DDGS Tüm Damıtma Atıklarının Susuzlaştırılması için Etanol İşleme

Bitkisel şeker ve nişastaların fermantasyonuna dayanan biyoetanol, benzin yerine kullanılan bir yakıttır. En yaygın kullanılan hammaddeler mısır ve şeker kamışıdır.

Mısır ve buğday gibi nişasta bazlı hammaddelerden etanol üretimi, hayvan yeminde, tercihen çözünebilir maddeler içeren kurutulmuş damıtma artığı (DDGS) olarak kullanılabilen tonlarca damıtma artığı oluşturur. Dekantör santrifüjler, damıtma artısını proteinler ve mikrofiberler içeren "ince damıtma artığı" adı verilen bir santrifüj ve tahılın liflerinin kaba bileşenlerini içeren "ıslak kek" adı verilen katı bir faza ayırır.

Protein, maya ve mikrofiber içeren santrifüj tortusu (ince damıtma artığı), şurup elde etmek için buharlaştırılır; bu şurup aynı zamanda "kalın damıtma artığı" olarak da bilinir. Eğer hammadde olarak mısır kullanılıyorsa, kalın damıtma artığı ayrıca santrifüj ayırıcılarla elde edilebilen mısır yağı da içerir; bu sayede ham maddeden ve işlemden en iyi şekilde yararlanılabilir. Yağdan arındırıldıktan sonra, kalın damıtma artığı, dekantörden gelen ıslak kek ile karıştırılır ve kurutularak DDGS oluşturulur.

Şeker kamışı veya melas gibi şeker bazlı hammaddelerden etanol üretiminde, damıtma aşamasında vinasse oluşur. Buharlaştırma yoluyla daha da yoğunlaştırıldıktan sonra, vinasse konsantresi dekantörler yardımıyla işlenir. Son olarak elde edilen vinasse ürünleri, hayvan yeminde katkı maddesi ve gübre olarak kullanılır.

Özellikler ve Faydalar

Yüksek g-hacimli derin havuz tasarımı, otomatik diferansiyel hız ayarı ve sürekli tam tork sayesinde en yüksek ayırma verimliliği ve daha kuru kek elde edilir.

Enerji verimli tasarım: daha az enerji talebi için küçük katı madde boşaltma çapı ve enerji jetleri.

Sağlam ve güvenilir çalışma: yüksek sıcaklıklara daha az maruz kalmayı sağlayan dıştan takmalı dişliler, tüm ana yataklar için yağ + hava yağlaması.

Gelişmiş aşınma koruması: Daha uzun çalışma süresi için karo ve tungsten karbür koruma.

Üretim sırasında kase hızının değişmesi nedeniyle yüksek esneklik sağlayan VFD sürücüsü.

Kompakt Tasarım: Küçük boyut, tüm servis gerektiren parçalara kolay erişim.

DDGS Sektör Analizi

Gelir kaynaklarını artırmak için birçok etanol üreticisi, ürün yelpazesini biyoyakıtlar, plastikler, gübreler, karbondioksit, dezenfektanlar ve hayvan yemi gibi çeşitli sektörleri de kapsayacak şekilde genişletti.

Damıtılmış kurutulmuş tahıl artıkları (DDGS), bira endüstrisinin önemli bir yan ürünü olup, yaklaşık %98'i etanol tesislerinden, geri kalan %2'si ise alkollü içecek endüstrisinden temin edilmektedir.

Ağırlıklı olarak mısırdan ve daha az oranda buğday ve pirinçten elde edilen DDGS üretimi, o zamandan beri önemli bir büyüme kaydetti.

2000 yılında yaklaşık 35 milyon tonluk bir üretime ulaşan DDGS, ihracatta da önemli bir artış gösterdi. Amerika Birleşik Devletleri'nde DDGS'nin önemli bir kısmı süt ve et sığırı yeminde kullanılırken, yaklaşık %20'si domuz ve kümes hayvanı yemine ayrılıyor.

Üretim sürecinde son ürün olarak etanol ve DDGS elde edilir; etanol damıtılmasından sonra tortunun susuzlaştırılması için dekantör santrifüjler kullanılır. Ayrıca, ihtiyaç duyulması halinde, bir biyogaz tesisi kurularak sıvı fazdan enerji elde edilebilir.

Başlıca Adımlar

Fermantasyondan önce, karışımın 32°C'ye kadar soğutulması gerekir; bu optimum sıcaklığa ulaşıldığında fermantasyon başlar. Fermantasyon tankında, karışım su ve aktif maya ile birleşerek tahıl şekerlerinin etanol ve karbondioksite dönüşümünü katalize eder. İstenen alkol konsantrasyonlarına bağlı olarak, fermantasyon genellikle yaklaşık iki gün sürer.

Elde edilen fermente karışım, bir damıtma kolonunda ayrıştırmaya tabi tutulur; burada alkol, sudan ve diğer safsızlıklardan izole edilerek yaklaşık %95 saflıkta etanol elde edilir.

Aynı anda, fermantasyon sırasında oluşan katı-sıvı karışım, susuzlaştırma için bir dekantör santrifüje gönderilir. Katı faz, kurutma aşamasına geçmeden önce dekantör santrifüj içinde susuzlaştırmaya tabi tutulur.

Kurutma işlemi sırasında, sıvı faz buharlaşma yoluyla koyu bir hamur haline dönüşür ve daha sonra yaklaşık %10-14 nem içeriğine ulaşmak için bir tüp demet kurutucuya yönlendirilen ıslak keke yeniden dahil edilir.

Susuzlaştırma işlemi, tahılların yanma riskini azaltmada, rengini değiştirmede, besin değerlerini korumada ve bozulma hızını yavaşlatmada kritik bir rol oynar.

Sığır yemi uygulamalarında, çöktürme tankından çıkan katı madde kurutmaya gerek kalmadan doğrudan kullanılabilir. Ancak koyun ve balık yemi için, optimum kalite ve tüketime uygunluk sağlamak amacıyla kurutma şarttır.

DDGS'nin İçerdiği İşleme Adımları

Dekantör santrifüjünün yapısı ve çalışma prensibi (DDGS üretimini örnek alarak)

Yapı

Dekantör santrifüjü üç ana bileşenden oluşur:

Tambur Bölümü: Bu bölüm, ayrışma işlemine tabi tutulan malzemeler için muhafaza görevi gören silindir ve koniyi içerir. Tambur döndükçe, merkezkaç kuvveti katı ve sıvıların ayrışmasına yardımcı olur.

Vidalı Konveyör: Tamburun içine yerleştirilmiştir. Tambur dönerken, vidalı konveyör katı maddelerin sürekli olarak uzaklaştırılmasını kolaylaştırarak verimli bir ayrıştırma sağlar.

Tahrik Mekanizması: Motor ve dişli kutusundan oluşan tahrik cihazı, hem tamburun hem de vidalı konveyörün dönüşünü düzenler. Operatörler, dişli kutusu aracılığıyla bu bileşenler arasındaki diferansiyel hızı ayarlayarak, ayırma işlemini belirli gereksinimlere göre hassas bir şekilde ayarlayabilir, verimliliği ve performansı optimize edebilirler.

Çalışma Prensibi:

DDGS üretimi bağlamında, dekantör santrifüjü aşağıdaki şekilde çalışır:

Besleme Girişi: Fermantasyon işleminden elde edilen fermente katı ve sıvı karışımı, dekantör santrifüje verilir.

Santrifüj Ayırma: Girişte, tambur hızla döner ve santrifüj kuvveti oluşturur. Bu kuvvet, daha yoğun katı parçacıkların tamburun çevresine doğru dışarıya doğru hareket etmesine neden olurken, daha hafif sıvı faz merkeze daha yakın kalır.

Vidalı Konveyör: Katı parçacıklar tamburun çevresinde biriktikçe, vidalı konveyör bunların sürekli olarak boşaltma ağzına doğru taşınmasını kolaylaştırır. Bu, katı maddelerin sıvı fazdan verimli bir şekilde ayrıştırılmasını sağlar.

Sıvı Boşaltımı: Aynı anda, berraklaştırılmış sıvı faz tamburun merkezine doğru hareket eder ve ayrı bir çıkıştan dışarı çıkar.

İnce Ayar: Tambur ve vidalı konveyör arasındaki hız farkları dişli kutusu aracılığıyla ayarlanabilir; bu da operatörlerin parçacık boyutu, yoğunluk ve istenen ürün kalitesi gibi faktörlere bağlı olarak ayırma verimliliğini optimize etmelerini sağlar.