hidrolizátum nehézfémtartalma, a következő eljárás alkalmazható azok eltávolítására.

Meszet adunk a hidrolizátumhoz, míg a pH el nem éri a közelítőleg 10,5-11 értéket. Ekkor a gipszet és a mész feleslegét leszűrjük az iszapról, és megmérjük a hidrolizátum nehézfémtartalmát. A hidrolizátum nehézfémtartalma a 7. táblázatban leírtak szerint csökkent.

HU 222 511 Bl

7. táblázat

9. táblázat

Fém	Eredeti ppm	Végső ppm	%-os változás
Réz	0,94	0,19	80
Nikkel	2,1	1,5	29
Króm	4	0,4	90
Vas	480	66	86

A 7. táblázat adataiból kitűnik, hogy mész adagolásával hatékonyan csökkenthető a hidrolizátum nehézfém-koncentrációja. Az is megfigyelhető, hogy mész hozzáadásával eltávolítható a réz és króm 80%-90%-a. így ha egy 7. táblázatban bemutatott hidrolizátumot kapunk, melyben a nehézfém-koncentráció annyira magas, hogy súlyosan gátolná a fermentációs eljárást és szennyezné a termelt tej savat, mész hozzáadásával megoldhatjuk a problémát.

5. példa

Nehézfém eltávolítása a hidrolízis után nyert maradékból

Amennyiben szükséges, a következő eljárás használható a hidrolízis után nyert oldhatatlan komponenshez társuló nehézfémszint elégetés előtti csökkentésére. Az oldhatatlan komponenst összegyűjtöttük, és szobahőfokon 1%-os NaCl-oldattal mostuk. Kimosás után az oldhatatlan részt elválasztottuk a NaCl-oldattól, és mértük a társult nehézfémtartalmat. Az oldhatatlan komponenshez társuló nehézfém mennyisége csökkent, ami látható a 8. táblázat eredményeiből.

8. táblázat

Fém	Eredeti ppm	Végső ppm	%-os változás
Réz	50	13	74
1 Nikkel	7,1	2,9	59
Króm	17	5,3	69
Vas	1100	260	76

Az eredményekből kitűnik, hogy a hidrolízis után nyert oldhatatlan komponenshez társuló nehézfémek szintje csökkenthető elégetés előtti sós mosással.

6. példa

Cukrok elválasztása a kénsavtól

Ebben a példában egy 4,51% cukor/4,21% sav oldat esetében a cukrok elválasztására a kénsavtól az ISEP LC200 berendezést alkalmaztunk, 310 mikron átlagos méretű Finex CS16G gyantával, mely az Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, Fl-tól szerezhető be.

A gyanta térfogata 34,55 dm³ volt, a betáplált cukor/sav oldat pedig 0,082 gyantaágytérfogat per óra. A gyantát 1,65 dm³ víz/ dm³ betáplált folyadékkal mostuk. Az eredmények a következők voltak.

	Cukortermék	Savtermék
Visszanyerés	99,87%	96,08%
Tisztaság	95,5%	99,88%
Koncentráció	4,0%	4,25%

Tehát az ISEP berendezés hatékonyan el tudta választani a cukrokat a kénsavtól, lehetővé téve a kénsav reciklizálását az eljárásban.

7. példa

A hidrolízis folyamata során termelt lignin és gipsz analízise

A találmány szerinti hidrolízis folyamán termelt lignin és gipsz fizikai és kémiai tulajdonságainak meghatározására kiválasztottunk tipikus VSZH-mintákat, majd a találmány szerinti eljárással aprítottuk és hidrolizáltuk őket. A kapott lignint EPA és ASTM tesztelő szabványok szerint analizáltuk, hogy meghatározzuk égetés előtti és utáni fizikai és kémiai tulajdonságaikat. Ahol jeleztük, ott a lignint a Toxicitásra Jellemző Kilúgozó Eljárással (Toxicity Characteristic Leaching Procedure=TCLP) analizáltuk. Ebben a mintát 18 órán keresztül extraháltuk ecetsavval vagy nátrium-acetát-oldattal, majd meghatároztuk a kilúgozófolyadék szennyezőanyag-tartalmát, például fémeket, peszticideket és félig illékony szerves vegyületeket. A TCLP részletei a Test Methods fór Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods (Teszt Módszer Szilárd Hulladék Értékelésére, Fizikai/Kémiai Módszerek), EPA Publication SW-846-ban találhatók, melyet teljes egészében referenciaként közlünk a bejelentésben. Az analízis eredményeit a 10. táblázatban foglaltuk össze.

10. táblázat

Teszt	Eredmény¹
Általános
TCLP extraktum² pH-ja	4,91
TCLP extrahálófolyadék pH-ja	1
Fémek
Arzén, TCLP-vel extrahálható	0,11 mg/1
Bárium, TCLP-vel extrahálható	1,35 mg/1
Kadmium, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Króm	2,2 ppm
Króm, TCLP-vel extrahálható	0,13 mg/1
Réz	58 ppm
Ólom	11 ppm
Ólom, TCLP-vel extrahálható	0,11 mg/1
Higany, TCLP-vel extrahálható	0,0002 mg/1
Nikkel	<0,7 ppm
Szelén, TCLP-vel extrahálható	0,07 mg/1
Ezüst, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1

HU 222 511 Bl

10. táblázat (folytatás)

Teszt	Eredmény*
Cink	2,4 ppm
Illékony anyagok
Benzol, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Szén-tetraklorid, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Klór-benzol, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Kloroform, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
1,4-Diklór-benzol, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
1,2-Diklór-benzol, TCLP-vel extra\| hálható	0,001 mg/1
I 1,1-Diklór-etilén, TCLP-vel extra- 1 hálható	0,001 mg/1
I Metil-etil-keton, TCLP-vel extra- hálható	0,003 mg/1
Teszt	Eredmény*
Tetraklór-etilén, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Triklór-etilén, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Vinil-klorid, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Nem illékony komponensek
j o-Krezol, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
m, p-Krezol, TCLP-vel extrahálható	0,10 mg/1
2,4-Dinitro-toluol, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Hexaklór-benzol, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Hexaklór-butadién, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Hexaklór-etán, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Nitro-benzol, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Pentaklór-fenol, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
Piridin, TCLP-vel extrahálható	0,10 mg/1
2,4,5-Triklór-fenol, TCLP-vel extrahálható	0,05 mg/1
2,4,6-Triklór-fenol, TCLP-vel extrahálható	0,03 mg/1
Peszticidek
Chlordane, TCLP-vel extrahálható	0,001 mg/1
Endrin, TCLP-vel extrahálható	0,0002 mg/1
Heptachlor, TCLP-vel extrahálható	0,0002 mg/1
Heptachlor-epoxid, TCLP-vel extrahálható	0,0001 mg/1
Lindane, TCLP-vel extrahálható	0,0001 mg/1
Methoxychlor, TCLP-vel extrahálható	0,003 mg/1
Toxaphene, TCLP-vel extrahálható	0,00005 mg/1

Teszt	Eredmény’ 1
Növényvédő szerek
2,4-D, TCLP-vel extrahálható	0,010 mg/1
2,4,5-TP (Silvex), TCLP-vel extrahálható	0,010 mg/1
Egyéb
Minta szilárdanyag-tartalma	100,00%
Összes PCB	1 ppm
Száraz anyag adatai
Hamu, száraz	20,86%
Égéshő, száraz	24 768 ΙΟ³ j/k
Szén, fixált, száraz	18,91%
Illékony anyagok, száraz	60,23%
Kén, száraz	0,66%
Kapott anyagra számítva
Teljes nedvesség	64,19%
Hamu, kapott anyagra számítva	7,47%
Égéshő, kapott anyagra számítva	88 707 103 J/k
Szén, kapott anyagra számítva	6,77%
Illóanyagok, kapott anyagra számítva	21,57%
Kén, kapott anyagra számítva	0,24%
Elégetett anyagra számítva, elemi forma
Alumínium, elégetett anyagra számítva	17,10%
Kalcium, elégetett anyagra számítva	1,64%
Vas, elégetett anyagra számítva	1,03%
Magnézium, elégetett anyagra számítva	0,90%
Mangán, elégetett anyagra számítva	0,03%
Kálium, elégetett anyagra számítva	0,56%
Szilícium, elégetett anyagra számítva	24,06%
Nátrium, elégetett anyagra számítva	1,62%
Kén, elégetett anyagra számítva	0,10%
Titán, elégetett anyagra számítva	3,57%
Elégetett anyagra számítva, oxidforma
Alumínium-oxid (A1₂O₃), elégetett anyagra számítva	32,32%
Kalcium-oxid (CaO), elégetett anyagra számítva	2,30%
Vas-oxid (Fe₂O₃), elégetett anyagra számítva	1,47%
Magnézium-oxid (MgO), elégetett anyagra számítva	1,49%
Mangán-oxid (MnO₂), elégetett anyagra számítva	0,04%
Kálium-oxid (K₂O), elégetett anyagra számítva	0,67%
Szilícium-oxid (SiO₂), elégetett anyagra számítva	51,49%

HU 222 511 Bl

10. táblázat (folytatás)

Teszt	Eredmény¹
Nátrium-oxid (NaO₂), elégetett anyagra számítva	2,19%
Kén-trioxid (SO₃), elégetett anyagra számítva	0,25%
Titán-oxid (TiO₂), elégetett anyagra számítva	5,96%
Összes elégetett anyagra számított oxid	98,18%
Általános
Lignin és tanninok (vízoldékony)	0,13%
Égéshő-, nedvesség- és hamumentes	31 295 IO³ J/kg

¹ A százalékok tömegszázalékok.

