[go: up one dir, main page]

CZ183096A3 - Commercial process for preparing ethanol - Google Patents

Commercial process for preparing ethanol Download PDF

Info

Publication number
CZ183096A3
CZ183096A3 CZ961830A CZ183096A CZ183096A3 CZ 183096 A3 CZ183096 A3 CZ 183096A3 CZ 961830 A CZ961830 A CZ 961830A CZ 183096 A CZ183096 A CZ 183096A CZ 183096 A3 CZ183096 A3 CZ 183096A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sugar
component
water
ethanol
acid
Prior art date
Application number
CZ961830A
Other languages
English (en)
Inventor
Rodger Chieffalo
George R Lightsey
Original Assignee
Controlled Environment Syst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Controlled Environment Syst filed Critical Controlled Environment Syst
Publication of CZ183096A3 publication Critical patent/CZ183096A3/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K10/00—Animal feeding-stuffs
    • A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
    • A23K10/37—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
    • A23K10/38—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material from distillers' or brewers' waste
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Komerční způsob výroby ethanolu
Oblast techniky
Předložený vynález se týká způsobů a zařízení pro j automatické zpracování komunálních odpadních materiálů, í odpadních kalů a zlomků pneumatik pro odstranění a
znovuzískání jakýchkoliv vhodných materiálů a pro výrobu--—--.
komerčního ethanolu. Předložený vynález se dále týká způsobu k odstranění těžkých kovů spojených s celulozovou složkou komunálních pevných odpadů.
Dosavadní stav techniky n c ll a L
Obecně jsou pevné odpadní materiály a odpadní kaly _— likvidovány ukládáním do půdy a/nebo spalováním. Požadavky životního prostředí jak při ukládání do půdy tak spalování působí, že je třeba hledat jiná řešení pro pevné komunální odpady. Tlak veřejného mínění pokud jde o znečištění způsobované spalovnami vyvolal konstrukci mnoha nových projektů spaloven. Vláda, jako reakci na problémy spojené s ukládáním do půdy, vyžaduje, aby byla použita recyklace ke konzervaci přírodních obnovitelných zdrojů a zabráněno přechodu pevných odpadních materiálů do zemních skládek.
Bylo vyvinuto mnoho technologií pro získání recyklovatelných materiálů z pevných odpadů, pro výrobu paliva a pro výrobu komerčně vhodných alkoholů a plynu.
Např íklad:
US 519AD74 popisuje způsob přípravy ethanolu z bambusu, který zahrnuje řezání, drcení a promytí bambusu, lisování pro odstranění vody. Vlákno se pak předhydrolyzuje parou a získají se rozpuštěné cukry a fermentací se získá ethanol.
US 5184780 popisuje systém pro zpracování pevných odpadů, mající jednu nebo více linek pro zpracování pevného odpadu pro získání recyklovatelných materiálů jako je vlnitý papír, železné kovy', plastové výrobky, papír a sklo.
US 5135861 popisuje výrobu ethanolu z biomasy, která se hydrolyzuje za použití oxidu uhličitého získaného z » fermentační reakce nebo přirozeně se vyskytujících organických kyselin z citrusových odpadů jako katalyzátoru.
»
US 5104419 popisuje způsob výroby methanolu z pevného odpadu, například pevného komunálního odpadu, částečnou oxidací a spálením pevného odpadního materiálu, vedením plynných spalin, kyslíku a oxidu uhličitého pevným odpadním ' materiálem, oddělení méně těkavých složek plynu od více těkavých složek plynu a reakci více těkavých složek s oxidem uhličitým za vzniku methanolu.
US 5060871 popisuje způsoby dělení částic kovových slitin za použití rozdílu ve velikosti částic, hustotě a/nebo elektrické vodivosti.
US 5036005 popisuje způsob kontinuální fermentační výroby ethanolu palivové čistoty z cukru, kde se ethanol odstraňuje v koloně pro extrakci rozpouštědlem, obsahující rozpouštědlo, které není toxické k fermentačním mikroorganismům.
*
US 5009672 popisuje způsob recyklace a znovuzískání složek městských pevných odpadů vysokotlakovým lisováním a prosetím jakož i magnetickými dělícími stupni. Získaná zahnívající organická složka se pak podrobí procesu anaerobní fermentace za získání bioplynu, který pak může být přímo použit ve výrobě elektrické energie.
US 4974781 popisuje způsob oddělování papíru a plastů, který materiály podrobí vlhkosti a teplu pro znovurozvláknění papíru. Znovu rozvlákněné materiály se pak oddělí od nerozvlákněných materiálů a jsou pak recyklovány, spáleny nebo použity jako surovina v chemickém procesu.
US 4952503 popisuje způsob kontinuální výroby ethanolu za použití stupně dělení odstředováním pro odstranění kvasinek.
US 4874134 popisuje způsob zpracování pevných odpadů pro získání recyklovatelných materiálů jako je vlnitý papír, železné kovy, neželezné kovy, plastové výrobky papírové a skleněné obaly jakož i biodegradabilní odpadní materiály, které mohou být zpracovány za získání kompostu. Nejprve se sdstraní objemné, nezpracovatelné materiály a nahraditelné materiály, potom se magneticky odstraní první frakce železných kovů, odpadní materiál se pak drtí, potom se magneticky oddělí druhá frakce železných kovů a pak se pneumaticky oddělí papírová frakce za získání biodegradabilní irakce, která pak může být kompostována.
US 4650167 popisuje zařízení pro zpracování pevných' odpadů pro výrobu granulovaného pevného paliva mletím, magnetickým oddělováním železných kovů, prosetím, sušením, gravitačním dělením, cyklonovým dělením, prosetím a tlakovou granulací.
US 4650689 popisuje způsob přípravy ethanolu z celulozových materiálů zpracováním celulozových materiálů s vysoce koncentrovanou plynnou minerální kyselinou jako je HCu za tlaku a zpracování s horkou vodou za získání zápary, obsahující cukry, která může být fermentována.
US 4612286 popisuje způsob kyselé hydrolýzy biomasy, mající fermentovatelné materiály v protiproudné struktuře difuzního zpracování. Výhodně je kyselinou asi 2 až 10% obj. kyselina sírová.
US 4553977 popisuje způsob pro oddělení složek pevných odpadů s prvním bubnovým otáčivým sítem, které odstraňuje hliníkové nádoby za získání organickými látkami bohaté frakce, ze které mohou být odděleny recyklovatelné vláknité produkty. Ocelové nádoby mohou být odstraněny magnetickým dělením. Organické látky se izolují pro použití jako palivo, s nebo bez rozvláknění pro získání papírové břečky.
US 4541530 popisuje způsob oddělování kovových částic od nekovových částic zpracovávaných pevných odpadů homogenizací a magnetickým zpracováním složek odpadů za získání kovového koncentrátu, například hliníkového koncentrátu.
US 4384897 popisuje způsob zpracování biomasy dvoustupňovým hydrolýzním zpracováním, kde se v prvním stupni, depolymerují snadněji hydrolyzované polysacharidy a ve druhém stupni se depolymerují obtížněji depolymerovatelné polysacharidy. Materiál biomasy může být podroben stupni senzibilizace mezi prvním a druhým stupněm hydrolýzy kontaktem s molekulárním kyslíkem. Kyseliny se neutralizují bází jako je uhličitan vápenatý nebo hydroxid za získání roztoku, který je vhodný pro fermentací za získání ethanolu.
US 4341353 popisuje způsob získání paliva a recyklovatelných látek z odpadu za použití diskových sít a vzdušných třidičú.
US 4288550 popisuje způsob štěpení odpadků anaerobní fermentací za přítomnosti ethanol produkujících kvasinek k přímému převedení škrobu na ethanol bez předchozího zpracování hydrolýzou a pak podrobení produktu methan produkující anaerobní fermentací za získání methanu.
US 4069145 popisuje způsob oddělování částic o větší elektrické vodivosti od částic s menší elektrickou vodivostí v elektromagnetickém separátoru s vířivým proudem.
US 4063903 popisuje zařízení pro likvidaci pevných odpadů získáním anorganických složek a převedením organické složky na palivo nebo palivovou přísadu. Rozdrcený materiál se zpracovává s kyselinou, která se zahřívá a suší a mele za získání jemně děleného palivového produktu.
Podstata vynálezu
Objektem předloženého vynálezu je poskytnutí automatizovaného, účinného způsobu pro zpracování komunálních odpadů a získání jakýchkoliv recyklovatelných materiálů a pro výrobu použitelného komerčního ethanolu.
Dalším objektem tohoto vynálezu je poskytnutí metody pro regeneraci existujících zemních úložišt a tím odstranění neoezpečí, které představují stará úložiště pro životní prostředí.
Je také dalším objektem předloženého vynálezu poskytnout zařízení, které nebude mít škodlivý dopad na životní prostředí.
Způsob kontinuálního, automatizovaného zpracování komunálních pevných odpadních materiálů pro odstranění a regeneraci jakýchkoliv použitelných materiálů a pro výrobu komerčního ethanolu, zahrnuje následující stupně:
(a) dodání komunálního pevného odpadu do zpracovacího zařízení ve velkém;
(b) odstranění pneumatik, objemných železných a neželezných kovů, plastů a skla z uvedeného odpadu za získání celulozové složky;
(c) drcení celulozové složky získané ve stupni (b);
(d) zpracování drcené celulozové složky se zředěnou (asi i až
10% kyselinou sírovou po asi 0,25 až 4 hodiny při teplotě asi 40 až 100 °C k rozpuštění v podstatě zbývajících těžkých kovů a získání rozpustné složky a nerozpustné složky;
(e) odstranění rozpustné složky získané ve stupni (d) od nerozpustné složky;
(f) sušení nerozpustné složky získané ve stupni (e) ;
(g) zpracování sušené nerozpustné složky získané ve stupni (f) s asi 1:1 koncentrovanou kyselinou sírovou (asi 70%) k nerozpustné složce, hmotnostně, za získání částečně hydrolyzované směsi;
(h) zředění částečně hydrolyzované směsi získané ve stupni (g) s vodou při teplotě asi 80 °C až asi 100 °C za získání roztoku, obsahujícího např. asi 4 až 6 dílů vody k asi 1 dílů částečně hydrolyzovaného materiálu, hmotnostně;
(í) míchání zředěné směsi získané ve stupni (h) po asi 1 až 4 hodiny při asi 80 °C až asi 100 °C za získání štěpeného materiálu;
(j) odstranění pevných látek ze štěpené směsi získané ve stupni (i) za získání filtrátu;
(k) oddělení filtrátu na kyselinu obsahující roztok a cukr obsahující roztok;
(l) zahuštění cukr obsahujícího roztoku na asi 12 až 14 % cukru;
(m) upravení pH koncentrovaného cukr obsahujícího roztoku získaného ve stupni (1) na asi 6;
Ί (η) fermentací roztoku získaného ve stupni (m) výše s kvasinkami při asi 25 °C až asi 36 °C za získání zápary a
(o) získání ethanolu ze zápary.
Vynález se také týká způsobu odstranění stop těžkých kovů a chloridů z ceiulozové složky komunálních pevných odpadů, zahrnujícího následující stupně:
ia) drcení ceiulozové složky komunálních pevných odpadů;
(b) zpracování drcené ceiulozové složky se zředěnou (asi 1 až
10%) kyselinou sírovou po asi 0,25 až 4 hodiny při teplotě asi 40 až 100 °C pro solubilizaci stop těžkých kovů a získání rozpustné a nerozpustné složky;
(c) odstranění rozpustné složky získané ve stupni (b) od nerozpustné složky, za získání nerozpustné složky, nemající v podstatě žádné stopy těžkých kovů.
Vynález se dále týká způsobu výroby ethanolu a odstranění v podstatě všech těžkých kovů a chloridů z ceiulozové složky komunálních pevných odpadů (MSW = municipal solid waste), zahrnujícího následující stupně:
(a) drcení ceiulozové složky komunálních pevných odpadů;
(b) zpracování drcené ceiulozové složky získané ve stupni (a) s asi 1:1 ředěnou (asi 70%) kyselinou sírovou při teplotě asi 30 až 80 °C pro získání částečně hydrolyžované směsi;
(c) zředění Částečně hydrolyzované směsi získané ve stupni (t) vodou, mající teplotu asi 80 až 100 °C za získání suspenze s poměrem kapalina:pevná látka asi 5:1a koncentrací kyseliny sírové asi 12 %;
(d) míchání zředěné směsi získané ve stupni (c) např. po asi až 4 hodiny při asi 80 až 100 °C za získání štěpeného mater iálu;
(e) odstranění nerozpustné složky, obsahující v podstatě všechny těžké kovy z rozpustné složky získané ve stupr (d) a (f) zpracování rozpustné složky za získání ethanolu.
Překvapivě umožňuje výše popsaný integrovaný způsob vysoce účinnou a nákladově efektivní produkci ethanolu z komunálních pevných odpadů.
Popis obrázků na připojených výkresech
Způsob regenerace odpadů zahrnující rysy tohoto vynálezu je znázorněn v připojených schematických obrázcích které tvoří část tohoto popisu, kde obr.l je průtokový graf popisující úplný způsob zpracování komunálních pevných odpadních materiálů:
vztahová značka popisované zařízení
1A/1B skladovací silo pro surovinu dávkovač í nádoba komora předběžného zpracování nádoba pro skladování zředěné
5A
5B kyseliny sírové primární šnekový lis sekundární šnekový lis sušička nádoba pro skladování zpracovaného mater iálu nádoba pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové zásobník vápna pásový lis sádry zásobník neutralizované vody hydrolyzní systém varné nádobv
19 2 0 21 22
2 3 29 31
A Β
C zásobní nádoba č.1 tlakový lis skladovací nádoba pro získání kyseliny systém pro získání kyseliny odpařovák skladovací nádoba č.2 reverzní osmozní filtr amoniakový a pH vyrovnávací systém kvasinkový injekční systém zásobní nádoba č.3 fermentační nádoba kvasinkový filtr a destilační zásobní nádoba destilační kolona chladící límec nádoba pro skladování ethanolu nádoba pro skladování vody nádoba pro skladování koncentrované kyseliny sírové nádoba pro skladování odpadní vody (popřípadě) ohřívák vody nádoba pro skladování ligninu skladovací nádoba pro surovinu pro vařák ohř ívák
Popis výhodných provedení
V praktickém provedení vynálezu může být pevný odpadní materiál získán přímo z domovních odpadů nebo může být komunálním pevným odpadem odpad, který byl dříve uložen na skládce a následně znovu odebrán. Pevný odpadní materiál sezavede do zařízení přes plně automatizovanou zásobovací stanicí. Odpadní materiál se pak volně nasype na dopravník pro sypký materiál. Recyklovatelné materiály jako jsou hodnotné sypké materiály, železné kovy, neželezné kovy jako je hliník, sklo, plasty a kaučuk a jsou pak regenerovány. Způsoby pro jejich získání jsou dobře známé a popsané například v US patentech č. 5184780, 5104419, 5060871, 5009672, 4974781, 4874134, 4692167, 4553977, 4541530, 4341353, 4069145 a 4063903, jejich plné obsahy jsou zde zahrnuty jako odkazy.
Výhodně jsou odpadní pneumatikové materiály odděleny na dělícím pásu pro sypké hmoty, který vede do procesu zpracování odpadních pneumatik a systému regenerace kaučuku, kde jsou odpadní pneumatiky drceny a kaučuk, ocel a vlákna jsou odstraněny.
Dálkově řízený magnetický jeřáb se použije pro odstranění jakýchkoliv objemných železných materiálů z dopravníku pevných odpadů. Tyto nadměrně velké materiály se zpracovávají drtičem, který redukuje materiál na zpracovatelnou velikost. Materiál se pak posílá do recyklačního zásobníku k paketování.
Odpadní materiál zbývající po odstranění nadměrnéhomateriálu se pak třídí za použití bubnového nebo jiného třídícího mechanismu, který ničí jakékoliv pytle aposkytuje dva oddělené zpracovávané proudy. Při vhodném třídění bude jeden proud převážně obsahovat celulozové a kovové produkty částicové velikosti zatímco druhý proud bude obsahovat kaučuk, sklo a většinu organických látek.
Odpadní materiály jsou zpracovávány několika magnetickými děleními pro odstranění jakýchkoliv železných materiálů. Odpady pak procházejí magnetickým odlučovačem pro odstranění jakýchkoliv neželezných kovů. Jak železné tak neželezné kovy jsou dopravovány do zásobníku pro umožnění paketování. Odpady se pak drtí a zpracovávají v systému pro výrobu ethanolu, který akceptuje odpadní materiál a zpracovává jej pro získání ethanolu pro komerční účely. Část vedlejších produktů z ethanolového procesu může býc prodávána a/nebo použita pro současné generování elektřiny pro využití při práci zařízení.
