BR102018072744A2

BR102018072744A2 - Método e sistema para destilação de álcool em processo de produção de álcool

Info

Publication number: BR102018072744A2
Application number: BR102018072744-3A
Authority: BR
Inventors: John Kwik; Michael Hora; Neal Jakel
Original assignee: Fluid Quip Process Technologies, Llc
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2019-03-19
Also published as: EP3479886A1; BR102018072744B1; CN109265317A; US10118107B1; CN109265317B; AR113828A1

Abstract

método e sistema para destilação de álcool em processo de produção de álcool. um método e sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool é revelado. o método pode incluir a fermentação de uma mistura de água e grão moído, para produzir mosto carregado de álcool, que pode ser destilado em uma coluna de mosto mantida em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool, e vinhaça integral. a vinhaça fina é separada da vinhaça integral. a água é evaporada da vinhaça fina separada, para produzir a primeira vinhaça fina concentrada e pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito. a água da primeira vinhaça fina concentrada é evaporada com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada e o vapor de segundo efeito. a água é evaporada da segunda vinhaça fina concentrada com calor do vapor de segundo efeito até o vapor de terceiro efeito. pelo menos uma parte do vapor de terceiro efeito é usada para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool.

Description

“MÉTODO E SISTEMA PARA DESTILAÇÃO DE ÁLCOOL

EM PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁLCOOL”

RELATÓRIO DESCRITIVO

Campo Técnico [0001] A presente invenção se refere, em geral, à produção de álcool (por exemplo, etanol) e/ou outros biocombustíveis/bioquímicos e, mais especificamente, a um método e sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool.

Antecedentes [0002] Álcool de grau total (por exemplo, etanol) destilado a partir de grão (por exemplo, milho) se tornou cada vez mais popular como uma alternativa à gasolina. Adicionalmente, etanol aumentou em popularidade, como um aditivo à gasolina, para formulação de graus de queima limpa de gasolina para veículos a motor.

[0003] Um método para produção de etanol inclui o uso de um processo de moagem a seco de milho. Um processo de moagem a seco de milho típico consiste de quatro etapas principais: manipulação e moagem do grão, liquefação e sacarificação, fermentação e destilação, e recuperação do coproduto. Manipulação e moagem de grão é a etapa em que o milho é trazido para a usina e moído, para promover melhor conversão de amido em glicose. Liquefação é a etapa de conversão de sólidos, tais como amido, em um líquido dispersível produzindo oligossacarídeos e sacarificação é quando os oligossacarídeos são convertidos em moléculas individuais de glicose. Fermentação e destilação é o processo de levedura ou bactéria, ou clostrídia, por exemplo, convertendo glicose em um biocombustível ou um bioquímico, tal como etanol. A recuperação do coproduto é a etapa em que os subprodutos do milho são drenados e preparados. Há muitos processos de conversão químicos e biológicos conhecidos na técnica, que utilizam

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2/20 levedura, bactérias, ou semelhantes, para converter glicose em outros biocombustíveis e componentes bioquímicos, como etanol, por exemplo. [0004] A recuperação de álcool, por exemplo, butanol, etanol, etc., e coprodutos naturais geralmente inicia com o mosto (caldo de fermentação residual) sendo enviado para um sistema de destilação. Com a destilação, o etanol é tipicamente separado do resto do mosto através de um conjunto de vaporizações e condensações passo a passo. Para produzir etanol de grau total, mais do que uma coluna de destilação interconectada é tipicamente usada para purificar progressivamente o produto etanol. Em um típico processo de destilação de etanol, uma coluna de mosto recebe mosto e produz um vapor de etanol intermediário. Uma coluna retificadora recebe o vapor de etanol intermediário da coluna de mosto e produz vapor de puro etanol 95% ou proof 190. Uma terceira coluna lateral separadora recebe os sedimentos da coluna retificadora e, então, produz um vapor intermediário sobrecarregado de etanol, que é adicionalmente purificado pela coluna retificadora. Os sedimentos livres de etanol da coluna separadora lateral podem ser usados para formular água de cozimento para a parte de fermentação do processo. Por causa das propriedades físicas de uma solução aquosa de etanol, um processo de destilação pode apenas produzir praticamente uma solução aquosa de etanol que seja aproximadamente 95% etanol e 5% água. Um desidratador recebe o vapor 95% etanol e remove quase toda a água remanescente, para produzi etanol tendo um teor de água tipicamente de menos do que cerca de 1,0%. Um desidratador pode conter esferas de material que atraem ou retém moléculas de água em um maior grau do que moléculas de etanol.

[0005] Um processo de destilação de etanol de grau total como aquele descrito acima também produz coprodutos. Para esse fim, o mosto menos o álcool extraído através da destilação é conhecido como vinhaça integral, que contém uma suspensão de grãos residuais incluindo a proteína, fibra, óleo, minerais e açúcares do milho, bem como agente de fermentação residual. Estes subprodutos são muito

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3/20 diluídos para serem de muito valor neste ponto e são adicionalmente processados para fornecerem os grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS).

[0006] Em um processamento típico, quando a vinhaça integral deixa a coluna de destilação, ela é geralmente submetida a uma centrífuga de decantação, para separar sólidos insolúveis ou “bolo úmido”, que inclui principalmente fibras, do líquido ou “vinhaça fina”, que inclui, por exemplo, proteína, fibra fina, óleo e aminoácidos. Após a separação, a vinhaça fina se move para evaporadores de vinhaça, para evaporar umidade, deixando um xarope espesso, que contém sólidos solúveis (dissolvidos). O xarope concentrado pode ser misturado com o bolo úmido, e a mistura pode ser vendida para confinamento de carne e laticínios como grãos úmidos de destilaria com solúveis (DWGS). Alternativamente, a mistura de bolo úmido e de xarope concentrado pode ser seca em um processo de secagem e vendida como grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS). Os DDGS resultantes geralmente têm um teor de proteína crua de cerca de 32% e são um alimento útil para gado, outros ruminantes, e animais monogástricos, devido ao seu teor de proteína e fibra. O produto resultante é um produto natural.

[0007] Um processo de produção de etanol típico requer entrada de energia significativa, bem como uma quantidade significativa de água industrial. Seria benéfico fornecer um método e sistema para produção de etanol, que conserve energia e água, enquanto utilizando calor residual dos evaporadores de vinhaça para aquecer porções do processo.

Sumário [0008] A presente invenção se refere à produção de álcool (por exemplo, etanol) e/ou outros biocombustíveis/bioquímicos e, mais especificamente, a um método e sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool.

