Агропромышленный биокластер для производства биопродуктов

Предлагаемое техническое решение относится к технике и технологии производства биопродуктов, например, спирта, ферментов, аминокислот, оргкислот на базе ферментации сбраживаемых сахаров: глюкозы, фруктозы и т.д., преимущественно при кластерном размещении производств. Т.е в случае размещения этих производств в территориальной близости друг от друга и использования при этом близких по составу питательных сред.

Известна технология обеспечения крахмалом предприятий Агропромышленного Биокомплекса, разработанная финской фирмой ELOMATIC Consalting &Engineering.

Суть ее состоит в том, что зерно из элеватора подают на Завод по глубокой переработке зерна. Там его размалывают в муку и очищают от отруби. Затем смешивают муку с водой и разделяют полученное тесто на плотен и крахмальное молочко (суспензию). Затем выделяют из суспезии крахмал, сушат его, фасуют и отправляют на предприятия Агропромышленного Биокластера.

Далее, на каждом из предприятий крахмал смешивают с водой с получением 36-40% суспензии, осахаривают ее и из полученного раствора моносахаров (глюкозы, фруктозы, мальтозы) готовят Питательную смесь. Далее все по индивидуальной технологии.

Недостатки этой технологии очевидны. Нет смысла доводить крахмал до сухого порошка т.к. на каждом предприятии Агропромышленного Биокластера приходится сухой крахмал смешивать с водой до образования крахмальной суспензии.

От этого недостатка свободна технология, предложенная фирмой Flottweg GmbH & Со.

В отличии от ELOMATIC Consalting &Engineering, они предлагают после получения крахмального молочка не выделять из него крахмал, а сразу по трубопроводу отправлять его на предприятия Биокластера.

Далее, на каждом из предприятий, крахмал осахаривают и получают раствор сбраживаемых моносахаров (глюкоза, мальтоза, фруктоза), который служит основой для приготовления Питательной среды.

Технология Flottweg GmbH & Со. Взята авторами за прототип.

Недостатком Прототипа является тот факт, что при транспортировке крахмального молочка на расстояния до 1000 м. существует опасность выпадения в осадок крахмала, находящегося в крахмальном молочке во взвешенном состоянии. Осевший крахмал может привести к закупорке трубопроводов и, соответственно, к остановке производства.

Целью настоящего технического решения является исключение возможности закупорки трубопроводов и, как следствие, повышение устойчивости производства биопродуктов.

Цель достигается вводом в технологическую цепочку прототипа дополнительной операции ОСАХАРИВАНИЯ КРАХМАЛА, выполняемой после получения крахмального молочка на Заводе по глубокой переработке зерна. Т.е., предлагается транспортировать на предприятия Агропромышленного Биокластера не крахмальное молочко, а раствор сбраживаемых сахаров. При этом процесс осахаривания на каждом предприятии будет исключен.

Транспортировка раствора, а не суспензии, позволит избежать риска выпадения крахмала в трубопроводах и их закупорки.

Учитывая огромные объемы переработки крахмального молочка в раствор сбраживаемых Сахаров и специфичность применяемых при этом технологий, авторы предлагают ввести в состав Агропромышленного Биокластера дополнительного Завода по производству раствора сбраживаемых Сахаров, размещаемого в непосредственной близости от Завода по глубокой переработке зерна. Полученный на нем раствор сбраживаемых сахаров по трубопроводному транспорту подают на каждое из предприятий Биокластера.

Предлагаемый Агропромышленный Биокластер работает следующим образом.

На первом из строящихся предприятий, например, на предприятии по производству спирта, создается зерновое хозяйство, включающее в себя элеватор и Завод по глубокой переработке зерна.

Зерно из элеватора поступает на Завод по глубокой переработке зерна, конкретно на мельницу, где размалывается в муку, смешивают ее с водой, полученную массу гомогенизируют, разделяют полученную однородную массу на глютен и крахмальное, молочко, очищают крахмальное молочко и транспортируют полученное крахмальное молочко на Завод по производству раствора сбраживаемых сахарова, где крахмал подвергают осахариванию с получением раствора моносахаров, например по Заявка 2791701, Франция, МПК C12P 19/14; C12P 19/20 и далее,

раствор моносахаров транспортируют на предприятия агропромышленного Биокомплекса. На каждом предприятии из раствора глюкозы готовят Питательную смесь из которой путем ферментации получают целевой продукт, ферменты, аминокислоты, спирт, органические кислоты и т.д.

Предлагаемое техническое решение относится к технике и технологии производства биопродуктов на базе ферментации сбраживаемых Сахаров: глюкозы, фруктозы и т.д., например, спирта, ферментов, аминокислот, оргкислот, преимущественно при кластерном размещении их производств. Т.е в случае размещения этих производств в территориальной близости друг от друга и использования при этом питательных сред на основе сбраживаемых Сахаров.

По отдельности технология получения каждого из перечисленных продуктов предусматривает схожие фазы, а именно:

1. Помол зерна на оборудовании мельничного хозяйства с отделением от муки отрубей;

2. Замес муки в воде, подача замеса в декантер, на выходе которого получают крахмальное молочко, содержащее до 40% крахмала и глютен;

3. Прием крахмала в сухом виде или в суспензии на участке приготовления питательных сред;

4. Осахаривание крахмала (получение раствора моносахаров);

5. Приготовление питательной среды;

6. Ферментация

7. Очистка, концентрированно, получение целевого продукта.

При кластерном размещении предприятий, и в этом его преимущество, первые две фазы осуществляются на одном из предприятий. То есть, на одном из предприятий, как правило, на первом из вводимых в эксплуатацию, строят элеватор, для хранения зерна для всего Биокластера и мельницу для глубокой переработки зерна, т.е. для получения отрубей, крахмального молочка и глютена.

