Производство кормов из отходов спиртового производства
Более 150 промышленных отраслей нуждаются в этиловом спирте. Чаще всего продукт закупают в медицине, фармакологии, в пищевом, химическом, машиностроительном сегменте рынка. С такими объемами на заводах образуется большое количество отходов спиртового производства, которые требуют правильной утилизации.
Что такое отходы спиртового производства?
Побочным продуктом при изготовлении спирта из сахарной свеклы, зерна, картофеля или патоки является барда. Это отработанная масса жидкой консистенции с неприятным запахом, имеющая неоднородный серо-коричневый цвет. Среднее количество образования отходов зависит от технологии переработки и составляет 15 л на один литр этанола. Химическая структура барды меняется в зависимости от исходного сырья.
Органические отработки спиртопроизводства в своем составе содержат:
- сухие вещества;
- клетчатку;
- белки;
- жиры;
- золу;
- протеины;
- БЭВ (безазотистые экстрактивные вещества—крахмал, сахара).
Высушенная барда считается полезной и питательной кормовой базой для сельскохозяйственных животных. Корм ценится за высокое содержание протеина, легкоусвояемых углеводов, витаминов группы Б, 17 аминокислот. В необработанном виде сырую смесь скармливают до 50 л в сутки на голову КРС, а в сушеном смешивают с комбикормами или используют как отдельный кормопродукт.
Экологические основы переработки спиртовой барды
При отсутствии рациональной утилизации барды негативное воздействие производства на природу стремительно прогрессирует. На примере РСО-Алания, где сконцентрировано множество спиртзаводов, уровень загрязнения водоемов превышает показатели соседних регионов.
При мощности спиртзавода в 3000 Дал за сутки скапливается до 350 м3 барды.
Ухудшение экологической обстановки в Республике произошло из-за непрерывного сброса барды в сточные воды. Это привело к выводу из строя очистных сооружений и засорения рек до 4 класса чистоты («грязные воды»).
Ситуация одного региона способствовала одобрению законопроекта, запрещающего слив отходов в канализацию. Минприроды РФ обязало все предприятия в сфере спиртопроизводства установить оборудование для переработки спиртовой барды и очистные сооружения.
Этапы переработки и утилизации спиртовой барды
Многие способы утилизации отработок спиртзаводов энергозатратны и не обеспечивают требуемый уровень безопасности для экологии. Наиболее оптимальной в экономическом и природоохранном плане признана схема превращения послеспиртовых остатков в «Дрожжевой кормоконцентрат» (ДКК). Способ основан на аэробном культивировании дрожжевых бактерий, усваивающих растительные вещества барды.
Что указано в законе о переработке отходов спиртового производства?
С целью пресечения загрязнения окружающей среды отработками спиртзаводов, Правительство РФ внесло поправки в действующий закон No 171 «О госрегулировании производства этилового спирта…» от 22.11.1995 г. Изменения касаются всех производителей спиртосодержащей продукции. В соответствии с п.5 ст.8 предприятия, технологии которых проходят с образованием спиртовой барды, обязаны выполнять полную переработку отходов и (или) утилизировать их на очистных сооружениях. Ответственность за отсутствие перерабатывающего оборудования предусматривает автоматическую приостановку действия лицензии и закрытие организации.
На законных основаниях спиртзавод должен выбрать приемлемый с точки зрения экономии и экологичности способ ликвидации отходов, а именно:
- включить в производство технологические линии переработки барды;
- установить систему очистки сточных вод или заключить договор с компанией по вывозу отработок на ближайшие очистные сооружения.
Проблемы при утилизации спиртовой барды
В России масштабного потребления послеспиртовых отходов в сельском хозяйстве нет. При низкой востребованности перед предприятиями возникает вопрос ликвидации многотоннажных остатков органики. Сложность его решения связана со следующими препятствиями:
- Полностью избавиться от барды путем строительства очистных сооружений невозможно. До сих пор не выращены штаммы микроорганизмов, которые окончательно перерабатывают фугат.
- Содержание в отработках до 10% сухих веществ требует установки оборудования для сепарации общего объема на жидкую и твердую часть.
- Увеличение земельных площадей под поля фильтрации для очистки стоков приводит к загрязнению биосферы.