[0009] Em uma realização, um método para destilar álcool em um processo de produção de álcool é fornecido, que inclui a fermentação de

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4/20 uma mistura de água e grão moído para produzir mosto carregado de álcool. O mosto carregado de álcool é destilado em uma coluna de mosto mantida em uma pressão subatmosférica para produzir um vapor, incluindo, principalmente, álcool, e vinhaça integral, depois, vinhaça fina é separada da vinhaça integral. Água é evaporada de tudo ou de uma parte da vinhaça fina separada por meio de um ou mais evaporadores, para produzir uma primeira vinhaça fina concentrada e água é evaporada do condensado por meio de um ou mais outros evaporadores, para produzir o vapor primeiro efeito junto a partir da evaporação da água da vinhaça fina e condensado. Em seguida, a água da primeira vinhaça fina concentrada é evaporada por meio de um ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada e o vapor segundo efeito, depois, a água é evaporada da segunda vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor segundo efeito, para produzir um xarope e um vapor terceiro efeito. Pelo menos uma parte do vapor terceiro efeito é usada para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool, para produzir álcool. Em outro exemplo, pelo menos uma parte do vapor terceiro efeito pode ser usada para fornecer calor suficiente a um separador lateral, quando destilando álcool no processo de produção de álcool. Em outra realização, a água da primeira vinhaça fina concentrada é evaporada por meio de dois ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada e o vapor segundo efeito, depois, a água é evaporada da segunda vinhaça fina concentrada por meio de dois ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor segundo efeito, para produzir um xarope e um vapor terceiro efeito.

[0010] Em outra realização, um sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool é fornecido, que inclui uma coluna de mosto, que recebe mosto carregado de etanol. A coluna de mosto destila o mosto carregado de etanol em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente

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5/20 etanol, e vinhaça integral. Um primeiro dispositivo de separação é localizado após a coluna de mosto e recebe a vinhaça integral e separa a vinhaça fina da vinhaça integral. Um sistema de evaporador de primeiro efeito inclui um ou mais evaporadores, que recebem toda ou uma parte da vinhaça fina do primeiro dispositivo de separação e inclui um ou mais evaporadores, que recebem o condensado. Um ou mais evaporadores são configurados para evaporar a água da vinhaça fina, para produzir a primeira vinhaça fina concentrada e um ou mais outros evaporadores são configurados para evaporar água do condensado. O sistema de evaporador de primeiro efeito produz o vapor primeiro efeito junto a partir da evaporação da água da vinhaça fina e do condensado. Um sistema de evaporador de segundo efeito é localizado após o sistema de evaporador de primeiro efeito e inclui um ou mais evaporadores, que recebem a primeira vinhaça fina concentrada e evaporam a água da primeira vinhaça fina concentrada com calor do vapor primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada e o vapor segundo efeito. Um sistema de evaporador de terceiro efeito é situado após o sistema de evaporação de segundo efeito e inclui um ou mais evaporadores, que recebem a segunda vinhaça fina concentrada e evaporam a água da segunda vinhaça fina concentrada com calor do vapor segundo efeito, para produzir um xarope e o vapor terceiro efeito. A coluna de mosto recebe pelo menos uma parte do vapor terceiro efeito do sistema de evaporador de terceiro efeito, ao passo que o vapor terceiro efeito fornece calor suficiente para destilar o mosto carregado de etanol na coluna de mosto, para produzir o álcool. Em outra realização, os segundo e terceiro sistemas de evaporador incluem dois ou mais evaporadores.

Breve Descrição dos Desenhos [0011] Os desenhos em anexo, que são incorporados e constituem uma parte desta especificação, ilustram realizações da invenção e, juntamente com uma descrição geral da invenção dada acima, e da

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6/20 descrição detalhada das realizações dada abaixo, servem para explicar os princípios da invenção.

[0012] A FIG. 1 é um fluxograma de um processo e sistema de moagem a seco da técnica anterior para a produção de etanol e grãos de destilaria com solúveis; e [0013] A FIG. 2 é um fluxograma de um método e sistema para destilação de álcool em um processo de produção de álcool em conformidade com uma realização da invenção.

[0014] A FIG. 3 é um fluxograma mostrando os processos de destilação e separação do método e sistema da FIG. 2.

[0015] A FIG. 4 é um fluxograma mostrando o processo de desidratação do método e sistema da FIG. 2.

[0016] A FIG. 5 é um fluxograma mostrando o processo de evaporação do método e sistema da FIG. 2.

Descrição Detalhada das Realizações Específicas [0017] A presente invenção se refere à produção de álcool e/ou outros biocombustíveis/bioquímicos e, mais especificamente, a um método e sistema para destilação de álcool (por exemplo, etanol) usando um processo de moagem a seco de grão (por exemplo, milho).

[0018] A FIG. 1 é um fluxograma de um processo de moagem a seco de milho da técnica anterior para produção de álcool, tal processo é totalmente discutido na Patente US 8.778.433, intitulada “Métodos para produção de farelo de milho de alta proteína a partir de um subproduto de vinhaça integral”, que é expressamente incorporada por referência neste documento em sua totalidade. Uma parte significativa de álcool, por exemplo, etanol, nos Estados Unidos, é produzida a partir de processos de moagem a seco, que convertem o milho em dois produtos, a saber, etanol e grãos de destilaria com solúveis. Embora virtualmente qualquer tipo e qualidade de grão, tal como, mas não limitada a sorgo, trigo, triticale, cevada, centeio, tapioca, mandioca, batata, e outros grãos contendo amido podem ser usados para produzir etanol, a matéria

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7/20 prima para esse processo é tipicamente milho, referido como “Milho Amarelo n° 2”.

[0019] Com referência específica à FIG. 1, um processo de moagem a seco de milho típico 10 inicia com uma etapa de moagem 12, em que grãos de milho integrais secos são passados através de trituradores para moê-los em farelo ou um pó fino. O farelo moído é misturado com água, para criar uma suspensão, e uma enzima comercial, tal como alfaamilase, é adicionada. Essa suspensão é, então, tipicamente aquecida em um processo de cozimento 14, que pode opcionalmente incluir um processo de cozimento a jato, para solubilizar o amido no farelo moído. Isso é seguido por uma etapa de liquefação 16, em cujo ponto alfaamilase adicional pode ser adicionada. A alfa-amilase hidrolisa o amido gelatinizado em maltodextrinas e oligossacarídeos, para produzir um purê liquefeito ou suspensão.

[0020] Isso pode ser seguido por etapas de sacarificação e fermentação separadas, 18 e 20, respectivamente, embora na maioria dos processos de etanol com moagem a seco comerciais, a sacarificação e a fermentação ocorram simultaneamente. Na etapa de sacarificação 18, o purê liquefeito é resfriado e uma enzima comercial, tal como glicoamilase, é adicionada, para hidrolisar as maltodextrinas e oligossacarídeos de cadeia curta em moléculas de açúcar de glicose individuais. Na etapa de fermentação 20, uma cepa comum de levedura (Saccharomyces cerevisae) é adicionada, para metabolizar os açúcares de glicose em etanol e CO2. Com a conclusão, o purê de fermentação (“mosto”) contém cerca de 17% a 18% de etanol (base volume/volume), mais sólidos solúveis e insolúveis de todos os componentes de grão remanescentes, incluindo fibra, proteína, e óleo, por exemplo. Levedura ou outro agente de fermentação pode ser opcionalmente reciclado em uma etapa de reciclagem de agente de levedura/fermentação 22. Em alguns casos, o CO2 é recuperado e vendido como uma mercadoria.

