СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ БАРДЫ, ПОЛУЧЕННОЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА Российский патент 2010 года по МПК C12F3/10 

Изобретение относится к спиртовой промышленности и касается утилизации отходов производства этилового спирта.

Известен способ утилизации мелассной барды путем обработки ее черноземом, разделения смеси на густую часть, используемую в качестве удобрения, и жидкую часть, которую подвергают дефекации, отделения осадка от жидкой фазы, сатурации последней, пропускания через катионит и анионит с получением технической воды (SU 357216, кл. C12F 3/10, 1972).

Данный способ трудоемок и требует затрат на приобретение дополнительного специального оборудования, что ведет к усложнению и удорожанию процесса утилизации.

Известен способ утилизации барды, полученной при производстве этилового спирта, предусматривающий коагуляцию и осаждение органоминеральных веществ введением дефеката или его смеси с сапропелем, внесение в осажденную смесь сапропеля и/или торфа (RU 2294318, кл. C12F 3/10, 2007).

Недостатком известного способа является то, что полученная органоминеральная смесь имеет нестабильный состав.

Известно использование ацетонобутиловой или послеспиртовой мелассной барды путем смешивания ее с комплексным минеральным удобрением, содержащим азот и фосфор (RU 2181711, кл. C05F 11/08, 2002).

Наиболее близким способом к предлагаемому является способ утилизации барды, полученной при производстве этилового спирта, предусматривающий фильтрацию барды с получением фильтрата, разделение горячего фильтрата на четыре потока, каждый из которых направляют соответственно на стадию разваривания, охлаждения, осахаривания и сбраживания, смешивание его с крахмалсодержащими осадками, остающимися после передачи обрабатываемой массы с этой стадии на последующую, объединение потоков, очистку их и использование полученного таким образом фильтрата барды при приготовлении замеса при производстве этилового спирта (SU 627161, кл. С12С 11/08, 1978).

Недостатком известного способа является неполная утилизация барды, поскольку используется только ее фильтрат.

Техническим результатом предлагаемого способа является более полная утилизация барды, предотвращение загрязнения окружающей среды и получение питательных композиций с более высокой регулируемой активностью и стабильностью при хранении.

Это достигается тем, что способ утилизации барды, полученной при производстве этилового спирта, характеризуется тем, что горячую барду разделяют на потоки, один из потоков концентрируют до влажности 70-75% с получением фильтрата, который разделяют на части, одну из частей фильтрата используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов минеральных солей, в третью часть фильтрата и во второй поток барды при перемешивании вносят концентрированный раствор минеральной соли, содержащей азот и/или калий, и получают питательные композиции, имеющие рН - 3,8-6,5, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,1-0,2% и массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1-4,0%, при этом массовая доля общего азота в композиции, полученной из фильтрата, составляет 0,1-5,0%, а в композиции, полученной из второго потока барды, - 0,3-5,0%, в концентрированную часть барды добавляют минеральные соли, содержащие азот, калий и фосфор в сухом виде или в виде концентрированного раствора в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции, имеющей рН - 3,8-6,5, массовую долю сухих веществ - 25-30%, массовую долю общего азота - 1,0-7,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,4-2,0%, массовую долю калия в пересчете на K₂O - 0,1-1,0%.

Часть полученных питательных композиций охлаждают до температуры 25-30°С, а часть хранят в условиях естественного охлаждения.

Рекомендуется от потока концентрированной барды отделять часть и использовать ее в качестве корма в жидком, сгущенном или сухом виде.

Целесообразно после охлаждения питательные композиции консервировать.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Поток горячей барды, полученный при перегонке спиртовой бражки при производстве этилового спирта, разделяют на потоки в количестве, зависящем от нужд потребителя в полученных конечных композициях. Предварительно готовят концентрированные растворы азот-, калий- и фосфорсодержащих компонентов из расчета максимальной растворимости при температуре 20-60°С, растворяя их в воде и/или фильтрате, полученном при концентрировании барды. В один из потоков барды при перемешивании вносят раствор минеральной соли, содержащей азот и/или калий в количестве, обеспечивающем получение питательных композиций, имеющих рН - 3,8-6,5, массовую долю общего азота - 0,3-5,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,1-0,2%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1-4,0%. Другой поток барды концентрируют с использованием декантера, сепаратора или электрокоагулятора до влажности 70-75% с получением фильтрата с содержанием сухих веществ 2,5-5,0%. Разделяют фильтрат на части, одну из которых используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов солей, а в третью при перемешивании вносят раствор соли, содержащей азот и/или калий в количестве, обеспечивающем получение питательных композиций, имеющих рН - 3,8-6,5, массовую долю общего азота - 0,1-5,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,1-0,2%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1-4,0%. В концентрированную часть барды добавляют в сухом виде или в виде раствора минеральные соли, содержащие азот, калий и фосфор в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции, имеющей рН - 3,8-6,5, массовую долю сухих веществ - 25-30%, массовую долю общего азота - 1,0-7,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,4-2,0%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1-1,0%. Часть полученных питательных композиций охлаждают до температуры 25-30°С для сохранения почвенного биологического комплекса при внесении в почву, а часть хранят в условиях естественного охлаждения.