Například nerozpustný materiál získaný po hydrolýze celulozové složky MSW je primárně složen z ligninu, přírodního aromatického organického polymeru nacházeného ve všech vaskulárních zařízeních. S překvapením bylo zjištěno, že použití ligninu jako vařákového paliva se náklady na práci zpracovacího zařízení mohou významně snížit. Na základě výše uvedených energetických úspor bylo neočekávaně objeveno, že náklady na galon produkce ethanolu mohou být sníženy o asi 15 až 20 % pod náklady na výrobu ethanolu ze zrní. Dále 6000 až 8000 BTU na liber jmenovitého výkonu sušeného ligninu může být zvýšen jeho kombinací s čistým spalováním nechlorované plastové složky MSW. Technologie schopná oddělení nechlorovaných plastů (např. PVC) známá jako Vinyl Cyole™ je komerčně dostupná od National Recovery Technologies, N&shville, Tennessee. Vinyl Cycle^M technologie je popsána v US patentu č. 5260576, jehož úplný obsah je zde zahrnut jako odkaz. Tento kompozitový lignin/plastový materiál může být také spalován jako kotlové palivo, čímž se dále snižují náklady na energii popsaného procesu pro výrobu ethanolu.
Jakékoliv neorganické materiály zbývající po výše uvedeném třídícím procesu může být peletizován a použit komerčně jako aditivum pro konstrukční materiály.
Předložený vynález je plně automatizován, vyžaduje pouze rutinní udržování na konci každého posunu operace. Plně automatizovaná třídící technika odstraňuje potřebu ne nehygienického, ručního třídění.
Předložený vynález umožňuje kompletní nulový výstup zařízení. Všechny budovy mohou být plně uzavřeny. Všechny vzušné a vodní polutanty mohou být zachyceny a společně zpracovány. Všechny materiály vstupující do zařízení mohou být zpracovány a převedeny na komerčně zpracovatelné materiály.
Tyto a jiné aplikace a výhody budou zřejmé z následujících popisů a a specifikací sestav.
Tabulka I uvádí složení suchého komunálního pevného odpadu (MŠW) jak bylo stanoveno Enviromental Protection Agency.
Tabulka I
Složení komunálního pevného odpadu organické látky 74,0 % železné kovy 7,5 % neželezné kovy 1,5 % sklo 10,0 % plasty 5,0 % neorganické látky 2,0 %
Předložený vynález je určen pro odstranění pevných odpadů jak je popsáno v tabulce 1 jakož i komunálních pevných odpadů, které jsou získány ze zemních úložišt (které mohou mít slabě odlišné složení). Rychlost, kterou pevné odpady mohou být zpracovávány systémem je převážně závislá na velikosti komunity, pro kterou bude předložený vynález sloužit.
Systém může zpracovávat od 25 tun za hodinu až do 125 tun nebo více za hodinu. Zařízení může být podle toho dimenzováno.
Materiály, které nejsou zpracovatelné, jsou nebezbečné odpady, výbušniny a infekční odpady. Systém je schopen zpracovat ledničky, pračky, sušičky, sporáky, kovy z automobilového šrotu, velké materiály, malé průmyslové odpady a standardní komunální pevný odpad. Předložený systém je určen pro regeneraci plastů, neželezných kovů a železných kovů z pevných odpadů.
Nákladní vozy vysypávají komunální pevný odpad na dopravník sypných hmot jaký může být získán z E&H Systému, který prochází napříč délkou budovy pro počáteční drcení. Dálkově řízený jeřáb se pak použije pro odstranění jakýchkoliv velkých kovových objektů. Odstraněné objekty se umístí do automatizovaného předdrtiče pro redukci velikosti. Jakmile je redukce provedena, odpady se znovu zavádějí do systému, do zásobníku pro paketování do standardních balíků.
Sítový třidič je obvykle dostupný z takových zdrojů jako je MacLanahan Corporation se pak použije k automatickému otevření pytlů, odstranění malých nečistot a střepů jakýchkoliv skleněných materiálů.
Materiál v ethanolovém proudu je veden seriemi pěti magnetických separátorú, které postupně odstraní všechny neželezné materiály. Proud odpadu, který obsahuje převážně kovové a celulozové složky se dodává z bubnu do sérií skloněných dopravníků, kde každý má magnetické dělící zařízení jako je buben nebo pás, jak je dobře známo v oboru. Výstupní konec každého dopravníku je udržován ve výšce nad vstupem každého následujícího dopravníku tak, že materiál procházející magnetickým sítem je podroben gravitačnímu promíchání z jednoho dopravníku na následující, čímž se zvyšuje magnetické odstranění zbývajících železných kovů následujícím magnetickým separátorem. Dopravník je tvarován tak, že bude umožňovat plně automatizovanou extrakci železných kovů do centralizovaného plochy. Tento dezén dopravníku také umožňuje míšení materiálů k dosažení 98% odstranění všech železných kovů. Extrahované železné kovy spadají dolů do vertikálního žlabu a jsou dopravovány ze zařízení do zásobníku pro recyklaci.
Zbývající materiál je pak dopravován do magnetického separátorú jako je Eriez Ferrous Metal Separator. Magnetický separátor se použije pro automatizované odstranění neželezných kovových materiálů, zahrnujících baterie.
Magnetický separátor je umístěn po magnetickém separátorú pro zajištění, aby žádné neželezné kovy nepoškozovaly zařízení magnetického separátorú. Přítomnost jakýchkoliv neželezných materiálů v nebo na magnetickém separátorú povede k vážnému a nákladnému ohrožení magnetického separátorú. Zbývající odpadní materiály jsou vedeny dopravníkem do kladivového mlýnového drtiče, který redukuje velikost materiálu o asi minus 3 až minus 4. Redukce velikosti materiálu napomáhá procesu výroby ethanolu
Kladivový mlýnový drtič bude obsahovat explozní ochranný kryt pro odstranění jakékoliv potenciální exploze spojené s prachem.
Tok materiálu může být rozdělen do dvou oddělených drah; procesu výroby ethanolu a dráhy produkce humusu. Rozdělení odpadu mezi dva systémy závisí na přesném objemu odpadu, přicházejícího do zařízení.
Způsob použitý v předloženém vynálezu je dále vysvětlen s odkazem na obr. 1.
Způsobový diagram
Hladina těžkých kovů nalezená v celulozově složce MSW může velmi významně záviset na zdroji odpadu. Například hydrolyzát získaný z celulozově složky některých vzorků MSW získaných z městských nebo vysoce průmyslových ploch byl shledán jako kontaminovaný těžkými kovy v takovém rozsahu, že ty následný fermentační proces mohl být inhibován. Proto tyto typy MSW vzorků musí být ošetřeny pro snížení jejich obsahu těžkých kovů před hydrolyzací pro vyloučení kontaminace fermentační kapaliny. Na druhé straně bylo objeveno, že odstranění těžkých kovů z méně kontaminovaných vzorků může týt provedeno účinným iontovýměnným procesem po hydrolýze celulozově suroviny.
Následující diskuse popisuje dva postupy, které mohou být použity pro snížení obsahu těžkých hovů v celulozové složce MSW. Jeden redukuje obsah těžkých kovů před hydrolýzou a druhý po hydrolýze. Který postup se použije může být stanoveno na základě hladiny kontaminace těžkými kovy nalezené v MSW surovině.
A. Způsob automatického zpracování MSW
Stupeň 1: předběžné ošetření
Zn.lA/lB-11
Účel:
Účelem procesu předběžného ošetření je oddělit těžké kovy, které mohou inhibovat fermentaci hydrolyzované celulozové složky MSW smísením zaváděné drcené celulozové složky se zředěnou kyselinou sírovou. Pevné látky jsou pak lisovány a kapaliny zpracovány s vápnem za vytvoření vedlejšího produktu, sádry. Sádra se pak odstraní a zbývající pevné látky se připraví k rozpadu na cukry h hydrolýzním systému.
Na základě údajů z mnoha zdrojů, které jsoz shrnuty v Chemistry and Biology of Yeasta, A.H.Cook vyd., Academie Press, NY, str. 296-303 (1958), jsou některé těžké kovy nezbytné pro fermentaci, ale vysoké koncentrace mohou inhibovat fermentaci glukózy a xylozy kvasinkami. Přibližné účinky jsou uvedeny v tabulce 2:
Tabulka 2
Vlivy těžkých kovů na fermentaci kvasinkami
Těžký kov optimální konc.,která konc.která
fermentační mírně inhibu- silně inhi-
koncentrace je fermentaci buje fermentaci
(ppm) (ppm) (ppm)
kadmium 0 0,1 2
nikl 0 40 100
olovo 0 0,3 10
chrom 1 50 150
z inek 5 200 400
měd 7 -8 15 30
železo 10-30 500 1200
Jak uvedeno výše některé MSW mají hladiny kadmia a železa, které mírně inhibují fermentaci kvasinkami a hladiny olova, zinku a mědi, které silně inhibují fermentaci kvasinkami. Redukce těžkých kovu v MSW je kritická pro dosažení účinné fermentace cukru získaných z takových MSW. Vzorek zpracovaný v procesu předběžné zpracování, který neobsahuje v podstatě žádné stopy kovů je ten, který má alespoň asi 70% redukci těchto kovů.
Popis:
Skladovací sila pro surovinu (zn.lA a 13) přijímají surovinu jako asi 85% až 90% čistý organický materiál v předdrceném stavu -2 (5/8 x 2) velikosti částic. Každé silo zadržuje asi 25 tun materiálu, zhruba ekvivalent 2.1/2 dnů dodávek suroviny. Materiály nemající žádný detegovatelný obsah těžkých kovů nevyžadují předběžné zpracování a jsou chovávány odděleně v sile 1B.
Materiál je dopravován ze sila 1A dopravníkem pro sypký materiál do dávkovačiho sila 2· Dávkovači silo dávkuje nezpracovanou surovinu do komory předběžné zpracování 2 kde se zředěná kyselina sírová (asi 1 až 10% hmotn.) mísí se surovinou při asi 40 až 100 °C. Toto umožňuje disoluci těžkých kovů a chloridů (chloridy kovů a možné organické chLoridy) ze suroviny. Materiál je pak dopravován šnekovým dopravníkem do šnekového lisu 5A a 5B umožňujících odstranění asl 60 až 80 % obsahu kapaliny, čímž se odstraní rozpustná složka z nerozpustné složky. Sekundární promytí je vyžadováno pro odstranění jakýchkoliv stop kyseliny 5B. Pevné látky ze šnekového lisu se pak zavádějí do pásové sušárny 2 s rychlostí suroviny asi 3,25 tun za hodinu. Pásová sušárna dále redukuje obsah vlhkosti suroviny na asi 5 % až 10 %. Sušená nerozpustná složka, mající lehkou, chmýřovitou konzistenci, se pneumaticky dopravuje do sila pro skladování zpracované suroviny 7_.
Kapaliny ze šnekového lisu jsou vedeny zpět do nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4. pro znovu použití. Navíc se zředěná kyselina ze systému pro získání kyseliny 17 vede do nádoby pro skladování zředěné kyseliny. Těžké kovy a sediment ze skladovací nádoby jsou odstraněny do neutralizační nádoby Kapalina v neutralizační nádobě se smísí s vápnem a čerpá do pásového lisu 10., kde se odstraní sádra. Zbylá neutralizační kapalina, obsahující vodu a částice se pak vede přes částicový filtr a navrací do zásobníku vody 11 pro znovupoužití v systému.
Jak popsáno dále alternativní iontovýměnný proces pro odstranění v podstatě těžkých kovů zahrnuje provedení hydrolyzačního stupně popsaného dále a získání ve vodě nerozpustného ligninu. Bylo objeveno, že v podstatě všechny těžké kovy jsou navázány k ligninu.
Stupeň 2: Hydrolýza
Zn.12-16, 31, A,B,C
Účel:
Účelem hydrolyzního procesu je rozmělnit molekulovou strukturu na cukry smísením materiálu s koncentrovanou (asi 65 až 93%, výhodně asi 70%) kyselinou sírovou. Roztok cukr/kyselina/voda se vaří po stanovenou dobu a pak se pevné látky odstraní. Roztok se pak posílá do systému pro získání kyseliny pro dělení.
Popis :
Předem zpracovaná surovina se dávkuje ze skladovacího sila 7 nebo 13 do hydrolýzního systému 12 kam se zavádí asi 7 0% koncentrovaná kyselina sírová v poměru asi 1:1. Pokud není uvedeno jinak, všechny zde uváděné poměry a % obsahy zde uváděné jsou na bázi poměru hmotn.:hmotn. Poměr asi 1:1 zahrnuje kompozice, obsahující hmotnostní směs 60:40 až 40:60. Výhodně je poměr koncentrované kyseliny sírové k předem zpracované surovině je asi 45:55 až 55:45 hmotnostně.
Materiál je míšen asi 2 až 15 minut, výhodně asi 10 minut a zaveden do varné nádoby 13 spolu s vodou se zahřeje na teplotu asi 89 °C. Tento roztok obsahuje asi 2:1 poměr (asi 2 díly vody k asi 1 dílu hydrolyzovaného materiálu hmotnostně). Tento materiál se pomalu míchá za udržování na konstantní teplotě asi 96 °C po asi 1 až 4 hodiny. Za těchto podmínek jsou celulóza a hemiceluloza převedena na glukózu a xylozu. Na konci této periody jsou varné nádoby evakuovány do zásobní nádoby 14 a varná nádoba se znovu naplní.Zásobní nádoba stabilizuje teplotu materiálu a reguluje jej k filtračnímu lisu 15.
Materiály ze zásobní nádoby se pak filtrují například čerpáním do tlakového lisu 15. který odstraňuje suspendované pevné látky za získání filtrátu. Pevné látky mohou být práškovány, prorayty a navráceny do sušičky pro použití jako kotlové palivo. Filtrát se pak čerpá z tlakového lisu do skladovací nádoby pro získání kyseliny 16.
Poznámka: Komunální odpadní vody z nádoby pro skladování odpadní vody 31 mohou být použity jako náhrada za čerstvou vodu v hydrolyzním systému 12 . Všechny patogenní složky v odpadní vodě se odstraní v hydrolýzním systému. Vysoký obsah dusíku v odpadní vodě se zachová, pravděpodobně odstraněním potřeby přídavku dusík obsahujících sloučenin jako je amoniak (kvasinková živina použitelná ve fermentačním procesu).
Stupeň 3. Získání kyseliny Zn.16-19
Účel:
• Účelem procesu získání kyseliny je získání kyseliny sírové z roztoku cukr/kyselina/voda za získání roztoku, obsahujícího kyselinu a roztoku, obsahujícího cukr. Koncentrovaná kyselina sírová a voda jsou pak znovu použity v systému. Jakmile byly cukry a voda odstraněny z roztoku, čerpá se tento do fermentačních tanků pro fermentaci na ethanol.
Existuje mnoho známývh metod pro získání kyseliny sírové z vodného proudu a každá z nich může být použita v praktickém provedení vynálezu. Například může vodný proud procházet filtrem s aktivním dřevným uhlím pro zadržení cukrů a promytvodou pro vymytí zbývající kyseliny. Adsorbovaný cukr pak může být eluován promytím zahřátým alkoholem. Viz M.R.Moore a J.W.Barrier, Ethanol from Cellulosic Residues and Crops, Annual Report, DOE/SERI Contract No. DK-6-061031, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama, říjen 1987, str. 27-49, jejichž obsahy zde jsou zahrnuty jako odkaz. Nicméně tato metoda pro oddělování kyseliny sírové od cukrů není preferována, protože alkohol musí být odpařen ze vzniklého roztoku cukru před fermentaci, což přináší další stupeň vyžadující vstup energie. Problémy mohou být také spojeny s převedením kyseliny mezi adsorpčními a desorpčními cykly, které mohou být zmírněna použitím dusíkovým vyrovnáním mezi cykly. Problémy mohou být také spojeny s výtokem alkoholu (ethanolu) nenasyceným při 70 °C, což vede k nižší cukrové kapacitě. Nižší rychlosti toku ethanolu a zvýšené doby desorpčních cyklů zvyšují desorpci cukrů za získájí výtokových. proudů, které jsou z 95 až 100 % nasyceny cukrem.