[0021] Uma etapa de destilação e de desidratação 24, em que o mosto é bombeado em colunas de destilação, onde é fervido para vaporizar o etanol, é subsequente à etapa de fermentação 20. O vapor de

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8/20 etanol sai pelo topo das colunas de destilação em cerca de 95% de pureza (190 proof) e depois é condensado para um etanol líquido em um permutador de calor típico. O etanol 190 proof tipicamente, então, passa por uma coluna de desidratação por peneira molecular ou semelhante, que remove a água residual remanescente do álcool, para fornecer um produto final de essencialmente etanol 100% (199,5 proof referido neste documento como “200 proof’).

[0022] Finalmente, uma etapa de centrifugação 26 envolve a centrifugação, por meio de uma centrífuga de decantação, das sobras de vinhaça residuais ou integrais da destilação, de modo a separar a parte de sólidos insolúveis ou “bolo úmido”, que inclui fibra, partículas de germes, e sólidos maiores da parte líquida ou parte “vinhaça fina”, que inclui sólidos finos, sólidos solúveis, proteína, aminoácidos, óleo, etc. Em seguida, a parte de vinhaça fina entra nas evaporadoras em uma etapa de evaporação 28, a fim de evaporar a umidade, deixando, assim, um xarope espesso, que contém os sólidos solúveis (dissolvidos), bem como proteína fina e óleo. Esse xarope concentrado é tipicamente referido como milho condensado de destilaria solúvel e é misturado com o bolo úmido centrifugado, depois vendido para confinamentos de carne e laticínios como grãos úmidos de destilaria com solúveis (DWGS). A mistura de bolo úmido e xarope concentrado pode ser ainda seco em uma etapa de secagem 30 e vendido como grãos secos de destilaria com solúveis (DDGS), para confinamentos de carne e laticínios e/ou mercados de monogástricos. Os coprodutos de grãos de destilaria com solúveis fornecem um fluxo de receita secundário crítico, que equilibra uma parte do custo global de produção do etanol.

[0023] Em conformidade com a presente invenção, a FIG. 2 ilustra esquematicamente uma realização de um método e sistema, coletivamente numeral 100, para produção de álcool, por exemplo, etanol, em um processo por moagem a seco de grão, tal como um processo de moagem a seco de milho ou grão similar. O método e sistema 100 podem incluir um processo de fermentação 110, um processo de destilação 200, um processo de separação 300, um processo

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9/20 de desidratação 400 e um processo de evaporação 500.

[0024] Como mostrado nas FIGS. 2 e 3, o processo de destilação 200 pode incluir uma coluna de mosto 202, uma coluna retificadora 204, e uma coluna lateral separadora 206. Cada uma das colunas de mosto 202, coluna retificadora 204, e coluna lateral separadora 206 é tipicamente recipiente com múltiplas bandejas e opera em condições subatmosféricas. A coluna de mosto 202 pode receber mosto carregado de etanol do processo de fermentação 110. O mosto inclui etanol, água, e componentes do grão moído e pode ter uma concentração de etanol de aproximadamente 17-18% (base volume/volume). A temperatura do mosto entrando na coluna de mosto 202 pode ser de cerca de 150 °F e pode estar a uma pressão subatmosférica de cerca de 7 psia. A coluna de mosto 202 pode ser operada a uma pressão na faixa de cerca de 4 psia a cerca de 11 psia ou de cerca de 5 psia a cerca de 11 psia, com uma faixa de temperatura correspondente de cerca de 140 °F até cerca de 165 °F. Em uma realização, a pressão de operação pode ser de cerca de 7 psia. Temperaturas maiores do que 165 °F podem causar expansão instantânea dentro do recipiente, aumentando o potencial de o mosto ou purê se transportar do topo da coluna de mosto 202 e para dentro da coluna retificadora 204. O vapor terceiro efeito de um terceiro conjunto de evaporadores 521, 522, 523, 524 (FIGS. 2 e 5) fornecer calor para ferver o etanol do mosto na coluna de mosto 202. A fonte e rota deste vapor terceiro efeito são descritas em maiores detalhes abaixo. A temperatura do vapor terceiro efeito pode ser de cerca de 183 °F e em uma pressão subatmosférica de cerca de 8 psia. A faixa da temperatura do vapor terceiro efeito é uma função da pressão, que pode estar na faixa de cerca 7,6 psia a cerca de 9,4 psia com uma faixa de temperatura correspondente de cerca de 180 °F a cerca de 190 °F. O vapor terceiro efeito é misturado diretamente com o mosto, à medida que o mosto desce através da coluna de mosto 202. O vapor sobrecarregado de etanol deixando a coluna de mosto 202 é cerca de 50% etanol ou 100 proof.

[0025] Em seguida, o vapor com etanol cerca de 100 proof da

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10/20 coluna de mosto 202 entra na coluna retificadora 204, onde o vapor de etanol tendo uma concentração mais alta de etanol (190 proof ou 95% puro) é gerado como um vapor sobrecarregado em uma pressão de cerca de 4 psia. Consequentemente, a pressão de operação da coluna retificadora 204 pode ser de cerca de 4 psia. A coluna retificadora 204 pode ser operada em uma pressão subatmosférica em uma faixa de cerca de 2,5 psia a cerca de 6,0 psia. O vapor fluindo da coluna retificadora 204 é condensado em um líquido por um condensador 208. O condensador 208 pode usar água de resfriamento como o meio de condensação. O etanol condensado sobrecarregado pode ser dividido, de modo que uma parte (por exemplo, dois terços) é reciclada de volta para a coluna retificadora 204 e o remanescente (por exemplo, um terço) é enviado para um tanque diário 190 401 para processamento adicional. A energia térmica ou calor que conduz a coluna retificadora 204 está presente nos vapores de 100 proof quentes, que entram na coluna retificadora 204. Os sedimentos da coluna retificadora 204, que têm uma concentração de etanol de cerca de 20% (ou 40 proof, são tipicamente circulados para a coluna lateral separadora 206.