Можно от потока концентрированной барды отделять часть и использовать ее в качестве корма в жидком, сгущенном или сухом виде.

После охлаждения питательные композиции рекомендуется консервировать любым доступным методом.

В качестве азотсодержащей соли используют аммиачную селитру, мочевину, сульфат аммония и другие, разрешенные к применению в качестве удобрений.

В качестве калийсодержащей соли используют хлорид калия, сульфат калия.

В качестве фосфорсодержащей соли используют все известные минеральные соли, но рекомендуется использовать в основном хорошо растворимый диаммонийфосфат. Его раствор целесообразно готовить при рН 6,0-6,5, подкисляя воду серной кислотой до засыпки.

В случае необходимости, барду нейтрализуют водным аммиаком (аммиачной водой) или каустической содой с контролем среды по рН на стадии внесения или добавления в нее растворов.

Пример 1

Поток горячей барды, полученный при перегонке бражки при производстве этилового спирта, разделяют на потоки.

Предварительно готовят концентрированные растворы минеральных солей, содержащих азот, калий и фосфор из расчета их максимальной растворимости при соответствующей температуре, растворяя их в воде и фильтрате в равных количествах. В один поток при перемешивании вносят 25% раствор аммиачной селитры в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-1), имеющей рН - 3,8, массовую долю общего азота - 0,35%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,1%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1%. Другой поток барды концентрируют до влажности 70% с получением фильтрата. Разделяют фильтрат в зависимости от производственных нужд на части, одну из которых используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов минеральных солей, а в третью при перемешивании вносят 30% раствор мочевины в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-4), имеющей рН - 3,8, массовую долю сухих веществ - 3,5%, массовую долю общего азота - 0,3%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,1%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1%. В концентрированную часть барды добавляют 25% растворы сульфата аммония, диаммонийфосфата и 8% раствор сульфата калия в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-3), имеющей рН - 3,8, массовую долю общего азота - 2,5%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 1,5%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,2%.

Полученные питательные композиции охлаждают до температуры 25°С для сохранения почвенного биологического комплекса при внесении в почву.

Пример 2

Предварительно готовят концентрированные растворы минеральных солей, содержащие азот, калий и фосфор из расчета их максимальной растворимости при соответствующей температуре, растворяя их в фильтрате, полученном при концентрировании барды. Поток горячей барды, полученный при перегонке бражки при производстве этилового спирта, нейтрализуют аммиачной водой до рН 6,5 и разделяют на потоки. В один из которых при перемешивании вносят 20% раствор хлорида калия в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-2), имеющей рН - 6,5, массовую долю общего азота - 0,3%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,2%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 4,0%. Другой поток барды концентрируют до влажности 75% с получением фильтрата. Разделяют фильтрат на части, одну из которых используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов минеральных солей, а в третью при перемешивании вносят 25% раствор хлорида калия в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-5), имеющей рН - 6,5, массовую долю общего азота - 5,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,2%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 4,0%. В концентрированную часть барды добавляют 30% растворы диаммонийфосфата и аммиачной селитры и 15% раствор хлорида калия и в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-3), имеющей рН - 6,5, массовую долю общего азота - 7,0%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 2,0%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 1,0%.

Полученные питательные композиции охлаждают до температуры 30°С для сохранения почвенного биологического комплекса при внесении в почву.

Пример 3

Способ осуществляют аналогично примеру 1, только в часть одного потока горячей барды, предварительно нейтрализованного до рН 6,0, при перемешивании вносят 40% раствор аммиачной селитры в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-1), имеющей рН - 6,0, массовую долю общего азота - 5,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,2%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,2%. В другую часть этого же потока при перемешивании вносят 10% растворы хлорида калия и аммиачной селитры в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-2), имеющей рН - 6,0, массовую долю общего азота - 0,5%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,1%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,5%. Другой поток барды концентрируют до влажности 70% с получением фильтрата. Разделяют фильтрат на части, одну из которых используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов солей, а в часть третьей при перемешивании вносят 10% раствор хлорида калия в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-5), имеющей рН - 3,8, массовую долю сухих веществ - 4,5%, массовую долю общего азота - 0,3%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,1%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,2%. Во вторую часть при перемешивании вносят 40% раствор мочевины в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-4), имеющей рН - 3,8, массовую долю сухих веществ - 5,0%, массовую долю общего азота - 5,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,2%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,2%. В концентрированную часть барды добавляют в сухом виде аммиачную селитру, хлорид калия и диаммонийфосфат в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-3), имеющей рН - 3,8, массовую долю общего азота - 7,0%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 2,0%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 1,0%.

Полученную питательную композицию (ПК-3) охлаждают до температуры 25°С для сохранения почвенного биологического комплекса при внесении в почву, а (ПК-1, 2 и ПК-4, 5) хранят в условиях естественного охлаждения.