Výhodněji mohou být použity iontovýměnné pryskyřice k oddělení kyseliny a cukru do proudu, obsahujícího kyselinu a proudu, obsahujícího cukr. Takové pryskyřice zahrnují Amber lit silně kyselé kationtovýměnné pryskyřice GEL typu, r.apř. IR 120 PLUS funkčnost kyseliny sírové, které jsou komerčně dostupné od Aldrich Chemical Company. Cukr je adsorbován silně kyselou pryskyřicí poskytující proud, obsahující kyselinu, která může být recyklována. Adsorbované cukry jsou pak získány elucí pryskyřice čistou vodou. Viz M.R.Moore a J.W.Barrier, Ethanol from Cellulosic Residues and Crops, Annual Report, DOE/SERI Contract No. DK-6-06103I, Tennessee Valley Authority, MUscle Shoals, Alabama, říjen 1987, str. 30-39, jejichž obsahy jsou zde zahrnuty jako odkaz. Zařízení, které umožňuje kontinuální dělení kyseliny a cukr obsahujících proudů je komerčně dostupné od Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, Florida (Model ISEP LC2000), které využívá silně kyselou icntovýměnnou pryskyřici (Finex CS16G, 310 mikrometrů průměrná velikost). Taková zařízení jsou například popsána v U3 patentech č. 4522726 a 4764276, jejichž obsahy jsou zde plně zahrnuty jako odkaz.
Je také možné oddělovat kyselinu a cukry použitím rozpouštědla, které selektivně extrahuje a odstraňuje kyselinu z vodného roztoku cukru. Viz M.R.Moore a
J. W.Barrier, Ethanol from Cellulosic Residues and Crops, Annual Report, DOE/SERI Contract No. DK-6 -06103 -1, Tennessee Valley Authority, Muscle Shoals, Alabama, říjen 1987, str. 39-49, jejichž obsahy zde jsou zaahrnuty jako odkaz. Oddělování může být provedeno na Karr reciproční-deskové extrakční koloně. Kolona má zadržovací nádoby na každém konci pro oddělení rozpouštědla a hydrolyzátu. Míšení se provádí teflonovými deskami spojenými s motorem. Roztok kyselina-cukr se přidává na vrch kolony a putuje dolů kolonou, kde je vodný roztok důkladně promísen s rozpouštědlem. Rozpouštědlo se přidává na spodek kolony. Vodný roztok, obsahující cukr je odebírán ze dna kolony zatímco je kyselinu obsahující roztok odebírán z vrchu. Kyselina může být získána z rozpouštědla, například destilací rozpouštědla nebo promytím rozpouštědla s destilovanou vodou. Zařízení a rozpouštědlo pro kontinuální oddělování kyseliny z vodných roztoků cukrů jsou dostupné,například od Glitsch, lne., Parsipany,NJ.
Předpokládá se, že cukrový proud získaný z jakéhokoliv z těchto dělících procesů bude obsahovat zbytkovou kyselinu. Výhodně se zbytková kyselina pak neutralizuje vápnem nebo amoniakem na pH asi 6.
Popis:
Kapalina, obsahující asi 10 % cukru, 10 % kyseliny a 80 % vody se čerpá ze skladovací nádoby pro získání kyseliny 16 do systému pro získání kyseliny 17 . který rozděluje kapalinu na roztok kyselina/voda a roztok cukr/voda. Roztok cukr/voda se čerpá do skladovací nádoby 19; získaný roztok kyselina/voda se čerpá do odpařováku 18. kde se voda odstraní od kyseliny odpařením a navrátí se do nádoby pro skladování vody 29Ά.. Odstranění vody upravuje koncentraci kyseliny na její původní hladinu asi 70 %. Toto umožňuje navrácení kyseliny z odpařováku do nádoby pro skladování koncentrované kyseliny 30 pro znovupoužití v systému.
Stupeň 4: Fermentace
Zn.19 až 24
Účel:
Účelem fermentačního procesu je koncentrovat roztok cukru a smísit jej s kvasinkami pro výrobu roztoku ethanol/voda. Roztok cukru muže být koncentrován na asi 12 až 14 % odpařením (např. použitím tepla a/nebo vakua) nebo filtrem s reverzní csmozou.
Po fermentací se získá ethanol. Kvasinky mohou nebo nemusí být odstraněny před získáním ethanolu. Jak je diskutováno dále, může být ethanol získán destilací nebo, alternativně, může být získán extrakcí rozpouštědlem, které není toxické k fermentačním mikroorganismům. Viz US patent č. 5336005, jehož obsah je zde zahenut jako odkaz. Kvasinky mohou být také odstraněny odstředováním. Viz US patent č. 4)52503, jejich obsahy jsou zde plně zahrnuty jako odkaz. Výhodně se zbývající kvasinky odstraní a fermentovaná kapalina se čerpá do destilační kolony pro extrakci ethanolu.
Způsoby pro fermentací hexoz a pentoz získaných z hydrolyzovaného celulozového materiálu a získání ethanolu jsou dobře známé a popsané například v US patentech č. 5198074, 5135861, 5036005, 4952503, 4650689, 43844897,
4288550, jejichž obsahy jsou zde plně zahrnuty jako odkaz.
Popis:
Ze skladovací nádoby 19 se cukr, voda a stopy kyseliny (méně než asi 0,1 %) čerpají přes reverzní osmozní filtr 20 pro odstranění určitého množství vody v roztoku a upravení koncentrace cukru na asi 12 % až 14 %. Přidá se amoniak a pH se pečlivě sleduje pro dosažení pH rovnováhy asi 6 pro optimální fermentací. V tomto bodě se přidají kvasinky 22, smísí se a čerpají dozásobní nádoby 23 a následně do fermentačních nádob 24 . Směs se zadrží asi 48 hodin. Chladící lí mec 27 pomáhá udržovat požadovanou teplotu asi 35 °C pro fermentaci. Po 48 hodinách se dávkuje fermentační kapalina k filtru a zásobní nádobě 25. kde se kvasinky odstraní a čerpají se do nádoby pro skladování kvasinek. Zbývající kapalina se vede do zásobní nádoby 25 a následně do destilačni kolony 26.
Stupeň 5. Proces získání ethanolu
Zn.25-25
Účel:
Účelem získání ethanolu je oddělit ethanol z roztoku ethanol/voda odpařením a kondenzací. Toto vede k produkci čistého ethanolu jakož i vedlejšího produktu lihovarských výpalků.
Popis:
Fermentovaný zásobní roztok se vede do destilačni kolony · V závislosti na původní surovině se může výtěžek pohybovat od 60 do 120 galonů 180-190 proof ethanolu na tunu vstupujícího materiálu. Ethanol z destilačni kolony se čerpá do nádoby pro skladování ethanolu 28.. Nádoba pro skladování ethanolu 2ŠL bude mít skladovací kapacitu 12000 galonů ethanolu, což zhruba odpovídá 12 až 14dennímu přísunu ethanolu vyrobeného v procesu.
Vedlejším produktem destilačního procesu jsou lihovarské výpalky. Lihovarské výpalky jsou škrobovitý zbytek, který může být prodáván jako krmivo pro dobytek.
B. Iontovýměnný proces pro odstranění těžkých kovů z MSW
S překvapením bylo objeveno, že hladina kontaminace těžkých kovů typicky se nacházející v MSW je tak nízká, že asociované těžké kovy v podstatě zůstávají koordinovány s nerozpustnou frakcí získanou po kyselé hydrolýze celulozové složky. Tak jsou koncentrace rozpustných těžkých kovů zbývajících v hydrolyzátu pod hladinami, které by interferovaly s fermentací. Na základě tohoto objevu se předložený vynález dále týká účinného způsobu posthydrolyzačního odstranění těžkých kovů z celulozové složky MSW.
Stupně zpracování MSW jsou podobné těm, které byly popsány zde již dříve s výjimkou, že odstranění těžkých kovů z předdrcené suroviny se vloží za hydrolyzační stupeň. Takto muže být stupeň zahrnující předchozí zpracování celulozového materiálu se zředěnou kyselinou sírovou eliminován, Čímž je odstraněna potřeba sekundárního promývání a časově náročný, energii spotřebovávající stupeň sušení předzpracované siroviny. Proto je, spíše než prováděna úprava předdrcené suroviny zředěnou kyselinou sírovou, tato přímo zaváděna do hydrolyzního systému, kde se zavádí asi 70 % koncentrované kyseliny sírové v poměru asi 1:1 (kyselina/vzorek). Tato suspenze se pak zavádí při asi 30 až 80 °C po výhodně asi 2 až 20 minut, nebo výhodněji asi 2 až 15 minut, potom se zavádí do varných nádob, kde se suspenze ředí vodou, mající teplotu asi 80 až 100 °C až na poměr kapalina-pevné látky 5:1 a koncentraci kyseliny sírové asi 12 %. Tento materiál se míchá při udržování konstantní teploty na asi 80 až 100 °C po asi 1 až 4 hodiny. Za těchto podmínek je konverze celulózy a hemicelulozy na glukózu a xylozu z 87 až 100 % kompletní.
Jakmile je hydrolýza kompletní, jsou varné nádoby evakuovány do skladovacích nádob, čímž se umožní, aby byly varné nádoby znovu naplněny. Skladovací nádoby stabilizují teplotu hydrolyzátu a regulují jeho průtok k filtračnímu lisu, kde se odstraní suspendované pevné látky za získání filtrátu. Filtrát se dělí na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr a roztok, obsahující cukr se zpracovává za vzniku ethanolu.
Nerozpustné složky oddělené z filtračního lisu se suší, popřípadě smísí s nechlorovanou plastovou složkou MSW a použijí jako kotlové palivo pro výrobu energie, např. ke ogenerování elektřiny,' která může být prodávána nebo použita v práci provozního zařízení jako je destilační proces. Je-li to žádoucí může být hladina těžkých kovů spojená s nerozpustnou složkou redukována před spálením zpracováním s 1 až 10% roztokem soli s následujícím promýváním vodou.
Po obecném popisu tohoto vynálezu bude totéž zřejmější za pomoci následujících příkladů, které zde jsou poskytnuty jako pouze ilustrující a nejsou míněny pro jeho jakékoliv omezení. Cele texty všech přihlášek, patentů a publikací výše a dále citovaných 3sou zahrnuty jako odkazy v celém svém rozsahu.
Př-íkladv provedení vynálezu
Příklad 1
Odstranění těžkých kovů z MSW předběžným zpracováním se zředěnou kyselinou sírovou
Vzorek komunálních odpadů (zahrnující všechny pevné látky) byl analyzován na obsah těžkých kovů. Výsledky byly následující (tabulka 3):
Tabulka 3
Kov mg/kg (ppm)
zinek 8 5
měď
chrom 10,5
kadmium 0 Z β
o 1 ovo 20
železo 119 0
nikl 0,5
ci n >1 (nedetegován)
gm vzorku MSW ve 200 g 2% vodné kyseliny sírové se zahřívá pod refluxem 2 hodiny. Pevné látky se odfiltrují, promyjí a analyzují (tabulka 4):
Tabulka 4
Kov mg/kg (ppm) % r
zinek 7,8 91
měď 3,0 90
chrom 2,4 77
kadmium N.D. 100
o 1 ovo 6,0 70
železo 98 92
nikl N.D. 100
cín N.D. -
'N. D. = nede tegován
Tyto údaje ukazují, že jednoduché promytí zředěnou, horkou kyselinou účinně snižuje hladiny těžkých kovu v MSW, které mohou inhibovat produkci ethanolu fermentací.
Příklad 2
Odstranění těžkých kovů z MSW iontovýměnným procesem
MSW vzorky byly smíšeny vzájemně za vzniku kompozitního vzorku. Z kompozitního vzorku pak byly odebrány Čtyři vzorky a analyzovány na celulózu, lignin a popel za použití následujícího postupu.
Kompozitní MSW vzorky byly sušeny na méně než 1 % vlhkosti v mikrovlnné troubě a pak mlety na průchod sítem 20 raesh. Vzorky pak byly smíseny se stejným množstvím (hmotn.) 10% kyseliny sírové a zahřívány dvě hodiny na asi 100 °C. Po zahřívání byla kapalina odstraněna filtrací a pevné látky byly odebrány, prorayty, sušeny a zváženy. Ztrátu hmotnosti vzniklá ze zpracování s 10% kyselinou sírovou představuje obsah hemicelulozy v MSW vzorku. Spojené pevné látky pak byly smíseny se 70% kyselinou sírovou a umístěny do reaktoru, obsahujícího 5 dílů vody na 1 díl pevných látek a zahřívány na asi 100 °C po 3 hodiny v mikrovlnné troubě. Pevné látky pak byly odfiltrovány ze suspenze a byl stanoven obsah glukózy. Odfiltrované pevné látky se pak suší, zahřívají se na asi 600 °C a stanoví se obsah popela. Obsah ligninu v každém vzorku byl stanoven jako rozdíl ve hmotnosti popela obsaženého ve vzorku a celkové hmotnosti vzorku.
Výsledky uvedené v tabulce 5 ukazují, že kompozitní vzorek byl homogenní vzhledem k celulóze, ligninu, popelu a hemiceluloze.
Tabulka 5
Test č . celulóza, % lignin,% popel,% hemiceluloza, %
1 53 20 18 9
2 55 20 18 7
3 58 18 17 7
4 5o 19 19 6
průměr 55 19 18 7
100 g vzorku MSW a 100 g (poměr kyselina: :vzorek 1:1) 70%
kyseliny sírové se dokonale promísí za vzniku černé pasty.
Teplota se udržuje na asi 30 °C po 20 minut míchání. Reakční směs se pak přidá k vodě předehřáté na asi 88 °C k získání poměru 5:1 voda k pevným látkám a koncentrace kyseliny sírové asi 12 %. Kaše se pak zahřívá na asi 100 °C asi 2 až 3 hodiny do úplné hydrolýzy. Jakmile je ukončena oddělí se hydrolyzátová kapalina a zbylé pevné látky se oddělí a analyzují na obsah karbohydrátú a těžkých kovů.
Analýza hydrolýzních zbytkových pevných látek
Zbytkové pevné látky získané z procesu hydrolýzy byly analyzovány na obsah celulózy, ligninu a popele za použití diíve popsaného postupu. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 6.
Tabulka 6
Celulóza, % lignin, % popel, %
49 44
Tyto výsledky jasně demonstrují, že podmínky hydrolýzy podle předloženého vynálezu jsou dostačující k významnému snížení obsahu celulózy v celulozových MSW.
Analýza hydrolyzátové kapaliny
Hydrolyzátová kapalina byla neutralizována známým objemem hydroxidu sodného. Neutralizovaný vzorek pak byl analyzován na obsah glukózy použitím YSI model 20 analyzátoru glukózy. Výsledky tohoto postupu uvádějí, že hydrolyzát obsahuje asi 10 % cukru (korekce na ředění). Teoretický výtěžek cukru je 10,4 %. Na rozdílu se pravděpodobně podílejí chyba analýzy a rozklad určitého množství glukózy.
Analýza těžkých kovů v hydrolyzátu a nerozpustné složce
Původní kompozitní MSW vzorek, hydrolyzátové zbytkové pevné látky a hydrolyzátová kapalina (obsah těžkých kovů v hydrolyzátu je vztažen na suchou hmotnost) byly analyzovány pro stanovení hladin mědi, zinku, chrómu, niklu a železa. Tyto těžké kovy byly nalezeny v dříve analyzovanéch
předhydrolyžovaných bránit fermentaci. MSW vzorcích ve hladinách, které mohou Výsledky analýzy jsou uvedeny v tabulce
Tabulka 7
Kov MSW hydrolyzát nerozpustná složka
(ppm)1 (ppm)1 z hydrolyzátu (ppm)1
měd 18 0,94 50
zinek 140 23 39
nikl 10 2,1 7,1
železo 2300 480 1100
chrom 12 4,0 17
'vztaženo na suchou hmotnost.
Původní předhydrolyzovaná MSW předpokládané hladiny těžkých kovů surovina obsahuje asi Nicméně překvapivě obsahuje nerozpustný zbytek získaný z hydrolýzního stupně mnohem vyšší koncentrace těžkých kovů než je očekáváno na základě studií s předběžným zpracováním. Aniž by vynálezci chtěli být vázáni jakoukoliv teorií, jeví se, že zbytkové pevné látky mohou býc částečně oxidovány během hydrolýzní reakce jejich převedením do nízkostupňových iontovýměnných pryskyřic, které vážou těžké kovy. Zbytek zadržuje nad 90 % mědi., 55 % ohromu a 20 až 30 % zinku, niklu a železa.