[0026] A coluna lateral separadora 206 separa etanol da corrente de sedimento de retificação e produz uma segunda corrente de vapor cerca de 100 proof, que é circulado de volta para a coluna retificadora 204 para desidratação ou separação do etanol da corrente destilada adicional. O proof do etanol do vapor circulado de volta para a coluna retificadora 204 pode ter uma faixa de cerca de 60 a cerca de 120. A coluna lateral separadora 206 pode operar em uma pressão de cerca de 7 psia. A coluna lateral separadora 206 pode ser operada a uma pressão na faixa de cerca de 5 psia a cerca de 9 psia. Assim como a coluna de mosto 202, a coluna lateral separadora 206 pode ser opcionalmente aquecida pela energia térmica do vapor terceiro efeito, como discutido adicionalmente abaixo. Opcionalmente, a coluna lateral separadora 206 pode ser aquecida por injeção de vapor direto direta na coluna. Os sedimentos ou destilado da coluna lateral separadora 206 são principalmente água quente, que podem ser enviados para um tanque

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11/20 de condensado 120 e/ou opcionalmente usados inicialmente na formação de suspensão do grão moído.

[0027] Com referência continuada às FIGS. 2 e 3, o processo de separação 300 recebe sedimentos de mosto ou vinhaça integral contendo principalmente água, materiais dissolvidos, sólidos não fermentados e agente de fermentação residual do grão moído e subsequente processo de fermentação 110. O processo de separação 300 recebe a vinhaça integral e remove os sólidos conhecidos como grãos de destilaria. Em particular, a vinhaça integral da coluna de mosto 202 pode ser canalizada para uma centrífuga 302 ou outro dispositivo de separação, que separa a vinhaça integral em sólidos conhecidos como grãos de destilaria e um líquido conhecido como vinhaça fina ou centrate. Os grãos de destilaria podem ser transportados para um secador 304 para secagem adicional. Porque os grãos de destilaria podem ser ricos em fibra e proteína, eles podem ser usados como alimento para a pecuária. A parte líquida ou vinhaça fina deixando a centrífuga 302 pode ser enviada ou dividida em uma ou mais porções, como se segue. Toda ou uma parte da vinhaça fina resultante pode ser canalizada para o processo de evaporação 500 do sistema, que é adicionalmente discutido em maiores detalhes abaixo. Uma segunda parte opcional pode ser canalizada para a fermentação 110 e/ou préfermentação, tal como para criar uma suspensão com o grão moído. Uma terceira parte opcional pode ser ainda utilizada ou processada em componentes adicionais como se segue, incluindo, mas não limitados ao uso em digestão anaeróbica, como uma fonte alimentar de nutriente para um processo de fermentação ou conversão bioquímica ou de biocombustível, como uma fonte de alimentação para proteína zeína ou qualquer outro uso viável.

[0028] Com referência agora às FIGS. 2 e 4, o processo de desidratação 400 recebe etanol hidratado 190 proof líquido do condensador 208 no processo de destilação 200 e remove a maior parte da água remanescente naquele etanol. No processo de desidratação 400, o etanol (hidratado) 190 proof líquido do tanque diário 190 401 é

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12/20 vaporizado por meio de um vaporizador de vapor 402 para garantir que nenhuma condensação do etanol hidratado ocorra nas peneiras moleculares 404. Para este fim, o etanol 190 proof superaquecido é enviado para uma série de peneiras moleculares 404, onde o excesso de água é removido para produzir cerca de uma corrente de etanol 99,0% (ou mais) por peso, comumente referido como um etanol anidro ou etanol 200 proof. As peneiras moleculares 404 podem ser sistemas de múltiplas colunas contendo recipientes, vaporizadores, condensadores de regeneração, e recuperar permutadores de calor. Em um exemplo, cada uma das peneiras moleculares 404 inclui uma coluna empacotada de esferas dessecante, que atraem água, mas rejeitam etanol, para remover a água do etanol hidratado. O vapor de etanol 200 proof quente resultante deixando a peneira molecular 404 é enviado ao processo de evaporação 500, como discutido adicionalmente abaixo. Uma vez que as esferas dessecantes estão saturadas com água, elas podem ser regeneradas puxando um alto vácuo, que pode ser realizado deixando-as off-line. O alto vácuo expande a água e qualquer etanol das esferas dessecantes, e as esferas estão prontas para serem colocadas em serviço novamente. Os vapores liberados neste ciclo de regeneração são enviados de volta para a coluna retificadora 204 para serem capturadas. Deve ser entendido que as peneiras moleculares 404 podem ser substituídas por outros tipos de tecnologias de desidratação, por exemplo, membranas de aço ou cerâmica, separação por vapor, ou separação química, todos os quais podem realizar a função de desidratação desejada.

[0029] Com referência, agora, às FIGS. 2 e 5, três conjuntos de evaporadores, que podem ser dispostos em série, podem ser utilizados no processo de evaporação 500, em parte, para reduzir ou concentrar a vinhaça fina do processo de separação 300 para um xarope espesso, que pode ser alimentado à secadora 304 para secagem adicional. A vinhaça fina pode conter aproximadamente 2 a 8% de sólidos, com uma faixa de cerca de 4 a 9% no início do processo de evaporação 500, e o xarope resultante pode ter uma concentração de sólidos de 34-36%, com uma

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13/20 faixa de cerca de 25 a 50% de concentração de sólidos. Os três conjuntos de evaporadores, que juntos fornecem um processo de evaporação triplo efeito, podem incluir um primeiro conjunto de evaporadores 501, 502, 503, 504, conhecido como evaporadores primeiro efeito, um segundo conjunto de evaporadores 511, 512, 513, 514, conhecidos como evaporadores segundo efeito, e um terceiro conjunto de evaporadores 521, 522, 523, 524, conhecido como evaporadores terceiro efeito. Embora cada conjunto de evaporadores seja ilustrado como tendo quatro evaporadores, cada conjunto poderia incluir menos do que quatro, por exemplo, dois ou três, ou mais do que quatro evaporadores, conforme necessário. Com esta configuração, a energia do processo de destilação 200 pode ser criada a partir da evaporação de água do condensado do processo e evaporação de água da vinhaça fina, como discutido em seguida.

