Производство спирта

Время дрожжегенерации 12 часов. Дрожжи считают зрелыми, если их видимая концентрация составляет 1/3 от концентрации исходного сусла. Требования к зрелым дрожжам такие же, как к дрожжам приготовляемым в дрожжанке. Дрожжи приготовленные в возбраживателе делят на два бродильных чана. Первая порция дрожжей поступает в бродильный чан из возбраживателя как только дрожжи достигнут зрелости, после чего в возбраживатель докачивают 5м³ сусла отбираемого из теплообменника и оставляют на разбраживание в течение 2 часов. После такой подмолодки содержимое возбраживателя захолаживают от 18 до 20 °С и используют при заливе очередного чана, через 8-10 часов.

 

 

 

1.5.6 Сбраживание сусла

 

Процесс сбраживания осуществляют в бродильных чанах периодическим способом, при котором в каждый бродильный чан подают одновременно с суслом производственные дрожжи и после заполнения чана в нем происходит процесс брожения до полного завершения.

Порядок заполнения бродильного  отделения следующий.

После подготовки бродильного  чана к приему сусла в него начинает поступать осахаренное сусло и одновременно падают из возбраживателя зрелые дрожжи. Расход дрожжей составляет от 10 до 12 % по объему сбраживаемогосусла. Продолжительность брожения составляет 72 часа. Продолжительность залива  бродильного чана не должна превышать более чем 8 часов. При отсутствии достаточного количества бродильных чанов или при отсутствии расхолодки в летний период продолжительность брожения может быть сокращена до 48 часов. Температура складки при 48 -ми часовым брожении должна быть 24-25 °С.

Показатели процесса брожения: температура «складки» сбраживаемого сусла от 22 -24 °С, температура бродящей массы на стадии возбраживания от 22 до 28°С, на главном брожении от 27 до 36 °С, при дображивании от 26 до 28 °С, Регулирование температуры при брожении производят подачей холодной воды в змеевики бродильных чанов.

Для гашения пены в бродильные чаны, в случае необходимости, подают  вручную пеногаситель.

Из бродильных чанов углекислый газ с парами спирта поступает  в нижнюю часть спиртоловушки, подымается вверх барботируя через воду. Пары спирта в спиртоловушке растворяются в воде за счёт водной экстракции, а освободившийся от спирта углекислый газ направляют в углекислотный компрессор. Промывные воды из спиртоловушки направляют в передаточный чан, для последующей перегонки на брагоректификационной установке. Концентрация спирта в промывной воде составляет от 1,5 % до 2,0 % объёмных.

Зрелую бражку из бродильного чана насосом перекачивают в передаточный чан.

 

1.5.7 Качественные показатели зрелой бражки

 

Нормативными показателями зрелой бражки являются кислотность, количество несброженных углеводов и % содержание спирта (крепость).

Нарастание кислотности зрелой бражки при нормальных условиях производства не должно превышать 0,20^о от начальной; содержание несброженных углеводов не более 0,450 г на 100 см³ в зависимости от ассортимента сырья; содержание спирта должно быть не менее 6,0% объёмных.

По величине видимого отброда контролируют динамику брожения крахмалистого сырья.

 

1.5.8 Стерилизация, дезинфекция технологического оборудования и производственных помещений

 

Так как производство спирта из крахмалистого  сырья путём осахаривания крахмала и сбраживания углеводов дрожжами является биохимическим процессом, то поддержание технически стерильных условий среды имеет первостепенное значение для обеспечения нормальных условий, получения нормативных выходов и высоких качественных показателей спирта.

Мероприятия по стерилизации, дезинфекции  технологического оборудования и производственных помещений на комбинате регламентируют действующей нормативной документацией  и технологической инструкцией.

Основные способы антисептирования и стерилизации полупродуктов и технологического оборудования приведены при описании технологической схемы переработки крахмалистого сырья. Порядок проведения дезинфекции оборудования и цеховых помещений указаны ниже.

 

1.5.9 Дробильное отделение

 

Дробильное отделение должно быть изолированным от остальных отделений, а также оборудовано аспирационными устройствами, предотвращающими распространение  пыли в помещениях. Кроме ежедневной уборки, не реже 10дней, проводят основную уборку, когда удаляют пыль со стен, окон, балок и других труднодоступных  мест.

В случае длительной остановки всё  неработающее оборудование, а также  бункера, должны освобождаться от зерновых продуктов. Бункера, нории и другоеоборудование тщательно очищаются от пыли, земли, сора, соломы и прочих примесей.