Příklad 3
Vliv těžkých kovů na hydrolýzu a fermentaci
Byly použity následující postupy pro stanovení, zda přítomnost Cu, Zn, Cr, Ni a Fe v recyklované kyselině by mohla ovlivňovat hydrolýzu celulozových MSW. Bavlněný odpad, ce...ulozový materiál, který neobsahuje žádné těžké kovy, byl hydrolyzován za použití postupu popsaného zde výše s výjimkou toho, že síranové soli Cu, Zn, Cr, Ni a Fe byly přidány k 70% kyselině v koncentraci 20násobné než je očekávána podle údajů uvedených v tabulce 7. Konverze celulózy na glukózu byla měřena a porovnána s konverzí dosaženou bez přídavku těžkých kovů (kontroly). Zdvojené reakce byly provedeny a procento koř verze celulózy na glukózu u vzorků, obsahujících těžké kovy byla 85% a 87% ve srovnání s 86 a 87 % kontroly.
Výsledky z těchto pokusů demonstrují, že koncentrace těchto těžkých kovů až20krát vyšší než hladiny předpokládané v MSW hydrolýze významně neovlivňují hydrolýzu.
Vliv těžkých kovů na fermentaci čisté glukózy byl také zkoušen následujícím postupem. Dva 5% roztoky glukózy obsahující vhodné živiny (např. síran amonný) byly připraveny a pH bylo upraveno na 5,5. Roztoky pak byly fermentovány s běžnými kvasinkami po 72 hodin a zbývající glukóza byla měřena. Vztaženo na glukózu zbývající v roztoku po fermentaci bylo asi 94 až 96 % glukózy spotřebováno kvasinkami během fermentačního procesu.
Fermentační experiment byl opakován s výjimkou, že síranové soli těžkých kovů normálně se nacházející v MSW byly přidány v 10 až 20násobném množství v koncentracích uvedených pro hydrolyzát v tabulce 7. Za těchto podmínek bylo množství spotřebované glukózy 92 % až 9 3 % a 61 %až65 % pro fermentační roztok, obsahující 10 až 20násobek koncentrací těžkých kovů uvedených pro hydrolyzát v tabulce 7.
Podobně jako vliv hydrolýzy, získané výsledky ve fermentačním pokusu ukazují, že koncentrace těžkých kovů až lOnásobné než jsou očekávány v MSW hydrolyzátu významně neovlivňují rychlost a rozsah fermentace glukózy. Navíc nebyla rychlost fermentace snížena při dosažení koncentrace těžkých kovů ve 20násobku koncentrace očekávané v MSW hydrolyzátu.
Vzhledem k těmto výsledkům je jasné, že předchozí ošetření k odstranění těžkých kovů z MSW není vždy nezbytné pro prevenci problémů s fermentací nebo hydrolýzou, protože těžké kovy normálně se nacházející v MSW, mohou být ve velkém rozsahu odstraněny s pevným zbytkem produkovaným během stupně hydrolýzy. Protože těžké kovy jsou spojeny s pevným zbytkem, jejich hladiny v kapalném hydrolyzátu jsou pod koncentracemi, které škodlivě ovlivňují hydrolýzní reakci a fermentační stupeň. Nicméně pro MSW vzorky, mající vysokou hladinu kontaminace těžkými kovy, může být nutné předem zpracovat celulozovou surovinu nebo hydrolyzát před fermentací jak je zde posána.
Příklad 4
Odstranění těžkých kovů z hydrolyzátu před fermentaci
Jak bylo dříve doloženo, přítomnost nadbytečných množství těžkých kovů v hydrolyzátu bude interferovat s fermentaci glukózy. Proto v neobvyklém případě, kde byly detegovány nadměrná množství těžkých kovů v hydrolyzátu, může být použit následující postup pro jejich odstranění.
K hydrolyzátu se přidá vápno k dosažení pH asi 10,5 až
11. Sádra a přebytek vápna se pak odfiltrují ze suspenze a mělí se koncentrace těžkých kovů v hydrolyzátu. Těžké kovy v hycrolyzátu byly redukovány podle výsledků uvedených v takulce 8 .
Tabulka 8
Kov počáteční konečná % změny
měd 0,94 0,19 80
nik L 2,1 1,5 29
chrom 4 0,4 90
železo 480 66 86
Koncentrace těžkých kovů v testovaném hydrolyzátu po přídavku vápna jsou příliš nízké proto, aby nežádoucím způsobem inhibovaly fermentační proces. Mělo by být poznamenáno, že těžké kovy, které nejvíce ovlivňují fermentaci, měd a chrom, jsou z 80 % až 90 % odstraněny přídavkem vápna. Jestliže se získá takový hydrolyzát jak je uveden v tabulce 8, který má koncentraci těžkých kovů dosti vyc^kv pro inhibici fermentace, bude přídavkem vápna tento problém zmirňován.
Příklad 5
Odstranění těžkých kovů ze zbytku získaného po hydrolýze
Je-li to žádoucí, hladina těžkých kovů spojená s nerozpustnou složkou získaná po hydrolýze může být redukována před spálením následujícím postupem. Nerozpustná složka byla oddělena a promyta 1% roztokem NaCl při teplotě místnosti. Jakmile byla promyta, byla nerozpustná složka oddělena od NaCl roztoku a množství přítomných těžkých kovů bylo měřeno. Těžké kovy spojené s nerozpustnou složkou bylo redukováno v souladu s výsledky uvedenými v tabulce 9.
Tabulka 9
Kov počáteční ppm konečná ppm %
měd 50 13 74
nikl 7,1 2,9 59
chrom 17 5,3 69
železo 1100 260 76
Tyto výsledky demonstrují, že hladina těžkých kovů spojená s nerozpustnou složkou získanou po hydrolýze může být redukována promytím se solí před spálením jako palivo.
Příklad 6
Oddělení cukrů od kyseliny sírové
V následujícím příkladu byl použit ISEP LC200, využívající pryskyřici Finex CS16G, velikost 310 mikrometrů, získané od Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, FL, k oddělování cukrů z roztoku kyseliny sírové, obsahujícího 4,5 % cukru/4,2 % kyseliny (hmotn.)
Objem pryskyřice byl 1,22 ft3. Napájení roztoku cukr/kyselina bylo 0,032 BV (objemů lože - bed volumes)/h. Pryskyřice byla promyta 1,65 gal vody/gal suroviny. Výsledky byly následující:
Tčibulka 10
cukrový produkt kyselinový produkt
získání 99,87 % 96,08 %
čustota 95,5 % 99,88 %
koncentrace 4,0 % 4,25 %
ISEP zařízení je tak schopno účinně oddělovat cukry z kyseliny sírové, což umožňuje, aby kyselina sírová byla recyklována do procesu.
Příklad 7
Produkce ethanolu z MSW
Obecný proces podle předloženého vynálezu je dále podrobněji vysvětlen v následujících příkladech.
Skladovací sila pro surovinu ΙΑ/1B
Popis:
Tyto stanice budou dostávat surovinu složenou z 85% až 90% čistého organického materiálu. Materiály, které mohou být použity jako surovina zahrnují zpracované odpady z bavlníkových semen, sena, papíroviny, zbytků textilních pytlů, zemědělských odpadů, odpadů z cukrové řepy, odpadů z cukrové třtiny, celulozovou složku komunálních pevných odpadů (MSW) a jakýchkoliv podobných surovin, majících požadovaný obsah organické složky. Celulozová složka MSW nebo jakékoliv jiná surovina složená z velkých částic bude drcena na velikost částic -2 nebo (5/8 x 2). V závislosti na surovině bude každé sílo skladovat asi 25 tun materiálu, což je rovno dodávce za dva a půl dne (2-1/2) . Materiál, který musí být zpracován v procesu předběžného zpracování zředěnou kyselinou sírovou bude skladován v silecři 1A, materiál, nevyžadující předběžné zpracování bude skladován v silech 1B.
Vstup:
Naplněno podle požadavku. Systém pro produkci ethanolu (Ethanol Production System) je navržen pro zpracování 10 tun suroviny za den. I když je do sil zaváděn materiál ve vsádkovém procesu bude průměrně rychlost dodávání 41,7 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup:
Materiál do dávkovači nádoby: 41,7 lb/min (8 hodin/den, dnů/týden).
Specifikace:
Skladovací sila pro surovinu jsou konstruována jako 10' výškové moduly. Moduly jsou konstruovány z 12 gauge deskové svařované oceli a budou spolu spojeny pro různé objemové požadavky.
Každé silo má přibližně 2-1/2 denní skladovací plochu (použití 15 lb/ft^ jako standard). Skladovací kapcita se může měnit v závislosti na surovině přítomné v silu.
Dávkovač í nádoba 2
Popis:
Materiál ze skladovacího sila pro surovinu 1A se dávkuje rychlostí 41,7 liber za minutu do komory předběžného zpracování i systémem, umožňujícím různé rychlosti (materiál ze skladovacího sila 1B nebude vyžadovat předběžné zpracování). Dávkovači nádoba umožňuje přesnou kontrolu objemu suroviny napájené do komory předběžného zpracování 3,.
Vstup:
Materiál se skladovacího sila pro surovinu 1A : 41,7 lb/min (3 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup:
Materiál z komory předběžného zpracování: 41,7 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Specifikace:
Sila pro skladování surovin byla konstruována v 10' \ysokém modulu. Moduly byly konstruovány z desek ze svářecí oceli 12 gauče a byly spolu spojeny pro různé objemové iežimy.
Každé silo má přibližně plochu pro 2-1/2 dnů (použití 15 ib/ft3 jako standard). Skladovací kapacita se může měnit v závislosti na surovině přítomné v silu.
Dávkovači nádoba 2
Popis:
Materiál ze skladovacích sil pro surovinu 1Δ je dávkován rychlostí 41,7 liber za minutu do komory předběžného zpracování 2 šnekovým systémem pro mění rychlosti (materiál ze skladovacího sila pro surovinu 1B nebude vyžadovat předběžné ošetření). Dávkovači nádoba umožňuje přesnou kontrolu objemu suroviny objemu suroviny napájeného do komory předběžného zpracování 2.
Vstup ·.
Materiál ze skladovacího sila pro surovinu IA: 41,7 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup:
Materiál do komory předběžného zpracování: 41,7 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Specifikace:
Dávkovači nádoba je konstruována z desek ze svařovací oceli 12 gauge a obsahuje zásobovací násypku se šnekovým dopravníkovým systémem pro umožnění homogenního toku do komory předběžného zpracování 3..
Dávkovači nádoba má přibližnou kapacitu 670 ft3 (1/2 dne za užití 15 lb/ft3 jako standardní hustoty).
Skladovací kapacita se může měnit v závislosti na přítomné surovině v silu.
Komora předběžného zpracování 3.
Popis:
Surovina se dávkuje do komory předběžného zpracování rychlostí 41,7 liber za minutu. Zředěná kyselina sírová (1% až 2% koncentrace) se injektuje z nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4. při 4 0 až 10 0 °C do komory rychlostí 250 liber za minutu, současně se mísí se surovinou. Poměr směsi je asi 4:1 až 6:1 (čtyři až šest liber 1% až 2% koncentrované kyseliny sírové na každý liber suroviny). Během kontinuálního procesu napájení se udržuje deseti (10) minutová doba zádrže pro umožnění oddělení těžkých kovů ze suroviny. Zpracovaná surovina se kontinuálně dávkuje do primárního šnekového lisu 5A rychlostí 291,7 liber za minutu.
Vstup :
Surovina: 41,7 ld/min (8 hodin/den, 5 dnú/týden) Zředěná kyselina (1% - 2%): 250 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden)
Výstup:
Materiál k primárnímu šnekovému lisu 5A: 291,7 Ib/Min (8 hodin/den, 5 dnú/týden)
Specifikace:
Komora předběžného zpracování obsahuje šnekový dopravním se samotěsnící stěnou. Komora je konstruována z kyselinovzdozného materiálu a antikororních těsnění, [opravovaný materiál má lOminutovou zádržovou dobu v komoře předběžného zpracování a tato je v souladu s tím dimenzována (asi 20 step dlouhá;.
Komora předběžného zpracování má přibližnou kapcitu 66,7 ft3 (500 galonů), kapacita se může měnit v závislosti na surovině přítomné v silu.
Nádoba pro skladování zředěné kyseliny sírové 4.
Eopis:
Skladování zředěné kyseliny sírové (1% - 2% koncentrace). Zředěná kyselina sírová se čerpá z komory předběžného zpracování 3. rychlostí 250 libers za minutu. Recyklovaná zředěná kyselina sírová získaná z primárního šnekového lisu 5A se vrací rychlostí 187,5 liber za minutu (vztaženo na odstranění 75 % vlhkosti). Nádoba pro skladování zředěné kyseliny sírové je opatřena vypouštěcím ventilem za účelem odstranění části roztoku a jeho vedení rychlostí 27,4 lb/min do nádoby pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové 8..
Nádoba pro skladování zředěné kyseliny sírové je -konstruována pro zachycení asi 8000 galonů.
Vstup:
Recyklovaná zředěná kyselina: 137,5 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden)
Úprava zředěné kyseliny: 36,0 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Úprava vody: 54,0 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup:
Kapalina do komora předběžného zpracování 2: 250 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů týden).
Kapalina do nádoby pro neutralizaci zředěná kyselina sírová/vápno 2·' 27,4 lb/min (3 hodin/den, 5 dnů/týden) .
Specifikace:
Nádoba pro skladování zředěné kyseliny sírové je konstruována z kyselinovzdorné, premium/iso. pryskyřice s vrchem a postranními průchody a epoxy potaženým žebříky bez klece.
Nádoba pro zředěnou kyselinu sírovou má kapacitu 1070 ft3 (8000 galonů).
Primární šnekový lis 5A
Popis:
Neutralizovaná surovina se zavádí do primárního šnekového lisu rychlostí 291,7 liber za minutu z komory předběžného zpracování 3. Kontrolované kompresní poměry umožňují odstranění 60 % až 80 % zředěné kyseliny sírové rychlostí asi 187,5 liber za minutu (vztaženo na 75% odstranění vlhkosti). Zředěná kyselina sírová se pak vrací do nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4. pro znovu použití. Pohyb šnekového lisu vytlačuje pevné látky, které jsou pak práškovány a vedeny do sekundárního šnekového lisu 55 za míšení šnekového dopravníku se vstupem vody pro umožnění, aby byl materiál promyt a je dopravován do sekundárního šnekového lisu ££.
Vstup:
291,7 lb/rain (8 hodin/den, 5 dnú/týden).
Výstup:
Kapalina pro nádobu pro skladování zředěné kyseliny sírové: 187,5 lb/rain (8 hcdin/den, 5 dnú/týden).
Pevné látky k sekundárnímu šroubovému lisu: 104 lb/min (8 hodin/den, 5 dnú/týden).
Specifikace:
Primární šnekový lis je konstruován z nerezového materiálu a měl by mít přibližně 10 minutovou dobu zádrže. Minimálně 60 % extrakce kapaliny je vyžadováno.
Sekundární šnekový lis 5
Pcpis:
Neutralizovaná surovina se vede z primárního šnekového lisu 5A do sekundárního šnekového lisu rychlostí 104 liber za minutu. Voda se přivádí z nádoby pro skladování vody 29B do šnekového dopravníku rychlostí 187,5 liber za minutu a mísí se s pevnými látkami z primárního šnekového lisu 5Δ. Míšení pevných látek a vody umožňuje odstranění posledních stop kyseliny sírové z pevného materiálu. Sekundární šnekový lis stlačuje směs a odstraňuje 50 % až 80 % vody rychlostí asi 167,5 liber za minutu. Voda se pak navrací do nádoby pro skladování vody 293. Působení sekundárního šnekového lisu stlačuje pevné látky, které jsou pak práškovány a vedeny do sušárny 6.
Vstup:
Pevné látky z primárního, šnekového lisu 5A : 104 lb/min (8 hodin/den, 5 dnú/týden).
Voda z nádoby pro skladování vody 29B: 137,5 lb/min (8 hodin/den, S dnú/týden) .
Výstup:
Pevné látky do sušárny §_ : 104 lb/min (S hodin/den, 5 dnú/týden).
Voda do nádoby pro skladování vody 293: 137,5 lb/min (8 hodin/den, 5 dnú/týden).
Specifikace:
Primární šnekový lis je konstruován z nerezového materiálu a měl by mít přibližně 10 minutovou dobu zádrže. Minimálně 60 % extrakce kapaliny je vyžadováno.
