Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка технологической схемы получения кормовых дрожжей из свекловичного жома»
Скачать 377.52 Kb.
|
2.1 Сравнительный анализ существующих технологий переработки бардыТехнология выпарки с получением «DDGS» («стандартная» технология) (рисунок 2). Основные технологические операции:
 Рисунок 2 – Упрощенная схема переработки барды в «DDGS» Популярность технологии упаривания фугата, обусловлена использованием в ней более простого стандартного оборудования. Упрощенная схема позволяет получать продукт «DDGS», с содержанием сырого протеина около 25%. Недостатком технологии является наличие повышенного содержания в «DDGS» целлюлоз и лигнинов, которые не имеют кормовой ценности. По этой причине «DDGS» используют как 5 - 10%-ную добавку в комбикорм. Процесс выпарки, применяемый в технологи, повышает себестоимость получения «DDGS». При выработке 1000 л этилового спирта по данной технологии возможно получение 1135 кг «DDGS», в котором содержится 301 кг белка (26,5%). Технология микробиологической переработки фугата с получением «Дрожжевого кормоконцентрата» (разработка ООО «АМТ» и ООО «СПС-Наладка») (рисунок 3) Основные технологические операции:
 Рисунок 3 - Упрощенная схема переработки барды в «Дрожжевой кормоконцентрат» «Дрожжевой кормоконцентрат (ДКК)» представляет собой смесь кека с кормовыми дрожжами. Получения ДКК основано на аэробном процессе переработки фугат. Данная схема позволяет повысить содержание белка в ДКК до 40%. Повысить пищевую ценность ДКК можно использованием современных методов предварительной подготовки барды, которые понижают в ней уровень клетчатки [13]. Снижение уровня ХПК с 70-80000 до 2500 мг О2/л можно добиться процессами культивирования и специальной селекцией рабочей дрожжевой культуры. Кроме этого необходимо производить глубокую очистку фугата от соединений азота и фосфора. [14]. При выработке 1000 л этилового спирта по данной технологии возможно получение 1241 кг «ДКК» с содержанием 556 кг белка (44%). Сравнительная характеристика кормовой ценности «DDGS» и «ДКК» На диаграммах (рисунок 4) приведены сравнительные характеристики «DDGS» (сухой барды) и «Дрожжевого кормоконцентрата (ДКК)».   Рисунок 4 – Сравнительная диаграмма состава продуктов на основе барды Из представленного сравнительного анализа видно, что энергетическая ценность и содержание питательных веществ в ДКК существенно выше, но при этом процент клетчатки существенно ниже, чем в DDGS (сухой барде). Проблему утилизации послеспиртовой барды необходимо рассматривать также и с коммерческой стороны вопроса, связанного с реализацией продукта ее переработки. Цена сухой барды («DDGS») на российском рынке составляет примерно 2500 - 3300 руб/т., а цена готового дрожжевого кормоконцентрата (ДКК) 5000 - 6500 руб/т. При этом потребителями сухой барды «DDGS» являются только комбикормовые заводы, а дрожжевого кормоконцентрата – фермы по разведению КРС, птицефабрики, а также личные подсобные хозяйства [15]. 2.2 Описание существующих технологических схем Технологическая схема переработки барды на «DDJS» (рисунок 5) Описание процесса 1 Подготовка и разделение барды. Подогретая на пластинчатом аппарате, послеспиртовая барда поступает на двухфазный декантер (рисунок 6). В результате разделения получается жидкая фаза (фугат) и твердая фаза (кек).  Рисунок 5 - Технологическая схема переработки барды на «DDJS»  Рисунок 6 – Декантерные центрифуги «Альфа-Лаваль» в цехе переработки барды 2 Выпаривание осветленной барды. 2.1 Фугат представляющий собой жидкую фазу барды, в котором концентрация сухих веществ составляет 4%, получаемый на выходе из 2-х фазного декантера, направляется на выпарную станцию. Перед поступлением барды на станцию выпаривания она подогревается. Для этого используют два пластинчатых подогревателя. Процесс осуществляется последовательно. 2.2 Барда поступает последовательно на первый, третий и второй Эффекты выпаривания, при этом происходит увеличение концентрации на первом – до 9,3%, на втором – 15% и на третьем – 38-40% сухих веществ Эффектах. 2.3 Пар, полученный на третьем Эффекте, поступает на конденсацию в аппарат AlfaCond. В аппарате с помощью охлаждающей оборотной воды образуется конденсат.  Рисунок 7 – Выпарной аппарат «Аlfa-Vap» 3 Стадия смешения и сушки продукта. 3.1 Из третьего Эффекта барда подается в смеситель, куда также подается твердая фаза, полученная на выходе из 2-х фазного декантера. 