А М Куц, В М Кошова - Технологія бродильних виробництвконспект лекцій - страница 10

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17 

Для зменшення витрат води та покращання фізико-хімічного складу замісу в останні роки до 50 % води замінюють фільтратом барди. Окрім того, в заміс задається до 30 % розрахункової кількості розріджуючого термостабільного ферментного препарату з а-амілазною активністю для зменшення його густини.

5.3.5. Термоферментативна обробка замісів

Основною метою термоферментативної обробки замісів - є підготовка до оцукрювання крохмалю амілолітичними ферментами солоду або ферментних препаратів. Оцукрення найбільш активно і повно проходить тоді, коли крох­маль доступний для їх дії (незахищений клітинними стінками), оклейстерезова-ний і розчинений, що можна досягти такими способами: розварюванням - теп­ловою обробкою сировини при підвищеному тиску і температурах 85-170° С, понадтонким подрібненням сировини на спеціальних машинах і механічнимподрібненням сировини до визначених розмірів часток і наступним розварю­ванням під тиском або без тиску (комбінований спосіб).

В процесі обробки зерна відбуваються значні структурно-механічні зміни сировини і хімічні перетворення речовин, що входять до їх складу.

До недавнього часу на спиртових заводах України використовували, голо­вним чином, високотемпературні безперервнодіючі Мічурінську або Мироць-ку схеми або їх різновиди розварювання замісів в апаратах колонного або тру­бчатого типів при температурах 120-160о С. Але в сучасних вимогах застосо­вують виключно низькотемпературні схеми термоферментативної обробки за­місів при температурах 85-95о С, які розроблені і впроваджені у виробництво науковцями НУХТ та Укрспритбіопроду.

Отже, сучасна технологія термоферментативної обробки замісів передба­чає наступні технологічні операції. Під час приготування зернових замісів з ви­соким ступенем подрібнення зерна та використанням гарячої води утворюють­ся грудки борошна. В більшій мірі це відбувається при приготуванні замісів з високим вмістом сухих речовин при гідромодулі 1:2,5-1:3,0. При утворенні гру­док погіршуються умови водно-теплової обробки сировини, збільшуються втрати крохмалю. На стадії ферментативного гідролізу ускладнюється доступ ферментів до біополімерів сировини, уповільнюється спиртове бродіння, під­вищується кислотність бражки, збільшується концентрація летких органічних домішок спирту, зменшується концентрація спирту, що, в свою чергу, вимагає збільшення витрати гріючої пари на ректифікацію спирту.

Для забезпечення однорідності замісу та для запобігання утворенню гру­док необхідно передбачити гомогенізацію крупки та гарячої води до їх надхо­дження в змішувач. Для цього використовують насос-змішувач, який іноді на­зивають «дезмембратор» або деземульгатор, але більш правильна назва цього апарату - гомогенізатор. Однак в таких апаратах не завжди відбувається гли­боке диспергування подрібненого зерна та води. Більш ефективно ця проблема вирішується при застосуванні проточних диспергаторів різних типів, в тому чи­слі ротаційно-пульсаційні апарати (РПА), різних кавітаційних пристроїв та віб-рокавітаційних млинів, які забезпечують подрібнення, гомогенізацію та перека­чку.

Далі заміс підігрівається в контактній головці або у спіральному теплооб­міннику до температури 85-95о С і подається в апарати термоферментативної обробки (АТФО), в яких він обробляється 90-120 хв., поступово перетікаючи із одного в інший. При цьому у АТФО задається залишок термостабільного фер­ментного препарату (70 %) і проводиться постійне перемішування замісу для контакту з ферментом.

5.3.6. Оцукрення розвареної масиМета оцукрювання розвареної маси крохмалевмісної сировини - гідроліз крохмалю, білків та інших високомолекулярних сполук охолодженої розвареної маси ферментами солоду або ферментних препаратів мікробного походження.

Основним й найбільш важливим процесом при цьому є ферментативний гідроліз крохмалю до зброджуваних цукрів, тому процес і називають оцукрен-ням. В результаті оцукрення розвареної маси отримують напівпродукт - сус­ло спиртового виробництва.

Характерною особливістю оцукрення у виробництві спирту є те, що вплив ферментів на складові речовини сировини здійснюється на декількох техноло­гічних стадіях: стадії приготування замісу та термічної обробки термостабіль­ними ферментними препаратами при температурі 85-95о С, спеціальній стадії оцукрення крохмалю при оптимальній температурі для дії амілолітичних фер­ментів (55-58о С) і на стадії бродіння, де створюються умови, оптимальні для життєдіяльності дріжджів (28-34о С).