Sušárna £
Popis:
Materiál je dodáván rychlostí asi 104 liber za minutu ze sekundárního šnekového lisu 5B s obsahem vlhkosti asi 30 % až 50 %. Sušárna má průtokovou kapacitu v rozmezí 4,00 tun na hodinu za poskytování produktu s obsahem vlhkosti asi 5 % až 10 %. Sušený materiál má slabě chmýřovitou konzistenci.
Sušený materiál se pak pneumaticky dopravuje do nádoby pro skladování zpracovaného materiálu 7.
Vstup :
Pevné látky ze sekundárního šnekového lisu 58: 104 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup:
Pevné látky k nádobě pro skladování zpracovaného materiálu ]_: 45,0 lb/min (3 hodin/den, 5 dnů/týden).
'Ztráta kapaliny sušením: 59,1 lb/min (8 hodin/den, 5 dní/týden) .
Speciíikace:
4,00 TPH prosazení.
Udržování požadavků na vzduch, teplotu a retenční dobu proměnné pro správné sušící a chladící meze.
S přídavnými kontrolami vzduchu více větráky, vzduchovými uzávěry, a vnitřními vedeními.
Tkaná nebo štěrbinová krycí deska k přizpůsobená směsi produktu.
Standardní konstrukce (konstrukce potravinářského stupně r.ení vyžadována) .
Dvojprůchodový dezén se zónami plně kontrolovaného sušení, míšení produktu do homogenity a kontrolu tepelné ztráty.
Nádoba pro skladování zpracovaného materiálu 7.
Popis:
Zpracovaná surovina je pneumaticky dopravována ze sušárny 6 do nádoby pro skladování rychlostí 45,0 liber za minutu. Nádoba je upravena pro zadržení 25 tun suroviny (asi dva a půl (2-1/2) denní dodávka). Materiál je dávkován do hydrolýzního systému 12 přesnou rychlostí 27,8 liber za minutu.
Vstup;
Pevné látky ze sušárny 45,0 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup: Pevné látky do hydrolýzního systému 12 : 27,8 lb/min (24 hodin/den, 5 dnú/týden, alternativně jedna hodina provozu a jedna hodina klidu).
Specifikace:
Nádoba pro skladování zpracované suroviny je konstruována z nerezových, 12 gauge plechů svařované oceli a má kapacitu asi 2-1/2 dne skladovacího prostoru (použití 15 lb/ft3 jako standardu).
Skladovací kapacita se může měnit v závislosti na hustotě suroviny přítomné v silu. Silo bude udržovat 5% až 10% hladinu vlhkosti vyžadovanou v surovině.
Nádoba pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové 8.
Popis:
Těžké kovy a částice se usazují na dno nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4. Zředěná kyselina sírová (1% až 2% koncentrace) spolu s kontaminanty se čerpá ze dna nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4. do nádoby pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové rychlostí 27,5 liber za minutu. Za týden se zpracuje vápnem 1020 liber kontaminovaného roztoku kyseliny. Vápno reaguje s kyselinou, zachycuje těžké kovy za tvorby sádry. Kapalina se čerpá na pásový lis sádry 10 rychlostí 142,8 liber za minutu.
Vstup:
Roztok znádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 6·
27,5 lb/min (8 hodin/den, 5 dnú/týden).
Vápno ze zásobníku vápna 9: 1,020 lb vápna se ručně přidává do nádoby jednou týdně. Jakmile se přidá 1,020 lb najednou, v průměru, přidává se vápno v dávce 2,1 Ib/min (8 hodin/den, 1 den na víkend).
Výstup:
Roztok na pásový lis sádry 10.: 142,8 Ib/min (8 hodin/den, 1 den za víkend).
Specifikace:
Premium/iso pryskyřice, horní a postranní průchod, epoxy potažený žebřík (bez klece) s 8000 galonovou kapacitou, začínající s nominálním 10'4 ID x 16'7 vysoké ploché dno s minimálně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Zásobník vápna 9
Popis:
Tento zásobník vápna pro periodickou neutralizaci a zachycení těžkých kovů ze zředěné kyseliny sírové. Vápno, bud v kapalné nebo suché formě, se ručně přidává do nádoby pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové £ přibližnou rychlostí 2,1 liber za minutu (1,020 liber za týden).
Vstup:
Vápno: nahrazeno podle potřeby.
Výstup:
Vápno pro nádobu pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové &: 1,020 lb suchého vápna se ručně přidává do nádoby pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové 3 jednou za týden. Jakmile se přidá celkem 1,020 lb najednou, v průměru, přidává se vápno v ninw-oóví 2,13 Ib/min (8 hodin/den, jednou denně za víkend).
Specifikace:
Jestliže se vápno zakoupí sypké, 1500 liber vápna se dodává v suché formě ručním vypouštěcím žlabem.
Jestliže se zakoupí v pytlích, bude nádoba vynechána a pytle suchého vápna jsou skladovány na paletách.
Pásový lis sádry 10
Popis:
Kapalina se čerpá do nádoby pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové 8. na pásový lis sádry rychlostí 142,8 liber za minutu. Sádra se oddělí od neutralizované kapaliny a dopravuje do zásobníku rychlostí 3,91 liber za minutu. Neutralizovaná kapalina se vede rychlostí 135,6 liber za minutu do zásobníku neutralizované vody 11.
Vstup:
Roztok z nádoby pro neutralizaci zředěné kyseliny sírové
8. : 142,8 lb/min (8 hodin/den, 1 den za víkend) .
Výstup:
Sádra: 3,9 lb/min (8 hodin/den, 1 den za víkend).
Voda pro zásobník neutralizované vody 11: 138,9 lb/min (8 hodin/den, 1 den za víkend).
Specifikace:
Vysokotlakový dopravníkový pás s přítlačnými kolečky k odvodnění neutralizované směsi a oddělení vody od sádry. Vyrobený produkt s obsahem vlhkosti asi 50 %.
Zásobník neutralizované vody 11
Popis:
Odfiltrovaná kapalina z nádoby pro skladování vody 29A se zavede na pásový lis sádry 10 se odloží do zásobníku pro neutralizovanou vodu, je-li to vyžadováno pro udržování rovnováhy zředěné kyseliny sírové potřebné v procesu předběžného zpracování. Zásobník neutralizované vody má kapacitu 3000 galonu.
Vs tup:
Voda z pásového lisu sádry 10: 136,6 Ib/min (8 hcdin/den, 1 den za víkend).
Voda z nádoby pro skladování vody 29A: 26,6 lb/min (8 hcdin/den, 5 dnů/víkend).
Výstup:
Voda do nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4 54,0 lb/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Specifikace:
Isoftalová pryskyřice, horní a postranní průchody, epoxy potažený žebřík (žádná klec) tvarovaná pro zadržení 8C00 galonů a začínající nominální velikostí 7'6 ID x 10' výška. Ploché dno s minimálně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Hydrolýzní systém (hydrolyzér) 12
Popis:
Účelem hydrolýzního systému je rozložit pevnou surovinu na celulózu a hemiceiulozu. Surovina se dávkuje bud ze skladovací nádoby 7 nebo 1B rychlostí 27,8 liber za minutu. Koncentrovaná kyselina sírová (70% koncentrace) se automaticky vstřikuje do hydrolyzéru rychlostí 27,8 liber za minutu z nádoby pro skladování koncentrované kyseliny sírové
30. V systému kontinuálního napájení se surovina a kyselina kontinuálně mísí při době zdržení asi deset minut. Dva materiály tvoří gel, který se odkládá z hydrolyzéru rychlostí 55,6 liber za minutu do varné nádoby 12. Hydrolyzér se automaticky promývá 83 °C vodou pro vyčištění jednotky a přenesení jakéhokoliv zbytku do varné nádoby. Asi jednu hodinu probíhá dávkování suroviny přes hydrolýzní systém, promytí systému a naplnění varné nádoby 12. Hydrolýzní systém pracuje jednu hodinu a naplní jednu varnou nádobu. Systém se pak ponechá v klidu před začátkem opětného naplnění druhé varné nádoby.
Vstup:
Surovina z nádoby pro skladování Z nebo 19 .· 27,8 lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina práce a jedna hodina klidu).
Koncentrovaná kyselina sírová z nádoby pro skladování koncentrované kyseliny sírové 30 : 27,8 lb/min (24 hodin/den, dnů/týden, alternativně jedna hodina práce a jedna hodina klidu).
Výstup:
Gel do varné nádoby 12: 55,6 lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina práce a jedna hodina klidu).
Specifikace:
Hydrolýzní systém obsahuje šnekový dopravník se samotěsněním.
Komora je konstruována z kyselinovzdorněho materiálu a těsnění odolných vůči korozi.
Dopravovaný materiál má lOminutový retenční čas v hydrolýzním systému a je v souladu s tím tvarován (asi 15 stop dlouhý).
Hydrolýzní systém má přibližnou kapacitu 55,6 lb/min.
Varná nádoba (množství 2) 13.
Papis:
Každá varná nádoba pracuje nezávisle, je konstruována z polyethylenových pryskyřic a každá má velikost 1250 galonů (asi 6' v průměru při výšce 6'-8!). Každý tank je opatřen míchadly a tepelným přívodem pro udržování teploty přibližně na 95 až 99 °C vyžadované pro reakci. Každý tank je pokryt 2 silnou polyurethanovou izolací pro minimalizaci tepelných ztrát. Hydrolyzovaný materiál je ukládán do 790 galonů 88 °C vody. Voda protéká do varné nádoby z ohříváku vody 32 rychlostí 111 liber za minutu (13,3 galonů za minutu). Poměr produktu ve varné nádobě je dva až čtyři díly vody, jeden díl 73% koncentrované kyseliny sírové a jeden díl suroviny. Doba prodlení ve varné nádobě je dvě hodiny, plus jedna hodina daba plnění a jedna hodina doba vypouštění. Účelem dvou hodin zdržení je další rozrušení suroviny a převedení celulózy na cakry. Na konci dvouhodinové doby zdržení se nádoba vyprázdní do zásobní nádoby č.l 14 . Po vyprázdnění je pak nádoba sahopna přijímat produkt z hydrolýzního systému 12.
Vstup:
Gel z hydrolýzního systému 12: 55,6 lb/min (24 hedin/den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina pracovní a jedna hodina klidová).
Voda z ohříváku vody 32 : lil lb/min (24 hodin/den, 5 dnú/týden, alternativně jedna hodina pracovní a jedna hodina klidová).
Výstup:
Kapalný produkt k zásobní nádobě č.l 14 : 156,7 lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina pracovní a jedna hodina klidová).
Specifikace:
6'ID x 80 výška, iso.pryskyřice, ocelové nohy pro 2' klearens. lemovaný vrch w/zahnutý kryt, 18; QA průchod, nosič ocelového míchadla, tepelné vedení pro udržování na 88 °C a 2; silná polyurethanová isolace.
Zásobní nádoba č.l 14
Popis:
Každá varná nádoba 13 evakuuje tento tank rychlostí 166,7 liber za minutu po jednu hodinu. Díky 2 hodinám doby zdržení ve varné nádobě 12, zde je jedna hodina zpoždění mezi naplněním do zásobní nádoby č.l. Zásobní nádoba umožňuje, aby materiál vychladl a umožňuje, aby varná nádoba byla naplněna novým materiálem. Tank má 600 galonovou kapacitu, je z polyethylenu a nemá izolaci. Tank je uspořádán pro vylučování stálou rychlostí 83,333 liber za minutu k tlakovému filtru 1£.
Vstup:
Kapalina z varné nádoby 12: 166,7 lb/min (24 hodin/den, dnů/týden, alternativně jedna hodina pracovní a jedna hodina klidová).
vystup :
Kapalina ke tlakovému lisu 15: 83 lb/min (24 hodin/den, dnů/týden) .
Specifikace:
I.D. x 32 výška, iso. pryskyřice, 30° konické dno, ocelové nohy pro 2' průchod, kopulí (uzavřená) vrch w/ 13; QA průchod. Ploché dno s nejméně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Tlakový filtr 15
Popis:
Materiál ze zásobní nádoby č.l 14 se čerpá do tlakového filtru rychlostí 83 liber za minutu. Membránový tlakový filtr se použije pro odstranění suspendovaných pevných látek z kapalné směsi. Výsledné pevné látky mají obsah vlhkosti asi 30 až 50 % a jsou ukládány rychlostí 5,2 liber za minutu do nádoby pro skladování ligninu A pro promytí. Kapalný materiál z lisu se čerpá rychlostí 78 liber za minutu do skladovací nádoby pro získání kyseliny 16.
Vstup:
Kapalina ze zásobní nádoby č.l 14 : 83 lb/min (24 h/den, dnů/týden).
Výstup:
Pevné látky do nádoby pro skladování ligninu A: 5,2 lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden).
Kapalina do skladovací nádoba pro získání kyseliny i£:
lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden).
Specifikace:
Membránový tlakový filtr přijímá 83 lb/min. Společně s tlakovým rámem, PLC kontrolním systémem, odkapní mísa, membránové desky balené s ruční-automatickou kontrolu obsahujícím panelem, elektroinstalací atd.
Skladovací nádoba pro získání kyseliny 16
Popis:
Kapaliny z tlakového filtru 15 jsou čerpány do skladovací nádoby pro získání kyseliny rychlostí 78 liber za minutu. Skladovací nádoba pro získání kyseliny umožňuje systému pro získání kyseliny 17 pracovat 24 hodin denně, sedm dnu v týdnu (stadium předběžného zpracování a hydrolýzní proces pracuje 5 dnu v týdnu). Skladovací nádoba pro získání kyseliny 17 je upravena pro zadržení 19000 galonů (2 dny práce) kapalného produktu pro systém pro získání kyseliny 17. Skladovací nádoba této velikosti jednoduše umožňuje systému pro získání kyseliny 17 pracovat přes víkend. Kapalný produkt je veden do sytému pro získání kyseliny 17 rychlostí 55,3 liber za minutu.
Vstup:
Kapalina z filtračního lisu 15 : 78 lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup:
Kapalina ze systému pro získání kyseliny 17 : 55,8 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
I
Specifikace:
11'-9 ID x 24’-2 vysoký iso.pryskyřičný poklop a postranní průchody (bez klece). Ploché dno s minimálně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Systém pro získání kyseliny 17
Popis:
Kapaliny ze skladovací nádoby pro získání kyseliny 15 jsou čerpány do systému pro získání kyseliny průtokovou rychlostí 55,3 liber za minutu. Voda se také čerpá do systému pro získání kyseliny z nádoby pro skladování vody 29A rychlostí 118 liber za minutu. V systému pro získání kyseliny se získá asi 96 až 99 % kyseliny sírové a asi 92 až 99 % cukrů a rozdělí se do dvou různých proudů. Roztok kyseliny sírové (nyní koncentrována na 5% kyselinu sírovou) se čerpá rychlostí 116,2 liber za minutu do odpařováku 13 Jestliže pracuje proces předběžného zpracování, čerpá se roztok kyseliny do nádoby pro skladování zředěné kyseliny sírové 4. rychlostí 36,0 liber za minutu a do odpařováku rychlostí 80 liber za minutu. Roztok cukru (zahuštěný na 9 až 12 % cukru) se čerpá rychlostí 58,1 liber za minutu do skladovací nádoby č.2 19 pro pozdější zavedení do reverzního osmozního filtru 20 .
Vstup:
Kapalina ze skladovací nádoby pro získání kyseliny 16: 55,8 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Voda z nádoby pro skladování vody 29A: 118,5 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Výstup:
Roztok cukru do skladovací nádoby č. 2 12.: 58,10 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Roztok kyseliny do odpařováku 12: 116,2 lb/min (od 8 hodin do 24, 5 dnů/týden a 24 hodin o víkendu).
Během 8 hodin operace procesu předběžného zpracování:
Vstup :
Kapalina se skladovací nádoby pro získání kyseliny 16: 55,8 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Voda z nádoby pro skladování vody 29A: 118,5 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Výstup:
Roztok cukru do skladovací nádoby č.2 19 : 58,1 lb/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Roztok kyseliny do odpařováku 18 : 80 lb/min (od 0 do 8 hodin, 5 dnů/týden).
Roztok kyseliny do nádoby pro skladování zředěné kyseliny 4: 36 lb/min (od 0 do 8 hodin, 5 dnů/týden).
, Specifikace:
Iontovýměnný systém upravený pro roztok cukr/kyselina/voda po 24 hodin/den, 7 dnů/týden, je dostupný od Advanced Separation Technologies Incorporated, Lakeland, Florida (Model No. ISEP LC2000). Použije se silně kyselá iontovýraěnná pryskyřice (Finex SC16G, 310 mikrometrů velikost) od Advanced Separation Technologies.