A 10. táblázat eredményei megmutatják, hogy a találmány szerinti hidrolízisnél kapott ligninben elfogadható szintű a szennyeződés, és meglepően magas a fűtőérték. Ezért a VSZH cellulózkomponensének és/vagy a szennyvíziszapnak találmány szerinti eljárással történő feldolgozása olyan lignint eredményez, mely értékes tüzelőanyag-forrást képvisel.

A termelt gipszet szintén megvizsgáltuk EPA és ASTM szabvány szerint. Az analízis eredményeit all. táblázatban soroltuk fel. Ezekből látszik, hogy a találmány szerinti eljárásokban képződő gipsz jól használható építőanyag-adalékként vagy egyéb alkalmas célra.

11. táblázat

Meghatározások	'Százalék
Nedvesség	10,2
Hamu	83,9
Kén	16,9
\| Fémek	ppm
[ Ólom	38
1 Réz	9,5
\| Nikkel	21
Króm	40
Cink	82

'Tömegszázalck

8. példa

Tejsavtermelés VSZH-ból

A találmány szerinti teljes eljárást a következő példában részletezzük.

Nyersanyagtároló Silók Leírás

Ezek az állomások fogadják a nyersanyagot, melynek 85%-90%-a tiszta szerves anyag. Az eljárásban nyersanyagként használható anyagok a következők lehetnek: gyapotmaghulladék, vesszős fű, papírpép, textilzsákos házi szemét, mezőgazdasági hulladék, cukorrépa-hulladék, cukomádhulladék, városi szilárd hulladék (VSZH) cellulózkomponense és szennyvíziszap, és bármely hasonló nyersanyag, melynek megfelelő a szervesanyag-tartalma. A VSZH cellulózkomponensét vagy bármely nagyméretű részekből álló egyéb nyersanyagot -5,08 cm (1,59 x 5,08 cm) szemcsenagyságúra aprítjuk. A nyersanyagtól függően mindegyik siló közelítőleg 25 tonna anyagot tárol, ami megfelel 2 és fél (2-1/2) napi igénynek. Az anyagot, melyet előkezeléssel a híg kénsavas eljárásban kell feldolgozni, az 1A jelölésű silókban tároljuk, míg azt az anyagot, mely nem igényel előkezelést, az IB jelölésű silókban.

Betáplálás

Szükség szerint utántöltve. A Tejsavtermelő Rendszer úgy van tervezve, hogy napi 10 tonna nyersanyagot tudjon feldolgozni. Míg a silók az anyagot szakaszos üzemben kapják, átlagban a kiszállítás sebessége

18,8 kg/perc (napi 8 órában, heti öt napon át).

Kimenet

Anyagszállítás a Mérősilóba: 18,8 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át) sebességgel.

Specifikáció

A Nyersanyagtároló Silók 3 m magas modulokból készültek, 12 összehegesztett acéllemezből, és ezeket az igényelt változó térfogatnak megfelelően reteszeltük össze.

Mindegyik siló tárolási területe közelítőleg 2,5 napi szükségletet elégít ki (0,24 kg/dm³-t használva szabványként). A tárolási kapacitás a silóban levő nyersanyagjellegétől függ.

Mérősiló

Leírás

Az anyagot a 1A Nyersanyagtároló Silókból 18,8 kg per perc sebességgel átmérjük egy változtatható sebességű etetőcsiga-rendszer segítségével a 3 Előkezelő Kamrába (az IB Tárolósilóban levő anyagot nem kell előkezelni). A Mérősiló biztosítja az Előkezelő Kamrába (jelölés : 3) betáplált nyersanyag térfogatának pontos szabályozását.

Betáplálás

Az 1A Nyersanyagtároló Silóból az anyag

18,8 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át) sebességgel érkezik.

Kimenet

Az anyag 18,8 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át) sebességgel távozik a 3 Előkezelő Kamrába. Specifikáció

A Mérősiló 12 összehegesztett acéllemezből készült, melyben töltőgarat és csigás továbbítórendszer biztosítja az anyag egyenletes beáramlását a 3 Előkezelő Kamrába.

A Mérősiló kapacitása közelítőleg 18 974 dm³(1/2 nap, 0,24 kg/dm³-t számolva szabványsűrűségnek).

A tárolási kapacitás a silóban jelen levő nyersanyagtól függően változhat.

Előkezelő Kamra Leírás

A nyersanyagot 18,8 kg/perc sebességgel bemérjük az Előkezelő Kamrába. A 4 Hígkénsav-tároló Tartályból 40 °C-100 °C-on, 112,5 kg per perces sebességgel

HU 222 511 Bl hozzáinjektáljuk a híg kénsavat (l%-2%), és egyidejűleg összekeverjük a nyersanyaggal. A keverési arány közelítőleg 4:1-6:1 (4-6 kg 1%-2%-os tömény kénsav egy-egy kg nyersanyagra). A folyamatos betáplálási folyamat során tíz (10) perces állásidőt biztosítunk a keverőkamrában, ekkor végbemegy a nehézfémek elválasztása a nyersanyagtól. A kezelt nyersanyagot folyamatosan, 131,27 kg/perc sebességgel átmérjük az 5A Első Csigaprésbe.

Betáplálás

Nyersanyag: 18,8 kg/perc (napi 8 órában és heti napon át).

Híg sav (l%-2%): 112,5 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Anyag az 5A Első Csigapréshez: 131,27 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Specifikáció

Az Előkezelő Kamra egy csigatovábbítóból és egy szivárgásmentes vályúból áll. A kamra saválló anyagokból és korrózióbiztos tömítésekből készült. A továbbítandó anyag 10 percig tartózkodik az Előkezelő Kamrában, ezért ennek megfelelően méreteztük (közelítőleg m hosszú).

Az Előkezelő Kamra közelítőleges kapacitása 1889 dm³, a kapacitás azonban a silóban levő nyersanyag jellegétől függően változhat.

Higkénsav-tároló Tartály Leírás

A híg kénsav (koncentráció l%-2%) tárolása itt történik. A híg kénsavat 112,5 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk az Előkezelő Kamrába (jelölés: 3). Az 5A Első Csigaprésnél visszanyert, reciklizált híg kénsavat

84,38 kg/perc sebességgel (a nedvesség 75%-ának eltávolítására alapozva) vezetjük vissza. A Higkénsav-tároló Tartályt felszereltük egy leeresztőszeleppel, hogy az oldat egy részletét eltávolíthassuk és 12,33 kg/perc sebességgel átszivattyúzhassuk a 8 Hígkénsav-semlegesítő Tartályba. A Hígkénsav-semlegesítő Tartályt úgy terveztük, hogy közelítőleg 30 320 dm³ -t tudjon tárolni. Betáplálás

Reciklizált híg sav: 84,38 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Friss hígsav-feltöltés: 16,2 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Vízfeltöltés: 24,3 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Folyadék a 3 Előkezelő Kamrához 112 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Folyadék a Híg Kénsav/Mész Semlegesítő Tartályhoz (jelölés: 8): 12,33 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Specifikáció

A Higkénsav-tároló Tartály szerkezeti anyaga saválló, prémium/iso. gyanta, a tetején és oldalt kiszolgálójárdával, valamint védőrács nélküli, epoxigyantával bevont létrával.

A Higkénsav-tároló Tartály kapacitása 30 302 dm³.

Első Csigaprés Leírás

A 3 Előkezelő Kamrából a semlegesített nyersanyagot 131,27 kg/perc sebességgel bevezetjük az Első Csigaprésbe. Szabályozott préseléssel, közelítőleg

84,38 kg/perces sebességgel (75%-os nedvességeltávolításra számítva) eltávolítjuk a híg kénsav 60%-80%-át. A híg kénsavat ezután újrafelhasználás céljából visszavezetjük a 4 Higkénsav-tároló Tartályba. Az Első Csigaprés összepréseli a szilárd anyagot, amit azután pontunk és továbbvezetünk az 5B Második Csigaprésbe egy vízbevezetéssel ellátott keverő csigatovábbítóval, mely lehetővé teszi az anyag mosását az 5B Második Csigapréshez vezető úton.

Betáplálás

131 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át). Kimenet

Folyadék kivezetése a Higkénsav-tároló Tartályhoz:

84,38 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Szilárd anyag átszállítása a Második Csigapréshez:

46,8 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át). Specifikáció

Az Első Csigaprés szerkezeti anyaga korrózióálló anyag, és retenciós ideje közelítőleg 10 perc. Követelmény : minimum 60%-os folyadékextrakció.

Második Csigaprés Leírás

A semlegesített nyersanyagot átvezetjük 46,8 kg/perc sebességgel az 5A Első Csigaprésből az 5B Második Csigaprésbe. A 29B Víztároló Tartályból 84,38 kg/perc sebességgel vizet szivattyúzunk a csigatovábbítóba, és összekeverjük az 5A Első Csigaprésről jövő szilárd anyaggal. A szilárd anyag és víz összekeverésével eltávolítjuk a kénsav utolsó maradékát is a szilárd anyagból. A Második Csigaprés összepréseli a keveréket, és

84,38 kg/perc sebességgel eltávolítja a víz 60%-80%-át. A vizet visszavezetjük a Víztároló Tartályba (29B). A Második Csigaprés összepréseli a szilárd anyagot, amit utána porítunk és átviszünk a Szárítóba (jelölés: 6). Betáplálás

Az 5A Első Csigaprésből jövő szilárd anyag:

46,8 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Víz a 29B Víztároló Tartályból: 84,38 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Szilárd anyag a 6 Szárítóba: 46,8 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Víz a 29B Víztároló Tartályhoz: 84,38 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Specifikáció

A Második Csigaprés szerkezeti anyaga korrózióálló anyag, és retenciós ideje közelítőleg 10 perc. Követelmény : minimum 60%-os folyadékextrakció.

