PL239862B1 - Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych - Google Patents

Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych Download PDF

Info

Publication number
PL239862B1
PL239862B1 PL431783A PL43178319A PL239862B1 PL 239862 B1 PL239862 B1 PL 239862B1 PL 431783 A PL431783 A PL 431783A PL 43178319 A PL43178319 A PL 43178319A PL 239862 B1 PL239862 B1 PL 239862B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
subjected
biogas
beet
fraction
temperature
Prior art date
Application number
PL431783A
Other languages
English (en)
Other versions
PL431783A1 (pl
Inventor
Tomasz Kapela
Krzysztof Makowski
Original Assignee
Kapela Tomasz Biotechnika
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 Kapela Tomasz Biotechnika filed Critical Kapela Tomasz Biotechnika
Priority to PL431783A priority Critical patent/PL239862B1/pl
Publication of PL431783A1 publication Critical patent/PL431783A1/pl
Publication of PL239862B1 publication Critical patent/PL239862B1/pl

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • 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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation
    • 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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych, polegający na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych i/lub wysłodków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu, znamienny tym, że surowiec w postaci buraków i wysłodków buraczanych rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 2 mm do 5 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120 do 140°C i ciśnieniu 1 do 3 barów w czasie 20 do 40 min i gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 40 do 90°C, po czym frakcję ciekłą poddaje procesowi separacji i biogazowania, a frakcję stałą poddaje korzystanie hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości od 0,1% do 10% v/v, w zakresie pH od 4 do 8, w temperaturze od 30 do 90°C w czasie od 4 do 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży korzystnie rodzaju Saccharomyces lub Pichia lub bakterii korzystnie rodzaju Zymomonas lub Bacillus w czasie 12 do 72 h w temperaturze 20 do 50°C o pH w zakresie 4 do 8, po czym z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej separuje alkohol etylowy za pomocą procesu destylacji w temperaturze 76 do 84°C, przy czym pozostałość pofermentacyjną poddaje się procesowi biogazowania metodą CSTR, a powstały po biogazowaniu mokry osad wykorzystuje jako nawóz lub poddaje formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.