Під час оцукрення розвареної маси під дією протеолітичних ферментів із білків утворюються амінокислоти, пептони і поліпептиди.

Після термічної обробки заміс подають на оцукрювання, яке складається із таких операцій:

охолодження розвареної маси до відповідної температури (57-60о С); змішування розвареної маси з ферментними препаратами (або солодовим молоком);

оцукрювання крохмалю;

охолодження сусла до початкової температури його бродіння;

перекачування сусла в бродильне і дріжджове відділення заводу. В цьому випадку оцукрювання проводять безперервним способом з вакуум-охолодженням розвареної маси на спеціальній виробничій ділянці. Охолоджен­ня замісу здійснюють у окремо змонтованій вакуум-випарній камері, в якій під­тримують розрідження на рівні 80-82 кПа. Завдяки чому температура замісу знижується до 60-62° С. Після змішування з оцукрюючим матеріалом в оцук-рювачі температура маси знижується до оптимальної величини - 57-58° С.

У зв'язку з використанням термотолерантних дріжджів поширюється спо­сіб оцукрення охолодженої до 37-39о С розвареної маси безпосередньо в броди­льних апаратах. Для цього проводять двохстадійне охолодження замісу. Споча­тку до температури 60-70о С у спіральних або пластинчастих теплообмінниках, використовуючи як холодильний агент зрілу бражку із бродильного апарату, яка після нагрівання подається на бражну колону брагоректифікаційної устано­вки. Тим самим зменшуються витрати пари на процес брагоректифікації.

На другій стадій заміс охолоджується в теплообміннику «труба в трубі» або кожухотрубному до температури оцукрення і бродіння.

5.3.7. Культивування дріжджів

Виробничими дріжджами спиртового виробництва називають зброджене сусло для дріжджів, масова частка сухих речовин у якому зменшилася до1/3-1/2 від початкової, з вирощеними дріжджами концентрацією від 180 до 200 млн. клітин в 1 см .

Виробничі дріжджі, вирощені на підкисленому сірчаною кислотою суслі, називають сірчанокислими дріжджами, а вирощені на підкисленому молочною кислотою суслі - молочнокислими дріжджами.

Засівні дріжджі - природно чиста культура дріжджів, вирощена на стери­льному суслі і призначена для подальшого розмноження.

Для зброджування сусла спиртового виробництва використовують дріжджі Зассіїаготусев сегеуІБІае раси XII, ХІІ-Т, К-81 та 8пІ20васспагошусев рошЬе 80. Ці дріжджі осмофільні, стійкі до спирту і можуть накопичувати до 12-13 % об. спирту.

Використання термотолерантних дріжджів дозволяє на 30 % зменшити ви­трати води на охолодження бражки і підвищити вихід спирту внаслідок більш повного виброджування вуглеводів і меншого накопичення альдегідів (на 20­25 %) і гліцерину (на 40-45 %) порівняно з расою XII.

Розводять чисту культуру дріжджів шляхом послідовного пересіву в сте­рильних умовах з доведенням об'єму середовища до виробничої дріжджанки. Пересів проводять в окремому чистому приміщенні.

Зрілі дріжджі, які одержані в процесі розведення чистої культури, повинні містити глікоген, до 5 % клітин, які брунькуються, не більше 1 % мертвих клі­тин при повній відсутності контамінуючих мікроорганізмів.

Існують періодичний, напівбезперервний і безперервний способи культи­вування дріжджів.

Більш поширеним є періодичне культивування, суть якого полягає в тому, що всі технологічні операції проводять послідовно в одному апараті - дріж-джанці. Її об'єм складає 8-10 % від місткості бродильного апарата. Дріжджанки мають поверхню охолодження у вигляді змійовиків або охолоджуючої оболон­ки і пропелерну мішалку.

У дріжджовому відділенні доцільно встановити апарат для приготування дріжджового сусла, об'єм якого в 2 рази більший дріжджанки, а також один збі­рник для короткочасного зберігання засівних дріжджів, які відбирають із дріж­джанки. Об'єм збірника біля 10 % від місткості дріжджанки.