Odpař ovák 18
Popis:
Roztok kyseliny se čerpá rychlostí 116,2 liber za minutu ze systému pro získání kyseliny 17 . Voda se odpaří z kyseliny sírové, koncentrace se vrátí na 70 % (její původní stav). Koncentrovaná kyselina se čerpá rychlostí 8,3 liber za minutu do nádoby pro skladování koncentrované kyseliny sírové 30 pro znovu použití. Odpařená voda se zachytí a kondenzuje v odpařováku a čerpá se rychlostí 107,9 liber za minutu do nádoby pro skladování vody 29 pro systém znovupoužití. Během 8 hodin, pracuje-li proces předběžného zpracování, jsou objemy v t^r.to stupni následující: 1) vstup roztoku kyselinv:
oú liber za minutu, 2) výstup koncentrované kyseliny: 5,7 liber za minutu, 3) výstup vody: 74,5 liber za minutu.
Vstup:
Roztok kyseliny ze systému pro získání kyseliny 17:
116,2 lb/min (od 8 do 24 hodin, 5 dnů/týden a 24 hodin o víkendech).
Výstup:
Roztok koncentrované kyseliny sírové do nádoby pro skladování koncentrované kyseliny sírové 30 : 3,30 lb/min (od ř do 24 hodin, 5 dnů/týden a 24 hodin o víkendech).
Voda do nádoby pro skladování kyseliny 3 0 : 107,9 lb/min i od 8 do 24 hodin a 24 hodin o víkendech) .
Během 8 hodin práce procesu předběžného zpracování:
Vstup:
Roztok kyseliny ze systému pro získání kyseliny 17.: 80 lb/min (od 0 do 8 hodin, 5 dnů/týden).
Výstup:
Roztok koncentrované kyseliny sírové do nádoby pro skladování koncentrované kyseliny sírové 30: 5,7 lb/min (od 0 do 8 hodin, 5 dnů/týden).
Voda do nádoby pro skladování vody 30 : 7 4,5 lb/min (od 0 do 8 hodin, 5 dnů/týden).
Specifikace:
Deskový odpařovák nebo podobný pro odstranění H2O z kyseliny v proudu kapaliny upravující H2SO4 na minimální koncentraci 70 %.
Skladovací nádoba č. 2 19
Popis:
Roztok cukru se čerpá ze systému pro získání kyseliny rychlostí 58,1 liber za minutu do skladovací nádoby č. 2. Nádoba se navrhuje pro příjem roztoku cukr/voda ze systému pro získání kyseliny 17 a poskytuje zdroj pro kontinuální proud roztoku do reverzního osmozního filtru 20 . Roztok cukru se čerpá ze skladovací nádoby (kapacita 600 galonů) do reverzního osmozního filtru rychlostí 58,1 liber za minutu.
Vstup:
Roztok cukru ze systému pro získání kyseliny 17.: 58,1 lb/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Výstup:
Roztok cukru do reverzního osmozního filtru 20 : 58,1 lb/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Popis:
I.D. x 80 výška, iso.pryskyřice, ploché dno, uzavřený vrch, s 18 QA průchodem. Ploché dno s minimálně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Reverzní osmozní filtr 20
Popis:
Roztok cukru se vede ze skladovací nádoby č. 2 19 k revernímu osmoznímu filtru rychlostí 58,1 liber za minutu. Účelem reverzního osmozního filtru je zvýšení koncentrace cukru v roztoku. Filtr zvyšuje koncentraci cukru z 9 % cukru na asi 15 % cukru (optimální koncentrace cukru pro fermentaci). Cukrový roztok se pak vede do amoniakového a pH vyrovnávajícího systému rychlostí 34,1 liber za minutu.
Extrahovaná voda se čerpá do nádoby pro skladování vody 29A rychlostí 24,0 liber za minutu.
Vstup:
Cukrový roztok ze skladovací nádoby č. 2 19.: 58,1 liber/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Výs-tup: Cukrový roztok do amoniakového a pH vyrovnávacího systému 21 : 34 liber/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Voda do nádoby pro skladování vody 29A: 24 liber/minuta (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Specifikace:
Nanofiltrační systém specificky uzpůsobený pro koncentraci roztoku cukr/voda.
Amoniakový a pH vyrovnávací systém 21
Popis:
Amoniakový a pH vyrovnávací systém je složen z nádoby pro skladování amoniaku a in-line injektorú pro zavedení amoniaku do roztoku cukru. Roztok cukru se čerpá do amoniakového a pH -vyrovnávacího systému rychlostí 34 liber za minutu z reverzního osmozního filtru 20.· Přesná množství amoniaku se automaticky vstřikují do roztoku přibližnou rychlostí 0,047 liber za minutu, při přísním sledování rovnováhy pH. Amoniak stabilizuje pH rovnováhu na asi šest (6), což vytváří ideální prostředí pro reakci kvasinek s cukry. Celý proces probíhá při toku roztoku rychlostí 34 liber za minutu do kvasinkového injekčního systému 22.
/stup:
Cukrový roztok z reverzního osmozního filtru 20: 34 liber/minuta (24 hodin/den, 7 dní/týden).
Amoniak z nádoby pro skladování amoniaku: 0,1 liber/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Potřebný amoniak: 484 liber/týden
Výstup:
Roztok cukr/amoniak do kvasinkového vstřikovacího systému 22 : 34 liber/minuta (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Specifikace:
Kontrolní jednotka pro vstřikování přesných množství amoniaku do vedení cukru, vody a stop kyseliny. Jednotka zahrnuje pH rovnovážné senzory pro sledování pH rovnováhy, informující kontrolní injektor pro přidání správného množství amoniaku k proudu.
Kvasinkový vstřikovací systém 22
Popis:
Kvasinkový vstřikovací systém je on-line systém podobný amoniakovému a pH vyrovnávacímu systému 21. Kvasinkový vstřikovací systém zahrnuje nádobu pro skladování kvasinek a in-line injektor pro zavedení kvasinek do roztoku cukr/amoniak. Cukrový roztok je veden do kvasinkového vstřikovacího systému rychlostí 34 liber/minuta z amoniakového a pH vyrovnávacího systému 21. Přesná množství kvasinek jsou automaticky vstřikována do roztoku přibližnou rychlostí 0,853 liber za minutu. Celý proces kvasinkového vstřikování probíhá při toku roztoku rychlostí 35 liber za minutu k zásobní nádobě č. 3 23.
Vstup:
Roztok cukr/amoniak z amoniakového a pH vyrovnávacího systému 21: 34 liber/min (24 hodin/den, 7 dní/týden).
Kvasinky z nádoby pro skladování kvasinek: 0,353 liber/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Potřebné kvasinky: Nestanoveno. Protože všechny kvasinky mohou být znovu zachyceny kvasinkovým filtrem 25. bude vyžadováno jen velmi málo kvasinek.
Výstup:
’ Roztok cukr/amoniak/kvasinky do zásobní nádoby č. 3 23: 35 liber/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Specifikace:
Kontrolní jednotka pro vstřikování přesných množství kvasinek do vedení pro cukr a vodu pro fermentaci. 1000 gallonů kapacita, 6'I.D. x 5'6 výška, iso.pryskyřice, ploché dno, uzavřený vrch, epoxy potažené žebříky (žádná klec).
Zásobní nádoba č.3 23
Popis:
Roztok cukr/amoniak/kvasinky se vede do zásobní nádoby č.3 ze kvasinkového injekčního systému 22 rychlostí 35 liber za minutu. Zásobní nádoba je uzpůsobena pro skladování 3000 galonů roztoku. Velikost zásobní nádoby umožňuje naplnit fermentační nádobu 24 celou denní produkcí roztoku za 12 hodin. Roztok se vede ze zásobní nádoby č. 3 do fermentační nádoby 24 rychlostí 70 liber za minutu 12 hodin.
Vstup:
Roztok cukr/amoniak/kvasinky z kvasinkového injekčního systému 22: 35 liber./minuta (24 hodin/den, 7 dnú/týden) .
Výstup:
Roztok cukr/amoniak/kvasinky do fermentační nádoby 24:
7C liber/min (12 hodin/den, 7 dnů/týden).
Specifikace :
3000 galonů kapacita, 7'-6 I.D.-l výška, prem/iso.pryskyřice W/Nexus závoj, obsahující 24; postranní a horní průchody a epoxy potažené žebříky (žádná klec).
Fermentační nádoba (číslo 3) 24
Popis:
Roztok cukr/amoniak/kvasinky vedený ze zásobní nádoby č.3 22 do fermentační nádoby rychlostí 70 liber za minutu. Fermentační nádoba má kapacitu 6500 galonů. Jakmile se fermentační nádoba naplní, zahřeje se směs na 33 až 36 °C pro započetí fermentační reakce. Během fermentačního procesu se cukry konvertují na ethanol kvasinkovými mikroby. Teplo se ' bude vyvíjet jakmile reakce začne. Chladící límec 27 se použije pro udržení teploty směsi na asi 33 až 36 °C a tím se brání eskalaci tepla. Po asi 48 hodinách retenční doby ve fermentační nádobě se roztok fermentované zápary vede do kvasinkového filtru a destilační zásobní nádoby 25 rychlostí 419,8 liber za minutu po asi 2 hodiny. Fermentační nádoba se pak čistí parou a připraví pro další vsádku.
Vstup:
Roztok cukr/amoniak/kvasinky ze zásobní nádoby č.3 23.:
liber/minuta (12 hodin/den, 7 dnů/týden).
Výstup:
Fermentační záparový roztok ke kvasinkovému filtru a destilační nádobě 25.: 419,8 liber/minuta (2 hodiny/den, 7 dnú/týden).
Specifikace:
6500 galonů kapacita, 10'-4 I.D. x 11' výška, iso.
pryskyřice, ploché dno, uzavřený vrch 24 postranní a horní průchody a epoxy potažený žebřík (bez klece).
Kvasinkový filtr a destilační zásobní nádoba 25
Eopis:
Kvasinkový filtr a destilační zásobní nádoba obsahuje záchytný filtr pro zachycení kvasinek a kvasinkový injekční systém 22 a destilační zásobní nádobu pro regulaci toku do destilační kolony 26 a poskytnutí krátké evakuační doby pro fermentační nádoby 24 (asi 2 hodiny). Roztok fermentační zápary z fermentační nádoby 24 se čerpá ke kvasinkovému filtru rychlostí 415,8 liber za minutu. Záchytný filtr odstraňuje kvasinky z fermentační zápary a čerpá kvasinky do kvasinkového injekčního systému 22 rychlostí 10,2 liber za minutu. Zbylý roztok fermentované zápary se vede do destilační zásobní nádoby rychlostí 409,6 liber za minutu. Kvasinkový filtr a destilační zásobní nádoba reguluje tok fermentovaného roztoku zápary do destilační kolony 26 rychlostí 34 liber za minutu.
Vstup:
Fermentovaná zápara z fermentační nádoby 23.: 419,8 1 .ber/minuta (2 hodiny/den, 7 dnů/týden).
Výstup:
Kvasinky do kvasinkového injekčního systému 22.: 10,2 l..ber/minuta (2 hodiny/den, 7 dnů/týden).
Fermentovaná zápara do destilační kolony 26 : 34 liber/minuta (21 hodin/den, 7 dnů/týden).
Specifikace :
6500 galonů kapacita, 10'-4 I.D. x 11* výška, iso.pryskyřice , pleché dno, uzavřený vrch 24 postranní a horní průchody a epoxy potažený žebřík (bez klece).
Destilačni kolona 26
Popis:
Fermentovaná zápara se vede z kvasinkového filtru a destilačni zásobní nádoby do destilačni kolony rychlostí 34,1 liber za minutu. Destilačni kolona přijímá fermentovanou záparu se 12 % až 14 % ethanolu (objemově) a zahušfcuje ethanol na 99,7 % ethanolu (objemově). První stupeň destilačního procesu koncentruje ethanol na asi 94 % objemově. Druhý stupeň odstraňuje v podstatě všechnu zbývající vodu desikantem.
Běžná destilace se použije v prvním stupni dehydratační kolony. 94% ethanol/6% vodní pára z destilačního stupně se pak nechá procházet přes kolonu s molekulárním sítem, kde se voda adsorbuje na povrchu materiálu molekulového síta.
Jakmile je materiál molekulového síta nasycen vodou, regeneruje se sušením pomocí horkého dusíku.
Destilačni kolona obsahuje záparový destilačni přístroj, dehydratační kolonu a připojenou regenerační kolonu. S touto určitou aplikací se dehydratační kolona použije pro poskytnutí 60 % tepla potřebného pro záparový destilačni přístroj. Systém je navržen pro umožnění nezávislé práce záparového destilačního přístroje a dehydratační kolony. Ethanol se čerpá z destilačni kolony do nádoby pro skladování ethanolu 22 rychlostí 4,6 liber za minutu (vztaženo na základní výstup 100 calonů na tunu suché suroviny). Rychlost výstupního toku se bude měnit od 60 do 120 galonů na tunu suché suroviny, v závislosti na kvalitě použité suroviny. Zbylé lihovarské vypalky z destilační kolony se čerpají rychlostí 1,5 liber za minutu do zádržného prostoru k umožnění skladování. Voda v roztoku se odpařuje rychlostí 23 liber za minutu. Dále může být odpařená voda zachycena a kondenzována pro znovupoužití.
Vstup:
Fermentovaná zápara z kvasinkového filtru a destilační zásobní nádoby 25 : 34 liber/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Výstup:
Ethanol do nádoby pro skladování ethanolu 28 : 4,6 liber/min (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Lihovarské výcalky do zádržného prostoru: 1,5 liber/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Ztráta vody odpařením: 28 liber/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Specifikace:
Destilační kolona obsahuje následující zařízení: odplyňovací kondenzátor, odplyňovací převařovák, předehřívač suroviny, záparový destilační přístroj, dehydratační kolona, kondenzátor/převařák, konečný chladič, kondenzátor, dekantér, odvzdušňovací kondenzátor, odlučovač, regenerační kolonu, převařák a chladič ethanolu.
Maximální vstup by měl být 9 galonů za minutu.
Velikost: 16 palcový stěrač a rektifikátor.
Ethanol pro použití jako palivo by měl mít méně než 0,5 % vody.
Dodávání páry by mělo být 1000 liber/h.
Chladící límec 27
Popis:
Chladící límec je základní tepelný výměník pro zahřívání a odvod tepla z fermentační nádoby 24 . Límec využívá tepla páry z vařáku pro započetí fermentační reakce. Po té, co reakce začne, používá chladící límec studenou vodu z nádrže pro Odstranění tepla z fermentační nádoby. Chladící límec udržuje teplotu fermentační nádoby 21 na 36 °C.
Vstup:
Voda z nádrže: podle potřeby (24 hodin/den, 7 dnú/týden).
Pára z vařáku: 50 liber psig podle potřeby.
Výstup:
Voda do nádrže: podle potřeby (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Pára do vařáku: 50 liber psig podle potřeby.
Specifikace:
Voda je doručována do chladícího límce podle potřeby.
Pára z boileru pro chladící límec je poskytována podle potřeby.
Nádoba pro skladování ethanolu 28
Popis:
Ethanol z destilační kolony 26 je veden do nádoby pro skladování ethanolu rychlostí 5,6 liber za minutu (použití 100 galonů na tunu suché suroviny jako standardu). Nádoba pro skladování ethanolu se vyprázdňuje každý týden do tankerového dopravníku přibližnou rychlostí 340 liber za minutu. Všechny skladovací tanky mají ASME certifikát a splňují jakékoliv a všechny státní a místní pzřadavxy a průmyslové předpisy jakož i EPA a všech ostatních úřadů životního prostředí. Vzhledem k obsaženému materiálu je ustanovena 110% hranice pro normy a požadavky zachycovat jakékoliv rozlití nebo vyfouknutí mater iálu.
Vstup:
Ethanol z destilační kolony 26 : 4,6 liber/min (24 hcdin/den, 7 dnů/týden).
Výstup:
Ethanol do tankerového dopravníku: 340 liber/min (2 hcdiny/den, jednou týdně).
Specifikace:
10'4 x 13'5 výška, Prémium 47 0 pryskyřice/iso., ploché dno, uzavřený vrch, postranní a horní průchody, s epoxy potaženým žebříkem. Ploché dno s nejméně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Nádoba pro skladování vody 29A
Popis:
Čistá voda se použije v procesu výroby ethanolu, procesu předběžného zpracování a v zařízení se skladuje v nádobě pro skladování vody. Voda bude dopravována na různá místa podle potřeby. Přibližné toky vody jsou následující:
Vs zup:
Voda z reverzního osmozního filtru 20: 24 liber/minuta (2 4 hodin/den, 7 dnů/týden).