3.2 Влажность полученной смеси составляет 40-45%. Смесь поступает на сушильную установку, где происходит окончательное высушивание и получения готового продукта. Эффект каждой ступени состоит из выпарного аппарата типа «AlfaVap». Кроме этого в его состав входит циклонный сепаратор, который необходим для разделения парожидкостной смеси. Первый выпарной аппарат работает на греющем паре, а последующий Эффект уже работает на вторичном паре. Эффективность выпаривания достигается за счет организации непрерывной циркуляции барды через выпарной аппарат и циклонный сепаратор. Технологическая схема переработки барды в «Дрожжевой кормоконцентрат» (разработка ООО «СПС-Наладка»- ООО «АМТ») Схема технологического процесса основана на глубокой утилизации органических веществ послеспиртовой барды. Сущность утилизации заключается в микробиологическом способе непрерывного аэробного культивирования дрожжевых микроорганизмов. Направленное ферментативное расщепление белково-углеводных компонентов барды позволяет получить высокое качество дрожжевого кормоконцентрата. Готовый дрожжевой кормоконцентрат состоит из смеси сухих кормовых дрожжей и кека в соотношении 1:1 по сухим веществам. Это способствует росту уровня белка и снижению уровня клетчатки. На глубину и одновременно на высокую скорость переработки барды влияет использование качественных засевных организмов и двухступенчатой схемы ферментации. Они должны обязательно пройти селекцию в производственных условиях и лабораторные исследования. Репродукция дрожжей должна осуществляться непрерывно. Это необходимо для того, чтобы ферментация происходила в полном объеме. Вносить засевные микроорганизмы необходимо только в период пуска участка. После плановой остановке также необходимо производить очередной ввод посевного материала. Барда должна быть осветленной и обогащенной питательными солями и ферментами [16]. Принципиальная технологическая схема производства ДКК включает следующие последовательные технологические операции: 1. Горячую барду направляют в бардоприемник (15-20 куб.м.) для накопления, для разделения на твердую (кек) и жидкую (фугат) фракции барду подают на центрифугу (декантер). Кек транспортером подают в смеситель для смешивания с дрожжами. 2. Горячий фугат насосом подают в теплообменник а, после, в сборник фугата (15-20 куб.м.), для смешивания с раствором питательных солей и ферментов. Эрлифтный (аэрируемый) ферментатор первой ступени (180 куб.м.) заполняется готовым к микробиологической переработке фугатом. Закачку производят насосом. При этом происходит ввод первичные засевные микроорганизмы. В ферментаторе производится процесс непрерывного аэробного культивирование дрожжевой культуры. Скорость рост сотавляет порядка 0,15–0,25 час–1. Дальнейшее введение засевных дрожжей не требуется. 3. Для процесса культивирования необходимо обеспечить подачу воздуха и поддержание температуры (37 Сº). Подача осуществляется с помощью воздуходувки. Температура поддерживается выносным теплообменным контуром, включающим центробежный насос и пластинчатый теплообменник. Так же необходимо поддерживать уровень рН культивирования, которое должно осуществляться подачей аммиачной воды и/или серной кислоты на ферментацию. 4. 70-80% утилизируемых органических компонентов фугата потребляются на первой ступени ферментации. Дрожжевую суспензию, представляющую собой вспененную смесь, с первой ступени ферментации отбирают из ферментатора и подают на флотатор-газоотделитель (30 куб.м.). Из флотатора культуральную жидкость подают на вторую ступень культивирования, а дрожжевую суспензию подают на сепарацию. 5. Процесс культивирования на второй ступени протекает аналогично процессу на первой ступени. Скорость роста здесь составляет 0,06–0,12 час–1. Иммобилизация клеток обеспечивает низкую скорость роста. Дрожжевую суспензию подают на флотатор-газоотделитель, для смешивания с суспензией от первой ступени. 6. Дрожжевую суспензию из флотатора подают на сепаратор, для первичного отделения дрожжей от культуральной жидкости. Отсепарированные дрожжи подают в смеситель, где смешивают с кеком, поступившим с центрифуги. 7. Культуральную жидкость подают на мембранный фильтр, для очистки до параметров, необходимых либо для сброса в канализацию, либо на возврат в спиртовое производство. Для очистки возможно применение выносного метантенка. 8. Из центрифуги кек подают в смеситель шнековым транспортером. Отсепарированные на сепараторе дрожжи также подаются в смеситель. Полученная смесь кека и кормовых дрожжей подают транспортером в сушилку. 9. В сушилке происходит окончательная сушка продукции и получается готовый дрожжевой кормоконцентрат. После чего кормоконцентрат подается либо на отгрузку потребителям, либо на участок затаривания и далее на склад [17]. Из проведенного описания существующих технологических схем можно сделать вывод, что с экономической точки зрения, более выгодной является технологическая схема получения дрожжевого кормоконцентрата «ДКК». Поскольку его стоимость выше, затраты на производство ниже, а также больший рынок сбыта. 