Efektywność przemysłu spirytusowego

Energoch

onno

ść

proces

przemys

owych

Norbert Szmolke

Politechnika Opolska

Produkcja

bioetanolu

Fabryka BIOETANOLU

100 mln litr

w rocznie

Na przykładzie technologii firmy Montz

Dzia

y produkcyjne zak

adu

magazyn zboża z infrastrukturą przyjęcia

mielenie ziarna na sucho, przygotowanie zaczynu,
dodanie enzymów

zacieranie

fermentacja

destylacja i rektyfikacja

odwadnianie spirytusu

suszarnia wywaru (wirówka, wyparka, mieszarka,
suszarka)

magazyn biopaliwa

urządzenia towarzyszące: kotłownia, sprężarkownia,
chłodnia ...

Schemat blokowy

procesu produkcyjnego

magazyn ziarna

mielenie

zaczynianie

upłynnianie

odparowanie

wirowanie

destylacja

fermentacja

scukrzanie

suszenie

rektyfikacja

odwadnianie

kondensat

Susz

zbożowy

lutrynek

bioetanol

Silosy magazynowe

Pojemność całkowita silosów ok. 30 - 40 tys. ton na terenie
zakładu

Pozostałe 250000 ton w bazach satelitarnych bądź u plantatorów

Wyposażenie w urządzenia do przyjęcia, suszenia i czyszczenia
ziarna

rzygotowanie surowca

zaczynianie

Mielenie zboża na sucho, przygotowanie zaczynu na bazie

zmielonej mąki wody świeżej i wody z zawrotów z
dodatkiem enzymów

Żyto mielone jest na śrutę
o

rozdrobnieniu 0,6 mm

(max wielkość śruty 1,25
mm, zawartość mąki <0,15
mm do 5%)

rzygotowanie zacieru

–

ynnianie

oraz

dodanie cukru

gotowanie zacieru za pomocą jet-cooker’a, upłynnianie i
scukrzanie na zbiornikach w powolnym przepływie

kondycjonowanie i rozmnażanie zawracanej „własnej”
kultury drożdży w kadziach drożdżowych,

fermentacja w dużych tankach z mieszaniem pompą
obiegową zacieru i chłodzeniem na płytowych
wymiennikach ciepła

Fermentacja zacieru

Kadzie fermentacyjne

Destylacja, rektyfikacja

odfermentowany zacier podawany jest na kolumnę
destylacyjną a uzyskany w wyniku destylacji spirytus
surowy wzmacniany jest na kolumnie rektyfikacyjnej

Aparaty odpędowe dwukolumnowe

Wysokość kolumn rzędu 40 metrów

Moc spirytusu po rektyfikacji 96O

temp. wrzenia etanolu
78,3

temp. wrzenia wody
99,7

Destylacja a rektyfikacja

dwadnianie

odwadnianie na sitach molekularnych lub na membranach

Sita molekularne, sita
cząsteczkowe, porowate związki
chemiczne mające własność
zatrzymywania w wewnętrznych
obszarach sieci krystalicznej
cząsteczek adsorbatów, o
odpowiednich rozmiarach. Różne
sita molekularne posiadają różnej
wielkości luki i kanały.

Do najważniejszych sit
molekularnych należą:
glinokrzemiany (zeolity np.
stylbit, natrolit), porowate
polimery, szkła, węgiel aktywny.

membrana

Bilans produkcji etanolu - 100 mln dm

mąka 35000 kg/h

woda 146000

kg/h

zaczyn 181000 kg/h

enzymy 2,25 kg/h

drożdże 3 kg/h

pożywki 25 kg/h

zacier odfermentowany 36899 kg/h 37440dm

woda

88%

alkohol

pozostałe

1873
kg/h

proporcje:

