Equipo ST & La tecnología utiliza electrostática para producir coproductos de piensos de valor añadido de la industria del etanol

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electrostatics to produce value-added feed coproducts from the ethanol industryA medida que los márgenes de los productos de etanol se aprietan o desaparecen, muchos productores de etanol optan por centrarse en la creación de valor a partir de coproductos. Granos de destiladores secos con solubles (Ddgs) ha sido durante mucho tiempo un coproducto subvaluado. Pero en 28 Para 32 por ciento de proteína, contiene demasiada proteína para darse cuenta de su valor completo como alimento para rumiantes, mientras que al mismo tiempo es demasiado bajo en proteínas para ser utilizado en altas proporciones de sustitución para piensos monogástricos como la acuicultura, porcinos y aves de corral. Este es un desafío común en toda la industria de la alimentación animal y representa una gran oportunidad en el campo de la nutrición animal de precisión, definido como proporcionar a un animal alimentos que cumplan con precisión sus requisitos nutricionales. Otras oportunidades, como el rápido crecimiento de la acuicultura y el alto costo y la limitada disponibilidad de, reforzar esta tendencia del mercado.

Seco, Húmedo y electrostático Recientemente, múltiples tecnologías han entrado en el mercado para abordar la necesidad de generar un coproducto de alta proteína. En términos generales, estas tecnologías se pueden clasificar en dos segmentos: que se integran con el proceso de producción de etanol y operan en corrientes de proceso húmedos; y los que se producen después del proceso de producción de etanol y operan en flujos de proceso seco. Las tecnologías húmedas a menudo utilizan una combinación de métodos de separación que se basan en la modificación del tamaño de las partículas, como la molienda, segregación del tamaño de las partículas, como filtración o cribado, y separación de densidad como la separación de ciclones para separar la levadura de la fibra vegetal. Estos sistemas pueden ser antes o después de la etapa de fermentación, pero en todos los casos la separación de la proteína de la fibra se produce antes de que los granos de los destiladores se secan. Estos sistemas húmedos se integran en el proceso de etanol y, por lo tanto, funcionan simultáneamente con la planta de etanol.

Por el contrario, los métodos de procesamiento en seco son independientes del proceso de producción de etanol, y en su lugar operar en el flujo DDGS directamente. Estos sistemas a menudo utilizan molienda, clasificación del aire o tamizado seco. Un enfoque novedoso utiliza separación electrostática para generar DDGS con alto contenido de proteínas mediante la eliminación de fibra en un estado totalmente libre de agua, proceso de back-end que es independiente del proceso de producción de etanol.

La electrostática es un fenómeno que casi todo el mundo ha experimentado de primera mano en la vida diaria, pero pocos se han encontrado en un entorno industrial. Tal vez el ejemplo más relatable de electrostático es el efecto de frotar un globo en el cabello de una persona. A medida que el globo de goma entra en contacto con el cabello humano, elimina los electrones del cabello. Esto se debe a que el caucho y la mayoría de los polímeros tienen una alta electronegatividad (afinidad por los electrones). El globo se queda con una carga negativa neta, habiendo acumulado los electrones adicionales, y el pelo del sujeto tiene una carga positiva. Claro, como las cargas eléctricas se repelen entre sí, por lo que el pelo del sujeto se levanta al final en un esfuerzo por maximizar la distancia entre otras hebras de pelo cargadas positivamente

En el caso de DDGS, proteína y fibra adquieren carga eléctrica opuesta al contacto entre sí, permitiendo que se separen entre sí en un campo eléctrico de alta tendencia.

Atención creciente

La electrostática no es un fenómeno nuevo, por supuesto, y tiene un gran número de aplicaciones industriales y del mundo real. La separación electrostática ha sido utilizada por industrias seleccionadas durante muchos años. En procesamiento de minerales y aplicaciones de reciclaje, la separación electrostática ha sido en uso comercial durante al menos 50 años. La separación electrostática de materiales vegetales se ha investigado 140 años, con la primera patente para la separación electrostática de middlings de harina de trigo presentados tan pronto como 1880.

