PL233310B1

PL233310B1 - Method for production of distillery dry material and feed amino acids in the bioethanol production process

Info

Publication number: PL233310B1
Application number: PL420700A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Kapela
Original assignee: Tomasz Kapela
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PL420700A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób produkcji suszu gorzelniczego oraz aminokwasów paszowych w ramach procesu produkcji bioetanolu przekształcanego do energii elektrycznej i cieplnej w warunkach przemysłowych.The subject of the invention is a method of producing distillery dried and fodder amino acids as part of the production process of bioethanol converted into electricity and heat under industrial conditions.

Znany jest z opisu patentowego RU2581799 sposób wytwarzania bioetanolu z materiałów lignocelulozowych, który obejmuje wstępną obróbkę surowca pod ciśnieniem atmosferycznym, kombinacja etapów enzymatycznej hydrolizy i fermentacji alkohol ekstrakcji bioetanolu z wywaru. Przy tym wstępne przetwarzanie surowca o wilgotności 12-60%, prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym z rozcieńczonym kwasem o stężeniu 4-10% na 94-96°C za pomocą późniejszej obróbki w roztworze wodorotlenku sodu o stężeniu 3-6% przy 94-96°C enzymatycznej hydrolizy prowadzi się przy pH 4,0-6,5 w temperaturze 30-65°C. Materiał stosowany to odnawialny materiał lignocelulozowy: słoma, obierki owocowe; zboża i rośliny oleiste, srebrna trawa, celuloza i pulpa uprawna.There is known from the patent description RU2581799 a method for the production of bioethanol from lignocellulosic materials, which includes the pretreatment of the raw material under atmospheric pressure, a combination of the steps of enzymatic hydrolysis and alcohol fermentation and extraction of bioethanol from the decoction. The pre-processing of the raw material with a moisture content of 12-60% is carried out at atmospheric pressure with a dilute acid with a concentration of 4-10% at 94-96 ° C by means of post-treatment in a sodium hydroxide solution with a concentration of 3-6% at 94-96 ° C enzymatic hydrolysis is carried out at pH 4.0-6.5 at a temperature of 30-65 ° C. The material used is renewable lignocellulosic material: straw, fruit peels; cereals and oilseeds, silver grass, cellulose and cultivated pulp.

Znany jest z opisu patentowego EP2035568 sposób wytwarzania bioetanolu i współwytwarzania energii ze skrobiowych surowców roślinnych. Wynalazek dotyczy sposobu obejmującego co najmniej następujące po sobie etapy: - przygotowania pasty z roślin materiału wyjściowego (MPV), która może być fermentowana, powodowanie fermentacji wymienionej pasty w celu otrzymania sfermentowanej mieszaniny; destylację, co najmniej części wymienionej sfermentowanej mieszaniny w celu otrzymania bioetanolu i wywaru melasowego, wytwarzanie co najmniej jednego pierwszego paliwa do wytwarzania energii, w szczególności za pomocą ciepła z części wywaru, znamienny tym, że sposób obejmuje etap oddzielenia fazy ciekłej i fazy stałej, pośredniego etapu separacji przed albo po destylacji.There is known from the patent description EP2035568 a method of bioethanol production and co-production of energy from starch plant materials. The invention relates to a method comprising at least the following steps: - preparing a paste of starting material plants (MPV) that can be fermented, causing said paste to ferment to obtain a fermented mixture; distilling at least a portion of said fermented mixture to obtain bioethanol and molasses stillage, producing at least one first fuel for generating energy, in particular by using heat from a portion of the stillage, characterized in that the method comprises the step of separating the liquid phase and the intermediate phase a separation step before or after distillation.

Znany jest z opisu zgłoszeniowego PL 409 001 sposób wytwarzania bezwodnego bioetanolu, polega na tym, że intensywnie miesza się surowy spirytus etylowy z popiołem ze spalania węgla brunatnego w stosunku wagowym jak 100 : 70 ± 5 w czasie 20-30 min, a następnie wytrącony osad oddziela się na prasie filtracyjnej lub wirówce.A method of producing anhydrous bioethanol is known from the application description PL 409 001, which consists in intensively mixing crude ethyl alcohol with ash from brown coal combustion in a weight ratio of 100: 70 ± 5 for 20-30 minutes, and then a precipitate is separated on a filter press or centrifuge.

