RU2259394C2 - Distillery dregs processing method - Google Patents

Abstract

FIELD: alcohol production.

SUBSTANCE: method provides for separating dregs, neutralizing remaining acid colloidal slurry, coagulating and flocculating it form sediment, clarifying water phase, separating sediment and combining it with initially separated dregs. Resulting mixture is concentrated and completed with additives increasing its nutritional value. Clarified water phase is freed from dissolved organics and further used for technical needs.

EFFECT: increased economical efficiency and improved environmental condition.

8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам переработки отходов спиртового производства и может быть использовано для очистки сточных вод и переработки отходов спиртового производства.The invention relates to methods for the processing of wastes from alcohol production and can be used for wastewater treatment and the processing of wastes from alcohol production.

Известен способ консервирования барды [А.Ф.Бернштейн, И.К.Сиволап. Комплексное использование барды спиртового производства. М., Пищепром, 1960, с.66-68] путем хранения ее в траншеях.A known method of preserving bards [A.F. Bernstein, I.K.Sivolap. Comprehensive use of distillery distillery distillery distillery distillery vinasse M., Pishcheprom, 1960, p.66-68] by storing it in trenches.

Недостатком способа является то, что при длительном хранении в ней могут развиваться микроорганизмы, в закисшей барде происходит брожение, барда темнеет и приобретает кислый запах и вкус.The disadvantage of this method is that during prolonged storage microorganisms can develop in it, fermentation occurs in soured bard, the bard becomes dark and acquires an acidic smell and taste.

Наиболее близким техническим решением является способ переработки барды [М.Денщиков. Использование отходов пищевой промышленности. М., 1959, с.10-42] сушкой.The closest technical solution is the method of processing bards [M.Denshchikov. Use of food industry waste. M., 1959, pp. 10-42] by drying.

Недостатком является то, что сушка больших объемов барды приводит к значительному расходу топлива.The disadvantage is that drying large volumes of stillage leads to significant fuel consumption.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является экономичная и экологически чистая переработка больших объемов барды.The problem to which the claimed invention is directed is the economical and environmentally friendly processing of large volumes of distillery stillage.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является получение концентрированной барды - полезного продукта и осветленной водной фазы, не содержащей экологически опасных составляющих, таким образом осуществляется безотходная технология спиртового производства.The technical result that can be achieved by carrying out the invention is to obtain a concentrated distillery stillage - a useful product and a clarified aqueous phase that does not contain environmentally hazardous components, thus a waste-free technology for alcohol production is implemented.

Этот технический результат достигается тем, что переработка спиртовой барды предусматривает отделение дробины, нейтрализацию полученной после отделения дробины кислой коллоидной взвеси, ее коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы, отделение осадка и его соединение с отделенной дробиной, концентрирование смеси и внесение добавок, повышающих ее кормовую ценность, очистка осветленной водной фазы от растворенных органических веществ с последующим использованием очищенной водной фазы для технических целей. Нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют содой или гидроксидом натрия, или гидроксидом кальция. Нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют до значений рН=6-7. Осадок, по меньшей мере, один раз контактирует с новой порцией кислой коллоидной взвеси. При очистке коллоидной взвеси и осветленной водной фазы можно применять электрокоагуляцию с растворимым железным анодом. Очистку осветленной водной фазы можно проводить озонированием.This technical result is achieved by the fact that the processing of alcohol stillage involves the separation of the grains, the neutralization of the acidic colloidal suspension obtained after separation of the grains, its coagulation and flocculation with the formation of a precipitate and a clarified aqueous phase, the separation of the precipitate and its combination with the separated grains, concentration of the mixture and the addition of additives, increasing its feed value, purification of the clarified aqueous phase from dissolved organic substances, followed by the use of the purified aqueous phase for technical purposes . The neutralization of acidic colloidal suspension is carried out by soda or sodium hydroxide, or calcium hydroxide. The neutralization of acidic colloidal suspension is carried out to pH = 6-7. The precipitate is at least once in contact with a new portion of acidic colloidal suspension. When cleaning the colloidal suspension and the clarified aqueous phase, electrocoagulation with a soluble iron anode can be used. The clarification of the clarified aqueous phase can be carried out by ozonation.

