1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 67
Текст из файла (страница 67)
Система выращивания дрожжей как посевного материала включав~ ряд ферментеров и оборудование для переноса посевной культуры без загрязнения. В периодическом процессе инокуляция производится для каждой ферментации. В непрерывном процессе большая часть дрожжевых клеток выделяется из жидкой среды и используется для роста культуры в ферментере, Выделение дрожжевых клеток осуществляется обычно центрифугированием. Теряемые дрожжи восполняются новыми из системы выращивания, которая значительно меньше, чем требовалось бы для периодических процессов с такой же производительностью. В рециркуляционном процессе потребление субстрата для выращивания дрожжей снижаеэ ся. 2.2. Получение этаиола Обычно этанол получают отгонкой, и, по всей вероятности, этот способ будет применяться и в ближайшем будущем.
Отгонка производится в колоннах путем последовательного отделения этанола от других компонентов жидкой фазы. Отделение барды. В первой колонне отделяю~ся продукты ферментации (главным образом этанол) и некоторое количество воды от нефермснтирующихся твердых веществ в жидкой фазе (барде), Эта ко.чонна обычно называется «пивным перегонным кубомж Желательно, чтобы на эзом этапе из жидкой среды был отогнан весь этанол. В некоторых конструкциях колонн возможно увеличение концентрации этанола в верхнем погоне путем ректификации.
Для отделения твердьж веществ из жидкой фазы, движущейся вниз, предусмотрена отпарная секция. ззг Способы получения энергии из биомассы Часть Н 333 Производство безводного этаиола. Последовательность перегонки после «пивного перегонного куба» зависит от требований, предъявляемых к этанолу.
При производстве пищевого этанола последнии должен быть очищен в соответствии с требованиями спецификадий на этанол или продукт, в котором он будет использован. При производстве этанола промышленного назначения необходимо удали~ь из него все загрязняющие вещества, в том числе сивушные масла, которые являются поб очными продуктами ферментации. При получении безводного этанола к очищенному продукту добавляют вещества, разрушающие водно-этанольную азеотропную смесь. Этанол и азотообразуюшую компоненту отделяют друг от друга в следующей колонне. В стандартных условиях для производства безводного этанола требуется по крайней мере четырехкратная перегонка.
Этанол, предназначенный для использования в качестве топлива, не должен содержать воду ~83. Вместе с тем предполагается, что из такого этанола нет необходимости отделять сивушные масла. Поэтому пе гонная ерева ная система для получении этанола, предназначенного чля использния в качестве топлива, включает «пивной перегонный куб» с ректиг офикацией и колонны для азеотропной перегонки и отпарки. Спецификации на готовый продукт. Количество энергии, расходуемой на очистку этанола, определяет числа действующих колонн. В каждой колонне для поддержания заданного равновесия паров и жидкости над тарелками расходуется значительное количество тепловой энергии. Поэтому с энергетической точки зрения важное значение имеет спедификация на го~оный продукт.
В зависимости от спецификации и гибкости установки для производства более широкого ассортимента продуктов эксплуатационные расходы могу~ возрасти больше или меньше. 2.3. Получение побочных продуктов. При наличии рынков сбыта реализация побочных продуктов может принести значительные доходы. При этом не исключено, что для удовлетворения требованиям, которые предъявляет потребитель к побочным продуктам, возникает необходимость в расширении этанольного завода и объединении его с цехами для производства побочных продуктов. В процессе ферментации может бызь получен диоксид углерода высокой чистоты. Для обыска этого газа его необходимо очистить и компримировать в баллоны.
Несмотря на то что диоксид углерода является ценным побочным продуктом, рынки сбыта его локализованы, и поэтому количество диоксида углерода, получаемое на крупных фермен~ационных установках, не всегда может быть реализовано. Сооружение установки для получения диоксида углерода должно быть экономически обосновано. Даже в тех случаях, когда диоксид углерода ие получают в качестве побочного продукта, отходящие газы должны быть очищены от увлеченной жидкости, а концентрация содержащихся в них веществ, которые способствуют загрязнению атмосферы, не должна превышать установденные нормы Донные остатки в «пивном перегонном кубе» лучше всего использовать непосредственно, Однако в этом случае необходимо одновременное проведение таких операций, как ирригация полей и производство кормов.
Отходящие потоки, не представляющие интереса в качестве корма для животных, могут быть использованы для анаэробного производства метана или для аэробного производства одноклеточного протеина ~33, что позволяет компенсировать расходы на обработку этих отходов с высокой биологической потребностью кислорода. В тех случаях когда в качестве сырья использую~ся хлебные злаки, побочным продуктом для сбыта на рынке може~ бызь барда, что потребует дополнительных расходов на ее обезвоживание. Протеин и другие твердые вещества, получаемые из злаков, обогащаются протеином увлеченных дрожжевых клеток. Таким способом, согласно имеющимся данным, можно подучать высококачественные добавки к кормам животных.