- При отсутствии сушки влажного кека (твердая фракция барды) быстро начинается брожение, после чего продукт становится не пригодным.
- Устаревшая технология выпаривания фугата чрезвычайно энергозатратна, поэтому без повышения цен на спирт и поддержки со стороны государства способ не рентабелен.
Методы утилизации отходов спиртовой промышленности
При изготовлении этанола образуется послеспиртовая отработка в многотонном количестве. Основным способом утилизации вторсырья считается его реализация в качестве корма или белково-витаминных добавок для сельскохозяйственных животных. Но срок годности натуральной барды не превышает двое суток, что обременительно для предприятия в плане сбыта. В российском АПК рыночный спрос на этот продукт не велик, поэтому заводам приходится налаживать процесс ликвидации другими способами.
В практике стран встречаются 4 технологии эффективной переработки барды, основанных на методах:
- обезвоживания для получения сухого продукта;
- комбинации трех этапов (механическое разделение барды, переработка фугата бактериями и очистка отработанной жидкости);
- анаэробной переработки с целью извлечения биогаза;
- аэробной обработки жидкой фракции барды.
В России полный цикл бардопереработки выполняет ГУП «Спиртзавод Буинский» в Татарстане, остальные утилизируют только кек, а фугат сливают в канализацию.
Метод высокотемпературного испарения
При переводе отходов спирта в сухое состояние повышается эффективность их использования. На мировом рынке высоко котируется DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles)—белковый продукт, полученный из обезвоженной послеспиртовой барды. Изготовление гранул позволяет избежать ответственности со стороны органов эконадзора и получить прибыль от продажи корма.
Технологический процесс получения сухого продукта заключается в выпаривании барды, сушке концентрата и его гранулировании. В начале цельную барду предварительно нагревают и обезвоживают на шнековом сепараторе до 55—60% влажности. В итоге формируется кек и концентрат.
Кек поступает в сушилку с температурным режимом до 80°С, где теплоносителем выступает не газ, а пар (такая технология предупреждает разрушение белка микроорганизмов сырья и сохраняет ценность продукта). Конденсат выпаривается на вакуум-выпарных установках до образования концентрата, который подсушивается и отправляется в миксер для смешивания с твердой частью. На последнем этапе 2 промежуточных продукта проходят дополнительную сушку. Высушенная барда прессуется в камере и приобретает вид гранул (DDGS).
Гранулы имеют влажность 9-10%, что снижает объем исходных отходов в 8 раз.
Метод термического разложения
С целью создания малоотходного хозяйства часто используют пиролиз. Способ отлично подходит для трудно разлагаемых отходов спиртового производства. Органические отработки нагревают до 600° С в безкислой или малокислой среде (низкотемпературный пиролиз). Такой метод переработки менее затратен в сравнении с высокотемпературным режимом (до 1200° С).
При разложении органики в установке выделяются углеводороды и пиролизный газ. Это печное топливо, которое без дополнительной обработки пригодно для сжигания в теплогенераторах. При больших производственных масштабах энергоноситель можно накапливать и транспортировать на продажу.
Метод биохимического разложения
Этот способ переработки послеспиртовой барды основан на технологии биохимической очистки сточных вод от органических веществ. Процесс утилизации проходит в присутствии четырех видов специально выращенных штаммов бактерий (10—20 г/л).
Охлажденная барда попадает в реактор гидролиза, далее в биореактор ферментации с бактериальной массой. В зависимости от оборудования очистка может длиться до 50 часов. В период ферментативной активности микроорганизмов образуется метан и сброженный осадок. Очищенный газ подходит для получения тепло- и электроэнергии.
Образовавшийся шлам уже пригоден как жидкая подкормка для растений. Но если жидкую часть барды пропускают через сепаратор на выходе формируется 2 продукта: твердое удобрение и фильтрат (фугат), который поступает в очистные сооружения.
Метод добывания биогаза в метантенках
Одним из важных элементов очистных сооружений на спиртзаводах считаются метантенки—резервуары, в которых барда подвергается анаэробному брожению. В заключении процесса выделяется метан и накапливается в газгольдерах. Полученный биогаз направляют на нужды предприятия.
