1.4.9 Нормы расхода вспомогательных материалов

Нормы расхода вспомогательных материалов представлены в таблице14.

Таблица 14 - Нормы расхода вспомогательных материалов

Наименование материала	По ГОСТ	Норма расхода, кг/1000 дал спирта
Кислота серная в моногидрате	667-73 2 184-77	22,8
Формалин	1625-89	25,0
Хлорная известь	1692-85	25,0
Олеиновая кислота	7580-91	9,0
Карбамид	208 1-92	10,0
Ортофосфорная кислота	10678-76	13,0
Диаммоний фосфат	85 15-75	13,0

1.5 Описание технологической схемы процесса

Аппаратурно-технологическая схема приема, хранения, механической, водно-тепловой и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья представлена на рисунке 1.

Аппаратурно-технологическая схема дрожжегенерации и сбраживания осахаренного сусла представлена на рисунке 2.

Рисунок 1 - Аппаратурно-технологическая схема приема, хранения, механической, тепловой и ферментативной обработки крахмалсодержащего сырья:

1-завальная яма; 2,11-нория; 3-магнитная колонка; 4,12-зерновой сепаратор; 5-зерновой триер; 6-бункер суточного хранения; 7-транспортер; 8-вентилятор; 9-циклон; 10-мокрый скруббер; 13-весы; 14-роторный дозатор; 15-молотковая дробилка; 16-накопительный бункер; 17-форсмеситель; 18-циклон; 19-выпускной бункер; 20-рукавный фильтр; 21-клапан-фонарик; 22-смеситель; 23-диспергатор; 24,36-насос; 25-контактная головка; 26-разварник; 27-выдувной клапан; 28-выдерживатель; 29-осахариватель; 30-ферментные емкости; 31-испарительная камера; 32-барометрический конденсатор; 33-сборник барометрической воды; 34-вакуум-насос; 35-теплообменник

Рисунок 2 - Аппаратурно-технологическая схема дрожжегенерации и

сбраживания осахаренного сусла

32-маточник; 33-дрожжанка; 34,36,40_:41-насос; 35-бродильный чан;

37-передаточный чан; 38-спиртоловушка;

39-сборник водно-спиртовой жидкости

Зерно, доставляемое со склада автотранспортом, ссыпают в завальную яму, вместимостью 10 т (1), из которого с помощью нории (2) подают на маг­нитную колонку (3) (Тип УЗ-ДКМ). Далее очищенное от металлопримесей зерно на магнитной колонке поступает на зерновой сепара­тор (4) (Тип УЗ-ДЗС, производительность 50 т/ч).

Отделённые на сепара­торах шелуха, оболочки зерна, остатки сорных примесей поступают на просеиватель-бурат (Тип ПБ-1,5) (триер) (5), где проходят допол­нительную очистку, и далее поступают в накопительный бункер и удаляются. А пыль от подработки зерна при помощи вентилятора (8) поступает в циклон (9), где тяжелые частицы оседают, а легкие частицы поступают в рукавный фильтр (10), где полностью улавливаются. Из ци­клона (9) сорные примеси удаляются. Очищенное зерно самотёком поступает в три накопительные бункера (6), вместимостью 40 м каждый. Из бункеров суточного хранения зерно винтовым транспортёром (УШ-2) (7), норией (11) подают на зерновой сепаратор тонкой очистки зерна (12) (Тип 1А-БЛС, производительностью 12 т/ч), затем зерно поступает на автома­тические бункерные весы марки «ПОТОК-60Э» (13).

Взвешенное зерно поступает на роторный дозатор (Тип М-122) (14), а затем на молотковую дробилку (15) (Тип ММ-140). Степень измельчения помола составляет 70 - 85 % проход через сито с диаметром отверстий 1 мм.

Измельченное зерно поступает в накопительный бункер (16), а из него на винтовой транспортер (УШ-2) (7).

Мучнистая пыль направляется в систему аспирации молотковых дро­билок, которая состоит из вытяжного вентилятора (8), циклона с выпуск­ным бункером (19), шлюзового затвора (дозатора) (14), рукавного фильтра (20) с выпускным бункером.

С винтового транспортера помол поступает на форсмеситель (17), где смешивается с водой с температурой от 40 °С до 55 °С в соотношении 1:2,5-3,0. Воду в форсмеситель (17) дозируют с таким расчетом, чтобы концентрация сусла в осахаривателе (29) находилась в пределах от 16 % до 18 % по сахаромеру. Продолжительность пребывания замеса в смесителе (22) от 10 до 15 минут. Для дополнительной гомогенизации замес про­пускают через диспергатор (23).

Далее замес насосом (24) подают на контактную головку (25), где острым паром нагревают до температуры от 100°С до 130°С.

Водно-тепловую обработку непрерывным способом проводят в че­тырёх аппаратах типа «Генце» (26) (вместимость каждого 5,3 м³), рас­считанных на режим разваривания при давлении пара от 0,35 до 0,6 МПа, что соответствует температуре от 120 °С до 150 °С. Режим варки опреде­ляют видом сырья и работой установки.

Из разварников (26) через выдувной клапан (27), предназначенный для поддержания избыточного давления в разварниках, масса поступает в паросепаратор-выдерживатель (28), вместимостью 20 м³. Здесь проис­ходит процесс отделения вторичного пара, выдерживание и охлаждение массы. Вторичный пар используют в системе сбережения энергоресурсов.

Готовая масса из паросепаратора далее поступает в вакуум-испарительную камеру (31), где происходит её охлаждение до тем­пературы осахаривания от 55 °С до 60 °С и выдувание в осахариватель (29), вместимостью 25 м³. Одновременно в осахариватель подают осахаривающие материалы: растворы ферментных препаратов альфа-амилазы и глюкоамилазы (через расходомеры) из ферментных емкостей (30). Продолжительность осахаривания составляет от 30 до 60 минут.