[0030] Cada um dos evaporadores no processo de evaporação 500 pode incluir um permutador de calor casco e tubos, em que um vapor de aquecimento é isolado no lado de casca. O conjunto de evaporadores de primeiro efeito é aquecido por um vapor de aquecimento, tal como vapor de usina limpa a partir de uma caldeira (não mostrada) ou vapor de etanol 200 proof quente das peneiras moleculares 404. Em uma realização, o vapor de aquecimento para os evaporadores 501, 503, 504 é vapor da caldeira da usina (não mostrada), enquanto o vapor de aquecimento para o evaporador 502, e opcionalmente 501, é o vapor de etanol 200 proof quente. Deve ser entendido aqui, que várias modificações podem ser feitas alterando-se qual dos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504 são fornecidos com vapor e/ou o vapor de etanol 200 proof quente. Em um exemplo, o vapor da usina limpa pode ser em uma pressão de cerca de 24 psia e uma temperatura de cerca de 242 °F. Em outro exemplo, a temperatura pode ser na faixa de cerca de 240 °F a 245 °F. Em outro exemplo, o vapor da usina limpa pode ser em uma pressão entre 14 psia e 23 psia e em uma temperatura de 209 °F a 235 °F. E, em ainda outro exemplo, o vapor de etanol 200 proof quente pode estar em uma pressão de cerca de 50 psia e uma

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14/20 temperatura de cerca de 280 °F. Em ainda outro exemplo, o vapor de etanol 200 proof quente pode estar em uma pressão na faixa de cerca de 30 psia e cerca de 65 psia, e em uma temperatura de cerca de 250 °F a cerca de 300 °F. Em um exemplo, o vapor de etanol 200 proof quente não é misturado com vapor de usina. O vapor de aquecimento do vapor de entrada ou vapor de etanol 200 proof quente condensará e sairá como condensado ou etanol líquido 200 proof através das linhas de condensado. O condensado do vapor pode ser retornado para a caldeira (não mostrada). O etanol 200 proof condensado pode ser enviado através de um único permutador ou uma série de permutadores (não mostrada), para trocar calor adicional na alimentação líquida de etanol 190 proof para a etapa de desidratação (400). O etanol 200 proof resfriado, que é o produto final principal da instalação de etanol, é então enviado para um tanque 200 proof (não mostrado). O etanol 200 proof resfriado pode opcionalmente ser adicionado ao vapor 200 proof (dessuperaquecido) alimentando o evaporador 501 e/ou 502 para melhorar a transferência de calor global e capacidade de condensação de vapor a fim de recuperar o calor da condensação dentro da caixa do evaporador.

[0031] Com referência continuada às FIGS. 2 e 5, o fluido do lado do tubo entrando nos evaporadores de primeiro efeito pode variar. Por exemplo, pelo menos uma parte do condensado dos evaporadores de segundo e de terceiro efeito 511, 512, 513, 514, 521, 522, 523, 524, que podem ou não ser combinados antes, pode ser enviada aos evaporadores 501, 502, enquanto a vinhaça fina do processo de separação 300 pode ser enviada para os evaporadores 503, 504. Em outra opção, uma parte pode ser enviada para a extremidade frontal do método e sistema 100, tal como para ajudar a criar uma suspensão com o grão moído. Deve ser entendido aqui, que várias modificações podem ser feitas alteração quais dos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504 são fornecidos com condensado evap ou vinhaça fina. Nesta realização, o condensado pode ser circulado entre os evaporadores 501, 502. A vinhaça fina da centrífuga 302 pode entrar na parte de cima do evaporador 503 e/ou 504 e deixa o fundo do evaporador 503, 504 levemente concentrada. Em

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15/20 um exemplo, a vinhaça fina deixando o evaporador 503 pode ser dividido, de modo que uma parte seja reciclada para o topo do evaporador 503 e o restante entre no evaporador 504 seguinte. De forma similar, uma parte da vinhaça fina pode ser reciclada a partir do fundo do evaporador 504 para o topo do evaporador 504. A vinhaça fina concentrada finalmente deixa o fundo do evaporador 504 por meio da linha de vinhaça 540. A vinhaça fina concentrada pode ser referida como uma primeira vinhaça fina concentrada após ela deixar o primeiro conjunto de evaporadores. O líquido que é fervido ou evaporado do condensado do evaporador e/ou vinhaça fina nos evaporadores 501, 502, 503, 504 pode entrar em uma linha de vapor de primeiro efeito 530 como vapor. Porque os evaporadores 501, 502, 503, 504 produzem vapor de primeiro efeito, que é usado para aquecer os evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514, eles são conhecidos como evaporadores de primeiro efeito. As várias linhas levando aos evaporadores podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos quatro evaporadores 501, 502, 503, 504 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado, por exemplo, durante trabalho de manutenção. A instalação de etanol pode ser projetada para operar em capacidade total com três (ou menos) evaporadores de primeiro efeito conectados. Assim, qualquer um dos quatro evaporadores pode ser isolado e desligado para limpeza e manutenção sem comprometer a operação da usina. Dependendo da taxa de produção da instalação, é sabido por uma pessoa versada na técnica, que o número de evaporadores de primeiro efeito pode variar de 1 a mais do que 4. O número total de evaporadores tipicamente é conduzido pelos requisitos do volume de produção.

[0032] Com referência contínua às FIGS. 2 e 5, a disposição e operação dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 é quase similar aos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504, exceto, por exemplo, por eles operarem em uma pressão e temperatura mais baixas e serem aquecidos pelo vapor de primeiro efeito coletado dos evaporadores de primeiro efeito 501, 502, 503, 504. O vapor de primeiro efeito gerado pelos evaporadores de primeiro efeito está

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16/20 preferencialmente em uma pressão de cerca de 14 psia a cerca de 15 psia e em uma temperatura de cerca de 210 °F a cerca de 215 °F. Os evaporadores de segundo efeito processam a primeira vinhaça fina concentrada da linha de vinhaça 540. Especificamente, a primeira vinhaça fina concentrada da linha de vinhaça 540 entra no evaporador 511, que concentra adicionalmente a vinhaça fina. A vinhaça fina saindo do evaporador 511 pode ser dividida, de modo que uma parte seja reciclada para o topo do evaporador 511, e o remanescente entre no evaporador seguinte 512. Desta forma, a vinhaça fina é concentrada por cada um dos evaporadores 511, 512, 513, 514. A vinhaça fina adicionalmente concentrada pode ser referida como segunda vinhaça fina concentrada após deixar o segundo conjunto de evaporadores. A segunda vinhaça fina concentrada finalmente deixa o evaporador 514 através da linha de vinhaça 542. O vapor gerado nos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 é o vapor de segundo efeito. Esse vapor de segundo efeito de pressão relativamente baixa é coletado das várias saídas dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514 pela linha de vapor de segundo efeito 532. A linha de vapor de segundo efeito 532, então, transporta o vapor de segundo efeito para os evaporadores de terceiro efeito. Porque os evaporadores 511, 512, 513, 514 produzem vapor de segundo efeito, que é usado para aquecer os evaporadores 521, 522, 523, 524, eles são conhecidos como evaporadores de segundo efeito. O vapor de primeiro efeito é condensado com pelo menos uma parte do condensado sendo enviado para os evaporadores 501, 502, com outra parte opcionalmente sendo enviada para a extremidade frontal do método e sistema 100, tal como para ajudar a criar uma suspensão com o grão moído. Como com os evaporadores de primeiro efeito, as várias linhas levando aos evaporadores podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos quatro evaporadores 511, 512, 513, 514 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado para manutenção, permitindo operação contínua. E, dependendo da taxa de produção da instalação, é sabido por uma pessoa versada na técnica, que o número de evaporadores de primeiro

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17/20 efeito pode varia de 1 a mais do que 4. O número total de evaporadores tipicamente é conduzido pelos requisitos de volume de produção.