У підготовлену (вимиту, простерилізовану і охолоджену) дріжджанку на­бирають сусло з оцукрювача при температурі 57-58° С концентрацією 17-18 % сухих речовин, пастеризують при 80-85° С протягом 30 хв., охолоджують до температури 50° С і підкисляють сірчаною кислотою до рН 3,9-4,1. Сусло після охолодження до температури 30° С засівають дріжджами в кількості 8-10 % від його об'єму, охолоджують до температури «складки» (для дріжджів раси XII -18-22° С, для термотолерантних дріжджів - 28-30° С) і залишають на бродіння, не допускаючи підвищення температури понад 30° С для раси XII і 35-36° С для дріжджів Зассіїаготусев сегеуІБІае К-81. Мета початкового зниження тем­ператури до 18-22° С - пригнічення сторонніх мікроорганізмів, поки концент­рація дріжджових клітин у суслі невелика. Підготовку сусла для дріжджів доці­льно проводити в окремо встановленому для цього апараті.При видимій концентрації сухих речовин виробничих дріжджів 1/2-1/3 від по­чаткової концентрації сусла, дріжджі вважають дозрілими. Від них відбирають засі­вні дріжджі в збірник для їх зберігання, або в чергову підготовлену дріжджанку в кількості 8-10 % для їх подальшого вирощування, а дріжджі, що залишились, пере­дають у бродильний апарат. Якщо використання дріжджів затримується, то для збереження високої бродильної активності їх охолоджують.

5.3.8. Зброджування сусла

Сусло, окрім тієї частини, що йде на приготування дріжджів, перекачують у бродильні апарати, і цукор сусла зброджують дріжджами у спирт. При збро­джуванні сусла з крохмалевмісної сировини відбувається також дооцукрову-вання декстринів. Сусло, що бродить називають бражкою, а зброджене сусло -зрілою бражкою.

Розрізняють три періоди бродіння: розброджування, головне бродіння і доброджування. В умовах спиртових заводів розброджування не так помітне, тому що використовують значну кількість засівних дріжджів.

Для зброджування сусла із крохмалевмісної сировини характерний довгий період доброджування. У суслі з усього крохмалю (100 %) біля 4-6 % знахо­диться у вигляді нерозчиненого, 75-77 % - перетвореного у мальтозу та глюко­зу, біля 19 %- перетвореного у декстрини. Швидкість доброджування визнача­ється головним чином активністю декстринази чи глюкоамілази.

На спиртових заводах України застосовують періодичний спосіб зброджу­вання сусла з крохмалевмісної сировини. Відомі й інші способи зброджування цього середовища - безперервно-проточний, проточно-рециркуляційний і цик­лічний, які з ряду принципових причин (основні - небезпека розвитку сторон­ньої мікрофлори та закисання бражки, зниження виходу спирту) поки що не знайшли широкого впровадження у виробництво.

При періодичному способі всі операції від початку до кінця проводять у одному апараті. Виробничі дріжджі вносять у бродильний апарат, який потім поступово заповнюють суслом. Кількість виробничих дріжджів становить 8-10 % від об'єму сусла, яке зброджують.

Тривалість наповнення одного бродильного апарата не повинна перевищу­вати 8 год. Нормальна тривалість бродіння 72 год., а завдяки використанню су­часних способів попередньої підготовки сусла вона може бути скорочена до 60­62 год. Температура бродіння залежить від штаму використаних дріжджів і мо­же підтримуватись в межах 28-35о С.

Бродіння вважають, закінченим, коли вміст незброджених цукрів (голо­вним чином, редукуючих речовин) у бражці досягає 0,2-0,3 г/100 см , а види­мий вміст сухих речовин не змінюється протягом останніх 2-3 год. Відсутність йодкрохмальної реакції зрілої бражки свідчить про повне оцукрювання розчи­неного крохмалю.

Технологічні показники зрілої бражки характеризують не тільки роботу дріж-джебродильного відділення, але і всіх попередніх технологічних операцій. Тому, по­милки в технології, допущені на попередніх ділянках виробництва, виявляються в показниках зрілої бражки. Найбільш важливі з них міцність бражки 9-14 % об., вміст

33

сухих речовин 3,0-10,0 г/100 см , нерозчиненого крохмалю 0,05-0,10 г/100 см , біома­си дріжджів 18-22 г/дм3, наростання кислотності - не більше 0,2о.

