MX2011010806A - Instalacion para producir alcohol a partir de caña de azucar. - Google Patents

Instalacion para producir alcohol a partir de caña de azucar.

Info

Publication number
MX2011010806A
MX2011010806A MX2011010806A MX2011010806A MX2011010806A MX 2011010806 A MX2011010806 A MX 2011010806A MX 2011010806 A MX2011010806 A MX 2011010806A MX 2011010806 A MX2011010806 A MX 2011010806A MX 2011010806 A MX2011010806 A MX 2011010806A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
stage
evaporation
steam
distillation
distillation column
Prior art date
Application number
MX2011010806A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Schormueller
Original Assignee
Gea Wiegand Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gea Wiegand Gmbh filed Critical Gea Wiegand Gmbh
Publication of MX2011010806A publication Critical patent/MX2011010806A/es

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B5/00Reducing the size of material from which sugar is to be extracted
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/06Evaporators with vertical tubes
    • B01D1/065Evaporators with vertical tubes by film evaporating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/26Multiple-effect evaporating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/001Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions
    • B01D3/002Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions by continuous methods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/12Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/10Separation or concentration of fermentation products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00Production of sugar juices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00Production of sugar juices
    • C13B10/08Extraction of sugar from sugar beet with water
    • C13B10/12Details of extraction apparatus, e.g. arrangements of pipes or valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

La instalación para producir alcohol a partir de caña de azúcar comprende una etapa (3) de trituración que tritura la caña de azúcar y una etapa (7) de extracción que separa la caña de azúcar triturada en jugo azucarado y bagazo. El jugo azucarado se fermenta en una etapa (19) de fermentación para obtener una melaza que contiene alcohol. Un sistema (23) de destilación destila alcohol crudo de la melaza, el cual se deshidrata en una etapa (27) de deshidratación. El vinote que se produce en el sistema (23) de destilación se reconcentra en un conjunto (33) evaporador de varias etapas para el uso posterior, por ejemplo como fertilizante. El bagazo que se produce en la etapa (7) de extracción se quema en un generador (39) de vapor de alta presión. El vapor de alta presión producido en el generador (39) de vapor de alta presión impulsa una turbina (45) para la generación de energía eléctrica en un generador (47) . El vapor de escape de la turbina (45) calienta la etapa (15) de concentración preliminar que reconcentra el jugo azucarado extraído de la caña de azúcar antes de fermentarlo en la etapa (19) de fermentación. Esto reduce el requerimiento de energía del sistema (23) de destilación. El vapor de escape de la etapa (15) de concentración preliminar se divide en tres partes, siendo que una primera parte proporciona la energía que se requiere en el sistema (23) de destilación, una segunda parte calienta la etapa (27) de deshidratación y una tercera parte proporciona la energía al conjunto (33) evaporador.

Description

INSTALACION PARA PRODUCIR ALCOHOL A PARTIR DE CAÑA DE AZUCAR Descripción de la Invención La invención se refiere a una instalación para producir alcohol (etanol) a partir de caña de azúcar, y en particular una instalación para la producción industrial de alcohol .
Se conoce la producción de alcohol (etanol) a escala industrial a partir de materias primas renovables, en particular también a partir de caña de azúcar, por ejemplo como combustible para vehículos automotores. Primero la caña de azúcar se tritura, por ejemplo se machaca y desmenuza. De la caña de azúcar triturada se extrae luego el jugo azucarado, por ejemplo mediante exprimido. ' Adicionalmente es posible aumentar el grado de extracción mediante lavado con agua caliente. Seguidamente el jugo azucarado se depura, por ejemplo filtrándolo, siendo que es posible que antes del filtrado se precipite una parte de los componentes insolubles del jugo azucarado mediante la adición de óxido de cal y calentamiento.
Tras este tratamiento previo del jugo azucarado, el jugo azucarado se fermenta como es usual en la producción de alcohol. De la melaza con contenido de alcohol que se genera durante el proceso de fermentación se separa por destilación la porción de alcohol de la melaza en un proceso de Ref.:223926 destilación y opcionalmente en un proceso de rectificación subsiguiente. En virtud de que especialmente para los usos como combustible se desea alcohol deshidratado, por lo general sigue una deshidratación para producir alcohol deshidratado.
El proceso de producción de alcohol es intensivo en energía. En una multitud de las etapas del proceso es necesario alimentar energía de proceso. En particular la destilación y la deshidratación del alcohol tienen un requerimiento comparativamente elevado de energía. Por otra parte, durante la producción de alcohol a partir de azúcar de caña se generan productos residuales a los que se puede recurrir para cubrir el requerimiento de energía en la producción de alcohol, pero también para cubrir los gastos de producción.