żyto/woda = 100/417

bioetanol

12500 dm

99,8

10000 kg/h

wywar 90% sm

12200 kg/h

Wska

niki produkcyjne

media

Wielkość produkcji

100 mln litrów bioetanolu

rocznie

= 300000 litrów dziennie

= 12500 litrów na godzinę

przy 330 dniach produkcyjnych

Energia cieplna

–

wszystkie procesy

wymagaj

ce podgrzewania

• nośnik – gaz ziemny GZ 50

• zużycie 3900 m

• rocznie 30,9 mln m

• energochłonność produktu 10,6 MJ/dm

Energia

elektryczna

• zapotrzebowanie mocy 4,8 MW

Woda

odz

• strumie

3600 m

• uzupe

nienie (2%) 72 m

wie

a do zaczynu

• zu

ycie 25 m

cieki

Brak – technologia bezściekowa

Surowiec do produkcji bioetanolu

żyto
woda

15%

skrobia

55%

białko

tłuszcz

pozostałe

19%

kukurydza (mokra)
woda

30%

skrobia

50,8%

białko

6,7%

tłuszcz

3,2%

pozostałe

9,3%

ziemniaki

woda

70%

skrobia

24%

bia

uszcz

pozosta

pszenica

woda

15,0%

skrobia

58,5%

bia

10,0%

uszcz

1,7%

pozosta

14,8%

1,157 zł/dm

0,998 zł/dm

1,217 zł/dm

1,817 zł/dm

(koszt – styczeń 2009)

Sprawno

ść

procesu produkcji etanolu

sprawność fermentacji:

teoretyczna

• 100 kg skrobi => 56,79 kg 100% etanolu

praktyczna

• 100 kg skrobi => 48,80 kg 100% etanolu

• 100 kg żyta => 34 dm

spirytusu

bezwodnego 99,8

• zużycie żyta 2,94 kg/dm

etanolu

Produkty podstawowe zak

adu

100 kg żyta

- 34 litry spirytusu absolutnego

- 37 kg suszu zbożowego

Produkcja dzienna

– 300 m

bioetanolu 99,8

i 312 ton suszu

zbożowego

Produkcja roczna

– 100 mln dm

bioetanolu i 121 tys. ton suszu

zbożowego

Wskaźniki produkcyjne

kg/1000 l

1,96

enzymy scukrzające

kg/1000 l

0,93

enzymy upłynniające

kg/1000 l

10,00

pożywki (fosforany 50%P

siarczany)

kg/1000 l

15,00

węglan sodowy

kg/1000 l

6,95

kwas siarkowy 96%

kg/1000 l

0,72

antyspieniacze

kg/1000 l

0,51

NaOH 50%

/1000 l

80,00

benzyna – środek skażający 8% do
bioetanolu

t/1000 l

2,94

żyto (55-57% skrobi)

Jednostka

Wskaźnik

Wyszczególnienie

Lp.

Produkty – 100 mln bioetanolu na rok

jednostka

na rok

na miesiąc

na dobę

na godz.

produkt

75000

5740

209

8,7

dwutlenek

węgla

100000

9000

300

12,5

wywar suszu

zbożowego

DDGS

108mln

9720000

324000

13500

bioetanol

skażony benzyną 8%

100mln

9000000

300000

12500

bioetanol

Zatrudnienie – pracownicy produkcyjni

RAZEM

pozostali

laborantka

elektryk

mechanik

pomocnik

operator

kierownik zmiany

magazyny

przyjęcie surowca

Bez

pracowników

dyrekcji,

administracji,

obsługi i ochrony

Stanowisko – dział

Produkcja

bioetanolu

Goświnowice – 140 mln litrów bioetanolu rocznie

Goświnowice

technologia Katzen

Skala zapotrzebowania na kukurydzę sięga

15 % obecnej krajowej produkcji tego ziarna.
Pojawienie się rynku zbytu, na 350 tys. ton
kukurydzy wraz z koniecznością jej
przemieszczania z terenu kilku województw
oznacza stworzenie nowych miejsc pracy w
rolnictwie i jego otoczeniu – docelowo w
zakładzie znajdzie zatrudnienie ok. 57 osób.