Для зменшення втрат спирту під час бродіння бродильні апарати з'єднуються із спиртовловлювачем, в який на зустріч газам бродіння надходить вода, яка розчинає в собі наявний спирт. Водно-спиртова рідина міцністю 0,5­5,0 % об. залежно від типу спиртовловлювача в подальшому об'єднується із зрілою бражкою.

5.3.9. Виділення спирту із бражки та його ректифікація

На перегонку і ректифікацію спирту подається зріла бражка, яка склада­ється з води (82-90 % мас.), сухих речовин (4-10 % мас.) та етилового спирту із супутніми леткими домішками (6-10 % мас. або 9-14 % об). У бражці міститься

3

також 1,0-1,5 г/дм діоксиду вуглецю, її кислотність 0,5°, рН 4,5-5,2.

Сухі речовини бражки містять як дріжджі і дробину, так і розчинні у водно-спиртовій суміші органічні та неорганічні речовини (декстрини, незброджені цукри, білки, кислоти, мінеральні речовини та ін.). Найбільший загальний вміст сухих ре­човин у мелясній бражці - 8-10 %, у зерновій - 5-7, у картопляній - 3-4 %.

Леткі домішки спирту характеризуються великою різноманітністю (70 ви­дів) і становлять 0,6 % від кількості етилового спирту. Вони поділяються на чо­тири групи: спирти, альдегіди, кислоти та естери. Окремо виділена група азоти­стих (аміак, аміни, амінокислоти) та сірковмісних речовин (сірководень, суль­фокислоти та ін.).

Склад і вміст летких домішок залежать від виду та якості сировини, прийнятих технологічних режимів його переробки. Домішки частково переходять із сировини, води, допоміжних матеріалів, частково утворюються в процесі приготування сусла, однак більша їх частина з'являється в процесі бродіння.

Більше всього домішок (0,35-0,45 % до кількості етилового спирту) припадає на частку спиртів - метилового, пропілового, ізобутилового, ізоамілового. Останні три спирти складають основу сивушного масла (звичайно 0,3-0,45 % до кількості етилового спирту в бражці). Метиловий спирт міститься у зерно-картопляній і ме­лясній бражці - не більше 0,2 % до кількості етилового спирту.

З альдегідів у спирті найбільше оцтового. У мелясній бражці альдегідів ба­гато (біля 0,05 % до кількості етилового спирту), що в 10-50 разів більше, ніж у зерно-картопляній бражці. Вміст альдегідів у бражці різко зростає при поси-ленному аеруванні сусла в процесі дріжджегенерування.

Виділення спирту із бражки та його очищення відбувається внаслідок пе­регонки й ректифікації. Під перегонкою розуміють розділення суміші летких речовин, що мають різну температуру кипіння, на окремі компоненти або фра­кції шляхом часткового випаровування та наступної конденсації пари. В проце­сі перегонки пара збагачується легколеткими компонентами (ЛЛК), а рідина збагачується важколеткими компонентами (ВЛК). Ректифікація - складна ба­гаторазова перегонка в протиточному потоці рідини і пари. В результаті тепло-масообміну між компонентами на контактних пристроях (тарілках) пара, що піднімається вгору по ректифікаційній колоні, збагачується спиртом, а рідина, що опускається донизу, збіднюється.

Теорія перегонки й ректифікації спирту базується на законах П.Д. Конова­лова, М.С. Вревського і результатів теоретичних і прикладних досліджень В.М. Стабнікова, П.С. Циганкова, П.Л. Шияна, І.Ф. Малежика, В.О. Аністрате-нка та ін.

Леткість окремих компонентів бінарної суміші характеризують коефіцієн­том випаровування К=У/Х - відношенням концентрації даної речовини у паро­вій фазі У до концентрації її у рідкій фазі X при умові, що розглянуті фази бі­нарної суміші находяться у рівноважному стані.

Летка частина бражки складається в основному з води і етанолу, тому в процесі виділення спирту бражку розглядають як бінарну суміш етанолу і води. У верхній частині рис. 5.2 лінія 1 зображає залежність рівноважного складу пари У від складу рідини X при температурі кипіння й атмосферному тиску для суміші етанол-вода. Ця лінія визначає значення коефіцієнтів випаровування етилового спирту Кес = У/Х із водно-спиртової суміші. При малих концентраці­ях спирту в суміші значення Кес максимальні (біля 13), при великих - мінімаль­ні (біля 1).