Voda z odpařováku 18 : 74,5 liber/minuta (během 3 až 8,5 hodin, 5 dnů v týdnu).
Voda z odpařováku 18 : 107,9 liber/min (během 8-24 hodin a o víkendu).
Spotřeba vody: 403000 liber/týden.
Výstup:
Voda pro voda zásobník neutralizovaná vody li: 26,6 liber/minuta (3 hodin/den, 5 dnů/týden).
Voda pro ohřívák vody 32 .· 111 liber/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina práce, jedna hodina klidu) .
Voda pro systém pro získání kyseliny 17 : 118 liber/min (24 hodin/den, 7 dnů/týden).
Specifikace:
11*-9 I.D. x 31*-7 výška, isoftalová pryskyřice, vrchní a postranní průchody, epoxypotažený žebřík a klec. Ploché dno s minimálně čtyřmi uchy a nohami. Přibližná kapacita nádoby je 25600 galonů.
Nádoba pro skladování vody 29B
Popis:
Voda cirkulující v procesu předběžného zpracování se skladuje v nádobě pro skladování vody 29B. Voda se použije pro odstranění jakýchkoliv stop těžkých kovů a kyseliny zbývajících v předem zpracované surovině. Voda se vede k sekundárnímu šnekovému lisu 5B rychlostí 187,5 liber za minutu. Voda se pak vrací ze sekundárního šnekového lisu rychlostí 187,5 liber za minutu. Periodicky může být zapotřebí vodu neutralizovat asi 20 librami vápna. Pokusně se stanoví přesný počet dnů mezi neutralizací.
Vstup:
Voda ze sekundárního šnekového lisu 5B: 187,5 liber/min (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup :
Voda do sekundárního šnekového lisu 5B: 187,5 liber/min (8 hodin/den, 5 dnu./týden) .
Specifikace:
(3000 gal.)7'-5 I.D. x 10'-1 výška, pryskyřice w/Nexus závoj, obsahující 24 postranní a horní průchody a epoxy potažený žebřík (žádná klec). Ploché dno s nejméně čtyřmi držadly a spodními nohami.
Nádoba pro skladování koncentrované kyseliny sírové 30
Popis:
Nádoba pro skladování koncentrované kyseliny sírové slouží jako skladovací nádoba pro 70% koncentrovanou kyselinu sírovou použitou v procesu. Nádoba přijímá koncentrovanou kyselinu z odpařováku 18 rychlostí 5,7 liber za minutu během 8 hodin práce v systému předběžného zpracování a 8,30 liber za minutu během zbývajících 16 hodin práce a o víkendu. Koncentrovaná kyselina sírová se vede z nádoby pro skladování koncentrované kyseliny sírové do hydrolýzního systému 12 rychlostí 27,8 liber za minutu, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klidu. Nádoba pro skladování koncentrované kyseliny má ASME certifikát a splňuje jakékoliv a všechny místní normy a průmyslové požadavky jskož i EPA a všech ostatních úřadů životního prostředí. Vzhledem k obsaženému materiálu je jeho obsah 110% pro zachycení jakýchkoliv rozlití nebo přebublání materiálu.
Vstup:
Koncentrovaná kyselina sírová z odpařováku 13 : 5,7 '.b/min (od 0 do 8 hodin, 5 dnů/týden) .
Koncentrovaná kyselina sírová z odpařováku 18.: 8,3 0 ib/min (od 8 do 24 hodin, 5 dnů/týden z o víkendech).
Požadavek na kyselinu sírovou: 22500 lb/týden.
Výstup:
Koncentrovaná kyselina sírová do hydrolýzního svstému30: 27,8 lb/min (24 hodin/den, 5 dnů/týden, alternativně jedna hodina práce a jedna hodina klidu).
Speciíikace:
104 ID x 16'7 výška, premium/iso pryskyřice, horní a postranní průchody, epoxypotažený žebřík a klec. Ploché dno s nejméně čtyřmi držadly a spodními nohami. Přibližná kapacita nádoby je 10400 galonů.
Nádoba pro skladování odpadní vody (popřípadě) 30
Popis:
Komunální odpadní voda nebo splašky mohou být použity jako náhrada za vodu dodávanou do varných nádob 12. Všechny bakterie a patogeny jsou zničeny kyselinou sírovou a při teplotě >93 °C. Jakékoliv pevné látky přítomné v odpadní vodě jsou minimální a nebudou redukovat BTU výkon ligninu. Vysoký obsah dusíku v odpadní vodě nejen působí jako hnojivo pro kvasinky, ale také snižuje množství amoniaku (zdroj dusíku) vyžadované pro správnou fermentací. Odpadní voda (jeli použita) bude vedena do ohříváku vody 32 rychlostí 111 liber . za minutu.
Vstup:
Odpadní voda ze zdroje: Doručení objemu podle potřeby. Jestliže se použije odpadní voda výlučně bez čistící vody jako make-up, budou požadavky 400000 liber/týden. V průměru by rychlost dodávání měla být 55,6 liber/minuta (24 hodin/den, 5 dnů/týden).
Výstup :
Odpadní voda do ohříváku vody 22- 111 liber/min (24 hodin/den, 5 dnú/týden, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klidu).
Specifikace:
10'4 ID x 16'7 isoftalová pryskyřice, horní a postranní 24 průchody, epoxy potažený žebřík (žádná klec). Ploché dno s minimálně čtyřmi úchytnými uchy a spodními nohami. Přibližná kapacita nádoby je 10400 galonů.
Ohřívák vody 32
Popis:
Čistá voda z nádoby pro skladování vody 29A je vedena trubkou do ohříváku vody rychlostí 111 liber za minutu (je-li použita odpadní voda, bude kapalina vedena trubkou do nádoby pro skladování odpadní vody 31 stejnou rychlostí). Voda se ohřeje na asi 88 °C a je vedena trubkou do varných nádob 13 rychlostí 111 liber za minutu, jednu hodinu čerpání a jedna hodina klidu.
Vstup:
Voda z nádoby pro skladování vody 29A nebo nádoby pro skladování odpadní vody 31: 111 liber/min (24 hodin/den, 5 dnú/týden, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klidu) .
Výstup:
Voda do varné nádoby 12: 111 liber/min (24 hodin/den, 5 dnú/týden, alternativně jedna hodina čerpání a jedna hodina klidu) .
ΊΟ
Specifikace :
Nepřímo ohřívaný teplovodní zásobní ohřívák, 36 prům. x 52 lg. vertikální ASMS tank navržený pro 125 PSIG s mědí potaženým vnitřním vedením a izolací pláště. Kapacita tanku je 200 gal.
Jednotka je vybavena P&T pojistným ventilem, tlakovým a teplotním měřidlem, jednostěnným ohřívačem tanku s neželeznou trubkovou vrstvou, samostatně pracujícím ventilem kontroly páry, vstupním čističem páry, zachycovačem odkapu, a F&T zachycovačem. Kapacita je 1000 GPH 16 ° až 88 °C, při 100 PSIG páry. Tato jednotka bude poskytovat 1000 GPH kontinuální výkon a 200 gal skladovací kapacitu, není-li používána.
Nádoba pro skladování ligninu A
Popis:
Jednoduchá skladovací nádoba, kde je skladován práškovaný lignin dokud je materiál ručně dopravován do promývacího a neutralizačního prostoru. Lignin se odstraní z filtračního lisu 15 rychlostí 5,2 liber za minutu. Lignin se ručně nakládá do sekundárního šnekového lisu 5B. kde se promývá a pak se suší v sušičce £. přibližnou rychlostí 15,6 liber za minutu. Po sušení lignin produkuje 6000 až 8000 BTU na libru výkonu a je doručován z ohřívače skladovací nádoby pro surovinu B.
Vstup:
Lignin z filtračního lisu 15: 5,2 lb/min (24 hodin/den, dnů/týden, ruční práce) .
Výstup:
Lignin do sekundárního šnekového lisu 5B: 15,6 liber/min (Detitiúi 3 až hodin. 5 dnů/týden) .
Specifikace:
Přenosné skladovací násypky, rozměry asi 6' x 6' x5' pro skladovací kapacitu asi 180 ft^. Ohřívák skladovací nádoby pro surovinu B
Popis:
' Jednoduchá skladovací nádoba pro skladování práškovaného ligninu a dřevných štěpek a/nebo nechlorovaných plastů. Směs slouží jako kotlové palivo. Lignin je dopravován do ohříváku skladovací nádoby pro surovinu rychlostí 15,6 liber za minutu. Rychlost, kterou je kotlové palivo spalováno bude asi 15,8 liber za minutu s produkcí páry 3800 liber páry za hodinu.
Vstup:
Lignin ze sušičky 6_: 15,6 liber/minuta (8 hodin/den, 5 dnů/týden).
Dřevné štěpky a nechlorované plasty: podle potřeby (v závislosti na výstupu ligninu).
Výstup:
Kotlové palivo k ohříváku C: 15,8 liber/min (24 odin/den, 7 dnů/týden).
Specifikace:
Násypný zásobník pro surovinu pro ohřívač, rozměry asi ΙΟ'χΙΟ'χΙδ’ pro skladovací kapacitu asi 1600 ft3.
Ohřívák £
Popis:
Blokový ohřívák se použije pro generování oárv a horkí vody pro systém. Prvky systému, vyžadující páru a horkou vodu jsou varná nádoba 13. systém pro získání kyseliny 17 . fermentační nádoby 24 a destilační kolona 26 . Zařízení generující páru je upraveno pro spalování maximálně 950 liber za hodinu paliva lignin/dřevné štěpky za vzniku asi 3300 liber páry za hodinu dodávané při 125 PSIG.
Vstup:
Ohřívákové palivo z nádoby pro skladování ohřívákového paliva B: 15833 liber/minuta (24 hodin/den, 7 dnů/víkend).
Výstup:
Pára: 3800 liber/hodina (24 hodin/den, 7 dnů/víkend).
Specifikace:
Vařákový systém obsahuje systém podávání paliva, tangenciální pecní systém, HRT varné tlakové nádoby, mechanický kolektor prachu, indukovaný navržený větrák a komín, systém vracení kondenzátu a vařákového plnění, vařákové napájecí čerpadlo a kontrolní systém, kontrolní panel a systém napájení chemikálií a změkčovadla vody.
Souhrn systému pro zpracování pevných odpadů
Způsob pro zpracování pevných odpadů, odpadních kalů a zlomků pneumatik a produkce použitelných, komerčních produktů je bezodpadový systém. Proces je plně uzavřen a zápach je kontrolován. Veškerá voda je filtrována a čištěna po použití a veškerý pach a prach jsou zachyceny a filtrovány.
I když předložený vynález popisuje proces pro deset tun/den, může být stejně snadno upraven na 50 až 1000 tun za den. Je možno měnit průtokové rychlosti a/nebo počet hodin, vc kterých proces bude denně pracovat.
Vynález byl nyní plně popsán a odborníkovi v oboru by mělo být zřejmé jak je proveditelný v širokém ekvivalentním rozsahu operací jakož i jiných parametrů bez porušení rozsahu vynálezu a jakéhokoliv jeho provedení.

Claims (16)

  1. NÁROKY
    1. Způsob výroby ethanolu z komunálních pevných odpadů, vyznačující se tím, že zahrnuje následujíc! ”1 i ,ΛΙΟΙΜίδνΊΛ , stupně qh 3Λ O i3 λϊΝ O dd llad (a) získání komunálního pevného odpadu; _ (b) ' odstranění pneumatik, objemných železných a neželezných cvy o
    9 6 ΙΙΛ '6 L kovů, plastů, skla a gumy z odpadu za získání celulozové složky;
    (c) drcení celulozové složky získané ve stupni (b);
    (d) zpracování drcené celulozové složky získané ve stupni |c) y $ 7, C ' β *“ s asi 1:1 koncentrovanou kyselinou sírovou k pevné složce hmotnostně za získání částečně hydrolyzované I směsi;
    (e) zředěni částečně hydrolyzované směsi získané ve stupni (d) s vodou při teplotě asi 80 °C až asi 100 °C;
    (f) míchání zředěné směsi získané ve stupni (e) při asi 100 °C za získání štěpeného materiálu;
    (g) odstranění pevných látek a v podstatě všech těžkých kovů ze štěpené směsi získané ve stupni (f) za získání filtrátu;
    (h) oddělení filtrátu na kyselinu obsahující roztok a cukr obsahující roztok;
    (i) zahuštění cukr obsahujícího roztoku na asi 12 až 14 % cukru;
    (j) upravení pH koncentrovaného cukr obsahujícího roztoku získaného ve stupni (1) na asi 6;
    (k) fermentací roztoku získaného ve stupni (j) kvasinkami za získání zápary a (l) odstranění ethanolu ze zápary získané ve stupni (k).
    ΟΙξΟΟ •f'3
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící tím, že ve stupni (e) se částečně hydrolyzovaná směs získaná ve stupni (d) ředí vodou při teplotě asi 80 až 100 °C za získání roztoku, obsahujícího asi 4 až 6 dílů vody na asi 1 díl částečně hydrolyzovaného materiálu, hmotnostně.
  3. 3. Způsob výroby ethanolu z .celulozové složky komunálních pevných odpadů, vyznačující se tím, že zahrnuje následující stupně:
    (a) drcení celulozové složky komunálních pevných odpadů;
    (b) hydrolýzu celulozové složky ze stupně (a) kyselinou za získání rozpustné a nerozpustné složky;
    (c) oddělení rozpustných a nerozpustných složek získaných ve stupni (b);
    (d) oddělení rozpustné složky získané ve stupni (c) na roztok, obsahující kyselinu a roztok, obsahující cukr kontinuální iontově vylučovací chromatografii;
    (e) koncentraci cukr obsahujícího roztoku na asi 12 až 14 % cukru s reverzně osmozním filtrem;
    (f) upravení pH koncentrovaného cukr obsahujícího roztoku získaného ve stupni (e) na asi 6 amoniakem;
    (g) fermentaci roztoku získaného ve stupni (f) s kvasinkami při asi 25 až asi 36 °C za získání zápary;
    (h) odstranění kvasinek ze zápary získané ve stupni (g);
    (i) destilaci ethanolu ze zápary získané ve stupni (h); j) sušení nerozpustné složky získané ve stupni (c); a (k) spálení suché nerozpustné složky získané ve stupni (j) jako paliva pro poskytnutí tepla pro destilaci ethanolu ve stupni (i) z filtrované zápary získané ve stupni (h).
  4. 4. Způsob výroby ethanolu z komunálních pevných odpadů, vyznačující se tím, že zahrnuje následující s tupně (a) získání komunálního pevného odpadu;
    (b) odstranění pneumatik, objemných železných a neželezných kovů, plastů, skla a kaučuku z uvedeného odpadu za získání celulozové složky;
    (c) drcení celulozové složky získané ve stupni (b);
    (d) zpracování drcené celulozové složky se zředěnou kyselinou sírovou při teplotě asi 40 až 100 °C k rozpuštění v podstatě zbývajících těžkých kovů a získání rozpustné složky a nerozpustné složky;
    (e) odstranění rozpustné složky získané ve stupni (d) od nerozpustné složky;
    (f) sušení nerozpustné složky získané ve stupni (e);
    (g) zpracování sušené nerozpustné složky získané ve stupni (f) s asi 1:1 koncentrovanou kyselinou sírovou k nerozpustné složce, hmotnostně, za získání částečně hydrolyžované směsi;
    (h) zředění částečně hydrolyzované směsi získané ve stupni (g) s vodou při teplotě asi 80 °C až asi 100 °C;
    (^) míchání zředěné směsi získané ve stupni (h) při asi 100 °C za získání štěpeného materiálu;
    (j) odstranění pevných látek ze štěpené směsi získané ve stupni (i) za získání filtrátu;
    (k) oddělení filtrátu na kyselinu obsahující roztok a cukr obsahující roztok;
    (l) zahuštění cukr obsahujícího roztoku na asi 12 až 14 % cukru;
    (m) upravení pH koncentrovaného cukr obsahujícího roztoku získaného ve stupni (1) na asi 6;
    (n) fermentací roztoku získaného ve stupni (m) výše za získání zápary a (o) získání ethanolu ze zápary.
  5. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (e) se rozpustná složka oddělí od nerozpustné složky na šnekovém lisu.
  6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (h) je voda odpadní voda nebo splašková voda, obsahující organický dusík.