Сущность способа поясняется чертежом, где дана принципиальная технологическая схема переработки барды. В схеме обозначены основные стадии очистки:The essence of the method is illustrated in the drawing, which gives a schematic flow diagram of the processing of stillage. The scheme indicates the main stages of cleaning:

1. получение крупной фракции - дробины,1. obtaining a large fraction - grains,

2. разрушение коллоидной взвеси с получением осадка и осветленной водной фазы,2. the destruction of the colloidal suspension to obtain a precipitate and a clarified aqueous phase,

3. соединение осадка с дробиной с последующей переработкой полученной концентрированной смеси на товарный продукт,3. the connection of sediment with grains, followed by processing the resulting concentrated mixture into a marketable product,

4. очистка осветленной водной фазы от растворенных органических веществ.4. purification of the clarified aqueous phase from dissolved organic substances.

Отделение крупной фракции - дробины можно осуществить отстаиванием, для большего концентрирования выгрузку дробины можно осуществлять через сита, червячный пресс, центрифугу.Separation of a coarse fraction - grains can be carried out by settling, for greater concentration the grains can be unloaded through sieves, a worm press, and a centrifuge.

После удаления крупной фракции - дробины коллоидная взвесь направляется на разрушение коллоидной взвеси. Эта стадия включает нейтрализацию кислой взвеси, коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы. Нейтрализацию кислой взвеси осуществляют щелочными реагентами: гидроксидами натрия и кальция, содой и т.п.After removal of the coarse fraction - grains, the colloidal suspension is sent to the destruction of the colloidal suspension. This stage includes the neutralization of acid suspension, coagulation and flocculation with the formation of a precipitate and a clarified aqueous phase. The neutralization of acid suspension is carried out with alkaline reagents: sodium and calcium hydroxides, soda, etc.

Коагуляцию и флокуляцию осадка можно осуществлять с использованием пищевых полимерных коагулянтов, глинистых материалов, сульфата и/или хлорида железа, сульфата и/или хлорида алюминия и т.п.Coagulation and flocculation of the precipitate can be carried out using food grade polymer coagulants, clay materials, ferrous sulfate and / or chloride, sulfate and / or aluminum chloride and the like.

При использовании гидроксида кальция для нейтрализации кислой взвеси следует осуществлять до рН=6-7, чтобы избежать осаждения CaSO₄ и эффективней использовать коагулянты и флокулянты в дальнейшем процессе образования осадка.When using calcium hydroxide to neutralize the acid suspension, it should be carried out to pH = 6-7 to avoid CaSO ₄ precipitation and to use coagulants and flocculants more efficiently in the further process of sedimentation.

При использовании гидроксида натрия и соды для нейтрализации кислой взвеси нет опасности образования гипса и в этом случае процессы нейтрализации, коагуляции и флокуляции можно совместить.When using sodium hydroxide and soda to neutralize the acid suspension, there is no danger of gypsum formation and in this case, the processes of neutralization, coagulation and flocculation can be combined.

Для снижения расхода нейтрализаторов, коагулянтов и флокулянтов, а также для получения плотного, легкофильтрующегося осадка в схеме предусмотрен многократный (n раз) контакт осадка с новыми порциями коллоидной взеси, идущей на операцию разрушения коллоидной взвеси.To reduce the consumption of neutralizers, coagulants and flocculants, as well as to obtain a dense, easy-to-filter sludge, the scheme provides for multiple (n times) contact of the sludge with new batches of colloidal suspension, which goes into the operation of destroying the colloidal suspension.

При небольших объемах коллоидной взвеси для ее разрушения, а также для последующей очистки осветленной водной фазы можно рекомендовать электрокоагуляцию с растворимым железным анодом (можно использовать отходы инструментальных цехов).With small volumes of colloidal suspension, electrocoagulation with a soluble iron anode can be recommended for its destruction, as well as for subsequent purification of the clarified aqueous phase (waste from tool workshops can be used).

После отстаивания и фильтрации осадки, полученные на стадии разрушения коллоидной взвеси, соединяются с дробиной, полученной на стадии получения крупной фракции - дробины, полученная концентрированная смесь идет на переработку для последующего скоту, а осветленная водная фаза направляется на операцию очистки от растворенной органической фазы.After settling and filtering, the precipitates obtained at the stage of destruction of the colloidal suspension are combined with the pellet obtained at the stage of obtaining a large fraction - pellets, the resulting concentrated mixture is processed for subsequent cattle, and the clarified aqueous phase is sent to the cleaning operation from the dissolved organic phase.

Переработка концентрированной смеси предусматривает ее нейтрализацию от избыточной кислотности и сушку до влажности не более 12%, такая смесь может длительно храниться.Processing the concentrated mixture provides for its neutralization from excess acidity and drying to a moisture content of not more than 12%, such a mixture can be stored for a long time.

