Способ переработки спиртовой барды
Изобретение относится к переработке отходов спиртового производства. Способ предусматривает отделение дробины, нейтрализацию полученной после отделения дробины кислой коллоидной взвеси, ее коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы, отделение осадка и его соединение с отделенной дробиной, концентрирование смеси и внесение добавок, повышающих ее кормовую ценность, очистку осветленной водной фазы от растворенных органических веществ с последующим использованием очищенной водной фазы для технических целей. Изобретение позволит получить экономичный и экологичный способ переработки барды. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способам переработки отходов спиртового производства и может быть использовано для очистки сточных вод и переработки отходов спиртового производства.
Известен способ консервирования барды [А.Ф.Бернштейн, И.К.Сиволап. Комплексное использование барды спиртового производства. М., Пищепром, 1960, с.66-68] путем хранения ее в траншеях.
Недостатком способа является то, что при длительном хранении в ней могут развиваться микроорганизмы, в закисшей барде происходит брожение, барда темнеет и приобретает кислый запах и вкус.
Наиболее близким техническим решением является способ переработки барды [М.Денщиков. Использование отходов пищевой промышленности. М., 1959, с.10-42] сушкой.
Недостатком является то, что сушка больших объемов барды приводит к значительному расходу топлива.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является экономичная и экологически чистая переработка больших объемов барды.
Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является получение концентрированной барды - полезного продукта и осветленной водной фазы, не содержащей экологически опасных составляющих, таким образом осуществляется безотходная технология спиртового производства.
Этот технический результат достигается тем, что переработка спиртовой барды предусматривает отделение дробины, нейтрализацию полученной после отделения дробины кислой коллоидной взвеси, ее коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы, отделение осадка и его соединение с отделенной дробиной, концентрирование смеси и внесение добавок, повышающих ее кормовую ценность, очистка осветленной водной фазы от растворенных органических веществ с последующим использованием очищенной водной фазы для технических целей. Нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют содой или гидроксидом натрия, или гидроксидом кальция. Нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют до значений рН=6-7. Осадок, по меньшей мере, один раз контактирует с новой порцией кислой коллоидной взвеси. При очистке коллоидной взвеси и осветленной водной фазы можно применять электрокоагуляцию с растворимым железным анодом. Очистку осветленной водной фазы можно проводить озонированием.
Сущность способа поясняется чертежом, где дана принципиальная технологическая схема переработки барды. В схеме обозначены основные стадии очистки:
1. получение крупной фракции - дробины,
2. разрушение коллоидной взвеси с получением осадка и осветленной водной фазы,
3. соединение осадка с дробиной с последующей переработкой полученной концентрированной смеси на товарный продукт,
4. очистка осветленной водной фазы от растворенных органических веществ.
Отделение крупной фракции - дробины можно осуществить отстаиванием, для большего концентрирования выгрузку дробины можно осуществлять через сита, червячный пресс, центрифугу.
После удаления крупной фракции - дробины коллоидная взвесь направляется на разрушение коллоидной взвеси. Эта стадия включает нейтрализацию кислой взвеси, коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы. Нейтрализацию кислой взвеси осуществляют щелочными реагентами: гидроксидами натрия и кальция, содой и т.п.
Коагуляцию и флокуляцию осадка можно осуществлять с использованием пищевых полимерных коагулянтов, глинистых материалов, сульфата и/или хлорида железа, сульфата и/или хлорида алюминия и т.п.
При использовании гидроксида кальция для нейтрализации кислой взвеси следует осуществлять до рН=6-7, чтобы избежать осаждения CaSO4 и эффективней использовать коагулянты и флокулянты в дальнейшем процессе образования осадка.
При использовании гидроксида натрия и соды для нейтрализации кислой взвеси нет опасности образования гипса и в этом случае процессы нейтрализации, коагуляции и флокуляции можно совместить.
Для снижения расхода нейтрализаторов, коагулянтов и флокулянтов, а также для получения плотного, легкофильтрующегося осадка в схеме предусмотрен многократный (n раз) контакт осадка с новыми порциями коллоидной взеси, идущей на операцию разрушения коллоидной взвеси.
При небольших объемах коллоидной взвеси для ее разрушения, а также для последующей очистки осветленной водной фазы можно рекомендовать электрокоагуляцию с растворимым железным анодом (можно использовать отходы инструментальных цехов).
После отстаивания и фильтрации осадки, полученные на стадии разрушения коллоидной взвеси, соединяются с дробиной, полученной на стадии получения крупной фракции - дробины, полученная концентрированная смесь идет на переработку для последующего скоту, а осветленная водная фаза направляется на операцию очистки от растворенной органической фазы.