Залежність рівноважного складу парової фази від складу рідини визнача­ється законом Д.П.Коновалова, який стверджує, що пара, яка знаходиться у рі­вновазі з розчином, завжди містить у надлишку той компонент, додавання яко­го до розчину знижує температуру кипіння, інакше кажучи, пара збагачується тим компонентом, додавання якого до рідини підвищує загальний тиск пари над нею.

Для системи етиловий спирт-вода додавання спирту до рідкої фази спри­чиняє у системі зниження температури кипіння до самої точки А1 ( рис. 5.2). У точці А1 лінія фазової рівноваги пересікає діагональ, отже, в цій точці склад па­рової та рідкої фаз буде однаковий. Ця точка одержала назву азеотропної точ­ки, або точки нероздільного кипіння. Для неї У=Х, або Кес = Кв = 1 (Кв - коефі­цієнт випаровування води). При атмосферному тиску нероздільно кипляча су­міш системи етанол-вода містить 97,20 об. % (95,57 % мас.) етанолу при темпе­ратурі кипіння 78,15° С; при тому ж тиску температура кипіння етанолу дорів­нює 78,3° С, а води - 100о С.Кпи центрація

СГПИрТу  в рІДИНІ, X, °У

Рисунок 5.2 - Залежність рівноважного складу пари У, %, температури кипіння 1, °С, і пружності пари Р, Па, від складу рідкої бінарної суміші етанол-вода X, %: 1 - при атмосферному тиску, 2 - при тиску, нижчому від атмосферного, 3 - при тиску, вищому від атмосферного

Відповідно до закону М.С. Вревського при підвищенні тиску розчини з ни­зькою концентрацією спирту, приблизно 30-40 % мас., утворюють пари з біль­шим вмістом спирту, а розчини з високою концентрацією спирту - пари з мен­шим вмістом спирту, що наочно показано у верхній частині рис. 5.2 пунктир­ною лінією. З рисунка також видно, що зі зміною тиску зсувається і положення азеотропної точки. Так, при тиску 9,33 кПа (температура кипіння 27оС) нероз-дільнокипляча точка зміщується праворуч аж до X = 100 %, тобто при такому тиску пара завжди буде мати більшу концентрацію спирту, ніж вихідна рідина.

Аналізуючи положення кривої фазової рівноваги, легко встановити, що при атмосферному тиску пара над рідиною буде збагачуватись етанолом тільки до азеотропної точки. Отже, шляхом ректифікації (багаторазового випарову­вання і конденсації) при атмосферному тиску можна досягнути максимальної концентрації етанолу - 97,20 об. %.

Якщо ж потрібно одержати етанол більш високої концентрації, необхідно зменшити тиск, тоді азеотропна точка зсунеться праворуч. Цим прийомом іноді користуються у практиці одержання абсолютного спирту. При наявності сухих речовин у водно-спиртових розчинах збільшується концентрація спирту у парі порівняно з концентрацією його в парі над чистим водно-спиртових розчином.Однак це збільшення невелике, і в практичних розрахунках процесу ректифіка­ції при виділенні спирту з бражки його звичайно не враховують.

Під час очистки спирту від супутніх летких домішок доводиться піддавати розділенню багатокомпонентну суміш.

Для оцінки леткості домішок у порівнянні з леткістю етилового спирту введено поняття "коефіцієнт ректифікації " домішок.

К,= Кі=рхХ, (5.1)

К    ах У

с

де Кд = в /а - коефіцієнт випаровування домішок; а і в - вміст домішок у рідини та парі; Кс - коефіцієнт випаровування етанолу; X і У - вміст етанолу в рідині та парі.

Коефіцієнт ректифікації показує, на скільки збільшується або зменшується вміст у парі домішки по відношенню до етанолу.

Коефіцієнти випаровування і ректифікації домішок залежать від концентрації етанолу у водному розчині, з якого виділяють домішки. Через те, що в спирті-сирці (не очищеному від супутніх домішок) вміст домішок невеликий (звичайно в сумі не більше 0,6 % від кількості етанолу), допускають, що леткість окремих домішок не залежить від наявності у розчині інших домішок.

Усі відомі домішки за леткістю можна згрупувати в чотири види: головні, хвостові, проміжні та кінцеві.

До головних домішок належать ті, які мають більшу леткість, тобто біль­ший коефіцієнт випаровування, ніж етиловий спирт, при всіх концентраціях його у розчині. Для них завжди К' > 1.