[0033] Com referência adicional à FIG. 5, a disposição e operação dos evaporadores de terceiro efeito 521, 522, 523, 524 são quase similares aos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514, exceto, por exemplo, que eles operam em uma pressão e temperatura mais baixas e são aquecidas pelo vapor de segundo vapor coletado dos evaporadores de segundo efeito 511, 512, 513, 514. O vapor de segundo efeito gerado pelos evaporadores de primeiro efeito está preferencialmente em uma pressão de cerca de 10,5 psia a cerca de 11,5 psia e em uma temperatura de cerca de 195 °F a cerca de 200 °F. Os evaporadores de terceiro efeito processam adicionalmente a segunda vinhaça fina concentrada da linha de vinhaça 542. Especificamente, a segunda vinhaça fina concentrada da linha de vinhaça 542 pode entrar no evaporador 521, que concentra adicionalmente a vinhaça fina. A vinhaça fina saindo do evaporador 521 pode ser dividida, de modo que uma parte seja reciclada para o topo do evaporador 521 e o remanescente entre no evaporador 522 seguinte. Desta forma, a vinhaça fina é concentrada por cada um dos evaporadores 521, 522, 523, 524. A vinhaça fina concentrada finalmente sai do evaporador 524 como um xarope, que é transportado por meio da linha de xarope 544 de volta, por exemplo, para um tanque de armazenamento de xarope (não mostrado) e/ou secador 304. O vapor gerado nos evaporadores 521, 522, 523, 524 de terceiro efeito é o vapor de terceiro efeito. Porque os evaporadores 521, 522, 523, 524 produzem vapor de terceiro efeito, que é usado para aquecer a coluna de mosto 202, eles são conhecidos como evaporadores de terceiro efeito. A pressão relativamente baixa, o vapor de terceiro efeito é coletado das várias saídas dos evaporadores de terceiro efeito 521, 522, 523, 524 por uma linha de vapor de terceiro efeito 534.

[0034] A linha de vapor de terceiro efeito 534 transporta o vapor de terceiro efeito para a coluna de mosto 202 e opcionalmente para a coluna lateral separadora 206. A razão de vapor enviado para a coluna

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18/20 de mosto 202 e de vapor enviado para a coluna lateral separadora 206 pode estar em uma faixa de, por exemplo, 90% para 10%, 80% para 20%, ou 70% para 30%, ou outra razão de vapor que forneça energia térmica suficiente ou calor para destilação. Preferencialmente, o vapor de terceiro efeito está em uma pressão de aproximadamente cerca de 7,5 psia a cerca de 8,5 psia e em uma temperatura de cerca de 180 °F a cerca de 185 °F. O vapor de segundo efeito é condensado com pelo menos uma parte do condensado sendo enviado para os evaporadores 501, 502, com outra parte opcionalmente sendo enviada para a extremidade frontal do método e sistema 100, tal como para ajudar a criar uma suspensão com o grão moído. Em um exemplo, o condensado do evaporador de terceiro efeito pode ser combinado com o condensado dos evaporadores de segundo efeito antes de enviar para os evaporadores 501, 502. Como com os evaporadores de primeiro e de segundo efeito, as várias linhas levando aos evaporadores podem ter válvulas, de modo que qualquer um dos quatro evaporadores 511, 512,

513, 514 pode ser seletivamente retirado da linha e contornado para manutenção, permitindo operação contínua. E, dependendo da taxa de produção da instalação, é sabido por uma pessoa versada na técnica, que o número de evaporadores de primeiro efeito pode variar de 1 a mais do que 4. O número total de evaporadores tipicamente é conduzido pelos requisitos de volume da produção.

[0035] Deve ser reconhecido que a ordem de evaporadores através dos quais a vinhaça fina passa pode variar. Como descrito acima, a vinhaça fina passa através dos evaporadores 503, 504, 511, 512, 513,

514, 521, 522, 523, 524 em ordem. Em outra realização, a vinhaça fina pode passar através dos evaporadores 503, 504, 521, 522, 523, 524, 511, 512, 513, 514 em ordem. Outras modificações e variações podem ser contempladas. A modificação da ordem dos evaporadores através dos quais a vinhaça fina passa não afeta a ordem e configuração dos fluxos de vapor de primeiro, segundo e terceiro efeito.

[0036] Com referência novamente às FIGS. 2 e 3, dentro da coluna de mosto 202, o etanol fermentado presente no mosto produzido pelo

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19/20 processo de fermentação 110 é fervido como vapor sobrecarregado de cerca de 100 proof com uma faixa potencial de 90 a 120 proof. O vapor de terceiro efeito dos evaporadores de terceiro efeito 521, 522, 523, 524 fornece o vapor necessário para remover cerca de 99,5% ou mais do etanol do mosto, como vapor sobrecarregado cerca de 100 proof. A quantidade de vapor de terceiro efeito necessária dos evaporadores 521, 522, 523, 524 para recuperação de etanol eficiente determina a capacidade do processo de evaporação 500. Os requisitos do vapor da coluna de mosto 202 do processo de destilação 200 determinam a capacidade de evaporação do processo de evaporação 500. Quando os requisitos de vapor da columa de mosto 202 aumentam, a capacidade de evaporação do processo de evaporação 500 aumenta, de modo que mais vinhaça fina do processo de separação 300 pode ser transportada para o processo de evaporação 500 e menos vinhaça fina enviada para outro lugar, tal como para a fermentação 110 ou pré-fermentação, como discutido acima. De modo diverso, o condensado evap pode ser operado para aumentar ou diminuir a taxa de evaporação desejada, enquanto mantendo a taxa de evaporação da vinhaça fina constante. Com outros processos, a taxa de evaporação da vinhaça fina é a única variável que pode ser mudada, que pode impactar a taxa de destilação, limitando, assim, o potencial para destilação e eficiências de produção de etanol global ideais. As realizações da presente invenção criam a opção de manter e/ou variar a taxa de evaporação da vinhaça fina, uma vez que a etapa de evaporação do condensado pode agora ser a etapa de geração de vapor variável para operar a destilação de forma mais eficiente e em uma taxa em curso estável. Quando a coluna de mosto 202 requer menos vapor, então, menos vinhaça fina é enviada para o processo de evaporação 500 e mais é usada em outro local. Em média, aproximadamente 50% da vinhaça fina do processo de separação 300 são enviados para o processo de evaporação 500, com uma faixa de cerca de 40 a cerca de 60% como típica. Essa faixa pode ser mais amplamente estendida devido à integração do evap do condensado como parte do sistema de energia e destilação global.