Пример 4

Способ осуществляют аналогично примеру 2, только от потока концентрированной барды перед добавлением растворов отделяют часть и используют ее в качестве корма в жидком, сгущенном или сухом виде.

Пример 5

Способ осуществляют аналогично примеру 3, только после охлаждения композиции подвергают консервированию любым доступным методом, например, бензоатом натрия в количестве, подобранном экспериментальным путем.

Пример 6

Способ осуществляют аналогично примеру 3, только в часть одного потока горячей барды при перемешивании вносят 35% раствор мочевины в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-1), имеющей рН - 4,5, массовую долю общего азота - 2,0%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,15%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,15%. В другую часть этого же потока при перемешивании вносят 7% раствор сульфата калия в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-2), имеющей рН - 4,5, массовую долю общего азота - 0,3%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,15%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 4,0%. Другой поток барды концентрируют до влажности 72% с получением фильтрата. Разделяют фильтрат на части, одну из которых используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов солей, а третью часть делят на две, в одну из которых при перемешивании вносят 10% раствор хлорида калия в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-5), имеющей рН - 4,5, массовую долю общего азота - 0,1%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,1%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 3,5%, а во вторую - при перемешивании вносят 35% раствор мочевины в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК - 4), имеющей рН - 4,5, долю сухих веществ - 4,0%, массовую долю общего азота - 3,0%, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,15%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,2%. В концентрированную часть барды добавляют в сухом виде аммиачную селитру, хлорид калия и диаммонийфосфат в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции (ПК-3), имеющей рН - 4,5, массовую долю общего азота - 5,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,9%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,5%.

Предлагаемый способ обеспечивает более полную утилизацию барды, предотвращение загрязнения окружающей среды и получение до 8 питательных композиций, с более высокой регулируемой активностью за счет контролируемого внесения необходимых компонентов в зависимости от условий использования питательных композиций и более высокой стабильностью при хранении за счет охлаждения или хранения ее в горячем виде.

Полученные питательные композиции, являющиеся удобрениями направленного действия, могут использоваться под определенные культуры с различным качественным и количественным соотношением в зависимости от намечаемой урожайности и состава почвы. Эти композиции не подавляют полезные группы мезофауны, повышают естественное плодородие, благоприятно сказываются на качестве урожаев. Кроме того, изобретение позволяет получить недорогие высокоэффективные органоминеральные удобрения.

Изобретение относится к спиртовой промышленности. Способ предусматривает разделение полученной при производстве этилового спирта горячей барды на потоки, концентрирование одного из них до влажности 70-75% с получением фильтрата, который разделяют на части, одну из этих частей используют для приготовления замеса, другую - для приготовления растворов минеральных солей. В третью часть фильтрата и во второй поток барды при перемешивании вносят раствор минеральной соли, содержащей азот и/или калий. В концентрированную часть барды добавляют минеральные соли, содержащие азот, калий и фосфор. Полученные питательные композиции имеют рН 3,8-6,5. Часть полученных питательных композиций охлаждают до температуры 25-30°С, а часть хранят в условиях естественного охлаждения. После охлаждения питательные композиции могут быть подвергнуты консервированию. Изобретение позволяет обеспечить более полную утилизацию барды, предотвращение загрязнения окружающей среды и получение питательных композиций, являющихся удобрениями направленного действия с более высокой регулируемой активностью за счет контролируемого внесения необходимых компонентов. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ утилизации барды, полученной при производстве этилового спирта, характеризующийся тем, что горячую барду разделяют на потоки, один из потоков концентрируют до влажности 70-75% с получением фильтрата, который разделяют на части, одну из частей фильтрата используют для приготовления замеса при производстве спирта, другую - для приготовления растворов минеральных солей, в третью часть фильтрата и во второй поток барды при перемешивании вносят концентрированный раствор минеральной соли, содержащей азот и/или калий, и получают питательные композиции, имеющие рН 3,8-6,5, массовую долю фосфора в пересчете на Р₂О₅ - 0,1-0,2% и массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1-4,0%, при этом массовая доля общего азота в композиции, полученной из фильтрата, составляет 0,1-5,0%, а в композиции, полученной из второго потока барды, - 0,3-5,0%, в концентрированную часть барды добавляют минеральные соли, содержащие азот, калий и фосфор, в сухом виде или в виде концентрированного раствора в количестве, обеспечивающем получение питательной композиции, имеющей рН 3,8-6,5, массовую долю сухих веществ - 25-30%, массовую долю общего азота - 1,0-7,0%, массовую долю фосфора в пересчете на P₂O₅ - 0,4-2,0%, массовую долю калия в пересчете на К₂О - 0,1-1,0%.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что часть полученных питательных композиций охлаждают до температуры 25-30°С, а часть хранят в условиях естественного охлаждения.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что от потока концентрированной барды отделяют часть и используют ее в качестве корма в жидком, сгущенном или сухом виде.

4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что после охлаждения питательные композиции консервируют.