 

1.5.10 Варочное отделение

 

При остановке на дезинфекцию, после  освобождения варочных колонн и паросепаротора от массы: набирают воду в смеситель (в дробильном отделении) и насосом начинают прокачивать водой колонны. Следует набрать воду в паросепараторе по уровню до 100 %, затем остановить продуктовые насосы в дробильном отделении. Освобождают от воды варочные колонны, паросепаратор, осахариватель открытием соответствующей запорной арматуры на канализационных линиях. В это время в дробильном отделении моется смеситель. Расходный чанок препарата Амилоглюкаваморин Г_х и ферментный чанок в варочном отделении, промывают водой с хлорной известью и пропаривают.

Набирают полный осахариватель горячей воды и задают раствор хлорной извести. Включают сусловый насос, прокачивают горячей водой с хлорной известью продуктовые трубопроводы теплообменника, трубопроводы подачи сусла в возбраживатель и дрожжерастительной аппарат (дрожжанку), продуктовые трубопроводы в бродильном отделении. После прокачивания открывают пар и стерилизуют осахариватель, теплообменник и продуктовые трубопроводы при температуре 100 ºС в течение 30 минут.

 

1.5.11 Дрожжевое отделение

 

Стены, полы, фундаменты, площадки и  потолки в дрожжевом отделении  должны поддерживаться в санитарном состоянии, отвечающем требованиям  производства. Дрожжерастительные аппараты, возбраживатели и продуктовые трубопроводы после каждого освобождения тщательно промываются водой и 0,5 % раствором хлорной извести, а затем пропариваются острым паром от 30 до 40 минут при температуре 100 ºС.

 

1.5.12 Бродильное отделение

 

Стены и потолки в бродильном отделении должны поддерживаться в  санитарном состоянии, отвечающем требованиям  производства.

Лестницы, площадки, полы ежесменно моются водой. Каналы моются и обрабатываются раствором хлорной извести каждый день. Для промывки освободившегося от бражки бродильного чана необходимо: открыть нижний люк, запорную арматуру на линии механической мойки над чаном и на линии подачи воды в насос, включить насос. Промыть чан в течение 15-20 минут горячей водой, провентилировать, домыть в ручную. Затем закрыть нижний и верхний люки, закрыть задвижку на канализацию и пропарить при температуре 100 ^о С в течение 40 минут.

Один раз в десять дней газовую  линию следует промыть и пропарить, предварительно закрыв газовую задвижку на линии подачи газа в спиртоловушку и над бродильными чанами [15].

 

1.6 Нормы расхода сырья, осахаривающих и вспомогательных материалов, воды, тепла, электроэнергии

 

Нормы расхода сырья рассчитывают по действующим нормативам выхода спирта из 1тн условного крахмала таблица  5. При этом учитывают надбавки на все технические усовершенствования, введённые на комбинате.

 

Таблица 5 - Нормативы выхода спирта из тонны условного крахмала

Виды сырья	Выход спирта из 1 т условного крахмала (дал) при работе  по непрерывной схеме производства
1	2
Пшеница	65,7
Рожь	64,8
Ячмень	64,3

 

Для непрерывной схемы производства спирта из крахмалистого сырья с  полной заменой солода на ферментный препарат Амилоглюкаваморин Г_х принята надбавка в размере 0,7 дал/т условного крахмала.

Пример расчёта.

Перерабатывают пшеницу с крахмалистостью 52 % по непрерывной схеме производства. Для осахаривания используют ферментный препарат Амилоглюкаваморин Г_х. Способ брожения периодический.

Выход спирта из 1 т условного крахмала пшеницы составляет

 

65,7+0,7 = 66,4 дал

 

где    65,7 – нормативный выход спирта из 1 т условного крахмала пшеницы при непрерывной схеме производства, дал;

        0,7 – надбавка  к нормативному выходу спирта  на полную замену солода ферментным  препаратом, дал. 

На производство 1000 дал спирта (условный спирт-сырец) необходимо условного  крахмала:

 

Расход пшеницы составит

 

Перерабатывают рожь с крахмалистостью 51,5% при аналогичных условиях производства.

На производство 1876 дал спирта (условного  спирта сырца) необходимо условного крахмала:

 

Расход пшеницы составит

 

Выход спирта из 1 т условного крахмала ржи составит

64,8 + 0,7 = 65,5 дал

 

где 64,8 – нормативный выход спирта из 1 т условного крахмала при непрерывной схеме, дал;

        0,7 -  надбавка к нормативному выходу спирта, дал.