  7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že ve stupni (j) je štěpená směs filtrována ve šnekovém lisu. * *
  8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (k) je filtrát rozdělen na roztok obsahující kyselinu a na roztok obsahující cukr kontinuální iontově dělící chromatografií nebo kontinuální protiproudnou vylučovací chromarografií.
  9. 9. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že ve stupni (1) je cukr obsahující roztok zakoncentrován na asi 12 až 14 % cukru reverzně osmozním filtrem.
  10. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (m) je hodnota pH zakoncentrovaného cukr obsahujícího roztoku získaného ve stupni (1) upravena na asi
    6 přídavkem amoniaku.
  11. 11. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (o) jsou kvasinky odstraněny ze zápary filtraci před získáním alkoholu.
  12. 12. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (o) je ethanol získáván ze zápary destilací.
  13. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve stupni (h) je částečně hydrolyzovaný materiál získaný ve stupni (g) zředěn vodou na asi 80 až 100 °C za získání roztoku, obsahujícího asi 4 až 6 dílů vody k asi 1 dílu částečně hydrolyzovaného materiálu, hmotnostně.
  14. 14. Způsob odstranění těžkých kovů a výroby glukózy z celulozové složky komunálních pevných odpadů, vyznačující se tím, že obsahuje následující stupně (a) získání komunálního pevného odpadu;
    (b) odstranění pneumatik, objemných železných a neželezných kovů, plastů, skla a kaučuku z odpadu za získání celulozové složky;
    (c) drcení celulozové složky získané ve stupni (b);
    (d) zpracování drcené celulozové složky (získané ve stupni (c) s asi 1:1 koncentrovanou kyselinou sírovou k pevné složce při 30 až 80 °C k získání částečně hydrolyzované směsi;
    (e) zředění částečně hydrolyzované směsi získané ve stupni (d) s vodou při teplotě asi 80 °C až asi 100 °C;
    (f) míchání zředěné směsi získané ve stupni (e) při asi 100 °C za získání štěpeného materiálu a (g) oddělení nerozpustné složky, obsahující v podstatě všechny těžké kovy z rozpustné složky získané ve stupni (f) ; přičemž se získá kyselý roztok glukózy.
  15. 15. Způsob podle nároku 2,vyznačující se tím, že se nerozpustná složka získaná ve stupni (g) podrobí dalšímu zpracování, zahrnujícímu následující stupně:
    (a) zpracování nerozpustné složky s asi 1 až 10% roztokem soli pro solubilizaci asociovaných těžkých kovů;
    (b) oddělení solného roztoku od nerozpustné složky a (c) zpracování solného roztoku získaného ve stupni (b) s vápnem pro vysrážení těžkých kovů.
  16. 16. Způsob podle nároku 1 nebo 4, vyznačuj ící se t í m, že se nerozpustná složka získaná po stupni kyselé hydrolýzy suší a spaluje jako kotlové palivo.
    8D
    Anotace PV
    Název vynálezu: Komerční způsob výroby ethanolu
    Je popsán způsob zpracování odpadů, ve kterém se komunální odpady dělí-a zpracovávají pro získání znovupoužitelného kaučuku, kovů, plastů, skla a zbývající organický podíl odpadního proudu se použije pro výrobu ethanolu a jiných chemikálií. Jeden proces využívá stupně předběžného zpracování se zředěnou kyselinou sírovou pro snížení obsahu těžkých kovů v celulozové složce komunálních pevných odpadů, které mohou inhibovat fermentaci cukrů získaných z takových odpadů. V dalším způsobu se obsah těžkých kovů celulozové složky odstraní iontovýměnným procesem, po hydrolýze kyselinou sírovou. Je také popsán způsob ekonomické, energeticky účinné výroby ethanolu z komunálních odpadů.
CZ961830A 1993-12-23 1994-12-16 Commercial process for preparing ethanol CZ183096A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17220293A 1993-12-23 1993-12-23
US35101794A 1994-12-07 1994-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ183096A3 true CZ183096A3 (en) 1996-10-16

Family

ID=26867846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ961830A CZ183096A3 (en) 1993-12-23 1994-12-16 Commercial process for preparing ethanol

Country Status (20)

Country Link
EP (1) EP0741794B1 (cs)
JP (1) JPH09507386A (cs)
CN (2) CN1085730C (cs)
AT (1) ATE273396T1 (cs)
AU (1) AU679828B2 (cs)
BR (1) BR9408408A (cs)
CA (1) CA2179615A1 (cs)
CZ (1) CZ183096A3 (cs)
DE (1) DE69433942D1 (cs)
FI (1) FI962570L (cs)
HK (1) HK1053660A1 (cs)
HU (1) HU222009B1 (cs)
MX (1) MX9500128A (cs)
NO (1) NO962650L (cs)
PL (1) PL182075B1 (cs)
PT (1) PT741794E (cs)
RO (1) RO117804B1 (cs)
RU (1) RU2159816C2 (cs)
UA (1) UA41971C2 (cs)
WO (1) WO1995017517A1 (cs)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1064711C (zh) * 1997-05-07 2001-04-18 昆明市环境科学研究所 从含糖、酸废液中提取酒精的方法
JP2000340238A (ja) * 1999-05-31 2000-12-08 Nippon Shokuryo Kk 太陽光発電と燃料電池発電を利用する住宅等のエネルギー供給システム
US7297236B1 (en) 2001-06-30 2007-11-20 Icm, Inc. Ethanol distillation process
UA88474C2 (ru) 2004-07-16 2009-10-26 Айоджен Энерджи Корпорейшн Способ получения потока сахарного продукта из целлюлозной биомассы
GB2416776A (en) * 2004-07-28 2006-02-08 British Sugar Plc Enhancement of the fermentability of carbohydrate substrates by chromatographic purification
BRPI0515069B1 (pt) * 2004-09-10 2018-07-03 Iogen Energy Corporation Processo para produzir uma carga de alimentação pré-tratada
DK176540B1 (da) * 2004-09-24 2008-07-21 Cambi Bioethanol Aps Fremgangsmåde til behandling af biomasse og organisk affald med henblik på at udvinde önskede biologisk baserede produkter
JP4565986B2 (ja) * 2004-12-16 2010-10-20 大成建設株式会社 重金属を吸収した植物からの重金属回収システム
EP1860201A1 (en) * 2006-05-25 2007-11-28 BP p.l.c. Conversion method
US8247200B2 (en) 2007-01-25 2012-08-21 Iogen Energy Corporation Method of obtaining inorganic salt and acetate salt from cellulosic biomass
AU2008268139B2 (en) * 2007-06-27 2014-08-21 Novozymes A/S Methods for producing fermentation products
DE102007034621A1 (de) 2007-07-25 2009-01-29 Lanxess Deutschland Gmbh Polyolreinigung
CN101368162B (zh) * 2007-08-17 2013-04-10 安琪酵母股份有限公司 适用于糖质原料高浓度酒精发酵的复合酵母及制备方法
AU2008332809A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Adisseo France S.A.S. Biocarburant preparation using penicillium funiculosum IMI 378536 enzymes
JP4524351B2 (ja) 2008-02-01 2010-08-18 三菱重工業株式会社 バイオマス原料を用いた有機原料の製造システム及び方法
JP4427584B2 (ja) 2008-02-01 2010-03-10 三菱重工業株式会社 バイオマスの水熱分解装置及び方法、バイオマス原料を用いた有機原料の製造システム
JP4427583B2 (ja) 2008-02-01 2010-03-10 三菱重工業株式会社 バイオマスの水熱分解装置及び方法、バイオマス原料を用いた有機原料の製造システム
JP5137021B2 (ja) * 2008-03-28 2013-02-06 本田技研工業株式会社 エタノールの製造方法
JP5137020B2 (ja) * 2008-03-28 2013-02-06 本田技研工業株式会社 エタノールの製造方法
US8236535B2 (en) * 2008-04-30 2012-08-07 Xyleco, Inc. Processing biomass
WO2010038302A1 (ja) 2008-10-02 2010-04-08 三菱重工業株式会社 バイオマス原料を用いた有機原料の製造システム及び方法
AU2009325467B2 (en) 2008-12-09 2016-05-12 Toray Industries, Inc. Method for producing sugar liquid
KR20170118982A (ko) * 2009-01-26 2017-10-25 질레코 인코포레이티드 바이오매스의 가공처리방법
WO2010124381A1 (en) 2009-04-30 2010-11-04 Evegenetics Canada Inc. Preparation of biofuels and other useful products such as 5-(hydroxymethyl)-furfural
CN102414365A (zh) * 2009-04-30 2012-04-11 Eve研究有限公司 用于涂布纸产品循环的方法和设备
FR2945543B1 (fr) * 2009-05-15 2011-05-06 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'alcools et/ou de solvants a partir de biomasse lignocellulosique avec recyclage acide des residus solides
SG182275A1 (en) 2010-01-15 2012-08-30 Xyleco Inc Cooling and processing materials
CN101775447B (zh) * 2010-01-27 2012-07-18 中国农业大学 电解水离子体系预处理生物质原料的方法
WO2011111189A1 (ja) 2010-03-10 2011-09-15 三菱重工業株式会社 バイオマスの水熱分解装置及びその温度制御方法、バイオマス原料を用いた有機原料の製造システム
CA2741598C (en) 2010-03-10 2013-04-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Biomass hydrothermal decomposition apparatus, temperature control method thereof, and organic raw material production system using biomass material
JP2013529088A (ja) * 2010-05-24 2013-07-18 ザイレコ，インコーポレイテッド バイオマス処理
JP5854586B2 (ja) 2010-07-06 2016-02-09 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 糖液を用いた発酵システム及び方法
BRPI1009203B1 (pt) 2010-07-09 2020-10-06 Mitsubishi Hitachi Power Systems Environmental Solutions, Ltd. Sistema de decomposição hidrotérmica da biomassa e método de produção da solução de sacarídeo empregando material de biomassa
WO2012004895A1 (ja) 2010-07-09 2012-01-12 三菱重工業株式会社 バイオマスの処理システム及びバイオマス原料を用いた糖液生産方法
BRPI1005516B1 (pt) 2010-09-03 2019-12-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd aparelho de decomposição de biomassa
JP4875785B1 (ja) 2011-01-13 2012-02-15 三菱重工業株式会社 糖液製造装置、発酵システム、糖液製造方法及び発酵方法
JP6021300B2 (ja) 2011-03-24 2016-11-09 東レ株式会社 バイオマスを原料とする発酵装置
JP5901128B2 (ja) 2011-03-24 2016-04-06 東レ株式会社 バイオマスを原料とする糖液製造装置
US8329455B2 (en) 2011-07-08 2012-12-11 Aikan North America, Inc. Systems and methods for digestion of solid waste
KR20140091742A (ko) 2011-11-11 2014-07-22 아지노모토 가부시키가이샤 발효법에 의한 목적 물질의 제조법
AU2012358375B2 (en) * 2011-12-22 2016-10-13 Xyleco, Inc. Processing biomass
BR112014021043B1 (pt) 2012-03-29 2021-08-03 Mitsubishi Power Environmental Solutions, Ltd Sistema para processamento de biomassa e método para produção de solução de sacarídeo usando matéria-prima de biomassa
US9982283B2 (en) 2012-07-11 2018-05-29 Mitsubishi Hitachi Power Systems Environmental Solutions, Ltd. Saccharide solution production system, saccharide solution production method using biomass raw material, and alcohol production method using biomass raw material
JP6203815B2 (ja) 2013-02-28 2017-09-27 三菱日立パワーシステムズ環境ソリューション株式会社 バイオマスの処理システム
TWI476203B (zh) 2013-03-18 2015-03-11 Ind Tech Res Inst 醣類的分離方法
JP6519476B2 (ja) 2013-10-23 2019-05-29 味の素株式会社 目的物質の製造法
EP3276008B1 (en) 2015-03-24 2023-09-13 Toray Industries, Inc. Method for producing sugar solution
WO2019059404A1 (ja) 2017-09-25 2019-03-28 味の素株式会社 タンパク質の製造法および二糖の製造法
CN111172201A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 吉林大学 一种碱预处理制备纤维素乙醇的方法
JP7004763B2 (ja) * 2020-04-07 2022-01-21 積水化学工業株式会社 廃棄物由来エタノール溶液の製造方法、合成物の製造方法および燃料の製造方法
CN112522328A (zh) * 2020-12-14 2021-03-19 山西中环百纳环境科技研究院有限公司 一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567326A1 (de) * 1966-03-15 1970-04-16 Boehringer Mannheim Gmbh Verfahren zur Herstellung von reinen Invertzuckerloesungen aus Melasse
US3915818A (en) * 1972-10-13 1975-10-28 Corporacion De Fomento De La P Electrowinning process for the improved recovery of metal
JPS5466568A (en) * 1977-11-08 1979-05-29 Agency Of Ind Science & Technol Method of treating dusts containing garbages
EP0005703B1 (fr) * 1978-06-05 1981-10-14 Lester Lang John Procédé de préparation de combustible et de substances nutritives à partir de déchets
DE2919518A1 (de) * 1979-05-15 1980-11-20 Hans Dr Utikal Verfahren zur herstellung von aethanol aus zuckerrohr
US5036005A (en) * 1987-05-22 1991-07-30 Georgia Tech Research Corporation Alcohol recovery by continuous fermentation
US5184780A (en) * 1988-07-18 1993-02-09 First Dominion Holdings, Inc. Solid waste disposal
US5198014A (en) * 1991-11-20 1993-03-30 Fmc Corporation Herbicidal beta-pyrazolylacrylic acid compound
US5198074A (en) * 1991-11-29 1993-03-30 Companhia Industreas Brasileiras Portela Process to produce a high quality paper product and an ethanol product from bamboo

Also Published As

Publication number Publication date
HUT76708A (en) 1997-10-28
EP0741794B1 (en) 2004-08-11
CN1161366C (zh) 2004-08-11
WO1995017517A1 (en) 1995-06-29
NO962650D0 (no) 1996-06-21
AU679828B2 (en) 1997-07-10
CA2179615A1 (en) 1995-06-29
FI962570A0 (fi) 1996-06-20
CN1085730C (zh) 2002-05-29
CN1397561A (zh) 2003-02-19
MX9500128A (es) 1997-06-28
AU1438995A (en) 1995-07-10
HK1053660A1 (en) 2003-10-31
BR9408408A (pt) 1997-08-05
HU222009B1 (hu) 2003-03-28
FI962570L (fi) 1996-08-21
HU9601722D0 (en) 1996-08-28
DE69433942D1 (de) 2004-09-16
CN1142857A (zh) 1997-02-12
RU2159816C2 (ru) 2000-11-27
PL315171A1 (en) 1996-10-14
EP0741794A4 (en) 2000-08-30
PL182075B1 (pl) 2001-11-30
PT741794E (pt) 2004-10-29
UA41971C2 (uk) 2001-10-15
NO962650L (no) 1996-08-23
ATE273396T1 (de) 2004-08-15
JPH09507386A (ja) 1997-07-29
RO117804B1 (ro) 2002-07-30
EP0741794A1 (en) 1996-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ183096A3 (en) Commercial process for preparing ethanol
US5407817A (en) Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process
US5779164A (en) Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process
US5506123A (en) Municipal solid waste processing facility and commercial lactic acid production process
US5677154A (en) Production of ethanol from biomass
US5932456A (en) Production of ethanol and other fermentation products from biomass
US20050274668A1 (en) Method and apparatus for the treatment of particulate biodegradable organic waste
CN1923383A (zh) 生活垃圾高压蒸汽催化水解处理方法
Nguyen et al. NREL/DOE ethanol pilot-plant: current status and capabilities
CN115069739A (zh) 厨余垃圾双向强化多源协同全量资源化处理系统及工艺
WO1993005186A1 (en) Process for the disposal of municipal waste and manufacture of fuel alcohol
Donkor et al. An advanced approach towards sustainable paper industries through simultaneous recovery of energy and trapped water from paper sludge
RU2177036C2 (ru) Способ получения молочной кислоты (варианты)
CN201062237Y (zh) 含有机废弃物的连续处理装置
WO1996017949A9 (en) Municipal solid waste processing facility and commercial lactic acid production process
CN215403931U (zh) 一种区域有机废弃物协同处理系统
CN109332349A (zh) 一种垃圾智能化分类、资源化处理的方法
CN221071482U (zh) 一种城市固废处理系统
CN220745741U (zh) 一种无生化处理废水的餐厨垃圾制有机肥系统
Serogin et al. Processing and disposal of unsorted, unsegregated muncipal solid waste
CN119657600A (zh) 一种餐厨垃圾的多级资源化处理方法及其应用
KR20040024019A (ko) 음식물쓰레기 및 일반 가연성폐기물의 재활용 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic