Fișa cu date

Distilatoare de boabe de porumb

distilatoare

  • Boabe uzate, boabe de distilatoare umede, distilatoare de boabe umede, distilatoare de boabe umede, WDG
  • Distilatoare de cereale uscate, distilatoare de cereale uscate, distilatoare de cereale uscate, distilatoare de cereale uscate, DDG
  • Boabe de distilatoare umede cu solubile, boabe de distilatoare umede cu solubile, boabe de distilatoare umede cu solubile, WDGS, DWGS
  • Distilatoare de cereale uscate cu solubile, distilatoare de cereale uscate cu solubile, distilatoare de cereale uscate cu solubile, distilatoare de cereale uscate cu soluții, DDGS
  • Solubile distilatoare condensate (CDS), soluții distilatoare uscate (DDS)

Distilatoarele pot fi scrise și Distilatoare și Distilatoare.

Cerealele distilatoare de porumb sunt principalul produs secundar al distilării alcoolului din cerealele de porumb. Distileriile produc băuturi alcoolice, etanol industrial și biocombustibil cu etanol cu ​​următoarele produse secundare (definițiile sunt date în Procese):

  • Boabe uzate, boabe umede, wși distilatoare de cereale (WDG), distilatoare de cereale umede cu solubile (WDGS)
  • Distilatoare de cereale uscate (DDG), distilatoare de cereale uscate cu solubili (DDGS)
  • Distilatoare cu solvent condensat (CDS), distilatoare solubile uscate (DDS)

Există două procese principale de distilerie: distilarea de măcinare uscată și distilarea de măcinare umedă. Procesul de măcinare uscată (sau măcinarea uscată) este principalul proces de producere a etanolului. Acest proces începe cu îndepărtarea tărâțelor prin măcinare înainte de înmuierea bobului în apă și are ca rezultat etanol și diferiți subproduse ale „distilatorilor”. Procesul de măcinare umedă începe cu înmuierea boabelor și apoi separă miezul în diferite fracțiuni, ceea ce permite producerea mai multor produse alimentare și industriale, inclusiv amidon, fructoză, ulei și etanol. Acest proces produce numeroase subproduse, inclusiv făină de gluten de porumb, furaje cu gluten de porumb și făină de germeni de porumb (USGC, 2012).

În timp ce există definiții oficiale și comerciale pentru diferitele subproduse ale distileriei de porumb, limitele dintre aceste produse pot fi oarecum neclare. În special, cantitatea de solubile amestecate înapoi la distilatoarele de cereale pentru a crea DDGS poate fi variabilă. De fapt, multe studii de cercetare nu indică dacă produsul utilizat a fost cu sau fără solubile și practic toate boabele de distilator de porumb disponibile sunt DDGS, astfel încât distincția practică între boabele de distilator de porumb cu sau fără solubile este rareori utilă (Schingoethe, 2006).

Această fișă tehnică se va ocupa în principal de DDGS al producției de etanol pe bază de porumb, măcinată uscată, care sunt acum subprodusul dominant al distileriei. Schimbările din această industrie au fost extraordinare. În SUA, distileriile au produs în 1992 două milioane de tone de cereale distilatoare de porumb, cu 40% din producția de băuturi alcoolice și 60% din producția de biocombustibili. În 2010, SUA au fost principalul producător mondial de biocombustibil pe bază de etanol pe bază de porumb, iar distileriile americane de porumb au produs peste 34 de milioane de tone de distilatoare de cereale de porumb. Producția de biocombustibili a reprezentat 97% din distilatoarele de boabe de porumb produse în SUA. Proiecțiile pentru distilatoarele de boabe de porumb din SUA sunt de aproximativ 38,6 milioane de tone până în 2020 (Hoffman și colab., 2010). Situația este diferită în Europa și Canada, unde grâul este principalul cerealier folosit pentru producția de biocombustibili, urmat de porumb, secară, sorg și amestecuri de cereale (Piron și colab., 2009).

Subprodusele distileriei au o istorie lungă și bogată în hrana animalelor. Acestea erau considerate abururi și erau aruncate în canalizare și râuri. Cerealele uzate au fost vândute la un preț scăzut fermierilor locali ca hrană pentru animale (Lyons, 2003). Cerealele pentru distilarea porumbului au devenit un produs secundar important doar la mijlocul secolului al XIX-lea în Marea Britanie, când patentul Coffey (coloana de distilare continuă) a înlocuit fotoliile de oală, permițând utilizarea porumbului în producția de whisky de cereale, înlocuind parțial orzul. (Weir, 1984). În New York, în anii 1850, hrănirea la scară largă a vacilor de lapte cu piure de distilerie în condiții insalubre a dus la scandalul „laptelui de piatră”, o sperietură majoră a alimentelor care a dus la o mai bună reglementare a industriei lactate (Wilson, 2008). Primul studiu despre hrănirea boabelor de distilator la bovine a fost publicat în 1907 (Weiss și colab., 2007).