На производство 1000 дал спирта (условный спирт-сырец) необходимо условного  крахмала:

 

Расход ржи составит

 

На производство 1876 дал спирта (условного  спирта сырца)необходимо условного крахмала:

.

Расход ржи составит

 

.

 

В качестве осахаривающего материала на предприятии используется ферментный препарат Амилоглюкаваморин Г_х.

Активность ферментов должна быть не менее

- альфа-амилазы  - 25 ед/см³ (АС);

- глюкоамилазы  - 100 ед/см³ (ГлА).

Норма расхода ферментного препарата  Амилоглюкаваморин Г_х дана по единицам глюкоамилазы  с учётом дополнительного расхода глюкоамилазы на осахаривание дрожжевого сусла и продолжительности брожения 72 часа.

При переработке сусла из ржи, а  также сусла из всех видов зерна  с концентрацией сухих веществ  превышающей 18%, допускается дополнительный расход α-амилазы в количестве до 9 ед. АС на 1 г. перерабатываемого крахмала.

Нормы расхода α-амилазы и глюкоамилазы при различной концентрации сухих веществ (СВ) в сусле и различной продолжительности брожения представлены в таблице 6.

 

Таблица 6 – Норма расхода α-амилазы и глюкоамилазы при различной концентрации сухих веществ (СВ) в сусле и различной продолжительности брожения

Концен-трация СВ  в сусле, %	Продолжи-тельность брожения, ч	Норма расхода Аминоглюкаваморина Гх  на 1т условного крахмала,
		Дозировка ферментов ед ×106		расход Аминоглюкаваморина Гх
		Α - амилаза	Глюкоами-лаза	Товарный продукт, м3	Условный продукт (по глюкоамила-зе, кг)
1	2	3	4	5	6
16,0-17,5	72	1,65	6,2	0,056	6,2
17,6-18,5	72	1,92	7,0	0,064	7,0
16,0-17,5	60	2,46	9,0	0,082	9,0
17,6-18,5	60	2,73	10,0	0,091	10,0

 

Предельные нормы расхода при  производстве спирта из крахмалистого  сырья представлены в таблице  7.

 

Таблица 7 - Нормы расхода вспомогательных материалов в цехе по производству спирта на получение 1 дал спирта

Наименование	Обозначение	Норма, кг
1	2	3
Кислота серная	ГОСТ 2184-77	0,023
Формалин технический	ГОСТ 1625-89	0,025
Хлорная известь	ГОСТ 1692-85	0,025
Карбамид (мочевина)	ГОСТ 2081-92	0,01
Едкий натрий технический	ГОСТ 2263-79	0,0018
Фриконт	ТУ 9392-002-13386053-2005	0,00038
Двуосновная соль ГХК	ТУ9392-231-00203312-2002	0,025

 

Величина нормы расхода  воды зависит от системы водоснабжения, технологической схемы, ассортимента сырья и вида применяемых осахаривающих материалов, а также производительности завода.

Расход воды на отдельных  стадиях технологического процесса при переработке различного сырья  и использовании разных видов  осахаривающих материалов приведен в сборнике [16].

Завод работает с частичным  использованием оборотной системы  водопользования.

Источником водоснабжения  на предприятии служат четыре артезианские скважины.

Расход воды питьевого  качества при переработке зерна для получения 1000 дал спирта составляет - 972 м³

Изменение расхода воды зависит  от температуры окружающей среды.

Коэффициент изменения среднегодовой  нормы (К) составляет:

- К_летнее=1,39; К_зимнее=0,77

Нормы расхода энергоресурсов определяют в зависимости от ассортимента перерабатываемого сырья, аппаратурной схемы технологического процесса, производственной программы завода на планируемый  период.

Расход  энергоресурсов на 1000 дал  ректификованного спирта: электрическая  энергия  – 3800 - 4000 кВт/ч; тепловая энергия – 65 - 70  ГКал. 

 

1.7 Расчет продуктов при производстве спирта из зерна

 

Исходные данные:

- производительность по  условному спирту-сырцу 1876 дал/сут;

- очищенное от примесей  сырье: рожь,  крахмалистостью  51,5 %, с массовой долей влаги  14,0 %;

- степень измельчения  ржи: не менее 75% проход частиц  через сито 1 мм, остаток на сите 3 мм должен отсутствовать;