Zusätzliche Rohstoffgewinnung bei der Bioethanolproduktion

Drei-Phasen-Dekanter hebt Ressourcen

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Bioethanol und andere brennbare Rohstoffe sind groß im Kommen, in Europa beispielsweise mit dem E10-Kraftstoff. In anderen Ländern, etwa in Südamerika, kommen diese Ersatzstoffe sogar in einem noch wesentlich höheren Umfang zum Einsatz. Die verwendeten Pflanzen liefern jedoch weit mehr als nur Ersatzkraftstoffe. Damit keine wertvollen Ressourcen verloren gehen, helfen Dekanter und Tricanter, die Bestandteile effizient und wirtschaftlich voneinander zu trennen.

Die Gewinnung von Bioethanol basiert auf dem Einsatz von stärke- oder zuckerreichen Nutzpflanzen, hauptsächlich Mais, Hirse oder Weizen. Große Mengen werden in einer Maische angesetzt und durch Zugabe von Enzymen fermentiert. Das entstehende Ethanol wird in der Destillation von der Maische getrennt. Zurück bleibt eine Schlempe, die es im wahrsten Sinne in sich hat. Befreit vom Ethanol birgt diese Restflüssigkeit viele weitere wertvolle Rohstoffe. Dekanter trennen höchst effizient die Feststoffe von der Flüssigkeit. Die daraus resultierende Dünnschlempe wird in thermischen Verfahren zu Sirup konzentriert. Anschließend erfolgt der Verschnitt mit dem Feststoff aus dem Dekanter. Je nach Bedarf wird der Feststoff mit dem Sirup ebenfalls thermisch zu DDGS (Distiller Dried Grain & Solubles) getrocknet oder nass als proteinreiches Viehfutter verwendet.

Zusätzliche Gewinnung von Öl

Während klassische Bioethanolanlagen nur das Ethanol, die Feststoffe und den restlichen Sirup aus der Dünnschlempe erzeugen, nutzen moderne Anlagenbetreiber eine zusätzliche Möglichkeit der Rohstoffgewinnung. Nach dem Durchlauf durch den Dekanter ist die Dünnschlempe zwar weitestgehend von Feststoffen befreit, nicht jedoch von wertvollem Öl. Mit Tricantern von Flottweg lässt sich bei maisbasierenden Ethanolanlagen beispielsweise Maisöl separieren. Aufbau und Funktionsweise des Tricanters sind ähnlich wie bei einem Dekanter (Zwei-Phasen-Trennung). Der entscheidende Unterschied dieser beiden Maschinen liegt in der Ableitung der Flüssigkeit. Bei einem Tricanter sind zwei Flüssigphasen vorhanden. Eine schwere Flüssigphase (höhere Dichte und abgeleitet unter Druck) sowie eine leichte Flüssigphase (geringere Dichte und drucklos abgeleitet). Und genau nach diesem Prinzip werden die Öle aus der Dünnschlempe separiert und ein zusätzlicher Rohstoff, beispielsweise für die Herstellung von Biodiesel, wird gewonnen.

Für den Dauereinsatz konzipiert

Eine alternative Rohstoffgewinnung macht nur dann Sinn, wenn sie natürliche Vorkommen wirtschaftlich ersetzt. Um dies zu erreichen, müssen die Anlagen zur Gewinnung der Stoffe unterbrechungsfrei laufen und große Mengen möglichst günstig verarbeiten. Die speziellen Drei-Phasen-Dekanter von Flottweg sind für derartige Dauereinsätze unter höchster Belastung konstruiert. Die Maschinen werden durchgehend aus widerstandsfähigen Materialien gefertigt und halten damit auch einer Dauerbelastung stand. Bei der Gewinnung von Ethanol und weiteren Rohstoffen sind die Maschinen durchschnittlich 350 Tage, sprich 8500 h/a im Einsatz – ohne Unterbrechung. Dabei müssen sie nicht nur mechanischen, sondern auch thermischen Beanspruchungen standhalten. Die Schlempe wird mit rund 85 °C in die Dekanter und Tricanter eingeleitet. Im Zusammenspiel mit der hohen Drehzahl der Trommel entsteht eine enorme Belastung für die Lager. Die eigens entwickelte Öl-Luft-Schmierung sorgt für die optimale Versorgung der Trommellager mit frischem und hochwertigem Schmieröl. Für die Lager resultieren daraus eine minimale Temperatur und maximale Standzeit bei niedrigem Energieverbrauch – und das nahezu ohne Wartung.

Eine weitere Besonderheit der Dekanter und Tricanter für Anlagen zur Herstellung von Bioethanol ist der Simp Drive. Diese Technologie regelt automatisch die Differenzdrehzahl in Abhängigkeit vom Schneckendrehmoment. Das Resultat: Der Dekanter passt sich selbstständig an unterschiedliche Lastzustände an und entwässert die zugeführte Schlempe auf den jeweils maximalen Trockenstoffgehalt.

Geringer Energieverbrauch

Der Dekanter speziell für die Schlempeentwässerung benötigt bis zu 40 % weniger Antriebsleistung im Vergleich zu konventionellen Dekantierzentrifugen. Auch der höhere Trockenstoffgehalt nach der Entwässerung der Schlempe trägt entscheidend zur Energieeffizienz bei. Die optimierte Trennung von Flüssigkeit und Feststoff reduziert nachgelagerte Trocknungs- bzw. Eindampfungsprozesse und spart somit zusätzlich Energie. Eine weitere Flottweg-Innovation zur Energieeinsparung ist Recuvane. Das rein mechanische Prinzip nutzt die Rotationsenergie des Wassers für die Drehzahl der Trommel. Das Funktionsprinzip ist so einfach wie genial: Die vom Feststoff getrennte Flüssigkeit wird in herkömmlichen Dekantierzentrifugen drucklos abgeleitet. Dabei geht die im Wasser enthaltene Energie verloren. Das Recuvane-System ermöglicht die Rückgewinnung dieser Rotationsenergie durch eine gezielte Kanalisierung und Abführung, wodurch es den Hauptantrieb unterstützt und somit den Energieverbrauch senkt. Bis zu 20 % der Arbeitsenergie lassen sich somit einsparen – bei einer Laufleistung von 350 Tagen pro Jahr bedeutet dies eine erhebliche Reduktion der Energiekosten.

Hohe Standfestigkeit

Entscheidend für eine effiziente Gewinnung von Rohstoffen bei der Herstellung von Bioethanol ist die Standfestigkeit der Anlagen und Maschinen. Stillstandzeiten durch Wartung und Reparatur sind für die Betreiber mit hohen Kosten gleichzusetzen. Die Dekanter und Tricanter sind auf den kontinuierlichen Betrieb über lange Zeiträume hinweg ausgelegt. Eine Lebensdauer von 25 Jahren ist normal und nicht selten werden Anlagen gewartet, die sich bereits über 30 Jahre im Betrieb befinden. Aber auch die Wartung spielt eine entscheidende Rolle, insbesondere in Anlagen, die rund um die Uhr laufen. Die Wartungsintervalle der Maschinen speziell für Bioethanolanlagen sind auf lange Zeiträume ausgelegt. Flottweg empfiehlt größere Wartungen erst nach zwölf bis 18 Monaten und da meist mehrere Dekanter und Tricanter parallel laufen, ist lediglich für eine kurze Zeit eine Reduzierung des Durchlaufs nötig, jedoch kein Stillstand.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0619flottweg


Autor: Karl Rackerseder

Vertriebsingenieur,

Flottweg



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