Produkcja sezonowa
W kampanii przetwórczej powstają duże ilości bagassy, osadu filtracyjnego i innych pozostałości, podczas gdy zaopatrzenie w energię powinno działać niezawodnie przez cały rok.
Przemysł cukrowniczy, bioetanolowy i drożdżowy
Biogaz i biometan z pozostałości trzciny cukrowej
Wywar, osad filtracyjny (press mud), bagassa, słoma trzciny cukrowej, melasa i ścieki z produkcji drożdży są przetwarzane w fermentacji beztlenowej na biogaz, biometan, energię procesową i organiczne nawozy NPKS, również w koncepcjach całorocznej eksploatacji.
Problem wyjściowy
Wywar, bagassa i pozostałości trzciny cukrowej: sezonowość, energia i składniki pokarmowe
Pozostałości włókniste
Słoma, wierzchołki trzciny cukrowej i bagassa zawierają dużo lignocelulozy i są tylko częściowo dostępne dla konwencjonalnej fermentacji.
Ciekłe pozostałości i ścieki
Melasa, wywar, kondensaty i ścieki z produkcji drożdży wymagają intensywnego oczyszczania i utylizacji, lecz zawierają także możliwą do wykorzystania materię organiczną.
Straty składników pokarmowych i energii
Spalanie, otwarte magazynowanie lub niewystarczające oczyszczanie ścieków prowadzą do strat energii i składników pokarmowych oraz do emisji.
Zasada procesu
Całoroczna fermentacja beztlenowa dzięki magazynowaniu i przygotowaniu pozostałości
Wspólne zakiszanie
Nadwyżki bagassy, osadu filtracyjnego oraz innych stałych i ciekłych pozostałości są łączone w możliwą do magazynowania mieszaninę o odpowiedniej zawartości suchej masy i zakiszane, co umożliwia pracę poza kampanią zbiorczą.
Rozdrabnianie i przygotowanie biosuspensji
Stałe pozostałości i kiszonka są rozdrabniane do krótkich włókien. Wraz z osadem filtracyjnym, wywarem, melasą, ściekami drożdżowymi i zawracanym biofiltratem tworzą pompowalną biosuspensję o wysokiej zawartości części stałych.
Przestrzennie oddzielona hydroliza
Biosuspensja jest poddawana hydrolizie tlenowej lub półtlenowej. Ułatwia to rozkład struktur włóknistych przed procesem beztlenowym i odciąża fermentory.
Mezofilowa fermentacja główna
Hydrolizat jest przetwarzany w fermentorach zachowujących kultury, z mieszaninami mikroorganizmów dostosowanymi do materiałów lignocelulozowych. Odpowiedni minimalny czas retencji sprzyja stabilnej i wysokiej produkcji biogazu.
Termofilowa fermentacja wtórna
Następny etap termofilowy zwiększa stopień rozkładu, wytwarza dodatkowy biogaz i poprawia jakość higieniczną pofermentu.
Obieg gazu, wody i składników pokarmowych
Biogaz jest biologicznie odsiarczany i wykorzystywany energetycznie. Poferment jest rozdzielany; biofiltraty wracają do procesu po usunięciu inhibitorów, a stałe frakcje NPKS i roztwór siarczanu amonu są dostępne jako nawozy.
Odpowiednie strumienie surowcowe
Wywar, press mud, bagassa, słoma i inne pozostałości
Słoma i wierzchołki trzciny cukrowej
Lignocelulozowe pozostałości żniwne z plantacji, które po rozdrobnieniu i przygotowaniu mogą być wykorzystane energetycznie.
Bagassa
Włóknista pozostałość po tłoczeniu trzciny cukrowej, która zależnie od lokalizacji może być częściowo lub całkowicie wykorzystana biotechnologicznie.
Osad filtracyjny
Bogata w składniki pokarmowe pozostałość z oczyszczania soku surowego o dużym potencjale do produkcji biogazu i nawozów.
Melasa i wywar
Ciekłe pozostałości i produkty uboczne z produkcji cukru i bioetanolu, które mogą stanowić organiczne i płynne składniki biosuspensji.
Ścieki drożdżowe i kondensaty
Ciecze obciążone materią organiczną, które mogą ograniczyć zużycie świeżej wody i dostarczyć dodatkowej energii.
Biofiltraty z separacji pofermentu
Po obniżeniu zawartości amonu służą jako aktywne biologicznie medium procesowe i główny składnik ciekły do ponownego przygotowania zawiesiny.
Korzyści dla klienta
Większa niezależność energetyczna, niższe koszty utylizacji i zamknięte obiegi składników pokarmowych
Całoroczna praca instalacji
Zakiszanie wyrównuje sezonowe ilości i umożliwia ciągłą produkcję biogazu i energii procesowej także poza kampanią trzciny cukrowej.
Energia elektryczna, para i ciepło z pozostałości
Biogaz może być wykorzystywany w układach kogeneracyjnych lub gazowo-parowych do produkcji energii elektrycznej, pary procesowej oraz gorącej i ciepłej wody.
Mniejsze obciążenie ściekami i utylizacją
Wywar, ścieki drożdżowe, osad filtracyjny i inne pozostałości są wykorzystywane jako surowce zamiast kosztownego oczyszczania lub utylizacji.
Organiczne nawozy NPKS
Stałe frakcje pofermentu i roztwór siarczanu amonu zawracają azot, fosfor, potas i siarkę na plantacje trzciny cukrowej i mogą częściowo zastąpić nawozy mineralne.
Mniejsze oddziaływanie na środowisko
Zamknięty system wykorzystania ogranicza emisje, transport pozostałości, powstawanie popiołu, zużycie paliw kopalnych i nawozów chemicznych.
Dodatkowy potencjał przychodów
Możliwe przychody mogą pochodzić z nadwyżek energii elektrycznej, produktów nawozowych oraz – zależnie od obowiązujących programów – uznanych redukcji emisji.
Podstawa techniczna
Przedstawione rozwiązanie procesowe opiera się na opublikowanym międzynarodowym zgłoszeniu patentowym WO 2018/091004 A1. Konkretne zaprojektowanie wymaga bilansu materiałowego i energetycznego dla danej lokalizacji oraz oceny istniejących instalacji cukrowych, etanolowych, drożdżowych, parowych i ściekowych.
Państwa zakład