Technologie

Technologie

 

GorzelnieRektyfikacjaPrzygotowanie zacieruInstalacje odpęduWykorzystanie pary wtórnejInstalacje wyparneSuszenie młóta
Metoda zimnego zacierania w systemie ciągłym Schemat procesowy zacierni przynosi ze sobą korzyści ekonomiczne w porównaniu z metodą ciśnieniowo-termiczną. Nie ma konieczności stosowania wysokich temperatur powiązanych z wysokim ciśnieniem w celu uwolnienia skrobi.

Ziarna kukurydzy (mogą to być również ziarna zbóż) po odpowiednim przygotowaniu i rozdrobnieniu w młynie podawane są na mieszalnik w ilości ściśle określonej. W mieszalniku następuje dodanie wody w odpowiedniej proporcji do podawanego ziarna. W metodzie zimnego zacierania istnieje możliwość dowolnej regulacji gęstości zacieru mając na uwadze niektóre ograniczenia. Do mieszalnika dozuje się część (około 1/3) enzymu upłynniającego, który powoduje zmniejszenie lepkości zacieru oraz umożliwia dalsze przepompowywanie. Kolejnym etapem jest reaktor o przepływie laminarnym (lub jet-cooker), w którym zacier jest zagrzewany  w celu usunięcia zanieczyszczeń mikrobiologicznych oraz całkowitego skleikowania skrobi. Następnie zacier podawany jest na zbiornik, gdzie za pomocą pozostałej części (około 2/3) enzymu upłynniającego następuje całkowita hydroliza skrobi. Po schłodzeniu przez wymiennik ciepła do pożądanej temperatury i dodaniu enzymu scukrzającego zacier jest pompowany do kadzi fermentacyjnej. Część zacieru kierowana jest cyklicznie do kadzi drożdżowej w celu propagacji drożdży. Istnieje możliwość dolewania melasy do kadzi fermentacyjnych w celu osiągnięcia wyższych gęstości.

Polska od dawna słynęła z produkcji wysokiej jakości wódek. Popularność naszej rodzimej produkcji zawdzięczamy wieloletniemu doświadczeniu w rektyfikowaniu spirytusu surowego. Obecnie oprócz wciąż wysokiego zapotrzebowania rektyfikatu do celów spożywczych, wykorzystuje się go również w farmaceutyce, firmach kosmetycznych czy też do produkcji spryskiwaczy, rozcieńczalników i innych substancji powszechnego użytku. Spirytus rektyfikowany z instalacji wybudowanych przez Chemat, spełnia wymaganiom normy PN-A-79522:2001 zarówno w zakresie zwykłego, wyborowego jak i luksusowego. Dzięki zastosowaniu próżni oraz wielokrotnemu wykorzystywaniu ciepła odpadowego, produkcja alkoholu wymaga stosunkowo niedużych nakładów energetycznych.

Spirytus surowy przeznaczony do rektyfikacji, z magazynu wprowadzany jest do kolumny hydroselekcji. W kolumnie tej następuje selekcja spirytusu poprzez jego rozcieńczenie i płukanie wodą, w celu łatwego wydzielenia frakcji przedgonowych. Wstępnie oczyszczony i rozcieńczony spirytus (epiurat) przekazywany jest do kolumny rektyfikacyjnej, gdzie następuje rozdział i wydzielenie frakcji pogonów i olejów fuzlowych oraz wzmocnienie spirytusu. Opary spirytusu z góry kolumny rektyfikacyjnej służą do podgrzewania kolumn hydroselekcji i metanolowej. Natomist spirytus z górnych półek kolumny rektyfikacyjnej trafia do kolumny metanolowej. W kolumnie metanolowej następuje ostateczne oczyszczenie z frakcji przedgonowych (szczególnie metanolu), a z kociołka odbierany jest gotowy spirytus rektyfikowany.

Łatwość zautomatyzowania oraz niższe zapotrzebowanie na energię cieplną wpływa na coraz częstsze zainteresowanie się producentów spirytusu przygotowaniem zacieru z wykorzystaniem metody bezciśnieniowego uwalniania skrobi. Firma Chemat sp. z o.o. jest jednym z pionierów wykorzystania tej metody w przygotowaniu zacierów. W metodzie tej oczyszczony surowiec (suche lub mokre zboże) jest rozdrabniany na młynach, co pozwala przeprowadzić kleikowanie ziaren skrobi metodą bezciśnieniową. Następnie do zmielonego zboża dodawana jest woda i enzym upłynniający, który rozbija skrobię do dekstryn. Tak przygotowana zawiesina podgrzewana jest wstępnie upłynnionym zacierem oraz parą zwrotną. W celu sterylizacji oraz kleikowania skrobi zacier dogrzewany jest parą nasyconą w zagrzewaczu dyszowym. Obniżenie temperatury zacieru ma miejsce w rozprężaczu. Stamtąd zacier trafia do zbiorników upłynniania, do których dodawana jest kolejna dawka enzymu upłynniającego. Upłynniony zacier podawany jest na chłodnicę zacieru, gdzie chłodzony jest przeponowo wodą do osiągnięcia temperatury fermentacji.
Koszty związane z pozyskiwaniem energii cieplnej jak i również problem z zagospodarowaniem wywaru powodują zainteresowanie się układem Kogeneracji pomiędzy gorzelnią i biogazownią. Firma Chemat posiada w swojej ofercie dwukolumnowy układ odpędu z wykorzystaniem próżni. Zastosowanie układu dwukolumnowego, technik próżniowych oraz możliwości odbioru frakcji przedgonowych i fuzlowych zapewnia uzyskanie wysokiej jakości produktu przy niskich nakładach energetycznych. Układ odpędu dwukolumnowego pozwoli na otrzymanie spirytusu surowego o mocy do 96% i parametrach jakościowych znacznie przewyższających Polską Normę. Proponowana instalacja charakteryzuje się nowoczesnymi rozwiązaniami technicznymi, które zapewniają dużą efektywność i bezpieczeństwo ekologiczne produkcji. Dzięki zastosowaniu cyrkulatora i odbiorowi lutrynku z kolumny wzmacniającej instalacja produkuje znacznie mniejsze ilości wywaru w stosunku do klasycznych układów jednokolumnowych. Automatyzacja procesu relatywnie obniża koszty obsługi.