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20/20 [0037] O uso do vapor de terceiro efeito gerado pelos evaporadores 521, 522, 523, 524 para aquecer a coluna de mosto 202 e a coluna lateral separadora 206 do processo de destilação 200 fornece vantagens importantes. Embora um vácuo deva ser mantido na coluna de mosto 202 e nas outras colunas de destilação, a operação a baixa temperatura não é apenas adequada para ferver o etanol, é vantajosa. Operação em baixa temperatura reduz enormemente a deposição de sólidos dentro da coluna de mosto 202. Além disso, o uso de vapor de terceiro efeito elimina a necessidade de usar vapor de usina limpa em um processo de destilação, que é menos termoeficiente do que a técnica corrente. Nos processos de destilação e evaporação 200, 500, vapor de usina limpa é apenas usado em porções de permutadores de calor de casca e tubos dos evaporadores de primeiro efeito e onde possa ser isolado dos contaminantes, de modo que possa ser facilmente reutilizado em caldeiras de vapor como água de reposição.

[0038] Embora a presente invenção tenha sido ilustrada por uma descrição de várias realizações e embora estas realizações tenham sido descritas em consideráveis detalhes, não é a intenção da Requerente restringir nem de nenhum modo limitar a tais detalhes o escopo das Reivindicações em apenso. Vantagens e modificações adicionais aparecerão facilmente para aqueles versados na técnica. Assim, a invenção em seus aspectos mais amplos não é, portanto, limitada aos detalhes específicos, aparelhos e métodos representativos e exemplo ilustrativo mostrados e descritos. Consequentemente, distanciamentos podem ser feitos de tais detalhes, sem se distanciar do escopo do conceito inventivo geral da Requerente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, sendo o método caracterizado por que compreende:

a fermentação de uma mistura de água e grão moído para produzir mosto carregado de álcool;

destilar o mosto carregado de álcool em uma coluna de mosto mantida em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool, e vinhaça integral;

separar a vinhaça fina da vinhaça integral;

evaporar água de toda ou de uma parte da vinhaça fina separada por meio de um ou mais evaporadores e evaporar a água de um condensado por meio de um ou mais outros evaporadores para produzir um vapor de primeiro efeito da evaporação da água da vinhaça fina e o condensado para produzir uma primeira vinhaça fina concentrada a partir da evaporação da vinhaça fina, em que um ou mais evaporadores e um ou mais outros evaporadores juntos definem um sistema de evaporador de primeiro efeito e o condensado inclui pelo menos uma parte do condensado de segundo e/ou de terceiro efeito;

evaporar água da primeira vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais definindo um sistema de evaporador de segundo efeito com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir segunda vinhaça fina concentrada, vapor de segundo efeito, e o condensado de segundo efeito;

evaporar a água da segunda vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores definindo um sistema de evaporador de terceiro efeito com calor do vapor de segundo efeito, para produzir um xarope, vapor de terceiro efeito, e condensado de terceiro efeito; e

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2/9 usar pelo menos uma parte do vapor de terceiro efeito para fornecer calor suficiente à coluna de mosto para destilar o mosto carregado de álcool, para produzir álcool.

2. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que ainda compreende:

concentrar o vapor, incluindo principalmente álcool, em uma coluna retificadora, para produzir um vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, e uma parte de sedimentos;

remover o álcool da parte de sedimentos em um separador lateral, para produzir um vapor, incluindo principalmente álcool, e um destilado; e usar pelo menos uma parte do vapor de terceiro efeito para fornecer calor suficiente ao separador lateral para remover o álcool da parte de sedimentos.
3. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que a razão do vapor de terceiro efeito que é fornecido à coluna de mosto em relação com o separador lateral está na faixa de cerca de 90:10 a cerca de 70:30.
4. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que ainda compreende:

condensar o vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, em um líquido incluindo principalmente álcool;

desidratar uma forma vaporizada do líquido, incluindo principalmente álcool, para produzir um vapor incluindo cerca de 99,0%

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3/9 ou mais de álcool; e usar o vapor incluindo cerca de 99,0% ou mais de álcool para fornecer calor suficiente a um ou mais outros evaporadores, para evaporar o condensado, para produzir pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.
5. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que ainda compreende o uso de vapor para fornecer calor suficiente a um ou mais evaporadores, para evaporar a vinhaça fina e/ou a um ou mais evaporadores para evaporar o condensado para produzir o vapor de primeiro efeito.
6. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que ainda compreende a reciclagem de pelo menos uma parte da vinhaça fina evaporada e submeter a parte à evaporação por meio dum ou mais evaporadores, para produzir primeira vinhaça fina concentrada e pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.
7. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que ainda compreende a reciclagem de pelo menos uma parte da primeira vinhaça fina concentrada e/ou segunda vinhaça fina concentrada e submeter a parte à evaporação por meio de dois ou mais evaporadores adicionais, para produzir vapor de segundo efeito e/ou vapor de terceiro efeito.
8. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o vapor de terceiro efeito está em cerca de 7,5 psia a cerca de 8,5 psia.
9. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o vapor de terceiro efeito está em uma temperatura de cerca de 180 °F a 185 °F.
10. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que um ou

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4/9 mais evaporadores compreendem dois ou mais evaporadores dispostos em uma série e o um ou mias outros evaporadores compreendem dois ou mais outros evaporadores dispostos em uma série e juntos definem o sistema de evaporador de primeiro efeito e produzem o vapor de primeiro efeito.
11. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que a água evaporando da primeira vinhaça fina concentrada por meio dum ou mais evaporadores adicionais compreende água evaporando da primeira vinhaça fina concentrada por meio de dois ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada, o vapor de segundo efeito, e o condensado de segundo efeito, e, em que a água evaporando da segunda vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais compreende água evaporando da segunda vinhaça fina concentrada, por meio de um ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor de segundo efeito, para produzir um xarope, vapor de terceiro efeito, e o condensado de terceiro efeito.
12. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 11, caracterizado por que a água evaporando da primeira vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais compreende água evaporando da primeira vinhaça fina concentrada por meio de dois ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada, o vapor de segundo efeito, e o condensado de segundo efeito, e em que a água evaporando da segunda vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais compreende a água evaporando da segunda vinhaça fina concentrada por meio de um ou mais evaporadores adicionais com calor do vapor de segundo efeito, para produzir um xarope, vapor de terceiro efeito, e o condensado de terceiro efeito. E os dois ou mais evaporadores adicionais que produzem o vapor de segundo efeito e os outros ou mais evaporadores adicionais que produzem o