Спирто-водяна суміш у даному випадку виступає у ролі ВЛК. Основні пред­ставники головних домішок - оцтовий і масляний альдегіди, акролеїн, мурашино-етиловий, оцтовометиловий, оцтовоетиловий, діетиловий естери та ін.

Леткість хвостових домішок завжди менша леткості спирту (К' < 1), тому хвостові домішки у суміші із спирто-водяною рідиною можуть розглядатися як ВЛК. Вони будуть виходити в залишок. Типовими хвостовими домішками є, наприклад, оцтова кислота і фурфурол.

Проміжні домішки мають подвійні властивості. При високих концентраці­ях етанолу вони мають характер хвостових домішок (К'< 1), а при низьких, на­впаки, - характер головних домішок (К' > 1). При визначеній концентрації ета­нолу у водно-спиртових розчинах леткість проміжних домішок дорівнює летко­сті етанолу (К'=1).

Основні представники проміжних домішок - ізоаміловий, ізобутиловий, пропіловий спирти, ізовалеріаноізоаміловий, оцтовоізоаміловий, ізовалеріано­вий естери.

Для кінцевих домішок, як і для проміжних, характерна леткість у локальних умовах, однак на противагу їм кінцеві домішки мають коефіцієнт ректифікації К' > 1 при високих концентраціях спирту і К' < 1 при низьких концентраціях. Характерна кінцева домішка - метанол.Таким чином, ректифікація - процес розділення рідких летких сумішей на компоненти або групи компонентів (фракції) шляхом багаторазового двобічно­го масо- і теплообміну між протитечійно рухомими паровим та рідинним пото­ками. Необхідна умова ректифікації - різна леткість (пружність пари) окремих компонентів.

В спиртовій промисловості України ректифікований спирт одержують ви­ключно з бражки, що вважається економічно більш доцільним. Одержання рек­тифікованого спирту безпосередньо з бражки здійснюється на безперервно ді­ючих брагоректифікаційні установки (БРУ), на яких можна виділити спирт з бражки й звільнити його від супутніх летких домішок.

Брагоректифікаційні установки, що призначені для виробництва ректифі­кованого етилового спирту з бражки, поділяються на три основні групи: уста­новки непрямої дії, прямої та напівпрямої дії. Основою цих установок являють­ся три основні ректифікаційні колони: бражна, епюраційна та спиртова (рис. 5.3).

Бражна колона застосовується для виділення із бражки спирту, тобто відо­кремлення леткої частини бражки від нелеткої.

Незалежно від виду колони, апарат має вертикальний корпус циліндричної форми з сферичною кришкою та днищем. Корпус може бути виготовлений зварним або з окремих царг, якщо тиск в апараті не перевищує 1,6 Мпа. У спир­товому виробництві найчастіше використовують колони в царговому виконан­ні. Діаметр колони складає 400-4000 мм. Всередині корпусу змонтовані тарілки. Висота колони залежить від кількості тарілок і відстані між ними. При перего­нці рідини, що не піниться, мінімальна відстань рекомендується в межах 170-200 мм. З ростом діаметру колони відстань між тарілками збільшується.

Бражна колона має 18-22 одноковпачкових тарілок, вони придатні для перего­нки бражки і інших рідин, що містять суспендовані тверді частинки. В брагоректи-фікаційних установок великою потужністю (3000 дал/доб і більше) монтують час­тіше сітчасті тарілки. Вона являє собою перфорований металевий диск з отворами діаметром 2-12 мм, які розміщуються на площині тарілки по вершинах рівнобічних трикутників. Тарілки укріплюються горизонтально в колоні. Сітчасті тарілки мають більший вільний переріз (площинна отворів), ніж ковпачкові, тому продуктивність їх по парі на 30-40 % перевищує ковпачкові.

Останнім часом практикують - решітчасті провального типу. Ці конструк­ції прості, у них більша пропускна спроможність по рідині, ніж в сітчастих, але вони мають вузький діапазон стабільної роботи.