Wykorzystanie pary wtórnej z zacierni w procesie parowania.

Podczas procesu parowania ziarna wytwarzane są du ze ilości pary wtórnej, która dziś w większości gorzelni kierowana jest do atmosfery. Nasza firma wyszła z innowacyjnym pomysłem wykorzystania energii cieplnej tej pary poprzez jej wcześniejsze sprężenie w urządzeniu zwanym strumienicą parową.

Zalety strumienicy:

– wykorystanie energii odpadowej pary do ogrzania wody używanej w procesie parowania

– około 20 % – owa oszczędność w zapotrzebowaniu na parę w odniesieniu do parowania surowca bez wykorzystania pary wtórnej z parników.

Wymagania ochrony środowiska ( okresowe zakazy wylewania wywaru na pola),  a także chęć pozyskania dodatkowego dochodu z produkcji spirytusu, zmuszają właścicieli gorzelni do rozważenia możliwości produkcji DDGS (susz podestylacyjny zbożowy). Układ do produkcji DDGS składa się z wirówki, stacji wyparnej, a także  z suszarni. Wywar z gorzelni trafia na wirówkę, gdzie następuje rozdział na:

– wywar zagęszczony – o zawartości 25-30% suchej masy

– odciek- o zawartości 6-8% suchej masy

Odciek trafia na wielostopniową stację wyparną, gdzie następuje jego zagęszczenie do 25%-30% suchej masy. Następnie zmieszany z wywarem zagęszczonym podaje się na suszarnie. Po suszeniu otrzymujemy paszę DDGS o wilgotności 10%.

Chemat proponuje stacje wyparne wielodziałowe opadowe. Dzięki zastosowaniu stacji wyparnych wielodziałowych, uzyskujemy duże zagęszczenie odcieku przy kilkukrotnie mniejszej ilości potrzebnej pary. Istnieje możliwość  wykorzystania kondensatu do produkcji zacierów. Rozwiązanie takie zmniejsza ilość zużywanej wody.

Parametry stacji wyparnej pięciodziałowej:

  • Koszty odparowania: 0,3 kg pary na litr wody
  • Zatężanie do 30% suchej masy dla pszenicy i żyta oraz 40% dla kukurydzy
Jednym ze sposobów zagospodarowania młóta po dekanterze jest jego wysuszenie w celu otrzymania suszu zbożowego, tzw. DDGS. Zamiar wprowadzenia w życie rozporządzenia zakazującego prowadzenia suszenia młóta w sposób bezprzeponowy z wykorzystaniem spalin skłonił nas do znalezienia alternatywnego rozwiązania. Proponowanym przez nas sposobem jest przeponowe suszenie młóta w suszarniach bębnowych. Suszarnia bębnowa pracuje w reżimie przeciwprądu. Młóto tzw. wet cake transportowane jest za pośrednictwem przenośnika ślimakowego do bębna suszarni, w tym samym czasie łopatki przesuwają osiowo wsad w kierunku otworu wylotowego. Mokre młóto kontaktuje się z wiązką rurek, w których znajduje się para grzejna. Suszenie odbywa się na zasadzie konwekcji. Część wysuszonego młóta spada grawitacyjnie na przenośnik ślimakowy i jest odbierana jako gotowy produkt suszenia. Pozostała część trafia do pętli cyrkulacyjnej i jest mieszana z mokrym młótem. Dopiero po wymieszaniu w mikserze mokrego wsadu z suchym DDGS młóto trafia na przenośnik zasilający bezpośrednio suszarnię. Para grzejna wchodzi  do przestrzeni rurkowej od strony wylotowej młóta. W przedniej części aparatu odbierany jest kondensat. W celu oszczędności energii powstały kondensat powinien być zawracany do kotła, gdyż jest to czysty kondensat w postaci wody zmiękczonej. Warstwa izolacyjna suszarni zapobiega stratom cieplnym. Finalnym produktem procesu suszenia jest podestylacyjny susz zbożowy o zawartości wilgoci ok. 10%.

Zalety

  • wysoka sprawność
  • niskie zużycie pary grzejnej ok. 1,6 kg pary/kg odparowanej wody
  • solidna budowa
  • małe wymagania co do powierzchni posadowienia
  • niskie emisje powietrza wylotowego
  • brak powietrza wydechowego a tym samym uniknięcie emisji nieprzyjemnych zapachów ( zamknięty układ powietrzny w postaci cyklonu, wentylatora)
  • uniknięcie niepożądanego zjawiska przypalania przez prowadzenie procesu w niskich temperaturach.