Поскольку обезвоживание этого материала обходится довольно доро~о, он производится лишь для снижения расходов на единицу массы протеина при транспортировании на большие расстояния. При использовании э~ого отходящего по~ока на мес~е сущее~асино сокращаются затраты на сушку. Естественно, что в кормораздатчик достаточных размеров, находящийся рядом с ферментационной установкой, этот поток может подаваться в надлежащей пропордии для включения в рацион животных, Материальный выигрыш от использования этого побочного продукта может значительно увеличить экономичность установки: количество барды, получаемой на установке.
практически не превышает местные потребности. 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ (К. П.Д.) УСТАНОВКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ЭТАНОЛА Общая эффективность установки зависит не только от технологии превращения биомассы в этанол. При проектировании установки прежде всего следует исходить из необходимости производства топливного этанола. Важное значение также имеет территориальное расположение установки, так как она не представляет собой изолированного сооружения и, кроме того, ее энергетическая эффективность не ограничивается работой перегонных колонн. 3.!. Независимая установка В случае независимой, т.е.
сооружаемой на новом участке, установки по производству этанола возникает ряд трудностей, которые должны быль преодолены, чтобы обеспечить разработку жизнеспособного проекта. Часть 11 Способы получения энергии из биомассы 335 Рассматриваемая ниже независимая установка предназначена для пе У .г работки специально для нее выращиваемой бномассы (хлебных зл у. аковф становка не связана с внешними системами снабжения сыр я сырьем илн распределения продуктов. Сырье, выращиваемое для снабжения вновь сооружаемой установки, по своей стоимости должно оправдывать расходы на с~о п е б и обеспечивать получение доходов производителем.
Рьщочные цены отражщот энергию, затраченную на производство зерна и сбор урожая, поэтому они могут служить индикаторами зффекз нанести производства и снабжения зерном. Стоимость использования в качестве сырья хлебных злаков по сравнению с дру)имн источниками сырья высока, и эффективность установки, перерабатывщощей специально для нее выращиваемое сырье, снижается. Сооружение и эксплуатация энергетического комплекса для вновь сооружаемой установки, рассчитанного на применение привозного топлива, стоят дорого.
Так же как и как и для сырья, стоимость энергии„специально производимой для установки, должна быть такой, что ы полностью оправдывались расходы на доставку топлива и капиталовложения на сооружение энергетической установки, Использование дов, древе- недорогого местного топлива (сельскохозяйственных отходов, сины или бумажных отходов) може~ значительно снизить расходы на топливо и повысизь эффективность ферментационной установки. Б количество энергии, расходуемое на выращивание зерна, может бь~ть компенсировано, если часть остатков от сбора урожая использовать в качестве топлива.
Достигаемая ~аким способом экономия несколько снижается за счет увеличения стоимости оборудования, п назн аченного для использования топлив такого типа, однако экономичия, пред- ность выращивания биомассы повышается. Расходы на энергию для вновь сооружаемой установки по производству этанола занимают второе место после расходов на сырье. Компенсация этих расходов возможна за счет стоимости этанола и побочных продуктов. Барда, образующаяся на вновь сооружаемых установках, для получения из нее пригодных для использования побочных продуктов треб ет некоторой переработки, влекущей за собой определенные дополнителъные расходы.
Этот продукт частично обезвоживается с целью снижения его массы для поставки потребителю. (Производители питьевого расходах энерэтанола счи~ают это выгодным даже при значительных расхо гии на сушку.) В производстве топливного этанола с точки зрения эффективности сушка этих хлебных злаков убыточна как по расходу энергии, так и по общей стоимости.
Для того чтобы реализация побочных продуктов могла повысить эффективность установки для производства топливного этанола, цены на них должны быть выше номинала. и!или они должны удовлетворять рыночным спецификациям. Вновь сооружаемая установка может эксплуатироваться успешно в том случае, если доступны сырье и энергия, а расходы возмещаются за счет реализации основных и побочных продуктов. По мнению автора, досшокение благоприятного эффекта по всем этим показателям очень затруднизельно, тем более что главным продуктом является топливныи этанол.
3.2. Объедннеииан установка Общую эффективность производства топливного этанола можно повысить за счет объединения производства зтанола с другими производственными объектами. Такое объединение позволяет снизить расход ресурсов, потребляемых этанольным производством, путем распределения затрат на их доставку нли производственных расходов между всеми подразделениями производства. Преимущества объединенного производства становятся очевидными при рассмотрении, например, отходящих потоков. Отходящий поток отходов, поступающих из установки по переработкс углеводов, представляет собой сыръе, которое обычно требует незначительную предварительную обработку. Мелассы, сгяворотка сыров и отходы измельчения хлебных злаков содержа~ твердые вещества, которые более подвержены ферментации, чем вещесз.ва, содержащиеся непосредственно при сборе урожая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