Известна технология обеспечения крахмалом предприятий Агропромышленного Биокомплекса, разработанная финской фирмой ELOMATIC Consalting &Engmeering. См. Технологическое описание процесса получения глютена и крахмала из пшеницы. 81006-3100-052.

Суть ее можно представить цепочкой технологических процессов:

1.Подача муки на участок выделения глютена2.смешивание с водой3.гомогенизация4. фракционирование (разделение теста на крахмальное молочко и глютен)5.очистка крахмала на гидроциклоне6.обезвоживание крахмала на барабанных фильтрах7. охлаждение в холодильнике8. фасовка крахмала9.транспортировка сухого крахмала на предприятия Агропромышленного Биокомплекса.

Все эти операции (до транспортировки сухого крахмала) выполняются на одном предприятии Агропромышленного Биокомплекса- Заводе Глубокой переработки зерна.

Далее, на каждом из предприятий крахмальный порошок смешивают с водой получая 36-40% суспензию, осахаривают ее и из полученного раствора моносахаров (глюкозы, фруктозы, мальтозы) готовят Питательную смесь. Далее все по индивидуальной технологии.

Недостатки этой технологии очевидны. Выполнять пункты 6-9 нет необходимости, т.к. на каждом предприятии Агропромышленного Биокластера приходится сухой крахмал смешивать с водой до образования крахмальной суспензии необходимой концентрации. От этого недостатка свободна технология, предложенная фирмой Flottweg GmbH & Со. См.

УСТАНОВКА ПО ПОЛУЧЕНИЮ ПШЕНИЧНОЙ КЛЕЙКОВИНЫ. ПРЕДЛОЖЕНИЕ X» 040756

1.Подача муки2.смешивание с водой3. гомогенизация4.фракционирование (разделение теста на крахмальное молочко и глютен) 5.очистка крахмального молочка на гидроциклоне6. Транспортирование по трубопроводам крахмального молочка на предприятия Агропромышленного Биокомплекса. Далее, на каждом из предприятий крахмал осахаривают и получают раствор

сбраживаемых моносахаров (глюкоза, мальтоза, фруктоза), который служит основой для

приготовления Питательной среды.

Технология Flottweg GmbH & Со. взята авторами за прототип.

Недостатком Прототипа является тот факт, что при транспортировке крахмального молочка на расстояния до 1000 м. существует опасность выпадения в осадок крахмала, находящегося в крахмальном молочке во взвешенном состоянии. Осевший крахмал может привести к закупорке арматуры трубопроводов и, соответственно, к остановке производства.

Целью настоящего технического решения является повышение надежности производства биопродуктов.

Цель достигается вводом дополнительного элемента в биокластер, а именно завода по осахариванию (гидролизу) крахмала, расположенного в непосредственной близости от участка получения крахмального молочка

На этом заводе, расположенном в нескольких десятках метров от места получения крахмального молочка методом ферментативного гидролиза получают раствор сбраживаемых Сахаров для всех предприятий биокомплекса. Полученный раствор (а не крахмальное молочко) по трубопроводам подают в приемные емкости, имеющиеся на каждом заводе.

Транспортировка к предприятиям Биокомплекса раствора, а не суспензии, позволит избежать риска выпадения крахмала в трубопроводах и арматуре и их закупорки.

Предлагаемая технология получения биопродуктов на предприятиях Биокластера приведена на Фиг.1

Схема работает следующим образом.

При образовании Агропромышленного Биокластера, на первом из строящихся предприятий, например, на предприятии по производству спирта, создается зерновое хозяйство, включающее в себя элеватор и Завод по глубокой переработке зерна.

Зерно из элеватора поступает на Завод по глубокой переработке зерна, конкретно на мельницу (См. Фиг.1), где размалывается в муку, мука смешивается с водой, полученную массу гомогенизируют и разделяют полученную однородную массу на глютен и крахмальное молочко и, наконец, транспортируют полученное крахмальное молочко на

Завод по производству сбраживаемых моносахаров, где крахмал подвергают осахариванию с получением раствора глюкозы и других моносахаров, например по Заявке 2791701, Франция, МПК С12Р 19/14; С12Р 19/20 и далее, раствор моносахаров по трубопроводам транспортируют на предприятия агропромышленного Биокомплекса, где он собирается в емкостях хранения. На каждом из предприятий из раствора моносахаров готовят Питательную смесь, из которой путем ферментации получают целевой продукт, ферменты, аминокислоты, спирт, органические кислоты и т.д., например по Способу получения Лизина. Патент 2125608 С12Р 13/08;

Агропромышленный биокластер для производства биопродуктов, содержащий завод по глубокой переработке зерна, включающий мельницу и оборудование для смешивания муки с водой, гомогенизации полученной массы и оборудование для разделения последней на глютен и крахмальную суспензию и заводы, каждый из которых имеет приемную емкость и оборудование по производству соответствующего биопродукта на основе ферментации моносахаров, например спиртов, аминокислот, органических кислот, отличающийся тем, что агропромышленный биокластер снабжен размещенным в непосредственной территориальной близости от завода по глубокой переработке зерна заводом, имеющим оборудование по осахариванию крахмала, при этом завод по глубокой переработке зерна соединен с заводом по осахариванию крахмала трубопроводом подачи крахмальной суспензии, а каждый завод по производству биопродукта сообщен с заводом по осахариванию крахмала посредством трубопроводного транспорта для доставки раствора моносахаров через приемную емкость.