Szárító

Leírás

Az anyag - közelítőleg 30%-50% nedvességtartalommal - 46,8 kg/perc sebességgel érkezik az 5B Második Csigaprésből. A Szárítóban az anyagáram és kapaci14

HU 222 511 ΒΙ tás 4,00 tonna óránként, mely közelítőleg 5%-10% nedvességtartalmú terméket szolgáltat. A szárított anyag pehelyszerű konzisztenciájú. A szárított anyagot ezután pneumatikusan továbbítjuk a 7 Feldolgozottanyag-tároló Silóba.

Betáplálás

Szilárd anyag az 5B Második Csigaprésből

46,8 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Szilárd anyag a 7 Feldolgozottanyag-tároló Silóba:

20,25 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Szárítás során elveszített folyadék: 26,59 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Specifikáció

Kapacitás: 4,00 tonna per óra.

A tervezési követelményekkel összhangban, a megfelelő szárítási és hűtési határok biztosítására, beállítjuk a levegőre, hőmérsékletre és retenciós időre vonatkozó tervezési paramétereket.

Hozzáférhető levegőszabályozás több ventilátorral, légzsilippel és belső légvezetékkel.

Szőtt vagy barázdált szállítószalag, mely megfelel a termékkeveréknek.

Szabványos konstrukció (nincs szükség élelmiszerminőségű konstrukcióra).

Kétutas elrendezés, szakaszosan tökéletesen szabályozható szárítással és keveréssel, mely biztosítja a termék egységességét, valamint hóveszteség-szabályozással.

Feldolgozottnyersanyag-tároló Tartály Leírás

A feldolgozott nyersanyagot pneumatikusan szállítjuk át 20,25 kg/perc sebességgel a 6 Szárítóból a Tárolótartályba. A tartály befogadóképessége 25 tonna nyersanyag (közelítőleg 2,5 napi szükséglet). Az anyagot pontosan 12,51 kg/perc sebességgel bemérjük a 12 Hidrolizálórendszerbe.

Betáplálás

Szárítóból jövő 6 szilárd anyag: 20,25 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Szilárd anyag átszállítása a 12 Hidrolizálórendszerbe: 12,51 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napon át). Specifikáció

A Feldolgozottnyersanyag-tároló Tartály szerkezeti anyaga korrózióálló, 12 lapból összehegesztett acél, kapacitása közelítőleg 2,5 napi szükségletet kiszolgáló térfogat (0,24 kg/dm³-t véve szabványnak).

A tárolókapacitás a silóban levő nyersanyag sűrűségének függvénye. A siló megőrzi a nyersanyag megkövetelt 5%-10% nedvességtartalmát.

Hígkénsav-semlegesítő Tartály Leírás

A nehézfémoldatok és -részecskék leülepednek a 4 Hígkénsav-tároló Tartály fenekére. A híg kénsavat (koncentráció: 1%—2%) a szennyeződésekkel együtt,

12,38 kg/perc sebességgel átvezetjük a 4 Hígkénsav-tároló Tartály fenekéből a Hígkénsav-semlegesítő Tartályba. Hetes viszonylatban a szennyezett savoldatot 459 kg mésszel kezeljük. A mész reagál a savval, miközben gipsz képzése közben megköti a nehézfémeket. A folyadékot 64,26 kg/perc sebességgel átvezetjük a Gipsz Szalagprésre (jelölés: 10).

Betáplálás

Oldat a 4 Hígkénsav-tároló Tartályból: 12,38 kg/perc (napi 8 órában és heti 5 napban).

A 9 Mésztároló Tartályból a meszet manuálisan adagoljuk be a tartályba hetenként egyszer. Míg az összes meszet - 459 kg - egyszerre adagoljuk, átlagban ez 0,95 kg/perc (napi 8 órában, hétvégén egy napon). Kimenet

Oldat a 10 Gipsz Szalagprésbe: 64,26 kg/perc (napi 8 órában és hétvégén egy napon).

Specifikáció

Prémium/iso. gyanta, tetején és oldalt kiszolgálójárdával, valamint védőrács nélküli, epoxigyantával bevont létrával, 30 320 dm³ kapacitással. Névleges 3,1 m belső átmérő χ 4,98 m magasság, lapos fenék, minimum 4 rögzítőfogantyú és emelőlábak.

Mésztároló Tartály Leírás

A tartály tárolja a meszet az időszakos semlegesítéshez és a híg kénsavból származó nehézfém kicsapásához. A folyadék vagy száraz formában levő meszet manuálisan adagoljuk, közelítőleg 0,95 kg/perc sebességgel (459 kg/hét) a 8 Hígkénsav-semlegesítő Tartályba. Betáplálás

Mész : szükség szerint pótolva.

Kimenet

Mész a 8 Hígkénsav-semlegesítő Tartályba: hetente egyszer 459 kg száraz meszet manuálisan adagolunk a 8 Hígkénsav-semlegesítő Tartályba. Noha az 459 kg meszet egyszerre adagoljuk, átlagban ez 0,96 kg/perc mésznek felel meg (napi 8 órában és hétvégén egy napon).

Specifikáció

Ömlesztett mész beszerzése esetén a tartály 675 kg száraz meszet tud tárolni. Manuális leeresztőcsúszda is tartozik hozzá.

Zsákokban történő beszerzésnél a tartályt elhagyjuk, és a száraz mésszel töltött zsákokat raklapokon tároljuk.

Gipsz Szalagprés Leírás

A folyadékot a 8 Hígkénsav-semlegesítő Tartályból

64,26 kg/perc sebességgel a Gipsz Szalagprésbe szivattyúzzuk. A gipszet elválasztjuk a semlegesített folyadéktól, és 1,76 kg/perc sebességgel átszállítjuk a tárolótartályba. A semlegesített folyadékot 61,47 kg/perc sebességgel átvezetjük all Semlegesítettvíz-tároló Tartályba. Betáplálás

Az oldat a 8 Hígkénsav-semlegesítő Tartályból

64,26 kg/perc (napi 8 órában és hétvégén egy napon) sebességgel érkezik.

Kimenet

Gipsz: 1,76 kg/perc (napi 8 órában és hétvégén egy napon).

HU 222 511 Β1

Víz all Semlegesítettvíz-tároló Tartályhoz:

62.51 kg/perc (napi 8 órában és hétvégén egy napon). Specifikáció

Nagynyomású görgős szalagprés a semlegesített keverék vízmentesítésére és a víz elválasztására a gipsztől. A kapott tennék nedvességtartalma közelítőleg 50%.

Semlegesitettviz-tároló Tartály Leírás

A 29A Víztároló Tartályból és a 10 Gipsz Szalagprésből származó szűrt folyadékot átvezetjük a Semlegesítettvíz-tároló Tartályba, amikor szükségessé válik, hogy fenntartsuk az előkezelési lépésben előírt hígkénsav-egyensúlyt. A Semlegesítettvíz-tároló Tartály kapacitása 11 370 dm³.

Betáplálás

Víz a 10 Gipsz Szalagprésből: 61,47 kg/perc (napi 8 órában és hétvégén egy napon).

Víz a 29A Víztároló Tartályból: 11,97 kg/perc (napi 8 órában és hétvégén egy napon).

Kimenet

Víz a 4 Hígkénsav-tároló Tartályhoz: 24,3 kg/perc (napi 8 órában és heti öt napon át).

Specifikáció

Izoftalilgyanta, felső és oldalsó kiszolgálójárda, epoxigyantával bevont, védőháló nélküli létra. Kapacitás: 30 320 dm³. Nominális méret: 2,25 m belső átmérőx3 m magasság. Lapos fenék, minimum négy rögzítőfogantyúval és emelőlábakkal.

Hidrolizálórendszer (hidrolizáló)

Leírás

A Hidrolizálórendszer feladata a szilárd nyersanyag lebontása cellulózra és hemicellulózra. A nyersanyagot bármelyik 7, 1B Tárolótartályból 12,51 kg/perc sebességgel mérjük be. A tömény kénsavat (koncentráció 70%) 12,51 kg/perc sebességgel automatikusan beinjektáljuk a 30 Koncentráltkénsav-tároló Tartályból a Hidrolizálóba. A folyamatos betáplálású rendszerben a nyersanyag és a sav folyamatosan keveredik, az otttartózkodási idő közelítőleg 10 perc. A két anyag gélt képez, mely 25,02 kg/perc sebességgel kerül a Hidrolizálóból a 13 Főzőkészülékekbe. A Hidrolizálót automatikusan elárasztjuk 88 °C-os vízzel az egység tisztítására és az esetleges maradékok átvitelére a Főzőkészülékbe. Közelítőleg egy órát vesz igénybe, hogy a nyersanyag végighaladjon a Hidrolizálórendszeren, hogy a rendszert elárasszuk és megtöltsük a 13 Főzőkészüléket (13), A Hidrolizálórendszer egy óra hosszat üzemel, és egy Főzőkészüléket tölt meg. Ezután a rendszer egy óra hosszat áll, majd ismét kezdődik a folyamat a második Főzőkészülék megtöltésére.

Betáplálás

A nyersanyag a 7, 1B Tárolótartályokból

12.51 kg/perc sebességgel érkezik (napi 24 órában, heti 5 napon át, egy óra üzemelés és egy óra állásidő mellett).

A koncentrált kénsav 12,51 kg/perc sebességgel érkezik a 30 Koncentráltkénsav-tároló Tartályból (napi 24 órában, heti 5 napon át, egy óra üzemelés és egy óra állásidő mellett).