En la extracción de jugo azucarado de la caña de azúcar se genera bagazo, es decir la porción de fibra de la caña de azúcar. Se conoce quemar el bagazo para calentar un generador de vapor de alta presión y con el vapor de alta presión generado de esta manera en el sentido de un acoplamiento térmico-fuerza impulsar una turbina de contrapresión, la cual a su vez impulsa un generador que produce energía eléctrica. También se conoce calentar con el vapor de escape de la turbina de contrapresión los aparatos necesarios para la depuración del jugo azucarado, la destilación de la melaza, la rectificación del alcohol crudo y la deshidratación del alcohol. La energía eléctrica producida por el generador se puede usar en el instalación de producción de alcohol, pero muchas veces se economiza en redes de energía públicas para "subvencionar" los costos de la producción de alcohol con las tarifas percibidas por esto.
Para el proceso de producción de alcohol precedentemente explicado se requieren típicamente 4.5 kg de vapor por litro de alcohol. Esta cantidad de vapor se puede obtener mediante la combustión del bagazo por el vapor de escape de la turbina de contrapresión que impulsa el generador eléctrico, de manera que teniendo en cuenta la energía eléctrica adicionalmente generada es posible operar de manera suficientemente económica el proceso de producción de alcohol.
En la destilación y rectificación se genera como producto residual un vinote que contiene jarabe, el cual en su mayor parte consta de sustancias orgánicas y se puede aprovechar como fertilizante, opcionalmente también como forraje. En la forma que se genera con la destilación y la rectificación, el vinote tiene una porción de líquido relativamente alta y por consiguiente se producen elevados costos de transporte si el vinote se debe aplicar en esta forma como fertilizante.
Se conoce la evaporación o bien el concentrado del vinote antes del transporte. Para este propósito se usan instalaciones de evaporación de varias etapas, las cuales sin embargo requieren de energía adicional que en los procesos de producción convencionales no puede ser proporcionada por el proceso mismo.
Es el objeto de la invención crear una instalación para la producción industrial de alcohol (etanol) a partir de caña de azúcar que no solamente permite derivar energía eléctrica excedente del proceso de producción sino también concentrar el vinote que se genera en el proceso de producción .
La invención parte de una instalación para la producción de alcohol (etanol) a partir de caña de azúcar que comprende - una etapa de trituración que tritura la caña de azúcar, una etapa de extracción que separa la caña de azúcar triturada en jugo azucarado y bagazo, una etapa de depuración que depura el jugo azucarado, - una etapa de fermentación que fermenta el jugo azucarado depurado para obtener melaza que contiene alcohol, - un sistema de destilación que separa la melaza en alcohol bruto y vinote, - una etapa de deshidratación que deshidrata el alcohol bruto arrojando alcohol deshidratado, - un generador de vapor de alta presión calentado mediante combustión del bagazo, y - una turbina de vapor operada con el vapor de alta presión del generador de vapor de alta presión la cual impulsa un generador que genera corriente eléctrica.
El perfeccionamiento de conformidad con la invención se caracteriza porque el jugo azucarado depurado se alimenta a la etapa de fermentación en una forma reconcentrada por vía de una etapa de preconcentración calentada con el vapor de escape de la turbina de vapor, y porque el sistema de destilación así como la etapa de deshidratación y un conjunto evaporador que reconcentra el vinote del sistema de destilación se calientan en común con el vapor de escape de la etapa de preconcentración, en particular de manera directa, es decir inmediata.
En virtud de que el jugo azucarado depurado se concentra antes de la fermentación, el proceso de destilación trabaja con melaza preconcentrada que contiene alcohol y por este motivo se puede operar con un requerimiento de energía reducido. La energía para la preconcentración del jugo azucarado depurado es proporcionada por el vapor de escape de la turbina de vapor. El vapor de escape de la etapa de preconcentración se divide en tres partes y proporciona la energía para el proceso de destilación, el proceso de deshidratación y adicionalmente la energía requerida para la reconcentración del vinote. Se comprobó que es posible concentrar el vinote a una décima parte de su volumen a pesar de que todo el proceso de producción de alcohol sigue requiriendo solo aproximadamente 4.5 kg por litro de alcohol, como se indicó precedentemente como requerimiento de energía típicamente necesario.