Description

PL 239 862 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych.
Buraki cukrowe są roślinami uprawianymi od ponad 200 lat. Ich główni producenci to Rosja, Stany Zjednoczone, Ukraina, a w Unii Europejskiej: Francja, Niemcy i Polska. Zgodnie z danymi OECD w roku 2018 powierzchnia upraw buraków wynosiła około 4,9 Mha, a produkcja cukru osiągnęła poziom ponad 300 min ton metrycznych. Buraki cukrowe oprócz sacharozy (17-18% suchej masy) zawierają duże ilości celulozy, hemicelulozy i pektyn, które po ekstrakcji cukru stanowią cenny materiał paszowy - wysłodki. Wysłodki w suchej masie zawierają około 20% celulozy, 20% hemicelulozy, 20% pektyn, 10% białka i zaledwie 2% lignin, i wykorzystywane są w celach paszowych w formie mokrej (świeżej), prasowanej lub kiszonej.
Znana jest ze zgłoszenia wynalazku CN108569941 metoda cyklicznego przygotowywania nawozu z pulpy buraczanej i resztek grzybów jadalnych oraz jego aplikacja. Wynalazek zapewnia sposób cyklicznego przygotowywania nawozu z pulpy buraczanej i jadalnych resztek grzybów i jego zastosowanie, w szczególności dotyczy sposobu przygotowania jadalnego materiału podstawowego kultury grzybowej z pulpy buraczanej i mułu filtrowanego z buraków, a także zapewnia sposób przygotowania nawozu organicznego z jadalnych grzybów. Zielony obieg powstaje przez sadzenie buraków i hodowlę jadalnych grzybów, poprzez cykliczne przygotowywanie nawozów; produkt uboczny, tj. pulpa buraczana, która jest wytwarzana w przemyśle buraczanym, jest stosowany jako inny główny materiał jadalnego materiału bazowego kultury grzybowej, a inny produkt uboczny, tj. błoto filtrowane z buraków, które jest wytwarzane przez przemysł buraczany, jest stosowany również jako surowiec jadalnego materiału podstawowego kultury grzybowej; resztki grzybów, które otrzymuje się po sporoforach jadalnych grzybów, stosuje się do poprawy gleby do sadzenia buraków.
Znany jest z opisu zgłoszenia wynalazku EP1065268 sposób wytwarzania biogazu z kawałków buraków cukrowych, zwłaszcza gdy pozostałości z produkcji cukru buraczanego opierają się na tym, że szczątki buraków cukrowych miesza się z wodą tworząc substrat o rzeczywistej suchej masie 1 do 10% objętości, z okresem odroczenia od 1 do 6 dni, który jest hydrolizowany w temperaturze 15 do 50°C z jednoczesnym zakwaszeniem w pH 4,0 do 6,0, z późniejszym efektem bakterii metanizujących uwalniających biogaz w ciągłym lub nieciągłym procesie wieloetapowym. Urządzenie do przeprowadzenia metody obejmuje hydrolizę - zbiornik zakwaszający poprzedzony zbiornikiem wstępnym.
Znany jest z opisu zgłoszenia wynalazku PL417160 sposób zwiększenia wydajności biogazowni wysłodków buraczanych i poprawy jakości biogazu oraz zastosowanie preparatu bakteryjno-enzymatycznego Lactacel - W. Przedmiotem zgłoszenia jest sposób zwiększenia wydajności biogazowni wysłodków buraczanych i poprawy jakości biogazu oraz zastosowanie preparatu bakteryjno-enzymatycznego Lactacel - W. Sposób zwiększenia wydajności biogazowni wysłodków buraczanych i poprawy jakości biogazu charakteryzuje się tym, że przed zbiogazowaniem substratu stosuje się preparat enzymatyczno-bakteryjny Lactacel - W w dawce 1-1,2 kg/Mg wysłodków i prowadzi się proces ciągłej mezofilowej fermentacji metanowej.
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polegający na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych i/lub wysłodków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu, charakteryzujący się tym, że surowiec w postaci buraków i wysłodków buraczanych rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 2 mm do 5 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120 do 140°C i ciśnieniu 1 do 3 barów w czasie 20 do 40 min, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 40 do 90°C. Frakcję ciekłą poddaje się procesowi separacji i biogazowania, a frakcję stałą poddaje korzystnie hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości od 0,1% do 10% v/v, w zakresie pH od 4 do 8, w temperaturze od 30 do 90°C w czasie od 4 do 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży korzystnie rodzaju Saccharomyces lub Pichia, lub bakterii korzystnie rodzaju Zymomonas lub Bacillus, w czasie 12 do 72 h w temperaturze 20 do 50°C o pH w zakresie 4 do 8. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej separuje się alkohol etylowy za pomocą procesu destylacji w temperaturze 76 do 84°C, przy czym pozostałość pofermentacyjną
PL 239 862 B1 poddaje się procesowi biogazowania metodą CSTR, a powstały po biogazowaniu mokry osad wykorzystuje jako nawóz lub poddaje formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
Korzystnie wstępną obróbkę surowca prowadzi się z dodatkiem kwasów nieorganicznych, korzystnie kwasu solnego, kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V) lub fosforowego (V) o stężeniu 1% v/v do 10% v/v.
Korzystnie wstępną obróbkę surowca prowadzi się z dodatkiem kwasów organicznych, korzystnie kwasu octowego lub kwasu mrówkowego o stężeniu 1% v/v do 10% v/v.
Korzystnie fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z użyciem bakterii z rodzaju Streptococcus, Clostridium, Halobacillus, Pseudomonas, Alteromonas, Pseudoalteromonas.
Korzystnie fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z użyciem drożdży Torula, Rhodotorula, Candida.
Korzystnie procesowi hydrolizy enzymatycznej poddaje się całość materiału po obróbce termicznej, bez uprzedniej separacji frakcji ciekłej.
Wynalazek pozwala na wytwarzanie etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych. Sposób według wynalazku pozwala w następujących operacjach procesowych prowadzonych w określonych warunkach fizykochemicznych i z użyciem określonych substancji chemicznych lub ich mieszanin, frakcjonowaną separację i zagospodarowanie poszczególnych składowych wysłodków buraczanych, ze szczególnym uwzględnieniem frakcji pektynowej, celulozowej, lignocelulozowej i białkowej.
P r z y k ł a d wykonania I
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 5 mm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 140°C i ciśnieniu 3 barów w czasie 20 min, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą frakcję ciekłą odseparowuje się i poddaje procesowi biogazowania. Frakcję stałą w postaci pulpy poddaje się hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 0,1% v/v, przy pH 5,5, w temperaturze 90°C w czasie 6 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem drożdży rodzaju Saccharomyces w czasie 72 h w temperaturze 30°C o pH 4,5. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 78°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje się procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
P r z y k ł a d wykonania II
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 6 mm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 40 min, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 60°C. Powstałą frakcję ciekłą odseparowuje się i poddaje procesowi biogazowania. Frakcję stałą w postaci pulpy poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem drożdży rodzaju Pichia w czasie 72 h w temperaturze 50°C o pH 6. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 78°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci
PL 239 862 B1 odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
P r z y k ł a d wykonania III
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 1 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 130°C i ciśnieniu 2 barów w czasie 30 min, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 80°C. Powstałą frakcję ciekłą odseparowuje się i poddaje procesowi biogazowania. Frakcję stałą w postaci pulpy poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 0,5% v/v, przy pH 6, w temperaturze 80°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem bakterii rodzaju Zymomonas w czasie 24 h w temperaturze 40°C o pH 6. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem bakterii separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
P r z y k ł a d wykonania IV
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 2 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 130°C i ciśnieniu 2 barów w czasie 30 min, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 80°C. Powstałą frakcję ciekłą odseparowuje się i poddaje procesowi biogazowania. Frakcję stałą w postaci pulpy poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 0,5% v/v, przy pH 6, w temperaturze 80°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem bakterii rodzaju Bacillus w czasie 24 h w temperaturze 40°C o pH 6. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem bakterii separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
P r z y k ł a d wykonania V
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 5 mm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 20 min z dodatkiem kwasu solnego o stężeniu 5% v/v, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą frakcję ciekłą odseparowuje się i poddaje procesowi biogazowania. Frakcję stałą w postaci pulpy poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem drożdży rodzaju Torula w czasie 72 h w temperaturze 30°C o pH 7. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred
PL 239 862 B1
Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny
P r z y k ł a d wykonania VI
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 5 mm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 20 min z dodatkiem kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 10% v/v, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą frakcję ciekłą odseparowuje się i poddaje procesowi biogazowania. Frakcję stałą w postaci pulpy poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem bakterii rodzaju Streptococcus w czasie 36 h w temperaturze 40°C o pH 8. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem bakterii separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
P r z y k ł a d wykonania VII
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 5 mm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 20 min z dodatkiem kwasu azotowego (v) o stężeniu 5% v/v, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą pulpę zawierającą frakcję stałą i frakcję mokrą poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem bakterii rodzaju Alteromonas w czasie 36 h w temperaturze 30°C o pH 8. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem bakterii separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
P r z y k ł a d wykonania VIII
W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 5 mm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 20 min z dodatkiem kwasu fosforowego (V) o stężeniu 5% v/v, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą pulpę zawierającą frakcję stałą i frakcję mokrą poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem drożdży rodzaju Rhodotorula w czasie 36 h w temperaturze 40°C o pH 6. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje

Claims (6)

  1. PL 239 862 B1 się procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
    P r z y k ł a d wykonania IX
    W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 4 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 20 min z dodatkiem kwasu octowego o stężeniu 5% v/v, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą pulpę zawierającą frakcję stałą i frakcję mokrą poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem drożdży rodzaju Candida w czasie 36 h w temperaturze 40°C o pH 8. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
    P r z y k ł a d wykonania X
    W przykładzie wykonania sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych polega na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu. Surowiec rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 4 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120°C i ciśnieniu 1 bara w czasie 20 min z dodatkiem kwasu mrówkowego o stężeniu 10% v/v, gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza do temperatury 90°C. Powstałą pulpę zawierającą frakcję stałą i frakcję mokrą poddaje hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości 10% v/v, przy pH 8, w temperaturze 90°C w czasie 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej. Fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z wykorzystaniem bakterii rodzaju Pseudomonas w czasie 36 h w temperaturze 40°C o pH 8. Z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem bakterii separuje się produkt w postaci alkoholu etylowego za pomocą procesu destylacji w temperaturze 80°C. Pozostałość pofermentacyjną poddaje procesowi biogazowania metodą CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor). Metoda CSTR polega na ciągłym procesie biogazowania pozostałości w bioreaktorze, gdzie wprowadzana jest pożywka w postaci odpadu i konsorcjum bakterii beztlenowych, które przetwarzają dostępny węgiel na metan (biogaz). Powstały po biogazowaniu mokry osad poddaje się formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
    Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych, polegający na rozdrobnieniu surowca w postaci buraków, ogonków buraczanych i/lub wysłodków buraczanych, obróbce wstępnej, hydrolizie, separacji frakcji stałej, gdzie frakcje stałe poddaje się hydrolizie enzymatycznej, fermentacji mikrobiologicznej i zatężaniu produktów, a frakcje mokre poddaje biogazowaniu, znamienny tym, że surowiec w postaci buraków i wysłodków buraczanych rozdrabnia się mechanicznie do frakcji 2 mm do 5 cm, poddaje wstępnej obróbce w temperaturze 120 do 140°C i ciśnieniu 1 do 3 barów w czasie 20 do 40 min i gwałtownie rozpręża do ciśnienia atmosferycznego i schładza
    PL 239 862 B1 do temperatury 40 do 90°C, po czym frakcję ciekłą poddaje procesowi separacji i biogazowania, a frakcję stałą poddaje korzystnie hydrolizie enzymatycznej enzymami o aktywności celulaz, hemicelulaz, w ilości od 0,1% do 10 v/v, w zakresie pH od 4 do 8, w temperaturze od 30 do 90°C w czasie od 4 do 24 h, po czym poddaje fermentacji mikrobiologicznej, z wykorzystaniem drożdży korzystnie rodzaju Saccharomyces lub Pichia, lub bakterii korzystnie rodzaju Zymomonas lub Bacillus, w czasie 12 do 72 h w temperaturze 20 do 50°C o pH w zakresie 4 do 8, po czym z mieszaniny powstałej po fermentacji mikrobiologicznej separuje alkohol etylowy za pomocą procesu destylacji w temperaturze 76 do 84°C, przy czym pozostałość pofermentacyjną poddaje się procesowi biogazowania metodą CSTR, a powstały po biogazowaniu mokry osad wykorzystuje jako nawóz lub poddaje formowaniu do postaci suchego pelletu i wykorzystuje jako nawóz organiczny.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wstępną obróbkę surowca prowadzi się z dodatkiem kwasów nieorganicznych, korzystnie kwasu solnego, kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V) lub fosforowego (V) o stężeniu 1% v/v do 10% v/v.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1,znamienny tym, że wstępną obróbkę surowca prowadzi się z dodatkiem kwasów organicznych, korzystnie kwasu octowego lub kwasu mrówkowego, o stężeniu 1% v/v do 10% v/v.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z użyciem bakterii z rodzaju Streptococcus, Clostridium, Halobacillus, Pseudomonas, Alteromonas, Pseudoalteromonas.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fermentację mikrobiologiczną prowadzi się z użyciem drożdży Torula, Rhodotorula, Candida.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że procesowi hydrolizy enzymatycznej poddaje się całość materiału po obróbce termicznej, bez uprzedniej separacji frakcji ciekłej.
PL431783A 2019-11-13 2019-11-13 Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych PL239862B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431783A PL239862B1 (pl) 2019-11-13 2019-11-13 Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431783A PL239862B1 (pl) 2019-11-13 2019-11-13 Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL431783A1 PL431783A1 (pl) 2021-05-17
PL239862B1 true PL239862B1 (pl) 2022-01-17

Family

ID=75882836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL431783A PL239862B1 (pl) 2019-11-13 2019-11-13 Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL239862B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL431783A1 (pl) 2021-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11999986B2 (en) Process for the conversion of lignocellulose material into an organic acid
Lin et al. Integration of Shiitake cultivation and solid-state anaerobic digestion for utilization of woody biomass
US8669064B2 (en) Process for providing ethanol from plant material
Sánchez et al. Carob pod as a feedstock for the production of bioethanol in Mediterranean areas
CN102703518B (zh) 木薯渣混合糖蜜固体发酵生产酒精和栽培食用菌的方法
CN113729110A (zh) 一种生物质材料高效低成本预处理结合固态发酵方法及在单细胞蛋白饲料生产中的应用
CN106616005A (zh) 一种利用糖厂滤泥生产鱼饲料的方法
Xiao et al. Solid state fermentation of aquatic macrophytes for crude protein extraction
CN101691314A (zh) 用工业有机废渣及废母液发酵生产生物肥料
PL239862B1 (pl) Sposób wytwarzania etanolu, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych
RU2701643C1 (ru) Способ получения биоэтанола из целлюлозосодержащего сырья
PL239863B1 (pl) Sposób wytwarzania kwasu mlekowego, biogazu i materiałów nawozowych z procesu przetwarzania buraków i wysłodków buraczanych
EA026454B1 (ru) Устройство и способ для гидротермической варки высушенных лигнифицированных лигноцеллюлозных биомасс
EP2966171B1 (en) Method for the valorisation of photosynthetic microorganisms for integral use of biomass
Kyzy et al. Biotechnological valorization of sugar beet wastes into value-added products
AU2014333722B2 (en) Utilization of intestinal bacteria from slaughtered animals in industrial processes and waste treatment
CN109496207A (zh) 一种基于石墨的有机肥料浆料的制备方法
CN106399394A (zh) 一种以香蕉树为原料制备乙醇的方法
Deveci et al. Optimization of citric acid production by using Aspergillus niger on citrus waste hydrolysate in column bioreactor
CN117530373A (zh) 一种挤压膨化苹果渣发酵饲料及其制备方法
Makhatov et al. PROSPECTS OF USE OF ENZYMATIC TREATMENT OF WHEAT STRAW FOR GLUCOSE PRODUCTION
US20110059498A1 (en) Method and Device for Producing Electricity and Conversion Products, Such as Ethanol
SINGH AM MURUGAN AND AJA RANJIT SINGH
YAMAMOTO ALCOHOL PRODUCTION FROM SWEET POTATO WITH YIELDING GAS FUEL AND FERTILIZER
Chindaruska et al. Bio-Ethanol from sweet sorghum