Istotą wynalazku jest sposób produkcji suszu gorzelniczego oraz aminokwasów paszowych w ramach procesu produkcji bioetanolu polegający na modyfikacji przebieg procesu fermentacji poprzez wykorzystanie własnych, wewnątrzprocesowych pokładów azotu, charakteryzujący się tym, że surowce w postaci biomasy skrobiowej i cukrowej poddaje się rozdrobnieniu do wielkości poniżej 1 mm dla 90% cząstek masy, po czym miesza z wodą do uzyskania wilgotności 12 do 40% całej masy, następnie stabilizuje do uzyskania wilgotności 20 do 26%, po czym zawartą w surowcach skrobię poddaje procesowi hydrolizowania enzymatycznego, w którym wprowadza preparat enzymatyczny o aktywności alfaamylazy w ilości 200 do 300 ml na 1 t surowca przy pH mieszaniny reakcyjnej od 5,5 do 6,0 w czasie 90 do 120 minut i temperaturze 85 do 90°C do uzyskania formy cukrów fermentujących, przy czym równolegle ze skrobią degradacji podlegają nieskrobiowe składniki surowca tworzące z wodą żele o wysokiej lepkości, następnie do mieszaniny dodaje wodorotlenek sodu przy pH mieszaniny reakcyjnej od 5,5 do 6,0 w czasie 40 do 60 minut i temperaturze 50 do 55°C, następnie dodaje preparat enzymatyczny o aktywności ksylanazy w ilości 100 do 150 ml na 1 t surowca, po czym następuje propagacja w środowisku zacieru o wysokim stężeniu FAN w czasie od 6 do 7 godzin i temperaturze 35 do 38°C, następnie dozuje kwas siarkowy do obniżenia pH mieszaniny reakcyjnej od 4,2 do 4,6, po czym wprowadza preparat enzymatyczny o aktywności amyloglukozydazy z pobocznymi aktywnościami alfa-amylazy i fitazy w Ilości od 300 do 400 ml na 1 t surowca i prowadzi proces fermentacji w czasie 56 do 72 godzin przy pH mieszaniny reakcyjnej od 4,2 do 4,6 i temperaturze 35 do 38°C, następnie poddaje procesowi destylacji przy stężeniu etanolu w cieczy przed destylacją 8 do 12%, przy minimalnym stężeniu etanolu po destylacji wynoszącym 91% oraz maksymalnej łącznej zawartości substancji organicznych w destylacie wynoszącej 1%, przy czym powstały etanol jest wydzielany z mieszaniny poprocesowej na drodze destylacji, zaś białka zawarte w wywarze degraduje do formy peptydów i aminokwasów za pomocą hydrolizy enzymatycznej prowadzonej w temperaturze 40 do 55°C, pH 6,5 do 7,5 przy dawce enzymu o aktywności proteazy 50 do 150 ml /t suchej masy w czasie trwania (HRT) od 4 do 6 godzin, następnie prowadzi zawrót hydrolizatu do procesu fermentacji dla zwiększenia dynamiki fermentacji alkoholowej oraz procesu propagacji poprzez zawracanie hydrolizatu w ilości 10 do 30%, przy czym z zhydrolizowanego wywaru separuje wieloetapowo zawiesinę w temperaturze 40 do 65°C przy pH od 6,5 do 7,5 w postaci suchej masy mieszaniny przed separacją w ilości 8 do 14%, suchej masy frakcji stałej po separacji w ilości 30 do 34% oraz suchej masy frakcji ciekłej po separacji w ilości3 do 5%, przy czym wydzielona zawiesina stanowi susz gorzelniany zawierający hydrolizat białkowy, zaś ciekła frakcjaThe essence of the invention is a method of producing distillery and fodder amino acids as part of the bioethanol production process, which consists in modifying the fermentation process by using own, in-process nitrogen deposits, characterized by the fact that the raw materials in the form of starch and sugar biomass are crushed to a size below 1 mm for 90% of the mass particles, then mixed with water to obtain a moisture content of 12 to 40% of the total mass, then stabilized to a moisture content of 20 to 26%, and then the starch contained in the raw materials is subjected to the enzymatic hydrolysis process, in which it introduces an enzyme preparation with alphaamylase activity in the amount of 200 to 300 ml per 1 t of raw material at the pH of the reaction mixture from 5.5 to 6.0 during 90 to 120 minutes and at a temperature of 85 to 90 ° C to obtain the form of fermentable sugars, while the non-starch components of the raw material are degraded simultaneously with starch forming highly viscous gels with water, then mixing adds sodium hydroxide at the pH of the reaction mixture from 5.5 to 6.0 over 40 to 60 minutes and at a temperature of 50 to 55 ° C, then adds an enzyme preparation with xylanase activity in the amount of 100 to 150 ml per 1 t of raw material, followed by propagation in a mash environment with a high concentration of FAN for 6 to 7 hours and a temperature of 35 to 38 ° C, then it doses sulfuric acid to lower the pH of the reaction mixture from 4.2 to 4.6, and then introduces an enzyme preparation with amyloglucosidase activity with side activities of alpha-amylase and phytase in the amount of 300 to 400 ml per 1 t of raw material and the fermentation process takes place for 56 to 72 hours at the pH of the reaction mixture from 4.2 to 4.6 and at a temperature of 35 to 38 ° C, then the distillation process with an ethanol concentration in the liquid before distillation of 8 to 12%, with a minimum ethanol concentration after distillation of 91% and a maximum total organic content of the distillate of 1%, with the resulting ethanol yield It is extracted from the post-process mixture by distillation, and the proteins contained in the broth are degraded into peptides and amino acids by enzymatic hydrolysis carried out at 40 to 55 ° C, pH 6.5 to 7.5 with an enzyme dose with protease activity of 50 to 150 ml / t of dry matter during the duration (HRT) from 4 to 6 hours, then returns the hydrolyzate to the fermentation process to increase the dynamics of alcoholic fermentation and the propagation process by returning the hydrolyzate in the amount of 10 to 30%, separating the suspension in several stages from the hydrolyzed broth at a temperature of 40 to 65 ° C at a pH of 6.5 to 7.5 as a dry weight of the mixture before separation in the amount of 8 to 14%, dry weight of the solid fraction after separation in the amount of 30 to 34% and dry weight of the liquid fraction after separation in the amount of 3 to 5%, where the separated suspension is the distillery drought containing the protein hydrolyzate, and the liquid fraction