Kimenet

Gél a 13 Főzőkészülékhez: 25,02 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át, egy óra üzemelés és egy óra állásidő mellett).

Specifikáció

A Hidrolizálórendszer összetevődik egy szállítócsigából és egy szivárgásmentes vályúból.

A kamra szerkezeti anyaga saválló, és a tömítések korrózióállóak.

A végighaladó anyag 10 percig tartózkodik a Hidrolizálórendszerben, melyet e szerint méreteztünk (közelítőleg 4,5 m hosszú).

A Hidrolizálórendszer közelítőleges kapacitása: 25,02 kg/perc.

Főzőkészülék

Leírás

Mindegyik Főzőkészülék önállóan üzemeltethető, szerkezeti anyaga: polietiléngyanta, és kapacitása 4737,5 dm³ (közelítőleg 1,8 m belső átmérő χ 2,0 m magasság). Mindegyik készüléken van keverő és hőbevezetés, mely biztosítja a reakcióhoz szükséges közelítőleg 95 °C-99 °C-ot. A hőveszteség minimalizálására mindegyik készüléken 5 cm vastag poliuretánszigetelés van. A hidrolizált anyagot 2994 dm³ 88 °C-os vízbe helyezzük. A víz a Vízmelegítőből (jelölés: 32) 49,95 kg/perc sebességgel folyik a Főzőkészülékbe (50,41 dm³ /perc). A Főzőkészülékben található anyagok aránya: 2-4 rész víz, 1 rész 70%-os tömény kénsav és 1 rész nyersanyag. A tartózkodási idő a Főzőkészülékben két óra, ehhez jön egy óra betáplálási idő és egy óra ürítési idő. A kétórás tartózkodási idő célja a nyersanyag további lebontása és a cellulóz átalakítása cukorrá. A kétórás tartózkodási idő után a készüléket 75,02 kg/perc sebességgel átürítjük a 14 Tárolótartályba. Kiürítés után a készülék kész a 12 Hidrolizálórendszerből jövő újabb termék fogadására. Betáplálás

Hidrolizálórendszerből származó gél: 25,02 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át, váltakozva egy óra üzemelés, egy óra állás mellett).

Víz a 32 Vízmelegítőből (32): 49,95 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át, váltakozva egy óra üzemelés, egy óra állás mellett).

Kimenet

Folyékony termék átvezetése a 14 Tárolótartályba: 75,02 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át, váltakozva egy óra üzemelés, egy óra állás mellett). Specifikáció

1,8 m belső átmérő χ 2,03 m magasság, szerkezeti anyag iso. gyanta, homorú fenék, acéllábak 0,6 m térközzel, peremes felsőrész w lecsavarozható fedéllel, 0,45 m QA nyílás, fémkeverő tartószerkezet, melegbevezetés 88 °C fenntartására és 5 cm vastag poliuretánszigetelés.

Tárolótartály 1#

Leírás

Mindegyik 13 Főzőkészülék ebbe a tartályba ürít egy órán keresztül, 75,02 kg/perc sebességgel. Mivel az anyag 2 órát tartózkodik a 13 Főzőkészülékben, egy16

HU 222 511 BI órás szünet van az 1# Tárolótartály feltöltései között. A Tárolótartály lehetővé teszi, hogy az anyag lehűljön, és fel lehessen tölteni a Főzőkészüléket új anyaggal. A tartály kapacitása 2274 dm³, szerkezeti anyaga polietilén és nincs szigetelve. A tartályt úgy méreteztük, hogy 37,49 kg/perc folyamatos áramlást tudjon biztosítani a 15 szűrőpréshez.

Betáplálás

Főzőkészülékből érkező folyadék: 75,02 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át, váltakozva egy óra üzemelés, egy óra állás mellett).

Kimenet

Folyadékelvezetés a 15 Szűrőpréshez 37,35 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át)

Specifikáció

1,07 m belső átmérő χ 2,08 m magasság, szerkezeti anyag iso. gyanta, 30°-os homorú fenék, acéllábak 0,6 m térközzel, fedél (zárt) felsőrész w/0,46 m QA nyílás. Lapos fenék, minimum 4 leszorítófogantyúval és emelőlábakkal.

Szűrőprés

Leírás

Az anyagot a 14 Tárolótartályból 37,35 kg/perc sebességgel átvezetjük a Szűrőprésre. Membrán szűrőprést alkalmazunk a folyadékelegy szuszpendált szilárd alkotóelemeinek eltávolítására. A kapott szilárd anyag nedvességtartalma közelítőleg 30%-50%, és 2,34 kg/perc sebességgel továbbítjuk az A Lignintároló Tartályba, ahol megvárja a mosást. A folyékony anyagot a préstől

35,1 kg/perc sebességgel továbbítjuk a 16 Savvisszanyerő Tárolótartályba.

Betáplálás

Folyadék a 14 Tárolótartályból: 37,35 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Szilárd anyag az A Lignintároló Tartályba: 2,34 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át)

Folyadékelvezetés a 16 Savvisszanyerő Tárolótartályba : 35,1 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át). Specifikáció

37,35 kg/perc folyadékkapacitású membrán szűrőprés és hozzá tartozó szűrőkeret, PLC ellenőrző rendszer, csepegtetőtálcák, membrán tányérköteg többféle automatikus ellenőrző eszközzel, műszerfal, huzalozás stb.

Sawisszanyerő Tárolótartály Leírás

A 15 szűrőprésről a folyadékot 35,1 kg/perc sebességgel a Savvisszanyerő Tárolótartályba szivattyúzzuk. A Savvisszanyerő Tárolótartály lehetővé teszi, hogy a 17 Savvisszanyerő Rendszer napi 24 órát üzemeljen heti hét napon keresztül (az Előkezelési Szakasz és a Hidrolizáló Eljárás heti 5 napon át üzemel). A Savvisszanyerő Tárolótartály kapacitása 72 010 dm³ (2 napi adag) folyékony termék a 17 Savvisszanyerő Rendszer részére. Egy ilyen méretű tárolótartály lehetővé teszi, hogy a 17 Savvisszanyerő Rendszer csak hétvégeken üzemeljen. A folyékony terméket 25,11 kg/perc sebességgel átvezetjük a Savvisszanyerő Rendszerbe (jelölés: 17).

Betáplálás

A 15 Szűrőprésről származó folyadék bevezetése:

35,1 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át).

Kimenet

Folyadék kivezetése a 17 Savvisszanyerő Rendszerbe: 25,11 kg/perc (napi 24 órában és heti 5 napon át). Specifikáció

3,53 m belső átmérő χ 7,25 m magasság. Szerkezeti anyag: iso. gyanta tető, felső és oldalsó kiszolgálójárda, és epoxival bevont védőháló nélküli létra. Lapos fenék, minimum 4 leszorítófogantyúval és emelőlábakkal.

Savvisszanyerő Rendszer Leírás

A folyadékot a 16 Savvisszanyerő Tárolótartályból

25,11 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a Savvisszanyerő Rendszerbe. A 29A Víztároló Tartályból vizet is átvezetünk 53,1 kg/perc sebességgel a Savvisszanyerő Rendszerbe. A Savvisszanyerő Rendszerben vissza tudjuk nyerni a kénsav közelítőleg 96%-99%-át és a cukor közelítőleg 92%-99%-át, és szét tudjuk választani két különálló termékáramra. A kénsavoldatot (jelenlegi koncentráció: 5%) 52,29 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a 18 Bepárlóba. Ha az Előkezelő Eljárás üzemel, akkor a savas oldatot 16,2 kg/perc sebességgel átvezetjük a 4 Hígkénsav-tároló Tartályba és 36 kg/perc sebességgel a Bepárlóba. A cukoroldatot (koncentráció 9%-12% cukor) 26,15 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a 19 Tárolótartályba, hogy a későbbiekben rávihessük a 20 Fordított Ozmózisszűrőre.

Betáplálás

Folyadék a Savvisszanyerő Tárolótartályból:

25,11 kg/perc (napi 24 órában és heti 7 napon át).

Víz a 29A Víztároló Tartályból: 53,33 kg/perc (napi 24 órában és heti 7 napon át).

Kimenet

Cukoroldat a 19 Tárolótartályba: 26,15 kg/perc (napi 24 órában és heti 7 napon át).

Savoldat a 18 Bepárlóhoz: 52,29 kg/perc (8-24 óra heti 5 napon keresztül és napi 24 órában a hétvégén).

Üzemelés az Előkezelési Eljárás 8 órájában Betáplálás

Folyadék a 16 Savvisszanyerő Tárolótartályból:

25,11 kg/perc (napi 24 órában és heti 7 napon át).

Kimenet

Savoldat a 18 Bepárlóhoz: 36 kg/perc (0-8 óra heti 5 napon át).

Savoldat a 4 Hígsav-tároló Tartályhoz: 16,2 kg/perc (0-8 óra heti 5 napon át).

Specifikáció

Az ioncserélő rendszer, mely napi 24 órában, heti 7 napon keresztül fel tudja dolgozni a cukor/sav/víz oldatot, az Advanced Technologies Incorporated, Lakeland, Florida (Model No. ISEP LC2000)-tól szerezhető

HU 222 511 Bl be. Esetünkben az erősen savas ioncserélő gyantát használtuk (Finex SC16G, 310 mikron nagyságú, Advanced Separation Technologies).