Boabele de distilare de porumb sunt ingrediente valoroase pentru furaje, bogate în proteine, moderat bogate în grăsimi și relativ sărace în fibre și pot fi hrănite tuturor categoriilor de animale (Hayes, 2008). Trebuie remarcat faptul că, începând cu 2012, subprodusele de etanol din porumb nu sunt doar relativ recente, dar continuă să evolueze datorită schimbării tehnologiilor și a cererii de biocombustibili.

Cerealele umede de distilator de porumb se găsesc în principal în vecinătatea plantelor de etanol. În SUA, s-a estimat că 86% din boabele de distilator de porumb sunt transportate pe șosea la 80 km de fabrica de etanol (US EPA, 2010).

Distilatoarele de cereale uscate sunt o marfă. În 2008, SUA au exportat 4,5 milioane de tone (81%) din subprodusele de bere și distilerie comercializate la nivel mondial. Ceilalți principali exportatori au fost China, Canada, Germania și Polonia. Principalii importatori de fabrici de bere și subproduse de distilerie au fost Mexic, Canada, Turcia, Coreea de Sud și Japonia (FAO, 2011).

Procesul de fabricație a etanolului (frezare uscată)

Procesul de fabricație a etanolului începe prin curățare și apoi prin măcinarea uscată a boabelor de porumb. Boabele măcinate sunt amestecate cu apă și enzime (amilaze) pentru a produce o piure în care are loc hidroliza amidonului (etapa de lichefiere). Acest piure este gătit pentru a ucide bacteriile care produc acid lactic nedorit. Enzimele sunt adăugate la piure pentru a transforma amidonul în dextroză (etapa de zaharificare). După zaharificare, se adaugă drojdie pentru a începe procesul de fermentare, care produce o „bere” și CO2. Berea trece printr-o coloană de distilare continuă pentru a produce alcool în partea de sus a coloanei.

Produsul care rămâne în partea de jos (tot stagnatul) este centrifugat și cedează boabe umede (numit si cereale uzate) și stagnare subțire. Boabele umede pot fi hrănite direct la animale sau pot fi uscate pentru a produce distilatoare de cereale uscate (DDG). Stilul subțire poate fi vândut ca furaj cu umiditate ridicată sau poate fi deshidratat pentru a produce distilatoare solubile condensate (CDS, numit și sirop). Solubile condensate și distilatoarele de cereale sunt adesea amestecate împreună pentru a se prepara umed sau cereale și solubile distilatoare uscate (WDGS sau DDGS) (Mosier și colab., 2006).

În timp ce fabricarea etanolului urmează de obicei procesul descris mai sus, natura produselor finale (băuturi, alcool industrial, biocombustibil), cunoștințele locale și inovația pot necesita adaptări specifice, rezultând subproduse ușor diferite.

Distilatoare de cereale bogate în proteine

Utilizarea crescândă a porumbului ca materie primă pentru producția de etanol a condus, în unele cazuri, la modificări ale proceselor, deoarece există o nevoie constantă de produse cu valoare adăugată mai mare pentru a se potrivi modelului economic de producție a biocombustibililor. Noi procese au fost concepute pentru a separa fracțiunile valoroase de porumb înainte sau după distilare. Boabele pot fi separate în primul rând în germeni (care vor produce ulei alimentar de mare valoare), tărâțe și endosperm, care este supus distilării. Deoarece grăsimile și fibrele sunt îndepărtate în primii pași ai procesului, proteinele sunt concentrate în boabele uscate distilatoare finale, numite cereale distilatoare bogate în proteine (HPDG) (Kelzer și colab., 2011; Hoffman și colab., 2010).

DDGS redus de grăsime

Extracția uleiului de porumb din cereale uscate de la distilatoare este mai puțin costisitoare decât extracția directă din cereale. Produce un ulei nepotrivit pentru hrană și furaje, dar utilizabil și pentru biodiesel DDGS redus de grăsime (US EPA, 2010; Hoffman și colab., 2010).

Distileria de whisky

În unele distilerii de whisky, mustul este filtrat după etapa de lichefiere, producând must și un produs secundar solid numit drojdie sau distilatorii au consumat cereale. Mustul suferă o fermentare suplimentară în timp ce pâinea este uscată sau presată înainte de a fi hrănită animalelor. Se numește efluentul fără alcool care rămâne la baza coloanei de distilare spălat cheltuit sau drojdia consumată. Acest produs, care conține enzime și drojdie, poate fi uscat pentru a produce distilatoare solubile uscate. De asemenea, poate fi centrifugat astfel încât solidele să poată fi uscate în continuare concentrate de distilatoare. Ca și în producția de etanol, boabele uzate sunt adesea amestecate cu soluții, rezultând distilatoare de cereale întunecate (Lyon, 2003; Crawshaw, 2004; Göhl, 1982). Este important de reținut că whisky-urile sunt adesea rezultatul distilării boabelor amestecate care pot include porumb, grâu, orz și secară. Prin urmare, produsele secundare nu sunt distilatoare pentru boabe de porumb în sens strict. Whisky-ul cu malț unic se obține de obicei din orz (și uneori secară), dar nu din porumb (Crawshaw, 2004).

Costurile energiei

Uscarea distilatoarelor și solubilelor de cereale este un proces consumator de energie: 40,4% din energia termică utilizată într-o fabrică de etanol care produce DDGS poate fi utilizată în procesul de uscare. Cu toate acestea, boabele distilatoarelor umede se strică rapid și forma uscată este de preferat în ciuda costurilor energetice ridicate: 63% din DGS produse de industria de etanol de măcinare uscată din SUA sunt vândute uscate (US EPA, 2010).

Compuși organici volatili

Uscarea cerealelor distilatorilor produce compuși organici volatili care pot cauza probleme grave de sănătate. Aceste emisii pot fi reduse (până la 95%) prin instalarea de oxidanți termici în instalațiile de etanol (US EPA, 2011).

Reducerea deșeurilor industriale

Cerealele distilatoare de porumb hrănite la animale elimină cantități uriașe de subproduse care altfel ar trebui eliminate prin alte mijloace (Lyons, 2003).

Reducerea emisiilor de metan

Boabele de distilare de porumb sunt un ingredient mai eficient decât boabele de porumb la bovine și s-a demonstrat că scade metanul produs din fermentația enterică atunci când îl înlocuiesc. Această reducere a fost estimată la 3,2 g CO2eq/MJ etanol per cap de bovine hrănite cu DGS (US EPA, 2010).

Subproduse de porumb modificate genetic

Cerealele distilatoare de porumb sunt produse în principal în SUA și pot rezulta din prelucrarea porumbului modificat genetic (în 2005, aproximativ 50% din suprafața porumbului din SUA a fost semănată cu plante transgenice) (Fernandez-Cornejo și colab., 2006). Uniunea Europeană a fost prima piață de export și a importat peste 90% din DDGS de porumb din SUA în fiecare an între 1995 și 2000. Ca urmare a moratoriului de facto privind aprobarea noilor soiuri modificate genetic și a următoarei introduceri de noi etichetări și cerințele de trasabilitate pentru hrana animalelor în 2004, exporturile de distilatoare de cereale din SUA către UE au scăzut cu 80% între 2005 și 2008 (Fox, 2008).

Subprodusele distileriei de porumb sunt rezultatul extracției amidonului din boabele de porumb și tind să concentreze ceilalți nutrienți, în special proteine, fibre, zaharuri solubile și ulei. Concentrațiile acestor nutrienți pot fi de până la 3 ori mai mari decât în ​​cereale (Pedersen și colab., 2007).

Variabilitate

După cum sa menționat în Procese, variațiile în includerea soluțiilor, extracția (sau nu) a uleiului și inovațiile tehnice în fermentare și fracționare au ca rezultat DDGS care conține mai mult (sau mai puțin) proteine, energie, grăsimi, fibre și fosfor (Rausch și colab., 2006; Kelzer și colab., 2010). Compoziția DDGS de porumb este, prin urmare, extrem de variabilă, în funcție de planta de etanol (Spiehs și colab., 2002). De fapt, este dificil să se furnizeze o compoziție tipică pentru DDGS, deoarece, spre deosebire de majoritatea subproduselor industriale, compoziția sa nu este determinată de rata de extracție a unui singur produs final (cum ar fi amidonul, zahărul sau uleiul), ci depinde de mai mulți factori . Tabelul următor prezintă compoziția proximală a mai multor grupuri de DDGS (date colectate de AFZ și Universitatea din Minnesota).

Variația de proteine ​​brute, NDF, ADF, ADL, fibre brute, cenușă, grăsimi și amidon în porumb DDGS (toate valorile în% DM)

Proteine ​​brute

Fibră brută

NDF

ADF

ADL

Frasin

Gras

Amidon

Obs.

Etanol DDGS
2000-2010
mai ales SUA și Canada