En las instalaciones de producción de alcohol convencionales del tipo mencionado, el vapor de escape de la turbina de vapor tiene por ejemplo una temperatura de condensación de 127 °C (correspondientes a 2.5 bar, a) . En la preconcentración del jugo azucarado purificado se genera vapor de escape a una temperatura de condensación de por ejemplo 120°C (correspondiente a 2 bar, a) . Con el fin de que para la destilación/rectificación sea suficiente una primera parte del vapor de escape de la etapa de precondensación, en un perfeccionamiento preferido se propone que el sistema de destilación se configure de dos etapas y comprenda una primera columna de destilación que se calienta directamente con el vapor de escape de la etapa de concentración y una segunda columna de destilación que se calienta indirectamente con los vahos de cabeza de la primera columna de destilación, misma que opera con una presión de columna inferior y una temperatura de columna inferior a la de la primera columna de destilación. Convenientemente la primera columna de destilación trabaja como "columna de presión" a una presión de 1.6 ± 0.5 bar, a, en su región de cabeza y/o una temperatura de aproximadamente 90°C (a 1.6 bar, a), en tanto que la segunda columna de destilación trabaja como "columna de vacío" y se opera en su región del sumidero preferiblemente a una presión de 0.5 + 0.3 bar, a, y/o bajo una temperatura de aproximadamente 80 °C. Convenientemente ambas columnas de destilación se conectan en paralelo en el lado de alimentación de melaza y opcionalmente también en el lado de salida de vinote. A ambas columnas de destilación se asocian condensadores de vahos de cabeza separados, siendo que el condensador de vahos de cabeza de la primera columna de destilación constituye un cambiador de calor de la segunda columna de destilación. El vinote de la segunda columna de destilación más fría que circula en el cambiador de calor condensa el alcohol de los vahos de cabeza de la primera columna de destilación. Una parte del condensado se alimenta nuevamente como reflujo a la primera columna de destilación. El condensador de vahos de cabeza de la segunda columna de destilación se refrigera con agua refrigerante. Y también en este caso se alimenta nuevamente como reflujo una parte del condensado de la segunda columna de destilación.
En tanto que la segunda parte del vapor de escape de la etapa de preconcentración proporciona la energía que se requiere para la operación de la etapa de deshidratación, por ejemplo de un tamiz molecular o lo similar, la tercera parte del vapor de escape de la etapa de preconcentración se usa para la operación del conjunto evaporador que reconcentra el vinote. Para este propósito el conjunto evaporador se configura de varias etapas, convenientemente de seis etapas, siendo que la mayor parte de las etapas se configuran preferiblemente como evaporadores de flujo descendente.
Las etapas de concentración se conectan en serie entre sí en el lado del vinote y se calientan en cada caso mediante el vapor de escape de una etapa de concentración precedente que en la secuencia se encuentra a mayor nivel de presión o temperatura, de manera que la primera etapa de concentración en la serie trabaja a la temperatura más alta y la presión más alta, en tanto que la presión y la temperatura de la última etapa de concentración son las más bajas. La concentración de vinote aumenta en dirección a la última etapa de concentración. La secuencia con que las etapas de concentración se suceden en el lado del vinote puede discrepar de la secuencia con la que se suceden con relación al vapor de escape. De esta manera se pueden tener en cuenta mejor las propiedades de viscosidad cambiantes del vinote que se reconcentra más y más por etapas. Si por ejemplo las etapas de concentración se suceden por el lado del vapor de escape en la secuencia primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta etapa, entonces se comprobó que es conveniente una secuencia en el lado del vinote en que se suceden la primera, la segunda, la tercera, la sexta, la quinta y la cuarta etapa de concentración.
En un diseño preferido una etapa de concentración del conjunto evaporador que recibe el vinote de la primera columna de destilación se calienta directamente mediante el vapor de escape de la etapa de preconcentración . El vinote de la segunda columna de destilación se puede alimentar igualmente a la primera etapa de concentración, pero para un mejor aprovechamiento de la energía preferiblemente se alimenta a una de las etapas de concentración adicionales, por ejemplo a la tercera etapa de concentración.
La etapa de preconcentración preferiblemente se configura como evaporador de película descendente, pero también se puede tratar de un evaporador de placas. Se comprobó que es conveniente configurar la etapa de preconcentración como evaporador de una etapa. El vapor de escape de la etapa de preconcentración debiera tener preferiblemente una presión de 2 ± 0.5 bar, a, y/o bajo una temperatura de aproximadamente 120°C.
A continuación se explica con más detalle una modalidad de la invención mediante un dibujo. Muestran: Figura 1 una representación esquemática de una instalación de conformidad con la invención para la producción industrial de alcohol a partir de caña de azúcar; Figura 2 una representación esquemática de un sistema de destilación de la instalación de producción de alcohol, y Figura 3 una representación esquemática de un conjunto evaporador de la instalación de producción de alcohol que reconcentra el vinote del sistema de destilación.
La figura 1 muestra esquemáticamente una instalación para la producción industrial de alcohol (etanol) a partir de caña de azúcar, la cual permite producir un excedente de energía eléctrica además de la producción de alcohol deshidratado, y reconcentrar el vinote que se genera durante la destilación.