Для уменьшения кислотности и обогащения кальциевыми и натриевыми солями к концентрированной смеси добавляют мел и/или соду и поваренную соль. Для обогащения смеси белками и азотистыми веществами целесообразно нейтрализацию производить аммиаком. Для нейтрализации можно применять природные глинистые материалы, которые, помимо щелочной реакции, содержат микроэлементы и таким образом пополняют рацион кормов микроэлементами.To reduce acidity and enrichment with calcium and sodium salts, chalk and / or soda and sodium chloride are added to the concentrated mixture. To enrich the mixture with proteins and nitrogenous substances, it is advisable to neutralize with ammonia. To neutralize, you can use natural clay materials, which, in addition to the alkaline reaction, contain trace elements and thus replenish the feed ration with trace elements.

При выращивании на концентрированной смеси плесневых грибов накапливается биомасса, которая, как и дрожжи, содержит около 50% белков. Плесневые грибы хорошо усваивают неорганический азот (в частности азот сернокислого аммония), благодаря чему концентрированная смесь дополнительно обогащается белками.When grown on a concentrated mixture of molds, biomass accumulates, which, like yeast, contains about 50% of proteins. Mold fungi absorb well inorganic nitrogen (in particular, ammonium sulfate nitrogen), due to which the concentrated mixture is additionally enriched with proteins.

Для повышения кормовой ценности и увеличения содержания сухих веществ в концентрированную смесь можно добавлять измельченные кукурузные початки, овсяную шелуху, мякину или соломенную резку и другие измельченные грубые корма в количестве до 10% к массе концентрированной смеси.To increase the feed value and increase the solids content, crushed corn cobs, oat husks, chaff or straw choppers and other crushed coarse fodder can be added to the concentrated mixture in an amount up to 10% by weight of the concentrated mixture.

Стадия очистки осветленной водной фазы от растворенных органических веществ предусматривает использование сорбции, озонирования, биологических методов и т.п. Следует иметь в виду, что частичное удаление растворенной органической фазы осуществляется в процессах коагуляции и флокуляции.The stage of purification of the clarified aqueous phase from dissolved organic substances involves the use of sorption, ozonation, biological methods, etc. It should be borne in mind that the partial removal of the dissolved organic phase is carried out in the processes of coagulation and flocculation.

Очищенная от растворенных органических веществ осветленная водная фаза может быть использована в обороте на различные технические цели.The clarified aqueous phase purified from dissolved organic substances can be used in circulation for various technical purposes.

Пример конкретного выполнения способа.An example of a specific implementation of the method.

Для очистки взят 1 дм³ исходной барды, полученной на спиртовом заводе, перерабатывающем зерно, температура 70°С, рН=3,5.For cleaning, we took 1 dm ^{3 of the} initial bard obtained at the distillery that processes grain, temperature 70 ° C, pH = 3.5.

Состав барды, мас.%: вода 91,3-93,2; растворенные органические вещества 2,0-2,7; сухие вещества 4,4-8,2; в том числе сырой протеин 1,8-2,2; БЭВ 2,8-3,2; жир 0,4-0,6; клетчатка 0,5-0,7. БПК 50 тыс.мг О₂/дм³. Кормовая ценность 0,15 ед.The stillage composition, wt.%: Water 91.3-93.2; dissolved organic substances 2.0-2.7; solids 4.4-8.2; including crude protein 1.8-2.2; Bev 2.8-3.2; fat 0.4-0.6; fiber 0.5-0.7. BOD 50 thousand mg O ₂ / dm ³ . Feed value 0.15 units.

Первая стадия - отстаивание и фильтрация через скорые фильтры. Продукты очистки при 30°С - дробина и коллоидная взвесь имели следующий состав.The first stage is sedimentation and filtration through quick filters. The purification products at 30 ° C — grains and colloidal suspensions had the following composition.

Дробина, мас.%: вода 80; растворенные органические вещества 5,7; сухие вещества 35; в том числе сырой протеин 2,5; жир 2,0; клетчатка 13. Кормовая ценность 0,5 ед.Shot, wt.%: Water 80; dissolved organic substances 5.7; solids 35; including crude protein 2.5; fat 2.0; fiber 13. Feed value of 0.5 units.

Коллоидная взвесь, мас.%: вода 96; растворенные органические вещества 2,0; сухие вещества 4,5; в том числе сырой протеин 1,5; клетчатка 0,5. БПК 15 мг О₂/дм³.Colloidal suspension, wt.%: Water 96; dissolved organic substances 2.0; solids 4,5; including crude protein 1.5; fiber 0.5. BOD 15 mg O ₂ / dm ³ .