Bepárló

Leírás

A savoldatot 52,29 kg/perc sebességgel szivattyúzzuk át a 17 Savvisszanyerő Rendszerből. A kénsavról lepároljuk a vizet úgy, hogy a savkoncentráció ismét elélje az eredeti 70%-ot. A tömény kénsavat 3,74 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a 30 Töménykénsav-tároló Tartályba újrafelhasználásra. A lepárolt vizet felfogjuk, kondenzáljuk a Bepárlóban, és 48,56 kg/perc sebességgel bevezetjük a 29 Víztároló Tartályba újrafelhasználásra. Az Előkezelési Eljárás üzemelésének 8 órájában ezen az állomáson a térfogatok a következőképen alakulnak: 1. savoldatbevitel: 36 kg/perc, 2. töménykénsav-kimenet: 2,57 kg/perc, 3. vízkimenet: 33,53 kg/perc. Betáplálás

Savoldat a Savvisszanyerő Rendszerből: 52,29 kg/perc (8-24 óra, heti 5 napon keresztül és napi 24 órában a hétvégén).

Kimenet

Tömény savoldat a 30 Töménykénsav-tároló Tartályba: 3,74 kg/perc (8-24 óra, heti 5 napon keresztül és napi 24 órában a hétvégén).

Víz a 29 Víztároló Tartályba: 48,56 kg/perc (8-24 óra heti 5 napon keresztül és napi 24 órában a hétvégén).

Üzemelés az Előkezelési Eljárás 8 órájában Betáplálás

Savoldat a 17 Savvisszanyerő Rendszerből: 36 kg/perc (0-8 óra, heti 5 napon keresztül).

Kimenet

Tömény savoldat a 30 Töménykénsav-tároló Tartályba: 2,57 kg/perc (0-8 óra, heti 5 napon keresztül). Specifikáció

Tányéros bepárló vagy ezzel egyenértékű készülék, mely a folyadékáramból el tudja távolítani a vizet a sav mellől, és be tudja töményíteni a kénsavat minimum 70%-ra.

Tárolótartály #2 Leírás

A cukoroldatot 26,15 kg/perc sebességgel átvezetjük a 17 Savvisszanyerő Rendszerből a #2 Tárolótartályba. A Tárolótartály feladata, hogy fogadja a cukor/víz oldatot a 17 Savvisszanyerő Rendszerből, és biztosítsa az oldat folyamatos áramlását a 20 Fordított Ozmózisszűrőhöz. A cukoroldatot 26,15 kg/perc sebességgel vezetjük át a Tárolótartályból (kapacitás: 2274 dm³) a Fordított Ozmózisszűrőhöz.

Betáplálás

Cukoroldat bevezetése a 17 Savvisszanyerő Rendszerből 26,15 kg/perc (napi 24 órában, heti hét napon át).

Kimenet

Cukoroldat átvezetése a 20 Fordított Ozmózisszűrőhöz: 26,15 kg/perc (napi 24 órában, heti hét napon át).

Specifikáció

1,22 m belső átmérő χ 2,03 m magasság. Szerkezeti anyag iso. gyanta, lapos fenék, zárt fedél 0,46 m-es QA kiszolgálójárda. Lapos fenék, minimum 4 leszorítófogantyúval és emelőlábakkal.

Fordított Ozmózisszűrő Leírás

A cukoroldatot 26,15 kg/perc sebességgel vezetjük át a 19 Tárolótartályból a Fordított Ozmózisszűrőhöz.

A Fordított Ozmózisszűrő feladata az oldat cukorkoncentrációjának emelése. A szűrő a cukortartalmat 1%-ról 20%-ra tudja megemelni. A cukoroldatot ezután 15,35 kg/perc sebességgel átvezetjük az Ammónia- és 21 pH-szabályozó Rendszerbe. A kivont vizet

10,8 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a 29A Víztároló Tartályba.

Betáplálás

Cukoroldat átvezetése a 19 Tárolótartályból: 26,15 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át). Kimenet

Cukoroldat átvezetése az Ammónia- és 21 pH-szabályozó Rendszerbe: 15,35 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Víz elvezetése a 29A Víztároló Tartályba:

10,8 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át). Specifikáció

A nano-szűrőrendszer speciális feladata a cukor/víz oldat betöményítése.

Ammónia- és pH-szabályozó Rendszer Leírás

Az Ammónia- és pH-szabályozó Rendszer áll egy Ammóniatároló Tartályból és inline injektorokból, melyek biztosítják az ammónia beadagolását a cukoroldatba. A cukoroldatot 15,35 kg/perc sebességgel vezetjük át a 20 Fordított Ozmózisszűrőből az Ammónia- és pH-szabályozó Rendszerbe. A pH igen pontos ellenőrzése mellett, közelítőleg 0,021 kg/perc sebességgel pontos ammóniamennyiségeket injektálunk automatikusan az oldatba. Az ammónia közelítőleg hatra (6) stabilizálja a pH-t, ezzel biztosítva a környezetet a tejsavbaktériumok cukorfermentációjához. Az egész folyamat azalatt megy végbe, miközben az oldat 15,35 kg/perc sebességgel áramlik a 22 Tejsavbaktérium-injektáló Rendszerhez.

Betáplálás

Cukoroldat átvezetése a 20 Fordított Ozmózisszűrőtől : 15,35 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Ammóniabevitel az Ammóniatároló Tartályból: 0,05 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Szükséges ammóniafeltöltés: 218 kg/hét.

Kimenet

Cukor/ammónia oldat bevezetése a 22 Tejsavbaktérium-injektáló Rendszerbe 15,35 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Specifikáció

Szabályozóegység, mely biztosítja a pontos ammóniamennyiség beadagolását a cukor/víz/nyomnyi sav

HU 222 511 Bl áramba. Az egység tartalmaz pH-érzékelőket, melyek nyomon követik a pH-egyensúlyt, és továbbítják az információt a szabályozóinjektorhoz, mely beadagolja a megfelelő ammóniamennyiséget az áramba.

Tejsavbaktérium-injektáló Rendszer Leírás

A 21 Tejsavbaktérium-injektáló Rendszer egy, az Ammónia- és pH-szabályozó Rendszerhez hasonló online rendszer. A Tejsavbaktérium-injektáló Rendszer áll egy tejsavbaktérium-tároló tartályból és egy inline injektorból a tejsavbaktériumok cukor/ammónia oldatba történő bevezetésére. A cukoroldatot 15,35 kg/perc sebességgel vezetjük át 21 az Ammónia- és pH-szabályozó Rendszerből az Injektálórendszerbe. A pontos tejsavbaktérium-mennyiséget automatikuson injektáljuk az oldatba közelítőleg 0,38 kg/perc sebességgel. A teljes tejsavbaktérium-injektálási folyamat végbemegy, mialatt az oldat 15,75 kg/perc sebességgel áramlik a 23 Tárolótartályba.

Betáplálás

Cukor/ammónia oldat a 21 Ammónia- és pH-szabályozó Rendszerből: 15,35 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Tejsavbaktériumok a Tárolótartályból: 0,38 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Szükséges tejsavbaktérium-pótlás: meghatározatlan. Ha a 25 Szűrési Rendszerben az összes baktérium visszanyerhető, nagyon kevés baktériumpótlásra van szükség.

Kimenet

A cukor/ammónia/baktérium oldat átvezetése a

Tárolótartályba: 15,75 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Specifikáció

Szabályozóegység, mely a fermentációhoz a pontos baktériummennyiséget injektálja a cukor/víz áramba. Kapacitása: 3790 dm³, 1,8 m belső átmérő x 1,65 m magasság, szerkezeti anyag iso. gyanta, lapos fenék, zárt tető, epoxigyantával bevont, védőháló nélküli létra.

3# Tárolótartály Leírás

A cukor/ammónia/baktérium oldatot 15,75 kg/perc sebességgel vezetjük át a 22 Tejsavbaktérium-injektáló Rendszerből a 3# Tárolótartályba. A Tárolótartály kapacitása: 11 370 dm³ oldat. A Tárolótartály mérete lehetővé teszi, hogy a 24 Fermentort 12 óra alatt egy napra elegendő oldattal lehessen feltölteni. Az oldatot 31,5 kg/perc sebességgel vezetjük át 12 óra alatt a 24 Tárolótartályból a Fermentorba.

Betáplálás

A 22 Baktériuminjektáló Rendszerből jövő cukor/ammónia/baktérium oldat: 15,75 kg/perc (napi órában, heti 7 napon át).

Kimenet

A cukor/ammónia/baktérium oldat átvezetése a 24 Fermentorba: 31,5 kg/perc (napi 12 órában, heti 7 napon át).

Specifikáció

Kapacitás: 11 237 dm³, 2,25 m belső átmérő χ 3,03 m magasság, prem/iso. gyanta w/Nexus burkolat, 0,61 m oldalsó és felső kiszolgálójárda és epoxigyantával bevont, védőháló nélküli létra.

Fermentor

Leírás

A cukor/ammónia/baktérium oldatot 31,5 kg/perc sebességgel átvezetjük a 23 Tárolótartályból a Fermentorba. A Fermentor kapacitása: 24 635 dm³. Amikor a Fermentor megtelt, a fermentációs reakció beindítására a keveréket közelítőleg 25 °C-50 °C-ra hevítjük. A fermentáció során a tejsavbaktériumok a cukrokat tejsavvá alakítják át. A reakció beindulás után már hőtermelő. Ezért Chillier-féle 27 Hűtőkígyót használunk, hogy a keverék hőmérsékletét közelítőleg 25 °C-50 °C-on tartsuk, és megakadályozzuk a túlhevülést. Amikor a fermentáció befejeződött a Fermentorban, a fermentlét 188,9 kg/perc sebességgel, 2 óra alatt átvezetjük a 25 Baktériumszűrő és -tároló Készülékbe. A Fermentort ezután gőzzel tisztítjuk, és felkészítjük a következő sarzsra.