3 Предлагаемая энергосберегающая технология получения кормовых дрожжей и обоснование технологического оборудования 3.1 Предлагаемая энергосберегающая технология получения кормовых дрожжей Для получения кормовых дрожжей из свекловичного жома нами была разработана технологическая схема. Данная схема позволяет осуществить безотходность переработки сахарной свеклы. Важной особенность предложенной технологии является использование вторичных источников энергии. Согласно предложенной технологической схеме кормовые дрожжи из свекловичного жома получают в следующей последовательности (рисунок 8). Сырой свекловичный жом питателем 2 из диффузионного аппарата 3 поступает в загрузочный бункер шнекового пресса 1. Влажность жома до пресса составляет 90-95%. В шнековом прессе свекловичный жом прессуют, частичное отделение жидкой фракции происходит за счет изменения объема межвиткового пространства. В результате разделения получаем отжатый свекловичный жом и отжатую жидкость. Для отбора отжатой жидкости имеются отверстия в матрице и отверстия в самом шнеке. Через эти отверстия жидкость направляется в емкости для коагуляции 19. Прессованный свекловичный жом направляется козырьком в загрузочный транспортер 20, который подает его в сушилку кипящего слоя 26. Влажность жома после прессования составит 30-40%. В сушилке жом падает на стальную решетку, через которую продувается теплоноситель. Процесс сушки похож на кипение воды. Вентилятор 25 нагнетает теплоноситель из основания трубы котельной 24 и по трубопроводу 23 подает в сушилку. Теплоносителем выступают отработанные газы котельной, которая работает на газообразном топливе. Температура отработанные газы котельной составляет 170-200°С. Прохождение отработанных газов через слой прессованного свекловичного жома, расположенного на металлической решетке, обеспечивает высушивание материала.
В крышке сушилки предусмотрено отверстие для выхода отработанных газов. Высушенный жом захватывается воздушным потоком и по трубопроводу 22 направляет в циклон 21. Прессованный свекловичный жом можно силосовать, если отсутствует сушильное оборудование или дешевый теплоноситель. С этой целью в технологической схеме предусмотрен загрузочный транспортер 29, который направляет жом в транспортное средство 28 для доставки в наземную бетонную траншею 27. Силосование происходит методом трамбовки массы, т.е. созданием анаэробных условий для дальнейшего хранения жома. Транспортное средство также можно применять для доставки жома на животноводческие фермы по откорму КРС. Приготовление концентрата низкомолекулярных органических кислот (КНМК) происходит в смесителе 18. Из емкости для хранения 4, дозатором 5 дозируют 30-35% муравьиной кислоты, 25-30% уксусной кислоты, 15-20% пропионовой и 5-6% других органических кислот в смеситель, где происходит смешивание всех компонентов. Через камеру смешивания смесителя-дозатора 17 направляют поток отжатой жидкости, где его смешивают с 1%-ым раствором КНМК. Конструкция смесителя-дозатора позволяет обеспечить поточность производства. Готовая смесь отжатой жидкости и КНМК поступает в емкости 19 для коагуляции. Процесс коагуляции протекает в течение 2-3 суток. Результатом процесса коагуляции является белковая паста, выпавшая в осадок и осветленная жидкость. Выпавший белковый осадок направляют в сушилку, в результате чего получают растительно-белковый витаминный концентрат (РБВК). Осветленную жидкость используют как добавку в рацион животных или направляют на производство кормовых дрожжей. Осветленная жидкость поступает через подогреватель пластинчатого типа 6 в дозатор многокомпонентных жидкостей 7, где смешивается с раствором питательных солей и ферментов, кроме этого в дозаторе происходит ввод первичных засевных микроорганизмов из емкости для хранения 8, а также предварительное внесение аммиачной воды. Жидкость готовая к микробиологической переработке насосом перекачивается в эрлифтный ферментатор первой ступени 9. В ферментаторе происходит непрерывное аэробное культивирование кормовых дрожжей. Дополнительный ввод засевных дрожжей не потребуется. Культивирование кормовых дрожжей протекает за счет подачи воздуха от воздуходувки 10, поддержание температуры (37 Сº) обеспечивает теплообменный контур, состоящий из насос центробежного типа и теплообменника, охлаждаемого свежей или оборотной водой. Аммиачная вода и/или серная кислота, подаваемая на ферментацию, поддерживает рН культивирования. Потребление первой ступени ферментации составляет 70-80% утилизируемых органических компонентов отжатой жидкости. Вспененную дрожжевую суспензию с первой ступени ферментации отбираются из ферментатора и подают на флотатор-газоотделитель 11. Потребление второй ступени культивирования составляет 20-30% утилизируемых органических компонентов отжатой жидкости. Кормовые дрожжи поступают на флотатор-газоотделитель, где смешивается с суспензией от первой ступени. Из флотатора кормовые дрожжи подаются на сепаратор 12, где происходит сепарирование кормовых дрожжей, т.е. отделение культуральной жидкости. Отсепарированные дрожжи поступают в сушилку кипящего слоя, для высушивания до влажности материала 12 – 14%. Высушенные дрожжи после сушки направляются на участок затаривания. Затаривание кормовых дрожжей происходит в бумажные мешки по 25 кг. По предложенной технологической схеме можно получать дрожжевой кормоконцентрат. Для этого необходимо отсепарированные дрожжи направить в смеситель 14, куда также подается часть высушенного жома, предварительно измельченного на дробилке 16, полученная смесь затем поступает в сушилку. Очистка культуральной жидкости до параметров, необходимых для сброса в канализацию, происходит на мембранном фильтре 13. Основная часть жидкой фазы отделяется механическим путем, а не тепловым, что позволяет избежать серьезные энергетические затраты. Окончательная сушка продукции происходит в сушилке. Дрожжевой кормоконцентрат, также как и кормовые дрожжи, можно направлять либо на отгрузку потребителям, либо на участок затаривания и далее на склад. Для снижения теплопотерь необходимо, чтобы установку для сушки кормовых дрожжей находилась в непосредственной близости от выхлопной трубы котельной. Представленная энергосберегающая технология получения кормовых дрожжей из свекловичного жома имеет важную особенность. Это то, что переработка сахарной свеклы совпадает по времени с началом отопительного сезона и включением котельных. Использованием отработанных газов котельной позволит осуществить снижение энергозатраты на сушку на 90...95%. Предлагаемая технологическая схема получения кормовых дрожжей из свекловичного жома позволит улучшить технико-экономическую эффективность работы сахарного завода. Внедрение данной технологической схемы значительно снизит энергозатраты и предотвратит потери питательных веществ в процессе длительного хранения свекловичного жома, приведет к значительному снижению себестоимости продукции, а также улучшит экологическую обстановку вокруг сахарного завода. |
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе «совершенствование конструктивно-технологической... «совершенствование конструктивно-технологической схемы и обоснование основных параметров дисковой посевной секции» |  | Отчет о научно-исследовательской работе по программе фундаментальных... Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского Отделения Российской академии наук |
| Отчет о научно-исследовательской работе Гост 32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской... | | Отчет о научно-исследовательской работе Межгосударственный стандарт (гост 32-2001). Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (редакция 2005... |
| Общие положения отчет Отчет о научно-исследовательской работе (нир) документ, который содержит систематизированные данные о научно-исследовательской работе,... | | Реферат Отчет о научно-исследовательской работе состоит Отчет о научно-исследовательской работе состоит из 33 рисунков, 8 разделов, 12 подразделов, 9 формул, 31 источника. Общий объем 48... |
| Отчет о научно-исследовательской работе на тему: «Разработка модифицированных... «Разработка модифицированных методов выделения гуминовых веществ для получения биологических препаратов на основе вермикомпоста» | | Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка научно... «Институт законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации» (ИЗиСП) |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... «Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях» | | Отчет №3 о научно-исследовательской работе по теме: «Грид-технологии» Разработка методов эффективного решения задач обработки, хранения, передачи и защиты информации |
| Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Разработка принципов... «Российский научно-исследовательский институт культурного и природного наследия имени Д. С. Лихачева» | | Отчет о научно-исследовательской работе Целью работы является разработка технических решений повышения эффективности совместного использования вычислительных ресурсов центров... |
| Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка моделей и образцов... «Разработка моделей бакалавра по специальности и магистра по специальности. Реализация моделей по группам специальностей» | | Отчет о научно-исследовательской работе «определение доступности... Ключевые слова: отчет, научно-исследовательская работа, заключительный отчет, кинопоказ, доступность, качество, цифровые технологии,... |
| Отчет о научно-исследовательской работе Анализ эффективности государственной поддержки отечественной кинематографии в 2011-2012 годах и разработка системы показателей ее... | | Отчет о научно-исследовательской работе разработка методов оценки... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