Після конденсації водно-спиртових парів в бражному підігрівачу і конден­саторі отримують бражний дистилят або спирт-сирець міцністю 35-55 % об. з усіма леткими домішками спирту, що знаходилися в зрілій бражці. Із нижньої частини колони виводиться вільний від спирту залишок - барда з вмістом су­хих речовин 3-10 %. в якій містяться усі сухі речовини бражки й залишкова ча­стина води. Вміст спирту - не більше 0,015 % об.Рис. 5.3 - Брагоректифікаційна установка для отримання ректифікованого

спирту підвищеної якості Колони: 1- бражна; 2- епюраційна; 3 - спиртова; 4 - кінцевої очистки; 5 -концентрування домішок; 6,7 - бражний підігрівач; 8 - водяна секція бражного підігрівача; 9,10,11,12,19 - конденсатори; 13,14,15,16 - дефлегматори; 17 - збі­рник води; 18 - конденсатор сивушного спирту

Призначення епюраційної колони полягає в тому, щоб із суміші спирту до­статньо повно виділити головні домішки і, по можливості, верхніх проміжних і кінцевих домішок та сконцентрувати їх й вивести з колони.

Епюраційна колона має бути оснащена верхнім і нижнім вакуум-переривачами, термометром у кубовій частині колони, термометром на виході холодної води з дефлегматора епюраційної колони, краном для відбору проби епюрату, а також обов'язково конденсатор, дефлегматор, холодильник для охо­лодження спирту етилового головної фракції та інших продуктів (найчастіше змійовикові і кожухотрубні холодильники); оглядові ліхтарі, насоси, опис яких був зазначений вище. В епюраційній колоні не залежно від продуктивності зви­чайно розміщують 39-41 багатоковпачкових або клапанних тарілок з міжтаріл-ковою відстанню 170 мм. Живлення вводиться на 20-у, 27-у або 36-у тарілку, рахуючи знизу.Після конденсації парів із конденсатора виводиться спирт етиловий голо­вна фракція міцністю не менше 92 % об. з підвищеним вмістом кислот до

3 3 3

1 г/дм , естерів до 30 г/дм , альдегідів 10-35 г/дм , метанолу - 0,05-6 %.

Із нижньої частини, як живлення для спиртової колони, виходить епюрат міцністю 35-45 % об., звільнений від головних домішок.

Ректифікаційна колона (спиртова) призначена для видалення із епюрату спирту, сконцентрувати його, звільнити від хвостових, проміжних і залишку головних домішок.

Спиртова колона має бути оснащена дефлегматорам і конденсатором, в яких проходить конденсація всього парового потоку. Також пробним холоди­льником, термометрами в кубі колони, в зоні відбору сивушної фракції (8-ма тарілка, рахуючи знизу), на тарілці вводу живлення (16-та тарілка, рахуючи знизу), термометр для визначення температури води, що виходить з дефлегма­тора спиртової колони, верхнім і нижнім вакуум-переривачами, оглядовими лі­хтарями та насосами.

На відміну від інших колон ректифікаційна колона має відокремлювач для сивушного масла. Сивушне масло відбирають із спиртової колони разом з во­дою та етиловим спиртом з 5-11 тарілок (нижні проміжні домішки), рахуючи знизу і вигляді сивушного спирту з 18-23 тарілок (верхні проміжні домішки). Для відокремлення сивушного масла і його промивки використовують маслові-докремлювач, який представляє собою циліндричну мідну посудину. Сивушна рідина надходить із холодильника через штуцер в ліхтар, а із нього по трубі надходить в масловідокремлювач. Вода надходить в трубу, по якій стікає сиву­шна рідина, змішується з нею і утворює емульсію. В масловідокремлювачі від­бувається розшарування емульсії. Легке масло спливає вгору і відводиться по трубі. Нижній водно-спиртовий шар через сифон відводиться в колону.

В спиртовій колоні повинно бути 71-74 багатоковпачкові або клапальні та­рілки. Введення живлення передбачено на 16-у тарілку знизу колони.

Для збільшення виходу спирту, поліпшення його якості, забезпечення ста­більного режиму ректифікації, ректифікаційні установки можуть бути осна­щенні додатковими колонами: сивушною, розгінною, остаточної очистки.

5.4. Особливості технології спирту із меляси

Особливості технології виробництва спирту із меляси обумовлені принци -повими відмінами у складі сировини. В мелясі на відміну від зерна знаходяться прості вуглеводи - глюкоза, фруктоза, сахароза, рафіноза, кестоза та ін. , що безпосередньо зброджується дріжджами. Тому відпадає необхідність у стадії гідроферментативної обробки меляси.

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17 


Похожие статьи

А М Куц, В М Кошова - Технологія бродильних виробництвконспект лекцій