Betáplálás

A cukor/ammónia/baktérium oldat a 23 Tárolótartályból: 31,5 kg/perc (napi 12 órában, heti 7 napon át).

Kimenet

Fermentlé a 25 Baktériumszűrő és -tároló Készülékhez: 188,9 kg/perc (napi 2 órában, heti 7 napon át). Specifikáció

Kapacitás: 24 635 dm³, 3,1 m belső átmérő χ3,3 m magasság, iso. gyanta, lapos fenék, zárt fedél, 0,61 m oldalsó és felső kiszolgálójárda és epoxigyantával bevont, védőrács nélküli létra.

Tejsavbaktérium-szűrő és -tároló Készülék Leírás

A Tejsavbaktérium-szűrő és -tároló Készülék áll egy szűrőből, mely kiszűri a baktériumokat és visszavezeti a 22 Tejsavbaktérium-injektáló Rendszerbe, és egy Tárolókészülékből, mely szabályozza az áramlást a 26 Tejsavfeldolgozó Készülékbe, és rövid kiürítési időt biztosít a 24 Fermentorok számára (közelítőleg 2 óra). A tejsavoldatot 188,9 kg/perc sebességgel visszük át a 24 Fermentorból a Baktériumszűrőbe. A szűrő eltávolítja a baktériumokat az oldatból, és 4,59 kg/perc sebességgel átszivattyúzza a baktériumokat az 22 Injektálórendszerbe. A visszamaradó tejsavoldatot 184,32 kg/perc sebességgel átvezetjük a Tárolókészülékbe. A Baktériumszűrő és -tároló Készülék szabályozza a tejsavoldat áramlását (sebesség: 15,3 kg/perc) a 26 Tejsavfeldolgozó Készülékbe.

Betáplálás

Oldat a 23 Fermentorból: 188,9 kg/perc (napi 2 órában, heti 7 napon át).

Kimenet

Baktériumok elvezetése a 22 Baktériuminjektáló Rendszerhez: 4,59 kg/perc (napi 2 órában, heti 7 napon).

HU 222 511 Β1

Specifikáció

Kapacitás: 24 635 dm³. 3,1 m belső átmérőx3,3 m, magasság, iso. gyanta, lapos fenék, zárt fedél 0,61 m oldalsó és felső kiszolgálójárda és epoxigyantával bevont, védőrács nélküli létra.

Tejsavfeldolgozó Készülék Leírás

A tejsav feldolgozható bármely eljárással és/vagy bármely készülékben, mely alkalmas a fermentáció során termelt tejsav betöményítésére és tisztítására. Például a fermentációs eljárásban kapott tejsavoldatot kezelhetjük mésszel, majd betöményíthetjük a 18 Bepárlóban, majd átszivattyúzhatjuk kristályosítócsészékbe, ahol kalcium-laktát-kristályokat nyerhetünk. Előnyösen ioncserélő gyanták is alkalmazhatók a fermentációs eljárásban termelt tejsav betöményítésére és tisztítására. Például a Sigma Chemical Co., St. Louis, MO-tól beszerezhető Amberlite ioncserélő gyanták alkalmasak erre a célra. Még előnyösebben alkalmazható a 4 522 726 és 4 764 276 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (melyet referenciaként említünk a bejelentésben) közzétett készülék, melyben folyamatosan töményíthető és tisztítható a fermentlé tejsavtartalma.

Chillier-féle Csőkígyó Leírás

A Chillier-féle Csőkígyó egy alaphócserélő, melynek célja a 24 Fermentorok fűtése és a bennük termelt hő elvonása. A Csőkígyó a bojlerből származó gőzhevítést használja a fermentációs reakció beindítására. A reakció beindulása után a Chillier Csőkígyó lagúnából származó hideg vizet használ a fermentorokból történő hőelvonásra. A Chillier Csőkígyó a 24 Fermentor hőfokát közelítőleg 25 °C és 50 °C között tartja. Betáplálás

Víz a lagúnából szükség szerint (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Gőz a bojlerből: 22,5 kg, 3,45-10⁵ Pa túlnyomáson, szükség szerint.

Kimenet

Víz a lagúnához szükség szerint (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Gőz a bojlerhez: 22,5 kg, 3,45-10⁵ Pa túlnyomáson, szükség szerint.

Specifikáció

A Chillier-féle Csőkígyó vízigénye szükség szerint biztosított.

A bojler gőzleadása a Chillier-féle Csőkígyó felé szükség szerint biztosított.

Tejsavtároló Tartály Leírás

A kinyert tejsavat 2,07 kg/perc sebességgel (379 dmVtonna száraz nyersanyagot véve szabványként) átvezetjük a Tejsavtároló Tartályba. A Tejsavtároló Tartályt hetente ürítjük át 153 kg/perc sebességgel egy tartálykocsiba. Az összes tárolótartálynak ASME-jogosítványa van, és bőven kielégíti az összes állami és helyi előírást, ipari szabályozót, EPA és egyéb környezetvédelmi követelményeket. A bennük tárolt anyag miatt az előírások és szabályozók 110%-os biztonsági térfogathatárt írnak elő, hogy felfogható legyen bármely kiömlött vagy kiürített anyag.

Betáplálás

Tejsav a 26 Feldolgozórendszerből: 2,07 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Kimenet

Tejsav a Tartálykocsihoz: 153 kg/perc (napi 2 órában, egyszer hetente).

Specifikáció

3,1 mx4,03 m magas, Prémium 470 gyanta/iso., lapos fenék, zárt fedél, oldalsó és felső kiszolgálójárdák, epoxigyantával bevont létra. Lapos fenék, minimum 4 leszorítófogantyúval és emelőlábbakkal.

Víztároló Tartály Leírás

A Víztároló Tartályban tiszta vizet tárolunk, amit a Tejsavtermelő Eljárásban, az Előkezelő Eljárásban és a berendezésben használtunk. A vizet szükség szerint vezetjük a különböző helyekre. A közelítőleges vízáramok a következők:

Betáplálás

Víz a 20 Fordított Ozmózisszűrőtől 10,8 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Víz a 18 Bepárlóból: 33,53 kg/perc (0-8 órában, heti 5 napon át).

Víz a 18 Bepárlóból: 48,56 kg/perc (8-24 órában, és hétvégeken).

Vízfeltöltés: 183 600 kg/hét.

Kimenet

Víz a 11 Semlegesítettvíz-tároló Tartályhoz: 11,97 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át).

Víz a 32 Vízmelegítőhöz: 49,95 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át, váltakozva, egy óra üzemelés, egy óra állás).

Víz a 17 Savvisszanyerő Rendszerhez: 53,1 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Specifikáció

3,53 m belső átmérő χ 9,38 m magasság, izoftálsavgyanta, tetején és oldalt 0,6 m járda, epoxigyantával bevont létra és védőrács. Lapos fenék, minimum négy leszorítófogantyú és emelőláb. Közelítőleges kapacitás: 97 024 dm³.

Víztároló Tartály Leírás

Az Előkezelő Eljárásban cirkuláltatott vizet a 29B Víztároló Tartályban tároljuk. A vízzel távolitjuk el a nehézfémnyomokat és savat, ami visszamaradt az előkezelt nyersanyagban. A vizet 84,38 kg/perc sebességgel vezetjük az 5B Második Csigapréshez. A vizet utána 84,38 kg/perc sebességgel visszavezetjük a Második Csigaprésből. Időszakonként a vizet semlegesíteni kell közelítőleg 9 kg mésszel. Tesztekkel határozzuk meg a semlegesítések közötti napok pontos számát.

Betáplálás

Víz az 5B Második Csigaprésből: 84,38 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át).

HU 222 511 Bl

Kimenet

Víz az 5B Második Csigapréshez: 84,38 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át).

Specifikáció

Kapacitás: 11 370 dm³. 2,25 m belső átmérő x 3,03 m magasság, prem/iso. gyanta w/Nexus burkolat, 0,61 felső és oldalsó kiszolgálójárda és védőháló nélküli, epoxigyantával bevont létra. Lapos fenék, minimum négy leszorítófogantyúval és emelőlábbakkal.

Töménykénsav-tároló Tartály Leírás

A Töménykénsav-tároló Tartályban tároljuk az eljárásban használt 70%-os kénsavat. A tartály fogadja be a 18 Bepárlóból 2,57 kg/perc sebességgel érkező tömény savat az Előkezelő Rendszer 8 órás üzemelési ideje alatt és a további 16 órás üzemelésből származó 3,74 kg/perc sebességgel érkező savat, valamint a hétvégeken képződő savat. A tömény kénsavat 12,51 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a Töménykénsav-tároló Tartályból a 12 Hidrolizálórendszerbe váltakozva, egyórás szivattyúzás egyórás állás mellett. A Töménykénsav-tároló Tartálynak ASME-jogosítványa van, és bőven kielégíti az összes állami és helyi előírást, ipari szabályozót, EPA és egyéb környezetvédelmi követelményeket. Az anyag miatt, amit tartalmaznak, az előírások és szabályozók 110%-os biztonsági térfogathatárt írnak elő, hogy felfogható legyen bármely kiömlött vagy kiürített anyag.

Betáplálás

A 18 Bepárlóból jövő tömény kénsav: 2,57 kg/perc (napi 0-8 órában, heti 5 napon át).

A 18 Bepárlóból jövő tömény kénsav: 3,74 kg/perc (napi 8-24 órában, heti 5 napon át és hétvégeken).

Szükség szerint kénsavfeltöltés: 10 125 kg/hét. Kimenet

Tömény kénsav a 12 Hidrolizálórendszerbe: 12,51 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át, felváltva, egy óra üzemelés és egy óra állás mellett). Specifikáció

3,1 m belső átmérő χ 5 m magasság, premium/iso. gyanta, tetején és oldalt kiszolgálójárda, epoxigyantával bevont létra és védőrács. Lapos fenék, minimum négy leszorítófogantyú és emelőlábak. Közelítőleges kapacitás: 39 415 dm³.