В России способ распространения не получил из-за доступности природного газа и необходимости уничтожения образовавшегося ила. Подобные биогазовые технологии массово используются в Китае, США, Германии, Швеции.
Метод низкотемпературного обезвоживания с применением АХИ
В мировой практике наиболее экологичным способом избавления от барды считается технология вакуумного обезвоживания. В аппаратах холодного испарения (АХИ) отходы смешиваются с наполнителем и нагреваются. Жидковязкая масса до кипения не доводится. Под действием вакуума удаляется излишняя влага. Такой способ экономит энергию, так как тепло, выделяющееся в процессе отвода жидкости, возвращается в систему нагрева. На завершающем этапе образуется очищенная вода, продукт для корма животных и углекислота.
Оборудование для переработки спиртовой барды
Обустройство на спиртзаводах цехов по переработке барды позволит снизить экологические проблемы российской природы. Приказом Росалкогольрегулирования No 365 от 04.12.12 утвержден список оборудования для утилизации барды.
В перечне представлены:
- Емкости для хранения. Объем и количество рассчитывается с учетом образования отработок за день.
- Приемные резервуары для поступления остаточной продукции после производства спирта.
- Миксер для получения массы гомогенной структуры и предупреждения налипания на стенки тары.
- Насосы или шнековые транспортеры, перекачивающие барду в сепаратор.
- Сепаратор, разделяющий отработки на фугат и кек.
- Сушильные комплексы.
- Центрифужный сепаратор, очищающий фугат для рециклинга.
- Флотатор при помощи флокулянта удаляет из фугата воду.
- Камера для аэрации высушивает барду для долговременного хранения.
В зависимости от выбранного метода переработки дополнительно устанавливают:
- гранулятор;
- биореактор;
- блоки газоочистки;
- термолизатор;
- дрожжерастительные аппараты.
Применение ресурсосберегающих технологий позволит значительно сократить объем образования отходов спиртового производства. Установка линий по переработке барды на всех заводах-производителях этанола снизит экологическую нагрузку на экосистему страны.
Источник
Аннотация:
Изобретение относится к кормовой промышленности. Способ получения корма включает растворение в спиртовой барде корзинок подсолнечника – отхода маслоэкстракционного производства – в количестве 20-25 %. Через 2-3 дня в смесь вносят глину диалбекулит в количестве 1-2 % от объема смеси, а перед употреблением на корм вводят биопрепарат Линекс в количестве 0,3-0,5 %. Предлагаемый способ позволяет эффективно утилизировать отходы спиртового и маслоэкстракционного производства с получением кормового продукта, улучшающего состояние животных. 1 табл., 2 пр.
Основные результаты:
Способ получения корма из отходов спиртовой промышленности, включающий использование в качестве сорбента глину и минеральный обогатитель, отличающийся тем, что в спиртовой барде растворяют корзинки подсолнечника – отход маслоэкстракционного производства – в количестве 20-25% с последующим введением глины диалбекулит через 2-3 дня в количестве 1-2% от общего объема смеси, а перед употреблением на корм вводят биопрепарат Линекс 0,3-0,5%.
Изобретение относится к спиртовой и кормовой промышленности и может найти применение при утилизации отходов спиртовой барды и корзинок подсолнечника – отхода маслоэкстракционного производства.
Известен способ приготовления корма на основе спиртовой барды путем смешивания ее с реагентом – глиной ирлитом, содержащей оксиды железа и алюминия, взаимодействующие с серной кислотой, присутствующие в барде (патент №2204591, опубликован 20.05.2003, МПК С 12F 3/10).
Недостатком известного способа является то, что глина ирлит имеет высокое количество хлоридов (295 мг/л) и сульфатов (768 мг/л), которые слабо растворяются в водном растворе и тем самым нарушают работу желудочно-кишечного тракта у животных.
Известен способ, при котором для утилизации спиртовой барды используют глину тереклит, содержащую более растворимые вещества, чем ирлит. При взаимодействии со спиртовой бардой тереклит способствует снижению оксидов и концентрации серной кислоты (патент №2261620 от 27.04.2005, МПК А23К 1/06, С12F 3/10, С01В 33/40).
В известном способе кислотность спиртовой барды снижается недостаточно, так реакция глины тереклит (рН) не превышает 5.1.
Добавление к спиртовой барде соевой муки повышает затраты на осуществление способа.
Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве сорбента используют измельченную белую глину и минеральный обогатитель (патент №2295257 от 20.03.2007, МПК А01К 1/06).
Способ-прототип имеет ряд недостатков:
– многочисленные затраты на минеральный обогатитель, измельчение глины, сушку и брикетирование кормов;
– при сушке кормов теряется значительное количество полезных для животных веществ.
Все это снижает эффективность способа.
Технический результат заявленного объекта – снижение затрат и повышение эффективности способа.
Техническое решение предлагаемого изобретения заключается в том, что для снижения кислотности спиртовой барды первоначально в нее помещают корзинки подсолнечника – отход маслоэкстракционного производства в количестве 20-25% с последующим введением глины диалбекулит через 2-3 дня в количестве 1-2% от общего объема смеси, а перед употреблением на корм вводят биопрепарат Линекс 0,3-0,5%.
Способ осуществляется следующим образом.
Корзинки подсолнечника – отход маслоэкстракционного производства содержат: протеин – 2%, жир – 1,2%, клетчатка – 27%, БЭВ – 7,2%, зола – 1,5%, сухие вещества – 15%. Кроме того, для подсолнечника характерна особенность накапливать в своих органах большое количество калия и фосфора, которые необходимы для животных.
Содержащиеся химические вещества имеют высокие коэффициенты переваримости: протеин – 68, жир – 62, клетчатка – 54, БЭВ – 83. Кроме того, в народной медицине корзинки подсолнуха используются против ряда болезней, в том числе желудочно-кишечных, которыми часто заболевают животные при употреблении в пищу кислой барды.
Глина деалбекулит содержит (%): кремний – 46,5, железо – 7,1, калий – 1,1, кальций 37, кобальт – 0,1, цинк – 1,1, никель – 1,7, фосфор – 1,7, реакция среды щелочная (рН 9.1).
В отличие от других цеолитсодержащих глин диалбекулит имеет значительное количество водорастворимых солей, приближаясь по этому показателю к низкоминерализованным иловым сульфидным грязям.
Местное происхождение глин (река Урсдон – приток реки Терек) позволяет без особых затрат добавлять ее в барду, снижая ее кислотность за счет высокого содержания калия (37%).
Биопрепарат Линекс – комбинированный препарат, состоящий из трех компонентов природной микрофлоры (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium infantis, Enterococcus faecium), которые устойчивы к химическим веществам, содержащимся в барде. Молочно-кислые бактерии, входящие в состав Линекса, поддерживают и регулируют физиологический процесс микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте животного, снижая заболевание диспепсии и хронического вздутия живота.
Обоснование выбранных параметров корзинок подсолнечника (2-3 дня), растворяемых в спиртовой барде, объясняется их составом и нейтральной средой, вводимых органов растения, которые за такой промежуток времени успевают измельчиться (без дополнительных затрат). В таком количестве (20-25%) они насыщают кислую барду, нейтрализуя ее до уровня нормального питания. Глина с высоким содержанием кальция (1-2%) выравнивает состав до оптимальной среды (рН 6.7), что обеспечивает благоприятные условия для развития микроорганизмов препарата Линекс.
Пример 1. В 100 л спиртовой барды вводили 25 кг корзинок подсолнечника. Спустя 2-3 дня смесь тщательно перемешивали и вводили в раствор глину диалбекулит в количестве 1 кг. Перед употреблением весь состав перемешивали и добавляли биопрепарат Линекс в количестве 300 г.
Пример 2. В спиртовую барду в количестве 50 л вводили 10 кг корзинок подсолнечника. Спустя три дня раствор барды и корзинок перемешивали, добавляя 1 кг глины диалбекулит. Перед употреблением смесь хорошо перемешивали и добавляли биопрепарат Линекс в количестве 250 г.
Результаты опытов сведены в таблицу.
| Варианты опыта | Реакция среды (рН) | Сырой протеин, % | Минеральные вещества, % |
| Спиртовая барда | 4,2 | 24,6 | 7-8 |
| Спиртовая барда+диалбекулит 1-2% | 4,9 | 25,6 | 8-10 |
| Спиртовая барда+подсолнечник | 5,2 | 26,8 | 11-12 |
| 10-15% | |||
| Спиртовая барда+корзинки | 6,7 | 27,2 | 14-16 |
| подсолнечника 20-25%+глина | |||
| диалбекулит | |||
| Спиртовая барда+глина | 5,6 | 26,6 | 13-14 |
| диалбекулит 1-2%+Линекс 0,3- | |||
| 0,5% | |||
| Предлагаемый | 6,7 | 28,0 | 18-20 |
Результаты вариантов опытов свидетельствуют, что предлагаемый корм из утилизированных отходов содержит максимальное количество сырого протеина и минеральных веществ. Нейтральная реакция среды приготовленного корма обеспечила снижение заболеваемости животных опытной группы крупного рогатого скота (10 голов) с 20 до 2%.
Следовательно, предлагаемый способ позволяет упростить способ с одновременным снижением затрат за счет утилизированной продукции спиртовой промышленности, улучшить здоровье животных.
Источник
Аннотация:
Изобретение относится к кормовой промышленности. Способ получения корма включает растворение в спиртовой барде корзинок подсолнечника – отхода маслоэкстракционного производства – в количестве 20-25 %. Через 2-3 дня в смесь вносят глину диалбекулит в количестве 1-2 % от объема смеси, а перед употреблением на корм вводят биопрепарат Линекс в количестве 0,3-0,5 %. Предлагаемый способ позволяет эффективно утилизировать отходы спиртового и маслоэкстракционного производства с получением кормового продукта, улучшающего состояние животных. 1 табл., 2 пр.
Основные результаты:
Способ получения корма из отходов спиртовой промышленности, включающий использование в качестве сорбента глину и минеральный обогатитель, отличающийся тем, что в спиртовой барде растворяют корзинки подсолнечника – отход маслоэкстракционного производства – в количестве 20-25% с последующим введением глины диалбекулит через 2-3 дня в количестве 1-2% от общего объема смеси, а перед употреблением на корм вводят биопрепарат Линекс 0,3-0,5%.
Изобретение относится к спиртовой и кормовой промышленности и может найти применение при утилизации отходов спиртовой барды и корзинок подсолнечника – отхода маслоэкстракционного производства.
Известен способ приготовления корма на основе спиртовой барды путем смешивания ее с реагентом – глиной ирлитом, содержащей оксиды железа и алюминия, взаимодействующие с серной кислотой, присутствующие в барде (патент №2204591, опубликован 20.05.2003, МПК С 12F 3/10).
Недостатком известного способа является то, что глина ирлит имеет высокое количество хлоридов (295 мг/л) и сульфатов (768 мг/л), которые слабо растворяются в водном растворе и тем самым нарушают работу желудочно-кишечного тракта у животных.
Известен способ, при котором для утилизации спиртовой барды используют глину тереклит, содержащую более растворимые вещества, чем ирлит. При взаимодействии со спиртовой бардой тереклит способствует снижению оксидов и концентрации серной кислоты (патент №2261620 от 27.04.2005, МПК А23К 1/06, С12F 3/10, С01В 33/40).
В известном способе кислотность спиртовой барды снижается недостаточно, так реакция глины тереклит (рН) не превышает 5.1.
Добавление к спиртовой барде соевой муки повышает затраты на осуществление способа.
Наиболее близким техническим решением является способ, где в качестве сорбента используют измельченную белую глину и минеральный обогатитель (патент №2295257 от 20.03.2007, МПК А01К 1/06).
Способ-прототип имеет ряд недостатков:
– многочисленные затраты на минеральный обогатитель, измельчение глины, сушку и брикетирование кормов;
– при сушке кормов теряется значительное количество полезных для животных веществ.
Все это снижает эффективность способа.
Технический результат заявленного объекта – снижение затрат и повышение эффективности способа.
Техническое решение предлагаемого изобретения заключается в том, что для снижения кислотности спиртовой барды первоначально в нее помещают корзинки подсолнечника – отход маслоэкстракционного производства в количестве 20-25% с последующим введением глины диалбекулит через 2-3 дня в количестве 1-2% от общего объема смеси, а перед употреблением на корм вводят биопрепарат Линекс 0,3-0,5%.
Способ осуществляется следующим образом.
Корзинки подсолнечника – отход маслоэкстракционного производства содержат: протеин – 2%, жир – 1,2%, клетчатка – 27%, БЭВ – 7,2%, зола – 1,5%, сухие вещества – 15%. Кроме того, для подсолнечника характерна особенность накапливать в своих органах большое количество калия и фосфора, которые необходимы для животных.
Содержащиеся химические вещества имеют высокие коэффициенты переваримости: протеин – 68, жир – 62, клетчатка – 54, БЭВ – 83. Кроме того, в народной медицине корзинки подсолнуха используются против ряда болезней, в том числе желудочно-кишечных, которыми часто заболевают животные при употреблении в пищу кислой барды.
Глина деалбекулит содержит (%): кремний – 46,5, железо – 7,1, калий – 1,1, кальций 37, кобальт – 0,1, цинк – 1,1, никель – 1,7, фосфор – 1,7, реакция среды щелочная (рН 9.1).
В отличие от других цеолитсодержащих глин диалбекулит имеет значительное количество водорастворимых солей, приближаясь по этому показателю к низкоминерализованным иловым сульфидным грязям.
Местное происхождение глин (река Урсдон – приток реки Терек) позволяет без особых затрат добавлять ее в барду, снижая ее кислотность за счет высокого содержания калия (37%).
Биопрепарат Линекс – комбинированный препарат, состоящий из трех компонентов природной микрофлоры (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium infantis, Enterococcus faecium), которые устойчивы к химическим веществам, содержащимся в барде. Молочно-кислые бактерии, входящие в состав Линекса, поддерживают и регулируют физиологический процесс микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте животного, снижая заболевание диспепсии и хронического вздутия живота.
Обоснование выбранных параметров корзинок подсолнечника (2-3 дня), растворяемых в спиртовой барде, объясняется их составом и нейтральной средой, вводимых органов растения, которые за такой промежуток времени успевают измельчиться (без дополнительных затрат). В таком количестве (20-25%) они насыщают кислую барду, нейтрализуя ее до уровня нормального питания. Глина с высоким содержанием кальция (1-2%) выравнивает состав до оптимальной среды (рН 6.7), что обеспечивает благоприятные условия для развития микроорганизмов препарата Линекс.
Пример 1. В 100 л спиртовой барды вводили 25 кг корзинок подсолнечника. Спустя 2-3 дня смесь тщательно перемешивали и вводили в раствор глину диалбекулит в количестве 1 кг. Перед употреблением весь состав перемешивали и добавляли биопрепарат Линекс в количестве 300 г.
Пример 2. В спиртовую барду в количестве 50 л вводили 10 кг корзинок подсолнечника. Спустя три дня раствор барды и корзинок перемешивали, добавляя 1 кг глины диалбекулит. Перед употреблением смесь хорошо перемешивали и добавляли биопрепарат Линекс в количестве 250 г.
Результаты опытов сведены в таблицу.
| Варианты опыта | Реакция среды (рН) | Сырой протеин, % | Минеральные вещества, % |
| Спиртовая барда | 4,2 | 24,6 | 7-8 |
| Спиртовая барда+диалбекулит 1-2% | 4,9 | 25,6 | 8-10 |
| Спиртовая барда+подсолнечник | 5,2 | 26,8 | 11-12 |
| 10-15% | |||
| Спиртовая барда+корзинки | 6,7 | 27,2 | 14-16 |
| подсолнечника 20-25%+глина | |||
| диалбекулит | |||
| Спиртовая барда+глина | 5,6 | 26,6 | 13-14 |
| диалбекулит 1-2%+Линекс 0,3- | |||
| 0,5% | |||
| Предлагаемый | 6,7 | 28,0 | 18-20 |
Результаты вариантов опытов свидетельствуют, что предлагаемый корм из утилизированных отходов содержит максимальное количество сырого протеина и минеральных веществ. Нейтральная реакция среды приготовленного корма обеспечила снижение заболеваемости животных опытной группы крупного рогатого скота (10 голов) с 20 до 2%.
Следовательно, предлагаемый способ позволяет упростить способ с одновременным снижением затрат за счет утилизированной продукции спиртовой промышленности, улучшить здоровье животных.
Источник