Recientemente, procesamiento electrostático ha recibido una gran atención como método para concentrar las proteínas vegetales. Este desarrollo se ha acelerado en el pasado 10 Para 20 años, con muchas universidades de investigación en Europa y los EE.UU.. aplicar técnicas de separación electrostática a una amplia variedad de materiales, incluyendo DDGS, harinas de semillas oleaginosas, y proteínas de guisantes y pulsos. De esta investigación, es evidente que los métodos electrostáticos tienen el potencial para generar nuevos, ingredientes y productos de proteínas vegetales de mayor valor, y ofrecer una alternativa a los métodos de procesamiento en húmedo.

Los métodos de separación electrostática ofrecen ventajas sobre los métodos de separación húmeda, incluyendo el costo y la flexibilidad operativa del proceso de producción de etanol. Los métodos de separación electrostática también ofrecen la ventaja de no requerir productos químicos ni agua, lo que facilita la limpieza ya que la tasa de crecimiento bacteriano se reduce en los productos secos. Y la separación electrostática es leve, en que no cambia la funcionalidad de la proteína nativa.

High protine coproducts

Ash and Feed

Equipo ST & La tecnología ha estado utilizando la separación electrostática en aplicaciones industriales desde 1995 para procesar cenizas volantes de centrales eléctricas de carbón. Sobre 20 millones de toneladas de cenizas volantes de productos han sido procesadas por los separadores STET instalados en los EE.UU.. Solo.

Aunque para algunos, reasignar una tecnología para procesar cenizas volantes (un mineral de aluminosilicate vidrioso sobra de carbón quemado para la energía) concentrar la proteína vegetal de DDGS puede parecer extraño, en verdad, el mercado de DDGS y el mercado de cenizas volantes comparten una sorprendente cantidad de similitudes. Para empezar, ambos productos se generan en grandes volúmenes en los EE.UU., con un estimado 36 millones de toneladas métricas de granos de destiladores producidos por los EE.UU.. industria del etanol en 2019. En comparación, ee.UU.. industria de la energía del carbón generada en torno a 35 millones de toneladas métricas de cenizas volantes en 2017. Ambos productos se venden a márgenes bajos, y su valor depende en gran medida del procesamiento y el transporte de grandes volúmenes a bajos costos.

Y tanto DDGS como las cenizas volantes en última instancia derivan su valor de desplazar otros materiales de mayor costo. Sucedáneos de cenizas voladoras para cemento, el componente más caro en el hormigón de mezcla listo. DDGS compite con otras fuentes proteicas como la soja, comida de canola y girasol, entre otros.

Y tanto DDGS como las cenizas volantes han tenido que hacer el viaje de flujo de residuos de bajo valor a coproducto de valor agregado. La ceniza voladora se consideró durante mucho tiempo un producto de desecho para ser lleno de tierra, hasta que las tecnologías de bajo costo le permitieron reciclarlo como un componente de valor añadido en el. DDGS ha hecho una evolución similar, de ser considerado un material de alimentación de bajo valor casi regalando, para convertirse en un ingrediente de alimentación fabricado consistente que se exporta globalmente, y cada vez más vendido bajo nombres de marcas con un énfasis en la calidad y la consistencia.

Finalmente, parece probable que la tendencia a largo plazo de maximizar el valor de los coproductos de etanol, incluyendo granos de destiladores, continuará. Las tecnologías de procesamiento seguirán siendo fundamentales para maximizar el rendimiento técnico de los coproductos proteicos, y, en última instancia, dar forma a su potencial de creación de valor para la industria del etanol.

Estas tecnologías tendrán que demostrar un rendimiento, alta fiabilidad, bajo costo de operación y rápido retorno de capital a los usuarios finales, en un momento en que la industria del etanol se enfrenta a desafíos sin precedentes y necesita nuevas fuentes de ingresos.