Szennyvíztároló Tartály (amennyiben szükséges) Leírás

A 13 Főzőkészülékbe adagolt víz helyettesíthető városi hulladékvízzel vagy szennyvízzel. A 93 °C fölötti hőfok és a kénsav minden baktériumot és patogént elpusztít. A szennyvízben jelen levő szilárd anyag mennyisége minimális, és nem csökkenti a lignin futőértékét. A szennyvíz magas nitrogéntartalma nemcsak tápanyagként szolgál a tej savbaktériumok számára, de egyúttal csökkenti az ammónia mennyiségét, mely mint nitrogénforrás szükséges a fermentáció normál lefutásához. A szennyvizet (adott esetben) 49,95 kg/perc sebességgel szivattyúzzuk a 32 Vízmelegítőhöz.

Betáplálás

Szennyvíz, kívánság szerint ömlesztve szállítva a Forrásból. Ha kizárólag szennyvíz került felhasználásra, melyet nem töltöttünk fel tiszta vízzel, az igény: 180 000 kg/hét. Átlagos szállítási sebesség: 25,02 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át).

Kimenet

Szennyvíz a 32 Vízmelegítőhöz: 49,95 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át, egy óra szivattyúzás és egy óra állás mellett).

Specifikáció

3,1 m belső átmérő χ 5 m magasság, izoftálsavgyanta, tetején és oldalt 0,6 m kiszolgálójárda, epoxigyantával bevont, védőrács nélküli létra. Lapos fenék, minimum négy leszorítófogantyú és emelőlábak. Közelítőleges kapacitás: 39 416 dm³.

Vízmelegítő

Leírás

A 29A Víztároló Tartályból a tiszta vizet 49,95 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk A Vízmelegítőbe (ha hulladékvizet használunk, a folyadékot a 31 Szennyvíztároló Tartályból szivattyúzzuk át ugyanilyen sebességgel). A vizet közelítőleg 88 °C-ra hevítjük, majd 49,95 kg/perc sebességgel átszivattyúzzuk a 13 Főzőkészülékekbe egy óra szivattyúzás és egy óra állás mellett.

Betáplálás

Víz a 29A Víztároló Tartályból vagy a 31 Szennyvíztároló Tartályból: 49,95 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át, váltakozva, egyórás szivattyúzás és egyórás állás mellett).

Kimenet

Víz a 13 Főzőkészülékhez: 49,95 kg/perc (napi 24 órában, heti öt napon át, váltakozva egyórás szivattyúzás és egyórás állás mellett).

Specifikáció

Közvetetten fütött melegvíz-tároló fűtőelem, 0,91 m átmérő χ 1,32 m hosszú függőleges ASME-tartály, 8,61 · 10⁵ Pa túlnyomásra tervezve, belső rézbevonattal és duplikátoros szigeteléssel. A tartály kapacitása: 758 dm³.

Az egység felszereléséhez tartozik P&T biztonsági szelep, nyomás- és hőfokmérő műszerek, egyfalú tartályfűtő elem színesfémes csőborítással, önműködő gőzszabályozó szelep, bevezetett gőz szűrője, cseppcsapda és F&T csapda. Kapacitás: 3785 dm³/óra, 16 °C és 88 °C között, 6,89 10⁵ Pa gőznél. Az egység 3785 dm³/órát szolgáltat folyamatos üzemben, és használaton kívül 758 dm³ a tárolókapacitása.

Lignintároló Tartály Leírás

Egyszerű tárolótartály, itt tároljuk a porított lignint, míg manuálisan át nem szállítjuk az anyagot a mosó- és semlegesítőrészlegbe. A lignint 2,34 kg/perc sebességgel távolítjuk el a 15 Szürőprésből. A lignint manuálisan adagoljuk be az 5B Második Csigaprésbe, ott kimossuk, majd 7,02 kg/perces sebesség mellett megszárítjuk a 6 Szárítóban. Szárítás után a lignin futőértéke

HU 222 511 Bl

2,35 · 10⁷-3,13 · 10⁷ J/kg, innen szállítjuk át a B Bojlemyersanyag-tároló Tartályba.

Betáplálás

Lignin a 15 Szűrőprésből: 2,34 kg/perc (napi 24 órában, heti 5 napon át), manuális üzem.

Kimenet

Lignin az 5B Második Csigapréshez: 7,02 kg/perc (8-16 órán keresztül, heti 5 napon át).

Specifikáció

Hordozható fenékürítő tárolókocsik, méretük közelítőleg 1,8 χ 1,8 x 1,5 m közelítőleg 5096 dm³ tárolókapacitás esetén.

Bojlemyersanyag-tároló Tartály Leírás

Egyszerű tárolótartály porított lignin és faforgács tárolására. A lignin/faforgács vagy lignin/nem klórozott műanyag keverék bojlerfűtőanyagként szolgál. A lignint 7,02 kg/perc sebességgel szállítjuk át a Bojlernyersanyag-tároló Helyre. A bojlerfűtőanyag közelítőleg 7,11 kg/perc sebességgel ég el, eközben a gőztermelés 1710 kg/óra.

Betáplálás

Lignin a 6 Szárítóból: 7,02 kg/perc (napi 8 órában, heti 5 napon át).

Faforgács: szükség szerint, a lignintermeléstől függően.

Kimenet

Bojlerfűtőanyag a C Bojlerhez: 7,11 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Specifikáció

Bojlemyersanyag fenékürítő tárolókocsi, mérete közelítőleg 3x3x4,8 m, tárolókapacitás közelítőleg 45 296 dm³.

Bojler (C)

Leírás

A bojlerkomplexumot használjuk a rendszer számára szükséges gőz és meleg víz előállítására. A rendszer gőzt és meleg vizet felhasználó elemei : a 13 Főzőkészülék, a 17 Savvisszanyerő Rendszer és a 24 Fermentorok. A gőztermelő üzem maximum 427,5 kg/óra lignin/faforgács fűtőanyagot éget el közelítőleg 1710 kg/óra gőztermeléshez, 8,61-10⁵ Pa túlnyomás mellett.

Betáplálás

Bojlerfűtőanyag a B Bojlemyersanyag-tároló Tartályból: 7,11 kg/perc (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Kimenet

Gőz: 1710 kg/óra gőz (napi 24 órában, heti 7 napon át).

Specifikáció

A Bojlerrendszer a következő elemekből áll: fütőanyag-betápláló rendszer, tangenciális tüzelőrendszer, HRT bojler nyomás alatti készülékek, mechanikus porkollektor, ventilátor és állványa, kondenzátum-visszavezető és bojlerbetápláló rendszer, bojlerbetápláló szivattyú és szabályozórendszer, műszerfal és kémiai betáplálórendszer, és vízlágyító.

Szilárdhulladék-feldolgozó Rendszer, összefoglalás

A szilárd hulladék, szennyvíziszap és gumiabroncstörmelék feldolgozására kidolgozott eljárás hasznos, kereskedelmileg értékesíthető termékek előállítására szolgáló, teljesen zárt és szagmentes rendszer. Használat után a teljes vízmennyiséget megszüljük és tisztítjuk, minden szagot és port kiszűrünk, illetve összegyűjtünk.

A jelen példa 10 tonna/nap kapacitású eljárást ismertet, de ez könnyen felnagyítható 50-1000 tonna/napra. Egyedül az áramlás sebessége és/vagy az eljárás napi üzemelési ideje, órái, változnak.

A találmány részletes ismertetése után bármely szakember alkalmazhat számos egyenértékű üzemelési módot, illetve egyéb paramétereket anélkül, hogy ez szűkítené a találmány oltalmi körét vagy bármely megvalósítási módját.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás tejsav előállítására városi szilárd hulladékból, azzal jellemezve, hogy (a) beszerezzük a városi szilárd hulladékot;

(b) eltávolítjuk a gumiabroncsokat, ömlesztett vastartalmú fémeket és színesfémeket, műanyagokat, gumit és üveget a hulladékból, ekkor nyerjük a cellulózkomponenst;

(c) felaprítjuk a (b) lépésben nyert cellulózkomponenst;

(d) a felaprított cellulózkomponenst a maradék nehézfém nagyobb részének oldatba vitelére híg kénsavval kezeljük 40 °C-100 °C-on, ekkor egy oldott komponenst és egy oldhatatlan komponenst nyerünk;

(e) a (d) lépésben kapott oldott komponenst elválasztjuk az oldhatatlan komponenstől;

(f) megszárítjuk az (e) lépésben kapott oldhatatlan komponenst, (g) az (f) lépésben kapott, szárított, oldhatatlan komponenst 1:1 arányú tömény kénsavval kezeljük, az oldhatatlan komponens tömegére számítva, ekkor részlegesen hidrolizált keverékhez jutunk;

(h) a (g) lépésben kapott, részlegesen hidrolizált keveréket 80 °C és 100 °C közötti hőmérsékleten felhígítjuk vízzel;

(i) a (h) lépésben kapott hígított keveréket 100 °Con kevertetjük, ekkor az emésztett anyaghoz jutunk;

(j) eltávolítjuk a szilárd anyagot az (i) lépésben kapott emésztett keverékből, ekkor egy szűrletet nyerünk;

(k) a szűrletet szétválasztjuk savtartalmú oldatra és cukortartalmú oldatra;

(l) a cukortartalmú oldatot betöményítjük l%-20%os cukortartalmúra;