Вторая стадия - нейтрализация коллоидной взвеси содой до рН=6,5 с одновременной коагуляцией глиной и кормовым полимером марки ВПК-402. Состав глины, мас.%: SiO₂ 54-40, Al₂О₃ 16, СаО 3-15, MgO 1-2, Fe₂О₃ 3-4, MnO 0,1; TiO₂ 0,2; Р₂О₅ 0,2; К₂О 2, Na₂O 1, С_орган 2, Cl 0,5; Cu 3-10, Со 1-8, Мо 3-5, Se 0,02.The second stage is the neutralization of colloidal suspension with soda to pH = 6.5 with simultaneous coagulation with clay and feed polymer grade VPK-402. Clay composition, wt.%: SiO ₂ 54-40, Al ₂ O ₃ 16, CaO 3-15, MgO 1-2, Fe ₂ O ₃ 3-4, MnO 0.1; TiO ₂ 0.2; P ₂ O ₅ 0.2; K ₂ O 2, Na ₂ O 1, _organ 2, Cl 0.5; Cu 3-10, Co 1-8, Mo 3-5, Se 0.02.

Осадок после отстаивания и фильтрации соединяли с дробиной и полученная концентрированная смесь после сушки содержала воду 12 мас.%, кормовая ценность 2,5 ед.The precipitate after settling and filtration was combined with a pellet, and the resulting concentrated mixture after drying contained 12 wt.% Water, feed value 2.5 units.

Третья стадия - собция органики на активированном угле, в результате очищенная водная фаза при 20°С содержала:The third stage is the collection of organics on activated carbon, as a result, the purified aqueous phase at 20 ° C contained:

- взвешенные вещества - не более 10 мг/дм³,- suspended solids - not more than 10 mg / DM ³ ,

- растворенные органические вещества - менее 2 мг/дм³,- dissolved organic matter - less than 2 mg / DM ³ ,

- растворенные неорганические вещества - менее 20 мг/дм³, рН=7,- dissolved inorganic substances - less than 20 mg / DM ³ , pH = 7,

- цвет - прозрачный в столбике толщиной 20 см,- color - transparent in a column 20 cm thick,

- запах - менее 1 балла.- smell - less than 1 point.

По сравнению с прототипом данный способ позволяет организовать безотходное производство спирта с получением очищенной воды, используемой для технических целей, и концентрированного корма. К тому же, поскольку сушке подвергается только часть барды, энергетические расходы меньше по сравнению с прототипом.Compared with the prototype, this method allows you to organize waste-free production of alcohol with obtaining purified water used for technical purposes, and concentrated feed. In addition, since only part of the stillage is dried, energy costs are lower compared to the prototype.

Claims (8)

1. Способ переработки спиртовой барды, предусматривающий отделение дробины, нейтрализацию полученной после отделения дробины кислой коллоидной взвеси, ее коагуляцию и флокуляцию с образованием осадка и осветленной водной фазы, отделение осадка и его соединение с отделенной дробиной, концентрирование смеси и внесение добавок, повышающих ее кормовую ценность, очистка осветленной водной фазы от растворенных органических веществ с последующим использованием очищенной водной фазы для технических целей.1. A method of processing alcohol distillery stillage, comprising separating the grains, neutralizing the acidic colloidal suspension obtained after separating the grains, coagulating and flocculating them to form a precipitate and a clarified aqueous phase, separating the precipitate and its combination with the separated grains, concentrating the mixture and adding additives to increase its feed value, purification of the clarified aqueous phase from dissolved organic substances, followed by the use of the purified aqueous phase for technical purposes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют содой.2. The method according to claim 1, characterized in that the neutralization of the acidic colloidal suspension is carried out by soda. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют гидроксидом натрия.3. The method according to claim 1, characterized in that the neutralization of the acidic colloidal suspension is carried out with sodium hydroxide. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют гидроксидом кальция.4. The method according to claim 1, characterized in that the neutralization of the acidic colloidal suspension is carried out with calcium hydroxide. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию кислой коллоидной взвеси осуществляют до значений рН 6-7.5. The method according to claim 1, characterized in that the neutralization of the acidic colloidal suspension is carried out to pH values of 6-7. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что отделенный осадок, по меньшей мере, один раз контактирует с новой порцией кислой коллоидной взвеси.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the separated precipitate is contacted at least once with a new portion of acidic colloidal suspension. 7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что при очистке коллоидной взвеси и осветленной водной фазы применяют электрокоагуляцию с растворимым железным анодом.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that when cleaning the colloidal suspension and the clarified aqueous phase, electrocoagulation with a soluble iron anode is used. 8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что очистку осветленной водной фазы проводят озонированием.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the clarification of the clarified aqueous phase is carried out by ozonation.