Procesamiento de etanol para DDGS. Deshidratación de vinaza entera.

El bioetanol, que depende de la fermentación de azúcares y almidones vegetales, es un sustituto de la gasolina. Las materias primas más utilizadas son el maíz y la caña de azúcar.

La producción de etanol a partir de materias primas a base de almidón, como el maíz y el trigo, genera toneladas de vinaza que pueden utilizarse en la alimentación animal, preferiblemente como grano de destilería seco con solubles (DDGS). Las centrífugas decantadoras separan la vinaza en un concentrado llamado "vinaza fina", que contiene proteínas y microfibras, y una fase sólida llamada torta húmeda, que contiene los componentes gruesos de la fibra del grano.

El concentrado (vinaza líquida) con proteínas, levadura y microfibras se evapora para producir un jarabe, también conocido como "vinaza espesa". Si se utiliza maíz como materia prima, la vinaza espesa también contiene aceite de maíz, que puede obtenerse mediante separadores centrífugos para optimizar la materia prima y el proceso. Tras el desaceitado, la vinaza espesa se mezcla con la torta húmeda del decantador y se seca para formar DDGS.

En la producción de etanol a partir de materias primas azucaradas, como la caña de azúcar o la melaza, se produce vinaza en la etapa de destilación. Tras una mayor concentración por evaporación, el concentrado de vinaza se trata mediante decantadores. Los productos de vinaza resultantes se utilizan como aditivos en piensos y fertilizantes.

Características y beneficios

Máxima eficiencia de separación y torta más seca gracias al diseño de estanque profundo con alto volumen g, ajuste automático de velocidad diferencial y torque siempre completo

Diseño energéticamente eficiente: pequeño diámetro de descarga de sólidos y chorros de energía para una menor demanda de energía.

Funcionamiento robusto y fiable: engranajes externos para una menor exposición a altas temperaturas, lubricación con aceite + aire para todos los cojinetes principales

Protección avanzada contra el desgaste: protección de baldosas y carburo de tungsteno para un mayor tiempo de actividad

Variador de frecuencia VFD para una alta flexibilidad debido al cambio de velocidad del recipiente durante la producción

Diseño compacto: tamaño reducido, fácil acceso a todas las piezas relevantes para el servicio

Perspectiva de la industria de los DDGS

Para mejorar los flujos de ingresos, muchos productores de etanol han ampliado su oferta de productos para incluir una variedad de sectores, como biocombustibles, plásticos, fertilizantes, dióxido de carbono, desinfectantes y alimentos para animales.

Los granos secos de destilería con solubles (DDGS) constituyen un subproducto clave de la industria cervecera, con aproximadamente el 98 % proveniente de plantas de etanol y el 2 % restante de la industria de bebidas alcohólicas.

La producción de DDGS, derivada principalmente del maíz y, en menor medida, del trigo y el arroz, ha experimentado un crecimiento sustancial desde

En 2000, alcanzando una producción aproximada de 35 millones de toneladas en 2011, junto con un aumento notable en las exportaciones. En los Estados Unidos, una parte significativa de los DDGS se destina a la alimentación del ganado lechero y de carne, y aproximadamente el 20 % se destina a la alimentación de cerdos y aves de corral.

El etanol y los DDGS se obtienen como productos finales en el proceso de producción, utilizando centrífugas decantadoras para la deshidratación de las lías tras la destilación del etanol. Además, si fuera necesario, se puede aprovechar la energía de la fase líquida mediante la implementación de una planta de biogás.

Pasos clave

Antes de la fermentación, la suspensión debe enfriarse a 32 °C. Una vez alcanzada esta temperatura óptima, se inicia la fermentación. Dentro del fermentador, la suspensión se combina con agua y levadura activada, catalizando la conversión de los azúcares del grano en etanol y dióxido de carbono. Dependiendo de la concentración de alcohol deseada, la fermentación suele durar aproximadamente dos días.

La mezcla fermentada resultante se separa en una columna de destilación, donde se aísla el alcohol del agua y otras impurezas, produciendo etanol puro casi al 95%.

Simultáneamente, la mezcla sólido-líquido producida durante la fermentación pasa a una centrífuga decantadora para su deshidratación. La fase sólida se deshidrata en la centrífuga decantadora antes de pasar a la fase de secado.

Durante el secado, la fase líquida se transforma en pulpa espesa por evaporación y se reincorpora a la torta húmeda para posteriormente ser dirigida a un secador de haz de tubos para lograr un contenido de humedad de aproximadamente 10%-14%.

El proceso de deshidratación juega un papel fundamental en la mitigación de los riesgos de combustión de los granos, la alteración del color, la preservación de la integridad de los nutrientes y la moderación de su tasa de degradación.

Para la alimentación de ganado, los sólidos del decantador se pueden utilizar directamente sin necesidad de secado. Sin embargo, para la alimentación de ovinos y peces, el secado es esencial para garantizar una calidad óptima y su idoneidad para el consumo.

Pasos de procesamiento involucrados en los DDGS

La estructura y el principio de funcionamiento de la centrífuga decantadora (tomando como ejemplo la producción de DDGS)

Estructura

La centrífuga decantadora consta de tres componentes principales:

Sección del Tambor: Esta sección comprende el cilindro y el cono, y sirve como alojamiento para los materiales que se separan. A medida que el tambor gira, la fuerza centrífuga facilita la separación de sólidos y líquidos.

Transportador de tornillo: Ubicado dentro del tambor. A medida que el tambor gira, el transportador de tornillo facilita la extracción continua de sólidos, garantizando una separación eficiente.

Mecanismo de accionamiento: El dispositivo de accionamiento, compuesto por un motor y una caja de engranajes, controla la rotación tanto del tambor como del transportador de tornillo. Al ajustar la velocidad diferencial entre estos componentes mediante la caja de engranajes, los operadores pueden optimizar el proceso de separación según las necesidades específicas, optimizando así la eficiencia y el rendimiento.

Principio de funcionamiento:

En el contexto de la producción de DDGS, la centrífuga decantadora funciona de la siguiente manera:

Introducción de alimentos: La mezcla de sólidos y líquidos fermentados, obtenida del proceso de fermentación, se introduce en la centrífuga decantadora.

Separación centrífuga: Al entrar, el tambor gira rápidamente, generando fuerza centrífuga. Esta fuerza hace que las partículas sólidas más densas migren hacia la periferia del tambor, mientras que la fase líquida, más ligera, permanece más cerca del centro.

Transporte de tornillo: A medida que las partículas sólidas se acumulan en la periferia del tambor, el transportador de tornillo facilita su extracción continua hacia el puerto de descarga. Esto garantiza la extracción eficiente de sólidos de la fase líquida.

Descarga de líquido: Simultáneamente, la fase líquida clarificada viaja hacia el centro del tambor y sale por una salida separada.

Ajuste fino: Los diferenciales de velocidad entre el tambor y el transportador de tornillo se pueden ajustar a través de la caja de engranajes, lo que permite a los operadores optimizar la eficiencia de separación en función de factores como el tamaño de las partículas, la densidad y la calidad deseada del producto.