(m) beállítjuk az (1) lépésben kapott tömény cukortartalmú oldat pH-ját 4,5 és 7,5 közé;

(n) az (m) lépésben kapott oldatot tej savbaktériumokkal fermentáljuk, ekkor tejsavat tartalmazó oldatot nyerünk, és

HU 222 511 Bl (o) feldolgozzuk az (n) lépésben kapott oldatot, és kereskedelmi értékesítésre alkalmas tejsav formájában kinyerjük a tejsavat.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (e) lépésben az oldható komponenst csigaprésben választjuk el az oldhatatlan komponenstől.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (h) lépésben vízként hulladékvizet vagy nitrogéntartalmú szennyvizet alkalmazunk.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (j) lépésben az emésztett keveréket szűrőprésen szűrjük.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (k) lépésben a szűrletet folyamatos, ionkizárásos kromatográfíával választjuk szét savtartalmú oldatra és cukortartalmú oldatra.
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (k) lépésben a szűrletet folyamatos, ellenáramú, ionkizárásos kromatográfíával választjuk szét savtartalmú oldatra és cukortartalmú oldatra.
7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (1) lépésben a cukortartalmú oldatot fordított ozmózisszűréssel töményítjük be l%-20% cukortartalmúra.
8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (m) lépésben az (1) lépésben kapott tömény cukoroldat pH-ját ammóniaadagolással 4,5 és 7,5 közé állítjuk be.
9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (o) lépésben a tejsavbaktériumokat a tejsavfeldolgozás előtt szűréssel távolítjuk el az oldatból.
10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (h) lépésben a (g) lépésben nyert, részlegesen hidrolizált anyagot 80 °C-100 °C-os vízzel hígítjuk, ekkor egy oldathoz jutunk, mely egy tömegrész részlegesen hidrolizált anyagra 4-6 tömegrész vizet tartalmaz.
11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (g) lépésben nyert szárított, oldhatatlan komponenst a fenti tömény kénsavas kezelés előtt szennyvíziszappal vagy zagypogácsával keverjük el.
12. Eljárás tejsav előállítására városi szilárd hulladékból, azzal jellemezve, hogy (a) beszerezzük a városi szilárd hulladékot;

(b) eltávolítjuk a gumiabroncsokat, ömlesztett vastartalmú fémeket és színesfémeket, műanyagokat, gumit és üveget a fenti hulladékból, ekkor nyerjük a cellulózkomponenst;

(c) felaprítjuk a (b) lépésben nyert cellulózkomponenst;

(d) a (c) lépésben kapott felaprított cellulózkomponenst a maradék nehézfém nagyobb részének oldatba vitelére 1%-10%-os kénsavval 0,25-4 óra hosszat kezeljük 40 °C-100 °C-on, ekkor egy oldott komponenst és egy oldhatatlan komponenst nyerünk;

(e) a (d) lépésben kapott oldott komponenst csigaprés segítségével elválasztjuk az oldhatatlan komponenstől;

(f) megszárítjuk az (e) lépésben kapott oldhatatlan komponenst;

(g) az (f) lépésben kapott, szárított, oldhatatlan komponenst 10 percig 30 °C-80 °C-on 1:1 arányú tömény kénsavval kezeljük, az oldhatatlan komponens tömegére számítva, ekkor részlegesen hidrolizált keverékhez jutunk;

(h) a (g) lépésben kapott, részlegesen hidrolizált keveréket 80 °C és 100 °C között felhígítjuk vízzel, ekkor egy oldatot nyerünk, mely 4-6 tömegrész vizet tartalmaz 1 tömegrész részlegesen hidrolizált anyagra nézve;

(i) a (h) lépésben kapott hígított keveréket 100 °Con 1 -4 óra hosszat kevertetjük, ekkor az emésztett anyaghoz jutunk;

(j) az (i) lépésben kapott emésztett keveréket szűrőprésen szüljük, ekkor egy szűrletet nyerünk;

(k) a szűrletet folyamatos, ionkizárásos kromatográfiával szétválasztjuk savtartalmú oldatra és cukortartalmú oldatra;

(l) a cukortartalmú oldatot fordított ozmózisszűréssel 1%-20%-os cukortartalmúra töményítjük be;

(m) az (1) lépésben kapott tömény cukortartalmú oldat pH-ját 4,5 és 7,5 közé állítjuk be ammóniával;

(n) az (m) lépésben kapott oldatot tejsavbaktériumokkal 25 °C és 40 °C között fermentáljuk, ekkor tejsavat tartalmazó oldatot nyerünk;

(o) kiszűrjük a tejsavbaktériumokat az (n) lépésben kapott oldatból, és (p) feldolgozzuk az (o) lépésben kapott oldatot, és kereskedelmi értékesítésre alkalmas tejsav formájában kinyeijük a tejsavat.
13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (g) lépésben kapott szárított, oldhatatlan komponenst a fenti tömény kénsavas kezelés előtt összekeveijük a szennyvíziszappal vagy a szennyvíziszap-pogácsával.
14. Eljárás tejsav előállítására városi szilárd hulladékból, azzal jellemezve, hogy (a) beszerezzük a városi szilárd hulladékot;

(b) eltávolítjuk a gumiabroncsokat, ömlesztett vastartalmú fémeket és színesfémeket, műanyagokat, gumit és üveget a hulladékból, ekkor nyerjük a cellulózkomponenst;

(c) felaprítjuk a (b) lépésben nyert cellulózkomponenst;

(d) a (c) lépésben kapott, felaprított cellulózkomponenst a szilárd komponensre számítva 1:1 tömegarányban tömény kénsavval kezeljük, ekkor részlegesen hidrolizált keveréket nyerünk;

(e) a (d) lépésben kapott részlegesen hidrolizált komponenst 80 °C-100 °C-on felhígítjuk vízzel;

(f) az (e) lépésben kapott hígított keveréket 100 °Con kevertetjük, ekkor az emésztett anyaghoz jutunk;

(g) az (f) lépésben kapott emésztett keverékből eltávolítjuk a szilárd anyagot és az összes nehézfémet, ekkor egy szűrletet nyerünk;

(h) a szűrletet szétválasztjuk savtartalmú oldatra és cukortartalmú oldatra;

HU 222 511 Bl (i) a cukortartalmú oldatot betöményítjük l%-20%os cukortartalmúra;

(j) az (i) lépésben kapott tömény cukortartalmú oldat pH-ját 4,5 és 7,5 közé állítjuk be;

(k) a (j) lépésben kapott oldatot tej savbaktériumokkal fermentáljuk, ekkor tejsavat tartalmazó oldatot nyerünk, és (l) feldolgozzuk a (k) lépésben kapott oldatot, és kereskedelmi értékesítésre alkalmas tejsav formájában kinyeijük a tejsavat.
15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (e) lépésben a (d) lépésben nyert, részlegesen hidrolizált anyagot 80 °C-100 °C-os vízzel hígítjuk, ekkor egy oldathoz jutunk, mely egy tömegrész részlegesen hidrolizált anyagra 4-6 tömegrész vizet tartalmaz.
16. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (d) lépésben nyert aprított cellulózkomponenst a fenti tömény kénsavas kezelés előtt szennyvíziszappal vagy szennyvízzagypogácsával keveijük el.
17. Eljárás tejsav előállítására városi szilárd hulladék cellulózkomponenséből, azzal jellemezve, hogy (a) felaprítjuk a városi szilárd hulladék cellulózkomponensét;

(b) az (a) lépés cellulózkomponensét savasan hidrolizáljuk, ekkor egy oldott komponenst és egy oldhatatlan komponenst kapunk;

(c) a (b) lépésben kapott oldott komponenst elválasztjuk az oldhatatlan komponenstől;

(d) a (c) lépésben kapott oldható komponenst folyamatos ionkizárásos kromatográfíával szétválasztjuk egy savtartalmú oldatra és egy cukortartalmú oldatra;

(e) a cukortartalmú oldatot fordított ozmózisszűréssel betöményítjük 1%-20%-os cukortartalmúra;

(f) az (e) lépésben kapott tömény cukortartalmú oldat pH-ját beállítjuk ammóniával 4,5 és 7,5 közé;

(g) az (f) lépésben kapott oldatot tejsavbaktériumokkal fermentáljuk 25 °C és közelítőleg 40 °C között, ekkor tejsavat tartalmazó oldatot nyerünk;

(h) kiszűrjük a tej savbaktériumokat a (g) lépésben kapott oldatból;

(i) feldolgozzuk a (h) lépésben kapott oldatot, és kereskedelmi értékesítésre alkalmas formában kinyeijük a tejsavat;

(j) megszárítjuk a (c) lépésben kapott oldhatatlan anyagot, és (k) a (j) lépésben nyert oldhatatlan, száraz komponenst energiatermelés céljából bojler-tüzelőanyagként égetjük el.
18. A 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (j) lépésben nyert oldhatatlan komponenst a (k) égetési lépés előtt nem klórozott műanyaggal keverjük össze.
19. A 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (b) lépésben kapott cellulózkomponenshez savas hidrolízis előtt szennyvíziszapot vagy szennyvízzagypogácsát keverünk.
20. Az 1., 12. vagy 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a városi szilárd hulladék cellulózkomponensének teljes hidrolízise után visszamaradó oldhatatlan komponenst megszárítjuk és bojler-tüzelőanyagként elégetjük energiatermelés céljából.
21. Az 1., 12., 14. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tejsavbaktériumot a következő nemzetségekből választjuk ki: Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc és Lactobacillus.
22. Az 1., 12., 14. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tejsavbaktériumot a következő fajokból választjuk ki: Lactobacillus arabinosus, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus xylosus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus leichmanii és Streptococcus lactis.