La caña de azúcar procesada para obtener alcohol se alimenta en 1 a una etapa 3 de trituración que desmenuza y/o machaca la caña de azúcar en trozos de por ejemplo 10 a 20 cm de longitud. La caña de azúcar triturada se alimenta en 5 a una etapa 7 de extracción la cual extrae, por ejemplo exprime y/o lava mediante agua caliente el jugo azucarado de la caña de azúcar triturada. El jugo azucarado que sale en 9 se depura en una etapa 11 de depuración de las sustancias indeseadas para la destilación. Por ejemplo, la etapa 11 de depuración filtra las sustancias fibrosas o la arena o lo similar del jugo azucarado. Adicionalmente a esto es posible en la etapa 11 de depuración adicionar óxido de cal (CaO) para precipitar y flocular los componentes insolubles del jugo azucarado, como es usual en la producción de azúcar. El jugo azucarado depurado se alimenta en 13 a una etapa 15 de preconcentración que a continuación se explica con más detalle, la cual reconcentra o bien evapora el jugo azucarado en un grado determinado antes de que el jugo azucarado reconcentrado se alimente en 17 a una etapa 19 de fermentación, en la cual el jugo azucarado reconcentrado se fermenta de la manera usual para obtener la melaza que contiene alcohol. La melaza que contiene alcohol se alimenta en 21 a un sistema 23 de destilación que a continuación se explica con más detalle mediante la figura 2, la cual en 25 transfiere el alcohol rectificado a una etapa 27 de deshidratación . En su salida 29 de producto, la etapa 27 de deshidratación proporciona alcohol rectificado, deshidratado. El vinote que se genera como producto residual durante el proceso de destilación/rectificación en el sistema 23 de destilación se alimenta en 31 a un conjunto 33 evaporador que reduce la porción de agua del vinote que inicialmente es comparativamente alta y en una salida 35 de producto proporciona el vinote reconcentrado a una décima parte del volumen de vinote original .
En la etapa 7 de extracción, además del jugo azucarado se genera bagazo como producto residual. El bagazo es la porción de materia sólida de la caña de azúcar. El bagazo se alimenta en 37 a un generador 39 de vapor de alta presión que mediante la combustión del bagazo genera vapor de alta presión del agua fresca alimentada en 41. Por vía de la línea 43 el vapor de alta presión alimenta una turbina 45 de contrapresión que a su vez impulsa un generador 47 que produce corriente eléctrica. En el caso de la turbina 45 de contrapresión se trata de una turbina de vapor en la cual el vapor de escape no se distiende hasta el intervalo de presión negativa sino que se toma en 49 en el intervalo de sobre-presión y sobrecalentado. Por ejemplo, el vapor de la turbina tiene una temperatura de condensación de 127 °C (correspondientes a 2.5 bar, a, ) .
El vapor de escape de la turbina 45 de contrapresión calienta la etapa 15 de preconcentración, la cual puede ser un evaporador de película descendente de una etapa o de un evaporador de placas de una etapa. En virtud de que la etapa 15 de preconcentración reconcentra el jugo azucarado depurado antes de que el jugo azucarado fermente en la etapa 19 de fermentación, el sistema 23 de destilación también se alimenta con melaza reconcentrada, lo cual reduce el requerimiento de energía del sistema 23 de destilación.
El vapor de escape que abandona en 51 la etapa 15 de preconcentración tiene por ejemplo una temperatura de condensación de 120°C, correspondientes a 2 bar, a, . Este vapor de escape se divide en tres partes de las cuales una primera parte se alimenta en 53 al sistema 23 de destilación, una segunda parte en 55 a la etapa 27 de deshidratación y una tercera parte en 57 al conjunto 33 evaporador, en cada caso para el calentamiento y la alimentación de energía. La instalación de producción de alcohol de conformidad con la invención produce con esto no solamente una porción excedente de energía eléctrica, sino que adicionalmente al proceso de producción y deshidratación de alcohol también permite reconcentrar el vinote que se genera durante la destilación.
La figura 2 muestra detalles del sistema 23 de destilación. El sistema se configura de dos etapas y comprende una primera columna 59 de destilación "más caliente", a la cual por vía de la línea 21 y un precalentador 61 se alimenta la melaza que contiene alcohol de la etapa 19 de fermentación. A la columna 59 de destilación se conecta en paralelo por el lado de la entrada de melaza una segunda columna 63 de destilación "más fría" y recibe la melaza que contiene alcohol por vía de un precalentador 65 adicional.
La primera parte del vapor de escape de la etapa 15 de preconcentración se alimenta por vía de la línea 53 directamente a un sumidero 67 de la columna 59 de destilación "más caliente" para el calentamiento de la columna 59 de destilación. De acuerdo al vapor de escape de la etapa 15 de preconcentración, la presión en el sumidero 67 se ajusta en aproximadamente 1.9 bar, a, y una temperatura de 119 °C (a esta presión) . Se sobreentiende que la presión puede fluctuar por ± 0.5 bar. En la región 69 de cabeza de la columna 59 de destilación reina correspondientemente una presión de 1.6 bar, a, a una temperatura de aproximadamente 90 °C (a esta presión) . También aquí la presión puede discrepar por ± 0.5 bar .
A la columna 59 de destilación se asocia un condensador 71 de vahos de cabeza que simultáneamente constituye un cambiador de calor de la segunda columna 63 de destilación. El condensador 71 de vahos de cabeza condensa vahos de cabeza que contienen alcohol alimentados en 73. Una parte del condensado de alcohol se retorna en 75 como reflujo a la región de cabeza de la columna 59 de destilación, en tanto que otra parte del condensado de alcohol de la primera etapa 59 de destilación se descarga en 77. El condensado de alcohol se puede alimentar a una etapa de rectificación no mayormente representada, o en el caso de un diseño rectificador adecuado de la columna 59 de destilación ser alimentado por vía de la línea 25 directamente a la etapa 27 de deshidratación .
La segunda etapa 63 de destilación trabaja a un nivel de presión y temperatura más bajo. En su sumidero 79 reina una presión de 0.5 bar, a, a una temperatura de aproximadamente 80 °C. La presión puede fluctuar por + 0.3 bar. El vinote de la columna 63 de destilación circula impulsado por una bomba 81 a través del sumidero 79 y el condensador 71 de vahos de cabeza para condensar los vahos de cabeza de la columna 59 de destilación. Por consiguiente, el condensador 71 de vahos de cabeza constituye simultáneamente un cambiador de calor de la columna 63 de destilación.
A la columna 63 de destilación se asocia igualmente un condensador 83 de vahos de cabeza el cual recibe en 87 los vahos de cabeza de la región 85 de cabeza de la columna 63 de destilación y en 89 le alimenta nuevamente como reflujo el condensado de alcohol a la columna 63 de destilación. Una parte del condensado de alcohol se deriva en 91 y nuevamente se alimenta o bien por vía de la etapa de rectificación no mayormente representada o en el caso de un diseño con rectificación de la columna 63 de destilación directamente a la etapa 27 de deshidratación . El condensador 83 de vahos de cabeza se alimenta con agua refrigerante de una fuente 93 de agua fresca.
Las columnas 59 y 63 de destilación se conectan en paralelo a la salida del alcohol y también el vinote que se obtiene en las salidas 95, 97 de vinote de las columnas 59, 63 de destilación se vuelve a reunir en el conjunto 33 evaporador .
La figura 3 muestra detalles del conjunto 33 evaporador que reconcentra o evapora el vinote que se produce en las columnas 59, S3 de destilación de la instalación 23 de destilación a por ejemplo una décima parte de su volumen inicial. El conjunto 33 evaporador tiene en el presente modalidad seis etapas 99a-99f de evaporación que se encuentran conectadas en serie desde el aspecto del vinote pero también desde el aspecto energético. Las etapas 99 de evaporación se configuran en esta modalidad como evaporadores de película descendente, lo cual tiene la ventaja que la evaporación puede tener lugar a diferencias de temperatura de impulsión relativamente bajas. La diferencia de temperatura entre el medio térmico de impulsión, en este caso el vapor, y el vinote a ser evaporado únicamente es de 3 a 8°C y típicamente se encuentra en aproximadamente 5°C. Se sobreentiende que una pequeña parte de las etapas de evaporación también puede estar constituida por otros tipos de evaporador.
Para un mejor aprovechamiento de la energía el vinote de ambas columnas 59, 63 (figura 2) de destilación se alimenta a diferentes etapas 99 de evaporación. El vinote que se produce a la salida 95 de la columna 59 de destilación "más caliente se alimenta a la cabeza de la primera etapa 99a de evaporación y circula por una bomba 101 a través de la etapa 99a de evaporación. La primera etapa 99a de evaporación se calienta mediante la primera parte del vapor de escape de la etapa 15 de preconcentración alimentada por vía de la línea 53. A la región inferior del evaporador de película descendente de la primera etapa 99a de evaporación se conecta de la manera usual un separador 103 que de la circulación de vinote separa la porción de vapor de la porción de concentrado y en 105 alimenta nuevamente la porción de concentrado a la circulación de vinote conducida por la bomba 101. La porción de vapor separada en el separador 103 se alimenta en 107 a la siguiente etapa 99b de evaporación como energía térmica. Una parte del vinote que circula por la etapa 99a de evaporación se extrae en 109 a la salida de la bomba 101 y se alimenta para la reconcentración adicional a la siguiente etapa 99b de evaporación. En virtud de que en la presente modalidad las etapas 99a- 99f de evaporación los aparatos tienen la misma estructura técnica, para describir la función de concentración de las etapas de evaporación individuales se remite a la descripción de la primera etapa 99a de evaporación. En cada una de las etapas de evaporación el vinote a ser concentrado circula por la etapa de evaporación por vía de la bomba 101, y en el separador 103 de cada etapa de evaporación el vapor de escape se alimenta por vía de la línea 107 como medio térmico a la siguiente etapa de evaporación. El vinote a ser reconcentrado se extrae de la circulación de vinote de etapa en etapa por vía de la línea 109 y se alimenta a la circulación de vinote de la siguiente etapa de evaporación. De esta manera aumenta la concentración del vinote de etapa en etapa. La etapa 99a de evaporación que en la secuencia es la primera es la etapa "más caliente" y trabaja a la mayor presión, en tanto que la última etapa 99f de evaporación es la etapa de evaporación más fría y trabaja a la presión más baja.
El vinote proporcionado por vía de la salida 97 de vinote a la segunda columna 63 de destilación, más fría de acuerdo a su nivel de temperatura, no se introduce para la reconcentración adicional a la primera etapa 99a de evaporación sino que en la modalidad representada a la tercera etapa 99c de evaporación.
El vinote reconcentrado se extrae en 111 de la última etapa 99f de evaporación para el uso adicional . El vapor de escape del separador 103 de la última etapa 99f de evaporación se condensa en un condensador 115 que se refrigera mediante una fuente 113 de agua refrigerante.
En la modalidad precedentemente explicada la secuencia con la que se suceden las etapas 99 de evaporación en el aspecto del vinote coincide con la secuencia con la que las etapas 99 de evaporación reciben el vapor de escape de la etapa de evaporación en cada caso precedente. Tanto desde el aspecto del vapor de escape como también del aspecto del vinote las etapas de evaporación se suceden como sigue: 99a, 99b, 99c, 99d, 99e y 99f. Desde los puntos de vista de la viscosidad puede ser conveniente que la secuencia del vinote difiera de la secuencia del vapor de escape. En un diseño conveniente las etapas de evaporación se conectan para el vapor de escape al igual que antes en la secuencia 99a, 99b, 99c, 99d, 99e y 99f por vía de las líneas 107, en tanto que para el vinote las etapas de evaporación se conectan una con otra en la secuencia 99a, 99b, 99c, 99f, 99e y 99d por vía de las líneas 109, siendo que de acuerdo con esto la etapa 99d de evaporación proporciona el vinote reconcentrado para el procesamiento 111 adicional.
Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Instalación para producir alcohol a partir de caña de azúcar que comprende - una etapa de trituración que tritura la caña de azúcar, - una etapa de extracción que separa la caña de azúcar triturada en jugo azucarado y bagazo, - una etapa de depuración que depura el jugo azucarado, - una etapa de fermentación que fermenta el jugo azucarado depurado para obtener la melaza que contiene alcohol, - un sistema de destilación que separa la melaza en alcohol crudo y vinote, - una etapa de deshidratación que deshidrata el alcohol en bruto para entregar alcohol deshidratado, - un generador de vapor de alta presión calentado mediante la combustión del bagazo y una turbina de vapor operada con el vapor de alta presión del generador de vapor de alta presión la cual impulsa un generador que genera corriente eléctrica, caracterizada porque el jugo azucarado depurado se alimenta a la etapa de fermentación en forma reconcentrada por vía de una etapa de reconcentración calentada con el vapor de escape de la turbina de vapor, y porque el sistema de destilación así como la etapa de deshidratación y un conjunto de evaporación que reconcentra el vinote del sistema de destilación se calientan en común con el vapor de escape de la etapa de concentración preliminar .
2. Instalación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de destilación se configura de dos etapas y comprende una primera columna de destilación que se calienta directamente con el vapor de escape de la etapa de concentración preliminar y, calentada indirectamente mediante los vahos de cabeza de la primera columna de destilación, una segunda columna de destilación que trabaja a una presión de columna menor y una temperatura de columna menor que la primera columna de destilación.
3. Instalación de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque ambas columnas de destilación se conectan en paralelo en la parte de alimentación de melaza y opcionalmente en la parte de salida de vinote, y porque a ambas columnas de destilación se asocian condensadores de vahos de cabeza separados, siendo que el condensador de vahos de cabeza de la primera columna de destilación constituye un cambiador de calor de la segunda columna de destilación.
4. Instalación de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque una porción del condensado del condensador de vahos de cabeza se alimenta como reflujo a la columna de destilación en cada caso asociada .
5. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque la primera columna de destilación se opera en su región de cabeza con una presión de 1.6 ± 0.5 bar, a, y/o bajo una temperatura de aproximadamente 90 °C.
6. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque la segunda columna de destilación se opera en su región del sumidero con una presión de 0.5 ± 0.3 bar, a, y/o bajo una temperatura de aproximadamente 80 °C.
7. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque el conjunto evaporador comprende varias etapas de evaporación que en cada caso se calientan mediante el vapor de escape de una de las etapas de evaporación de mayor nivel de presión y/o temperatura precedentes en la serie, porque una etapa de evaporación que recibe el vinote de la primera columna de destilación se calienta directamente mediante el vapor de escape de la etapa de concentración preliminar.
8. Instalación de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el vinote de la segunda columna de destilación se alimenta a otra de las etapas de evaporación, y las etapas de evaporación se conectan en serie en el lado del vinote.
9. Instalación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el conjunto evaporador comprende seis etapas de evaporación y el vinote de la segunda columna de destilación se alimenta a la tercera etapa de evaporación.
10. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque en el lado del vinote las etapas de evaporación se conectan en serie en una secuencia que es diferente de la secuencia con la que las etapas de evaporación se conectan en secuencia en el lado del vapor de escape.
11. Instalación de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el conjunto evaporador comprende seis etapas de evaporación, y porque con relación a la secuencia de vapor de escape, en la secuencia por el lado del vinote la segunda etapa de evaporación sigue después de la primera etapa de evaporación, la tercera sigue después de la segunda, la sexta después de la tercera, la quinta después de la sexta y la cuarta etapa de evaporación después de la quinta etapa de evaporación.
12. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizada porque las etapas de evaporación se configuran como evaporador de película descendente .
13. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el conjunto evaporador comprende varias etapas de evaporación de película descendente conectadas en serie por el lado del vinote, de las cuales al menos la etapa de evaporación de película descendente que es la primera en la serie se calienta mediante el vapor de escape de la etapa de concentración preliminar .
14. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 , caracterizada porque la etapa de concentración preliminar produce vapor de escape con una presión de 2 ± 0.5 bar, a, y/o bajo una temperatura de aproximadamente 120 °C.
15. Instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque la etapa de concentración preliminar se configura como evaporador de película descendente o como evaporador de placas. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La instalación para producir alcohol a partir de caña de azúcar comprende una etapa (3) de trituración que tritura la caña de azúcar y una etapa (7) de extracción que separa la caña de azúcar triturada en jugo azucarado y bagazo. El jugo azucarado se fermenta en una etapa (19) de fermentación para obtener una melaza que contiene alcohol. Un sistema (23) de destilación destila alcohol crudo de la melaza, el cual se deshidrata en una etapa (27) de deshidratación . El vinote que se produce en el sistema (23) de destilación se reconcentra en un conjunto (33) evaporador de varias etapas para el uso posterior, por ejemplo como fértil i zante . El bagazo que se produce en la etapa (7) de extracción se quema en un generador (39) de vapor de alta presión. El vapor de alta presión producido en el generador (39) de vapor de alta~ presión impulsa una turbina (45) para la generación de energía eléctrica en un generador (47) . El vapor de escape de la turbina (45) calienta la etapa (15) de concentración preliminar que reconcentra el jugo azucarado extraído de la caña de azúcar antes de fermentarlo en la etapa (19) de fermentación. Esto reduce el requerimiento de energía del sistema (23) de destilación. El vapor de escape de la etapa (15) de concentración preliminar se divide en tres partes, siendo que una primera parte proporciona la energía que se requiere en el sistema (23) . de destilación, una segunda parte calienta la etapa (27) de deshidratación y una tercera parte proporciona la energía al conjunto (33) evaporador.
MX2011010806A 2009-06-29 2010-06-29 Instalacion para producir alcohol a partir de caña de azucar. MX2011010806A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009030960A DE102009030960A1 (de) 2009-06-29 2009-06-29 Anlage zur Herstellung von Alkohol aus Zuckerrohr
PCT/EP2010/059210 WO2011000831A2 (de) 2009-06-29 2010-06-29 Anlage zur herstellung von alkohol aus zuckerrohr

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2011010806A true MX2011010806A (es) 2012-01-12

Family

ID=43217963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2011010806A MX2011010806A (es) 2009-06-29 2010-06-29 Instalacion para producir alcohol a partir de caña de azucar.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2449119B1 (es)
BR (1) BRPI1016009B1 (es)
DE (1) DE102009030960A1 (es)
MX (1) MX2011010806A (es)
WO (1) WO2011000831A2 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI1100004A2 (pt) * 2011-01-05 2013-04-16 Associacao De Ensino De Ribeirao Preto processo para reduÇço volumÉtrica de vinhaÇa a partir do aproveitamento do potencial energÉtico de gases de combustço oriundos da queima de biomassa em caldeiras
DE102016013620A1 (de) 2016-11-15 2018-05-17 Christine Apelt Verfahren zur stofflichen und energetischen Verwertung von Reststoffen der Zuckerrohrverarbeitung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DK180765B1 (en) * 2018-08-20 2022-03-01 Spx Flow Tech Danmark A/S Udviklingsafdeling Falling film tubular evaporator
IT201900002763A1 (it) * 2019-02-26 2020-08-26 Saipem Spa Metodo e impianto di ossidazione e gassificazione per la produzione di bioetanolo
BR102020011147A2 (pt) * 2020-06-03 2021-12-14 Planetcare Soluções Ambientais Ltda - Me Processo e equipamento concentrador de vinhaça e vinho
EP4337603A1 (en) * 2021-05-10 2024-03-20 Evonik Operations GmbH Optimized steam network for the ao process
CN113730935A (zh) * 2021-09-23 2021-12-03 成都鸿展慧智科技有限公司 一种酒精蒸发汁汽余热回收利用工艺

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8005147A (nl) * 1980-09-12 1982-04-01 Hollandse Const Groep Werkwijze en inrichting voor het verwerken van vinasse.
AT395983B (de) * 1986-03-10 1993-04-26 Vogelbusch Gmbh Verfahren zur herstellung von aethanol aus zuckerhaeltigen rohstoffen sowie anlage zur durchfuehrung des verfahrens
ZA957645B (en) * 1994-09-13 1996-10-14 Innoval Management Ltd A method for production of ethyl alcohol
ATE274596T1 (de) * 1997-03-18 2004-09-15 2B Biotec Ag Verfahren zur verwertung von pflanzlicher biomasse und schneckenpresse zur durchführung dieses verfahrens
DE10249027A1 (de) * 2002-10-21 2004-04-29 Gea Wiegand Gmbh Anlage zur Herstellung von Alkohol
DE10327954C5 (de) * 2003-06-20 2008-06-26 Wilkening, Carl Ludwig, Dr. Verbesserte Verfahren zur Herstellung von Ethanol und Methan aus Getreide
BRPI0512229A (pt) * 2004-06-16 2008-02-19 Texas A & M Univ Sys métodos e sistemas para conversão de biomassa em ácidos carboxìlicos e álcoois
CA2577844A1 (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Enviroplus Gmbh Self-sustaining and continuous system and method of anaerobically digesting ethanol stillage
FR2903119B1 (fr) * 2006-07-03 2010-05-28 John Mahler Procede de production de bioethanol et d'energie a partir d'une matiere premiere vegetale saccharifere ou amylacee
BRPI0801794F1 (pt) * 2008-04-23 2019-08-13 Dedini S/A Ind De Base processo para produção de fertilizante organo-mineral
MX2011000083A (es) * 2008-06-27 2011-05-25 Dedini Sa Ind De Base Proceso para la recuperacion de agua y energia a partir del procesamiento de la caña de azucar en ingenios para la produccion de azucar y etanol.

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011000831A2 (de) 2011-01-06
BRPI1016009B1 (pt) 2020-10-06
EP2449119B1 (de) 2013-04-17
WO2011000831A3 (de) 2011-03-17
DE102009030960A1 (de) 2010-12-30
BRPI1016009A2 (pt) 2015-09-01
EP2449119A2 (de) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108103112B (zh) 一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺
MX2011010806A (es) Instalacion para producir alcohol a partir de caña de azucar.
RU2440410C2 (ru) Установка для получения дистилляцией спиртного напитка, в частности виски
AU2003283281B2 (en) Apparatus for the production of alcohol
US10118107B1 (en) Method and system for distilling alcohol in an alcohol production process
US9308469B2 (en) Device for producing ethanol and method for producing ethanol
US8372614B2 (en) Ethanol production from solid citrus processing waste
CN103394205B (zh) 糖蜜酒精发酵成熟醪多效蒸发浓缩一体化设备及工艺
CN101007756A (zh) 一种制取高纯度l-乳酸的工艺方法
US10392590B1 (en) Method and system for distilling alcohol in an alcohol production process
JP2004208667A (ja) バイオマス資源を利用したエタノール製造方法
CN112063659A (zh) 无水乙醇生产工艺
CN212356909U (zh) 一种发酵醪液蒸发浓缩与精馏联产蛋白粉系统
CA2609501A1 (en) Method and apparatus for preparing an ethanol/water mixture
CN103409303A (zh) 一种经膜蒸馏提质的浓香型白酒的基酒及其膜蒸馏方法
CN111908691A (zh) 一种发酵醪液蒸发浓缩与精馏联产蛋白粉的方法和系统
CN110981696A (zh) 利用双粗单精三塔蒸馏低浓度发酵醪生产燃料乙醇的工艺及系统
CN111148821B (zh) 包括用于生物燃料或生物化学设备的蒸气压缩的节能系统
CN210495282U (zh) 四塔蒸馏与膜分离集成系统
CN211522068U (zh) 利用双粗单精三塔蒸馏低浓度发酵醪生产燃料乙醇的系统
AU2018100802B4 (en) A method and system for the concentration of juice
CN101941886B (zh) 一种生产发酵产品的方法
CN221275799U (zh) 一种负压闪蒸系统
CN110468162B (zh) 一次相变法制备燃料乙醇的生产工艺及装置
CN111072454B (zh) 低压法双粗双精蒸馏生产燃料乙醇的系统及工艺

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration