Traitement à l'éthanol pour la déshydratation des résidus de distillation complète des DDGS

Le bioéthanol, issu de la fermentation de sucres et d'amidons végétaux, est un substitut de l'essence. Les matières premières les plus couramment utilisées sont le maïs et la canne à sucre.

La production d'éthanol à partir de matières premières amylacées comme le maïs et le blé génère des tonnes de vinasse qui peuvent être utilisées dans l'alimentation animale, de préférence sous forme de drêches de distillerie séchées avec solubles (DDGS). Les centrifugeuses décanteuses séparent la vinasse en un centrat appelé « vinasse mince », contenant des protéines et des microfibres, et une phase solide appelée « gâteau humide », qui contient les constituants grossiers des fibres du grain.

Le centrat (résidus léger) contenant des protéines, des levures et des microfibres est évaporé pour produire un sirop, également appelé « résidus épais ». Si du maïs est utilisé comme matière première, le résidu épais contient également de l'huile de maïs, qui peut être extraite par centrifugation afin d'optimiser le rendement de la matière première et du procédé. Après déshuilage, le résidu épais est mélangé au gâteau humide provenant du décanteur, puis séché pour former des drêches de distillerie (DDGS).

Lors de la production d'éthanol à partir de matières premières sucrées comme la canne à sucre ou la mélasse, la vinasse est produite par distillation. Après concentration par évaporation, le concentré de vinasse est traité par décantation. Les produits de vinasse obtenus sont utilisés comme additifs dans l'alimentation animale et comme engrais.

Caractéristiques et avantages

Efficacité de séparation maximale et gâteau de cuisson plus sec grâce à une conception à bassin profond avec un volume g élevé, un réglage automatique de la vitesse différentielle et un couple maximal permanent. L'efficacité de séparation est optimale et le gâteau de cuisson est plus sec grâce à la conception du bassin profond avec un volume g élevé, au réglage automatique de la vitesse différentielle et au couple maximal permanent.

Conception écoénergétique : diamètre d’éjection des solides réduit et jets d’énergie optimisés pour une consommation énergétique moindre.

Fonctionnement robuste et fiable : engrenages externes pour une exposition moindre aux hautes températures, lubrification huile + air pour tous les paliers principaux.

Protection avancée contre l'usure : protection des tuiles et du carbure de tungstène pour une disponibilité prolongée

Entraînement à fréquence variable pour une grande flexibilité grâce à la variation de la vitesse du bol pendant la production

Conception compacte : faible encombrement, accès facile à toutes les pièces concernées par l'entretien

Analyse du secteur des DDGS

Pour diversifier leurs sources de revenus, de nombreux producteurs d'éthanol ont élargi leur gamme de produits pour inclure divers secteurs tels que les biocarburants, les plastiques, les engrais, le dioxyde de carbone, les désinfectants et l'alimentation animale.

Les drêches de distillerie séchées avec solubles (DDGS) constituent un sous-produit clé de l'industrie brassicole, dont environ 98 % proviennent des usines d'éthanol et les 2 % restants de l'industrie des boissons alcoolisées.

Principalement dérivée du maïs et, dans une moindre mesure, du blé et du riz, la production de DDGS a connu une croissance substantielle depuis

La production de DDGS a atteint environ 35 millions de tonnes en 2000, avec une augmentation notable des exportations. Aux États-Unis, une part importante est utilisée dans l'alimentation des bovins laitiers et de boucherie, et environ 20 % dans celle des porcs et de la volaille.

L'éthanol et les drêches de distillerie (DDGS) sont les produits finaux du procédé de production. Des centrifugeuses décanteuses sont utilisées pour la déshydratation des lies après distillation de l'éthanol. De plus, en cas de besoin, l'énergie peut être valorisée à partir de la phase liquide grâce à une unité de méthanisation.

Étapes clés

Avant la fermentation, la suspension doit être refroidie à 32 °C. Une fois cette température optimale atteinte, la fermentation débute. Dans le fermenteur, la suspension se mélange à l'eau et aux levures activées, catalysant la conversion des sucres des céréales en éthanol et en dioxyde de carbone. Selon le degré d'alcool souhaité, la fermentation dure généralement environ deux jours.

Le mélange fermenté obtenu subit une séparation dans une colonne de distillation, où l'alcool est isolé de l'eau et des autres impuretés, donnant ainsi de l'éthanol pur à près de 95 %.

Simultanément, le mélange solide-liquide issu de la fermentation est acheminé vers une centrifugeuse décanteuse pour déshydratation. La phase solide subit une déshydratation dans la centrifugeuse décanteuse avant de passer à la phase de séchage.

Au cours du séchage, la phase liquide se transforme en pulpe épaisse par évaporation et est réincorporée dans le gâteau humide, puis dirigée vers un séchoir à faisceau tubulaire pour atteindre une teneur en humidité d'environ 10 à 14 %.

Le processus de déshydratation joue un rôle essentiel dans l'atténuation des risques de combustion des céréales, la modification de leur couleur, la préservation de leur intégrité nutritionnelle et la modération de leur taux de dégradation.

Pour l'alimentation bovine, les résidus solides issus de la décantation peuvent être utilisés directement sans séchage préalable. En revanche, pour l'alimentation ovine et piscicole, le séchage est indispensable pour garantir une qualité optimale et leur aptitude à la consommation.

Étapes de traitement impliquées dans les DDGS

Structure et principe de fonctionnement de la centrifugeuse décanteuse (exemple de la production de DDGS)

Structure

La centrifugeuse décanteuse comprend trois composants principaux :

Partie tambour : Cette partie comprend le cylindre et le cône, qui servent de contenant aux matériaux à séparer. La rotation du tambour génère une force centrifuge qui favorise la séparation des solides et des liquides.

Convoyeur à vis : Placé à l'intérieur du tambour, il assure, grâce à la rotation de ce dernier, l'évacuation continue des solides, garantissant ainsi une séparation efficace.

Mécanisme d'entraînement : Le dispositif d'entraînement, composé d'un moteur et d'un réducteur, assure la rotation du tambour et de la vis sans fin. En ajustant la différence de vitesse entre ces composants grâce au réducteur, les opérateurs peuvent optimiser le processus de séparation en fonction des besoins spécifiques, pour une efficacité et des performances optimales.

Principe de fonctionnement :

Dans le cadre de la production de DDGS, la centrifugeuse décanteuse fonctionne comme suit :

Introduction de l'alimentation : Le mélange de solides et de liquides fermentés, obtenu à partir du processus de fermentation, est introduit dans la centrifugeuse décanteuse.

Séparation par centrifugation : Dès son entrée, le tambour se met à tourner rapidement, générant une force centrifuge. Cette force provoque la migration des particules solides, plus denses, vers la périphérie du tambour, tandis que la phase liquide, plus légère, reste plus près du centre.

Convoyage par vis sans fin : À mesure que les particules solides s’accumulent sur la périphérie du tambour, la vis sans fin assure leur évacuation continue vers l’orifice de déchargement. Ceci garantit une extraction efficace des solides de la phase liquide.

Évacuation du liquide : Simultanément, la phase liquide clarifiée se déplace vers le centre du tambour et sort par une sortie séparée.

Réglage précis : Les différences de vitesse entre le tambour et le convoyeur à vis peuvent être ajustées via la boîte de vitesses, permettant aux opérateurs d’optimiser l’efficacité de séparation en fonction de facteurs tels que la taille des particules, la densité et la qualité de produit souhaitée.