PL 233 310 B1 podawana jest na etap izolacji aminokwasów, które separuje się z roztworu bądź jako mieszanina handlowa na drodze filtracji membranowej i krystalizacji do wybranej soli bądź są rozdzielane na pojedyncze aminokwasy z zastosowaniem w pierwszej kolejności filtracji membranowej do oczyszczenia medium, a następnie rozdziału za pomocą jonowymiennej chromatografii przemysłowej i ostatecznie poddaje krystalizacji do wybranej soli, następnie wydzielona frakcja aminokwasowa jest suszona do formy produktu stałego w postaci mieszanki aminokwasowej bądź wybranego preparatu konkretnego aminokwasu, przy czym sucha masa mieszaniny przed suszeniem stanowi 30 do 34% zaś po suszeniu wynosi 86 do 88%, następnie wszystkie odcieki powstające w całości procesu poddaje się obróbce beztlenowej w czasie retencji 16 do 49 godzin, gdzie poziom retencji BZT5 wynosi 65 do 80% przy zawartości metanu w biogazie wynoszącym 65 do 85%, po czym poddaje się obróbce tlenowej metodą osadu czynnego w czasie 48 do 72 godzin, zaś powstały biogaz jest wykorzystany do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, wykorzystywanym w procesie zasadniczym.PL 233 310 B1 is fed to the stage of isolation of amino acids, which are separated from the solution either as a commercial mixture by membrane filtration and crystallization into the selected salt, or are separated into individual amino acids using first membrane filtration to purify the medium, and then separation by by means of industrial ion exchange chromatography and finally crystallized to the selected salt, then the separated amino acid fraction is dried to form a solid product in the form of an amino acid mixture or a selected preparation of a specific amino acid, the dry weight of the mixture before drying is 30 to 34% and after drying it is 86 to 88%, then all effluents from the overall process are treated anaerobically during a retention time of 16 to 49 hours, where the BOD5 retention level is 65 to 80% with a methane content of the biogas of 65 to 85%, followed by an aerobic sludge treatment active during 48 up to 72 hours, and the resulting biogas is used to generate electricity and heat, used in the main process.

Wynalazek pozwala na uzyskanie suszu gorzelniczego oraz aminokwasów paszowych w ramach procesu produkcji bioetanolu przekształcanego do energii elektrycznej i cieplnej w warunkach przemysłowych. Ulepszenie standardowego procesu produkcji bioetanolu, według wynalazku polega na takiej jego modyfikacji, która pozwala w pierwszej kolejności zoptymalizować przebieg procesu fermentacji poprzez wykorzystanie własnych, wewnątrzprocesowych pokładów azotu a po drugie wprowadzić na rynek dwa innowacyjne produkty w postaci suszu gorzelniczego zawierającego białko w formie hydrolizatów i wolnych aminokwasów oraz aminokwasy paszowe o składzie mieszanym i/lub celowanym.The invention allows for obtaining dried distillery and feed amino acids as part of the production process of bioethanol converted into electricity and heat under industrial conditions. The improvement of the standard bioethanol production process, according to the invention, consists in its modification, which allows, first of all, to optimize the course of the fermentation process by using own, in-process nitrogen deposits, and secondly, to introduce to the market two innovative products in the form of distillers containing protein in the form of hydrolysates and free amino acids and feed amino acids with mixed and / or targeted composition.

P r z y k ł a d wykonania IF o rkle model i

W przykładzie wykonania sposób produkcji suszu gorzelniczego oraz aminokwasów paszowych w ramach procesu produkcji bioetanolu polega na modyfikacji przebieg procesu fermentacji poprzez wykorzystanie własnych, wewnątrzprocesowych pokładów azotu. Surowce w postaci biomasy skrobiowej i cukrowej poddaje się rozdrobnieniu do wielkości 0,8 mm dla 90% cząstek masy, po czym miesza z wodą do uzyskania wilgotności 12% całej masy, następnie stabilizuje do uzyskania wilgotności 20%, po czym zawartą w surowcach skrobię poddaje procesowi hydrolizowania enzymatycznego, w którym wprowadza preparat enzymatyczny o aktywności alfa-amylazy w ilości 200 ml na 1 t surowca przy pH mieszaniny reakcyjnej od 5,5 w czasie 90 minut i temperaturze 85°C do uzyskania formy cukrów fermentujących, przy czym równolegle ze skrobią degradacji podlegają nieskrobiowe składniki surowca tworzące z wodą żele o wysokiej lepkości, następnie do mieszaniny dodaje wodorotlenek sodu przy pH mieszaniny reakcyjnej 5,5 w czasie 40 minut i temperaturze 50°C, następnie dodaje preparat enzymatyczny o aktywności ksylanazy w ilości 100 ml na 1 t surowca, po czym następuje propagacja w środowisku zacieru o wysokim stężeniu FAN w czasie od 6 do 7 godzin i temperaturze 35 do 38°C, następnie dozuje kwas siarkowy do obniżenia pH mieszaniny reakcyjnej od 4,2 do 4,6, po czym wprowadza preparat enzymatyczny o aktywności amyloglukozydazy z pobocznymi aktywnościami alfa-amylazy i fitazy w Ilości od 300 do 400 ml na 1 t surowca i prowadzi proces fermentacji w czasie 56 do 72 godzin przy pH mieszaniny reakcyjnej 4,2 i temperaturze 35°C, następnie poddaje procesowi destylacji przy stężeniu etanolu w cieczy przed destylacją 8%, przy minimalnym stężeniu etanolu po destylacji wynoszącym 91% oraz maksymalnej łącznej zawartości substancji organicznych w destylacie wynoszącej 1%, przy czym powstały etanol jest wydzielany z mieszaniny poprocesowej na drodze destylacji, zaś białka zawarte w wywarze degraduje do formy peptydów i aminokwasów za pomocą hydrolizy enzymatycznej prowadzonej w temperaturze 40°C, pH 6,5 przy dawce enzymu o aktywności proteazy 50 ml /t suchej masy w czasie trwania (HRT) 4 godzin, następnie prowadzi zawrót hydrolizatu do procesu fermentacji dla zwiększenia dynamiki fermentacji alkoholowej oraz procesu propagacji poprzez zawracanie hydrolizatu w ilości 10%, przy czym z zhydrolizowanego wywaru separuje wieloetapowo zawiesinę w temperaturze 40°C przy pH 6,5 w postaci suchej masy mieszaniny przed separacją w ilości 8%, suchej masy frakcji stałej po separacji w ilości 30% oraz suchej masy frakcji ciekłej po separacji w ilości 3%, przy czym wydzielona zawiesina stanowi susz gorzelniany zawierający hydrolizat białkowy, zaś ciekła frakcja podawana jest na etap izolacji aminokwasów, które separuje się z roztworu bądź jako mieszanina handlowa na drodze filtracji membranowej i krystalizacji do wybranej soli bądź są rozdzielane na pojedyncze aminokwasy z zastosowaniem w pierwszej kolejności filtracji membranowej do oczyszczenia medium, a następnie rozdziału za pomocą jonowymiennej chromatografii przemysłowej i ostatecznie poddaje krystalizacji do wybranej soli, następnie wydzielona frakcja aminokwasowa jest suszona do formy produktu stałego w postaci mieszanki aminokwasowej bądź wybranego preparatu konkretnego aminokwasu, przy czym sucha masa mieszaniny przed suszeniem stanowi 30% zaś po suszeniu wynosi 86%, następnie wszystkie odcieki powstające w całości procesu poddaje się obróbce beztlenowej w czasieIn one embodiment, the method of producing distillery and feed amino acids as part of the bioethanol production process consists in modifying the fermentation process by using own, in-process nitrogen deposits. Raw materials in the form of starch and sugar biomass are crushed to a size of 0.8 mm for 90% of the mass particles, and then mixed with water to obtain a moisture content of 12% of the total weight, then stabilized to a moisture content of 20%, and then the starch contained in the raw materials is subjected to the enzymatic hydrolysis process, in which introduces an enzyme preparation with alpha-amylase activity in the amount of 200 ml per 1 t of raw material at the pH of the reaction mixture from 5.5 for 90 minutes and at a temperature of 85 ° C to obtain the form of fermentable sugars, in parallel with starch non-starch ingredients of the raw material are subject to degradation, forming high-viscosity gels with water, then sodium hydroxide is added to the mixture at pH 5.5 of the reaction mixture for 40 minutes and temperature of 50 ° C, then an enzyme preparation with xylanase activity in the amount of 100 ml per 1 t is added raw material, followed by propagation in a mash environment with a high concentration of FAN for 6 to 7 hours and a temperature of 35 to 38 ° C, n Then it doses sulfuric acid to lower the pH of the reaction mixture from 4.2 to 4.6, then introduces the enzyme preparation with amyloglucosidase activity with secondary activities of alpha-amylase and phytase in the amount of 300 to 400 ml per 1 t of raw material and conducts the fermentation process in time 56 to 72 hours at the reaction mixture pH of 4.2 and 35 ° C, then distilled at a concentration of ethanol in the liquid before distillation of 8%, with a minimum ethanol concentration after distillation of 91% and a maximum total organic content of the distillate of 1%, the resulting ethanol is separated from the post-process mixture by distillation, and the proteins contained in the broth are degraded into peptides and amino acids by enzymatic hydrolysis carried out at 40 ° C, pH 6.5 with an enzyme dose with protease activity of 50 ml / t dry matter during the duration (HRT) of 4 hours, then recycle the hydrolyzate to the fermentation process to increase dynamics of alcoholic fermentation and the propagation process by recycling the hydrolyzate in the amount of 10%, whereby the hydrolyzed decoction is separated by a multi-stage suspension at 40 ° C at pH 6.5 in the form of a dry mass of the mixture before separation in the amount of 8%, dry mass of the solid fraction after separation in the amount of 30% and the dry weight of the liquid fraction after separation in the amount of 3%, the separated suspension is a distillery drought containing protein hydrolyzate, and the liquid fraction is fed to the stage of amino acid isolation, which is separated from the solution or as a commercial mixture by membrane filtration and crystallization to the selected salt, or they are separated into individual amino acids using first membrane filtration to purify the medium, then separation by industrial ion exchange chromatography and finally crystallized to the selected salt, then the separated amino acid fraction is dried to form a solid product in the form of and an amino acid mixture or a selected preparation of a specific amino acid, the dry weight of the mixture before drying is 30% and after drying it is 86%, then all the effluents generated in the entire process are subjected to anaerobic treatment during

PL 233 310 B1 retencji 16 godzin, gdzie poziom retencji BZT5 wynosi 65% przy zawartości metanu w biogazie wynoszącym 65 godzin, zaś powstały biogaz jest wykorzystany do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, wykorzystywanym w procesie zasadniczym.With a retention rate of 16 hours, the BOD5 retention level is 65% with a methane content of the biogas of 65 hours, and the resulting biogas is used to generate electricity and heat, used in the main process.

P r z y k ł a d wykonania IIPerformance example II

W przykładzie wykonania sposób produkcji suszu gorzelniczego oraz aminokwasów paszowych w ramach procesu produkcji bioetanolu polega na modyfikacji przebieg procesu fermentacji poprzez wykorzystanie własnych, wewnątrzprocesowych pokładów azotu. Surowce w postaci biomasy skrobiowej i cukrowej poddaje się rozdrobnieniu do wielkości 0,9 mm dla 90% cząstek masy, po czym miesza z wodą do uzyskania wilgotności 40% całej masy, następnie stabilizuje do uzyskania wilgotności 26%, po czym zawartą w surowcach skrobię poddaje procesowi hydrolizowania enzymatycznego, w którym wprowadza preparat enzymatyczny o aktywności alfa-amylazy w ilości 300 ml na 1 t surowca przy pH mieszaniny reakcyjnej 6,0 w czasie 120 minut i temperaturze 90°C do uzyskania formy cukrów fermentujących, przy czym równolegle ze skrobią degradacji podlegają nieskrobiowe składniki surowca tworzące z wodą żele o wysokiej lepkości, następnie do mieszaniny dodaje wodorotlenek sodu przy pH mieszaniny reakcyjnej 6,0 w czasie 60 minut i temperaturze 55°C, następnie dodaje preparat enzymatyczny o aktywności ksylanazy w ilości 150 ml na 1 t surowca, po czym następuje propagacja w środowisku zacieru o wysokim stężeniu FAN w czasie 7 godzin i temperaturze 38°C, następnie dozuje kwas siarkowy do obniżenia pH mieszaniny reakcyjnej 4,6, po czym wprowadza preparat enzymatyczny o aktywności amyloglukozydazy z pobocznymi aktywnościami alfa-amylazy i fitazy w ilości 400 ml na 1 t surowca i prowadzi proces fermentacji w czasie 72 godzin przy pH mieszaniny reakcyjnej 4,6 i temperaturze 38°C, następnie poddaje procesowi destylacji przy stężeniu etanolu w cieczy przed destylacją 12%, przy minimalnym stężeniu etanolu po destylacji wynoszącym 91% oraz maksymalnej łącznej zawartości substancji organicznych w destylacie wynoszącej 1%, przy czym powstały etanol jest wydzielany z mieszaniny poprocesowej na drodze destylacji, zaś białka zawarte w wywarze degraduje do formy peptydów i aminokwasów za pomocą hydrolizy enzymatycznej prowadzonej w temperaturze 55°C, pH 7,5 przy dawce enzymu o aktywności proteazy 150 ml/t suchej masy w czasie trwania (HRT) 6 godzin, następnie prowadzi zawrót hydrolizatu do procesu fermentacji dla zwiększenia dynamiki fermentacji alkoholowej oraz procesu propagacji poprzez zawracanie hydrolizatu w ilości 30%, przy czym z zhydrolizowanego wywaru separuje wieloetapowo zawiesinę w temperaturze 65°C przy pH 7,5 w postaci suchej masy mieszaniny przed separacją w ilości 14%, suchej masy frakcji stałej po separacji w ilości 34% oraz suchej masy frakcji ciekłej po separacji w ilości 5%, przy czym wydzielona zawiesina stanowi susz gorzelniany zawierający hydrolizat białkowy, zaś ciekła frakcja podawana jest na etap izolacji aminokwasów, które separuje się z roztworu bądź jako mieszanina handlowa na drodze filtracji membranowej i krystalizacji do wybranej soli bądź są rozdzielane na pojedyncze aminokwasy z zastosowaniem w pierwszej kolejności filtracji membranowej do oczyszczenia medium, a następnie rozdziału za pomocą jonowymiennej chromatografii przemysłowej i ostatecznie poddaj e krystalizacji do wybranej soli, następnie wydzielona frakcja aminokwasowa jest suszona do formy produktu stałego w postaci mieszanki aminokwasowej bądź wybranego preparatu konkretnego aminokwasu, przy czym sucha masa mieszaniny przed suszeniem stanowi 34% zaś po suszeniu wynosi 88%, następnie wszystkie odcieki powstające w całości procesu poddaje się obróbce beztlenowej w czasie retencji 49 godzin, gdzie poziom retencji BZT5 wynosi 80% przy zawartości metanu w biogazie wynoszącym 85%, po czym poddaje się obróbce tlenowej metodą osadu czynnego w czasie 72 godzin, zaś powstały biogaz jest wykorzystany do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, wykorzystywanym w procesie zasadniczym.In one embodiment, the method of producing distillery and feed amino acids as part of the bioethanol production process consists in modifying the fermentation process by using own, in-process nitrogen deposits. The raw materials in the form of starch and sugar biomass are crushed to the size of 0.9 mm for 90% of the mass particles, then mixed with water until the moisture content of 40% of the total mass is obtained, then stabilized to the moisture content of 26%, and then the starch contained in the raw materials is subjected to the enzymatic hydrolysis process, in which the enzyme preparation with alpha-amylase activity is introduced in the amount of 300 ml per 1 t of raw material at the pH of the reaction mixture of 6.0 for 120 minutes and temperature of 90 ° C to obtain the form of fermentable sugars, while simultaneously with starch degradation non-starch ingredients of the raw material are subject to the formation of high-viscosity gels with water, then sodium hydroxide is added to the mixture at the pH of the reaction mixture for 60 minutes and at a temperature of 55 ° C, then the enzyme preparation with xylanase activity in the amount of 150 ml per 1 t of raw material is added followed by propagation in a mash environment with a high concentration of FAN for 7 hours and a temperature of 38 ° C, then dosed sulfuric acid to lower the pH of the reaction mixture 4.6, then introduces the enzyme preparation with amyloglucosidase activity with secondary activities of alpha-amylase and phytase in the amount of 400 ml per 1 t of raw material and the fermentation process takes 72 hours at the pH of the reaction mixture 4.6 and a temperature of 38 ° C, then subjected to the distillation process at the concentration of ethanol in the liquid before distillation of 12%, with a minimum ethanol concentration after distillation of 91% and a maximum total organic content of the distillate of 1%, with the resulting ethanol separated from the post-process mixture by distillation, and the proteins contained in the broth are degraded to the form of peptides and amino acids by enzymatic hydrolysis at 55 ° C, pH 7.5 at the enzyme dose with protease activity of 150 ml / t dry matter during 6 hours (HRT) , then it returns the hydrolyzate to the fermentation process to increase the dynamics of alcoholic fermentation and the pro propagation process by recycling the hydrolyzate in the amount of 30%, whereby the hydrolyzed decoction is separated by multi-stage suspension at 65 ° C at pH 7.5 in the form of dry mass of the mixture before separation in the amount of 14%, dry mass of the solid fraction after separation in the amount of 34% and the dry mass of the liquid fraction after separation in the amount of 5%, the separated suspension is a distillate drought containing protein hydrolyzate, and the liquid fraction is fed to the stage of isolating amino acids, which are separated from the solution or as a commercial mixture by membrane filtration and crystallization to the selected salts or are separated into individual amino acids using first membrane filtration to purify the medium, and then separation by industrial ion exchange chromatography and finally crystallized into a selected salt, then the separated amino acid fraction is dried to form a solid product in the form of an amino acid mixture or chosen one o preparation of a specific amino acid, the dry mass of the mixture before drying is 34% and after drying it is 88%, then all the leachate produced in the entire process is subjected to an anaerobic treatment during the retention time of 49 hours, where the BOD5 retention level is 80% with the methane content in biogas of 85%, followed by an aerobic treatment using the activated sludge method for 72 hours, and the resulting biogas is used to generate electricity and heat, used in the main process.

Claims

Patent claim

1. The method of producing distillery and fodder amino acids as part of the bioethanol production process, which consists in modifying the fermentation process by using own, in-process nitrogen deposits, characterized in that the raw materials in the form of starch and sugar biomass are crushed to a size below 1 mm for 90 % of the mass particles, then mixed with water until the moisture content is 12 to 40% of the total mass, then stabilized to the moisture content of 20 to 26%, and then the starch contained in the raw materials is subjected to the enzymatic hydrolysis process, in which it introduces the preparation

Enzymatic enzyme with alpha-amylase activity in the amount of 200 to 300 ml per 1 t of raw material at the pH of the reaction mixture from 5.5 to 6.0 for 90 to 120 minutes and at a temperature of 85 to 90 ° C to obtain the form of fermentable sugars , whereby, in parallel with starch, non-starch components of the raw material are degraded, forming gels of high viscosity with water, then sodium hydroxide is added to the mixture at the pH of the reaction mixture from 5.5 to 6.0 during 40 to 60 minutes and at a temperature of 50 to 55 ° C , then adds the enzyme preparation with xylanase activity in the amount of 100 to 150 ml per 1 t of raw material, followed by propagation in the mash environment with a high concentration of FAN for 6 to 7 hours at a temperature of 35 to 38 ° C, then dosing sulfuric acid to lowering the pH of the reaction mixture from 4.2 to 4.6, then introduces an enzyme preparation with amyloglucosidase activity with secondary activities of alpha-amylase and phytase in the amount of 300 to 400 ml per 1 t of raw material and conducts the fermentation process in time 56 to 72 hours at the pH of the reaction mixture from 4.2 to 4.6 and a temperature of 35 to 38 ° C, then distilled at a concentration of ethanol in the liquid before distillation of 8 to 12%, with a minimum ethanol concentration after distillation of 91% and a maximum total content of organic substances in the distillate of 1%, the resulting ethanol is separated from the post-process mixture by distillation, and the proteins contained in the broth are degraded into peptides and amino acids by enzymatic hydrolysis carried out at 40 to 55 ° C, pH 6.5 to 7.5 with an enzyme dose with protease activity of 50 to 150 ml / t of dry matter over a duration (HRT) of 4 to 6 hours, then the hydrolyzate is returned to the fermentation process to increase the dynamics of alcoholic fermentation and the propagation process by recycling hydrolyzate in the amount of 10 to 30%, where the hydrolyzed decoction is separated in several stages of the suspension at a temperature of 40 to 65 ° C at a pH of 6.5 to 7.5 at dry mass of the mixture before separation in the amount of 8 to 14%, dry mass of the solid fraction after separation in the amount of 30 to 34% and dry mass of the liquid fraction after separation in the amount of 3 to 5%, where the separated suspension is a distillate drought containing protein hydrolyzate, and the liquid fraction is fed to the stage of isolation of amino acids, which are separated from the solution either as a commercial mixture by membrane filtration and crystallization into the selected salt, or are separated into individual amino acids using first membrane filtration to purify the medium, and then separation by means of industrial ion exchange chromatography and finally crystallizes to the selected salt, then the separated amino acid fraction is dried to form a solid product in the form of an amino acid mixture or a selected preparation of a specific amino acid, the dry weight of the mixture before drying is 30 to 34% and after drying it is 86 to 88 %, then w All leachate from the overall process is anaerobically treated with a retention time of 16 to 49 hours, with a BOD5 retention level of 65 to 80% with a biogas methane content of 65 to 85%, followed by an aerobic treatment using the activated sludge method for 48 up to 72 hours, and the resulting biogas is used to generate electricity and heat, used in the main process.