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5/9 vapor de terceiro efeito estão dispostos em série, respectivamente.
13. Método Para Destilar Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que o álcool é etanol.
14. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, caracterizado por que o sistema compreende:

uma coluna de mosto que receba mosto carregado de etanol, a coluna de mosto destila o mosto carregado de etanol em uma pressão subatmosférica, para produzir um vapor, incluindo principalmente etanol, e vinhaça integral;

um primeiro dispositivo de separação, que é situado após a coluna de mosto, e que recebe a vinhaça integral e separa a vinhaça fina da vinhaça integral;

um sistema de evaporador de primeiro efeito, que inclui um ou mais evaporadores, que recebem toda ou uma parte da vinhaça fina do primeiro dispositivo de separação e que inclui um ou mais evaporadores, que recebem um condensado, um ou mais evaporadores configurado para evaporar água da vinhaça fina para produzir a primeira vinhaça fina concentrada, e um ou mais outros evaporadores configurados para evaporar água do condensado; o sistema de evaporador de primeiro efeito configurado para produzir um vapor de primeiro efeito a partir da evaporação da água da vinhaça fina e do condensado, e em que o condensado inclui pelo menos uma parte do condensado de segundo e/ou terceiro efeito;

um sistema de evaporador de segundo efeito, que está situado após o sistema evaporador de primeiro efeito e inclui um ou mais evaporadores, que recebe a primeira vinhaça fina concentrada e evapora água da primeira vinhaça fina concentrada com calor do vapor de primeiro efeito para produzir a segunda vinhaça fina concentrada, vapor de segundo efeito, e o condensado de segundo efeito; e

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6/9 um sistema de evaporador de terceiro efeito, que está situado após o sistema de evaporação de segundo efeito, e que inclui um ou mais evaporadores, que recebe a segunda vinhaça fina concentrada e evapora água da segunda vinhaça fina concentrada com calor do vapor de segundo efeito para produzir um xarope, vapor de terceiro efeito, e o condensado de terceiro efeito;

em que a coluna de mosto recebe pelo menos uma parte do vapor de terceiro efeito do sistema de evaporador de terceiro efeito, através do qual o vapor de terceiro efeito fornece calor suficiente para destilação do mosto carregado de etanol na coluna de mosto, para produzir álcool.
15. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool 15, caracterizado por que ainda compreende:

uma coluna retificadora, que recebe o vapor da coluna de mosto e que concentra o vapor, para produzir um vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, e uma parte de sedimentos; e um separador lateral, que recebe a parte de sedimentos da retificadora e que produz um vapor, incluído principalmente álcool, e um destilado, em que o separador lateral recebe pelo menos uma parte do vapor de terceiro efeito, para fornecer calor suficiente ao separador lateral, para remover o álcool da parte de sedimentos.
16. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que a razão do vapor de terceiro efeito que é fornecido à coluna de mosto em relação com o separador lateral está na faixa de cerca de 90:10 a cerca de 70:30.
17. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 16, caracterizado por que ainda compreende:

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7/9 um condensador que recebe o vapor concentrado, incluindo principalmente álcool, do retificador, e condensa o vapor concentrado em um líquido incluindo principalmente álcool;

um aparelho de desidratação, que recebe uma forma vaporizada do líquido e desidrata a forma vaporizada, para produzir um vapor incluindo cerca de 99,0% ou mais de etanol, em que um ou mais outros evaporadores recebem o vapor incluindo cerca de 99,0% ou mais de álcool, para fornecer calor suficiente a um ou mais outros evaporadores, para evaporar o condensado, para produzir pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.
18. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que ainda compreende um aparelho de vapor, que é configurado para gerar vapor e fornecer calor suficiente, por meio do vapor gerado, a um ou mais evaporadores e/ou a um ou mais outros evaporadores do sistema de evaporador de primeiro efeito, para evaporar a vinhaça fina e/ou condensar para produzir o vapor de primeiro efeito.
19. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que um ou mais evaporadores do sistema de evaporador de primeiro efeito são configurados para reciclar pelo menos uma parte da vinhaça fina evaporada, para ser evaporada novamente por meio dum ou mais evaporadores, para produzir a primeira vinhaça concentrada e pelo menos uma parte do vapor de primeiro efeito.
20. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que um ou mais evaporadores do sistema de evaporador de segundo efeito e/ou o sistema de evaporador de terceiro efeito são configurados para reciclar pelo menos uma parte da primeira vinhaça fina concentrada evaporada e/ou da segunda vinhaça fina concentrada a ser

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8/9 evaporada novamente por meio do evaporador correspondente ou de mais evaporadores adicionais, para produzir o vapor de segundo efeito e/ou vapor de terceiro efeito.
21. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que o vapor de terceiro efeito está em cerca de 7,5 psia a cerca de

8,5 psia.
22. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que o vapor de terceiro efeito está em uma temperatura de cerca de 180 °F a 185 °F.
23. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que um ou mais evaporadores compreende dois ou mais evaporadores dispostos em uma série e um ou mais outros evaporadores compreende dois ou mais outros evaporadores dispostos em uma série e juntos definem o sistema de evaporador de primeiro efeito e produzem o vapor de primeiro efeito.
24. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que o sistema de evaporador de segundo efeito inclui dois ou mais evaporadores, que recebem a primeira vinhaça fina concentrada e evaporam água da primeira vinhaça fina concentrada com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada, o vapor de segundo efeito, e o condensado de segundo efeito, e em que o sistema de evaporador de terceiro efeito inclui dois ou mais evaporadores, que recebem a segunda vinhaça fina concentrada e evaporam água da segunda vinhaça fina concentrada com calor do vapor de segundo efeito, para produzir um xarope, vapor de terceiro efeito, e o condensado de terceiro efeito.
25. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 25, caracterizado por que o sistema de evaporador de segundo efeito inclui dois ou mais

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9/9 evaporadores, que recebem a primeira vinhaça fina concentrada e evaporam água da primeira vinhaça fina concentrada com calor do vapor de primeiro efeito, para produzir a segunda vinhaça fina concentrada, vapor de segundo efeito, e o condensado de segundo efeito, e em que o sistema de evaporador de terceiro efeito inclui dois ou mais evaporadores, que recebem a segunda vinhaça fina concentrada e evaporam água da segunda vinhaça fina concentrada com calor do vapor de segundo efeito, para produzir um xarope, vapor de terceiro efeito, e o condensado de terceiro efeito, e os dois ou mais evaporadores do sistema de evaporador de segundo efeito e os dois ou mais evaporadores do sistema de evaporador de terceiro efeito são dispostos em uma série, respectivamente.
26. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que o sistema de evaporador de primeiro efeito inclui dois evaporadores dispostos em uma série, que recebem toda ou uma parte da vinhaça fina do primeiro dispositivo de separação e inclui dois evaporadores dispostos em uma série, que recebem o condensado, que, juntos, produzem o vapor de primeiro efeito, e em que o sistema de evaporador de segundo efeito inclui quatro evaporadores e o sistema de evaporador de terceiro efeito inclui quatro evaporadores, que são dispostos em uma série, respectivamente.
27. Sistema Para Destilação de Álcool em Processo de Produção de Álcool, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que o álcool é etanol.