Переработка концентрированной смеси предусматривает ее нейтрализацию от избыточной кислотности и сушку до влажности не более 12%, такая смесь может длительно храниться.
Для уменьшения кислотности и обогащения кальциевыми и натриевыми солями к концентрированной смеси добавляют мел и/или соду и поваренную соль. Для обогащения смеси белками и азотистыми веществами целесообразно нейтрализацию производить аммиаком. Для нейтрализации можно применять природные глинистые материалы, которые, помимо щелочной реакции, содержат микроэлементы и таким образом пополняют рацион кормов микроэлементами.
При выращивании на концентрированной смеси плесневых грибов накапливается биомасса, которая, как и дрожжи, содержит около 50% белков. Плесневые грибы хорошо усваивают неорганический азот (в частности азот сернокислого аммония), благодаря чему концентрированная смесь дополнительно обогащается белками.
Для повышения кормовой ценности и увеличения содержания сухих веществ в концентрированную смесь можно добавлять измельченные кукурузные початки, овсяную шелуху, мякину или соломенную резку и другие измельченные грубые корма в количестве до 10% к массе концентрированной смеси.
Стадия очистки осветленной водной фазы от растворенных органических веществ предусматривает использование сорбции, озонирования, биологических методов и т.п. Следует иметь в виду, что частичное удаление растворенной органической фазы осуществляется в процессах коагуляции и флокуляции.
Очищенная от растворенных органических веществ осветленная водная фаза может быть использована в обороте на различные технические цели.
Пример конкретного выполнения способа.
Для очистки взят 1 дм3 исходной барды, полученной на спиртовом заводе, перерабатывающем зерно, температура 70°С, рН=3,5.
Состав барды, мас.%: вода 91,3-93,2; растворенные органические вещества 2,0-2,7; сухие вещества 4,4-8,2; в том числе сырой протеин 1,8-2,2; БЭВ 2,8-3,2; жир 0,4-0,6; клетчатка 0,5-0,7. БПК 50 тыс.мг О2/дм3. Кормовая ценность 0,15 ед.
Первая стадия - отстаивание и фильтрация через скорые фильтры. Продукты очистки при 30°С - дробина и коллоидная взвесь имели следующий состав.
Дробина, мас.%: вода 80; растворенные органические вещества 5,7; сухие вещества 35; в том числе сырой протеин 2,5; жир 2,0; клетчатка 13. Кормовая ценность 0,5 ед.
Коллоидная взвесь, мас.%: вода 96; растворенные органические вещества 2,0; сухие вещества 4,5; в том числе сырой протеин 1,5; клетчатка 0,5. БПК 15 мг О2/дм3.
Вторая стадия - нейтрализация коллоидной взвеси содой до рН=6,5 с одновременной коагуляцией глиной и кормовым полимером марки ВПК-402. Состав глины, мас.%: SiO2 54-40, Al2О3 16, СаО 3-15, MgO 1-2, Fe2О3 3-4, MnO 0,1; TiO2 0,2; Р2О5 0,2; К2О 2, Na2O 1, Сорган 2, Cl 0,5; Cu 3-10, Со 1-8, Мо 3-5, Se 0,02.
Осадок после отстаивания и фильтрации соединяли с дробиной и полученная концентрированная смесь после сушки содержала воду 12 мас.%, кормовая ценность 2,5 ед.
Третья стадия - собция органики на активированном угле, в результате очищенная водная фаза при 20°С содержала:
- взвешенные вещества - не более 10 мг/дм3,
- растворенные органические вещества - менее 2 мг/дм3,
- растворенные неорганические вещества - менее 20 мг/дм3, рН=7,
- цвет - прозрачный в столбике толщиной 20 см,
- запах - менее 1 балла.
По сравнению с прототипом данный способ позволяет организовать безотходное производство спирта с получением очищенной воды, используемой для технических целей, и концентрированного корма. К тому же, поскольку сушке подвергается только часть барды, энергетические расходы меньше по сравнению с прототипом.
1. Способ переработки спиртовой барды, предусматривающий отделение дробины, нейтрализацию полученной после отделения дробины кислой коллоидной взвеси, ее коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы, отделение осадка и его соединение с отделенной дробиной, концентрирование смеси и внесение добавок, повышающих ее кормовую ценность, очистка осветленной водной фазы от растворенных органических веществ с последующим использованием очищенной водной фазы для технических целей.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют содой.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют гидроксидом натрия.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют гидроксидом кальция.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют до значений рН 6-7.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что отделенный осадок, по меньшей мере, один раз контактирует с новой порцией кислой коллоидной взвеси.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что при очистке коллоидной взвеси и осветленной водной фазы применяют электрокоагуляцию с растворимым железным анодом.
8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что очистку осветленной водной фазы проводят озонированием.