По окончании осахаривания сусло охлаждают до температуры складки от 22 °С до 28 °С в пластинчатом теплообменнике (35) и далее на­сосом (36) перекачивают в бродильное отделение. Отъём сусла на дрожжи не охлаждают и подвергают тепловой обработке с целью пастеризациии непосредственно дрожжанках (37), оборудованных змеевиками и мешалками. Сбраживание сусла осуществляют перио­дическим способом в бродильных чанах (41).

Для приготовления дрожжей используют сусло с температурой 58 °С, которое периодически из осахаривателя (29) откачивают насосом (36) в дрожжанки (37).

Схема приготовления дрожжей включает маточник (38) объемом 3 м³, шесть дрожжанок, каждая объемом 11 м³.

Маточник (38) используют для приготовления дрожжей в начале про­изводства, для хранения засевных и резервных дрожжей, а также для перио­дической очистки засевных дрожжей. Сначала чистую культуру дрожжей из пробирки разводят до объёма одной дрожжанки.

Приготовление дрожжей в дрожжанках ведут на пастеризованном, подкисленном сусле по методу естественно чистой культуры. Температура во время сбраживания дрожжевого сусла не должна подниматься выше 30 °С (ХП раса дрожжей), и выше 36 ⁰С (термотолерантные и осмофильные дрожжи).

Зрелые дрожжи в первой дрожжанке используют в качестве засевных для второй, которая должна быть заполнена предварительно пастеризо­ванным, подкисленным и охлажденным до температуры от 22 °С до 24 °С суслом.

Готовые дрожжи из первой дрожжанки насосом (40) в количестве 20 % от её объёма перекачивают во вторую дрожжанку, а остальные дрожжи в количестве 80 % передают в бродильный чан (41).

График работы дрожжевого отделения должен составляться с учётом того, чтобы каждые 24 часа зрелые дрожжи из дрожжанки спускались в бродильный чан.

Сбраживание осахаренного сусла осуществляют по периодическому способу в 12-ти бродильных чанах (41). Температура сбраживания массы в зависимости от расы дрожжей во время главного брожения 30 - 35 °С, при дображивании от 27 °С до 34 °С. Регулирование температуры при брожении производят подачей холодной воды в змеевики бродильных ча­нов. Продолжительность брожения до 72 часов.

Зрелую бражку из бродильных чанов насосом (42) подают в пере­даточный чан (43) и оттуда насосом (47) на брагоректификацию.

Все бродильные чаны через верхнюю отводящую углекислый газ ком­муникацию присоедины к спиртоловушке (44). Водно-спиртовую жид­кость из спиртоловушки собирают в сборнике (45) и далее перекачивают насосом (46) в передаточный чан (43).

Аппаратурно-технологическая схемы брагоректификационной ус­тановки представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Аппаратурно-технологическая схема брагоректификационной установки:

1 - насос бражки; 2 - бражная колонна; 4 - бражной подогреватель; 5 - конденсатор бражной колонны; 6 - сепаратор бражки; 7- конденсатор к сепаратору бражки; 8 - эпюрационная колонна; 9 - дефлегматор эпюрационной колонны; 10 - конденсатор эпюрационной колонны; 12 - ректификационная колонна; 13 - дефлегматор ректификационной колонны; 14 - конденсатор ректификационной колонны; 15 - холодильник ректификата; 16 - спиртоловушка; 17 - сепаратор газовой линии; 18 - сборник лютерной воды; 19 -насос лютерной воды; 24 - кипятильник колонны окончательной очистки; 25 - колонна окончательной очистки; 26 - дефлегматор колонны окончательной очистки; 27 - конденсатор колонны окончательной очистки; 28 - холодильник метанола.

Зрелую бражку из бродильного отделения насосом подают в дефлегматор бражной колонны (4), где нагревают теплом конденсации вод­но-спиртовых паров бражной колонны (2) до температуры от 70 до 75 °С.

Нагретую бражку направляют в сепаратор бражки (6), откуда отсепарированная от углекислоты бражка, поступает на питающую тарелку бражной колонны (2). Из сепаратора бражки (6) паровой поток на­правляют в конденсатор СО₂ (7), в котором пары спирта конденсируют, а уг­лекислоту, неконденсирующиеся газы направляют на спиртоловушку (16).

Бражная колонна служит для исчерпывания бражки по этиловому спирту и сопутствующим ему примесям.

Бражку, отогнанную от спирта и сопутствующих ему примесей, из кубовой части в виде барды отводят в сборник барды. Бражная колонна (2) обогревается ост­рым паром через барботер.

Выделенный из бражки спирт с сопутствующими ему примесями, в виде паров поступает в дефлегматор бражной колонны (4), где происходит их конденсация оборотной водой. Несконденсировавшаяся часть паров поступает в конденсатор бражной колоны (5) и далее в спиртоловушку (16).

Сконденсировавшиеся в теплообменниках (4), (5) и (6) пары образуют бражной дистиллят, часть которого виде флегмы возвращается на верхнюю тарелку бражной колонны (2), часть направляется на питающую тарелку эпюрационной колонны (8).

Эпюрационная колонна (8) обогревается острым паром через барботер.

Эпюрационная колонна (8) предназначена для выделения из бражного дистиллята головных примесей (эфиров и альдегидов).

На верхнюю тарелку эпюрационной колонны (8) из емкости через ротаметр подают горячую воду для снижения концентрации этилового спирта, что обеспечивает увеличение коэффициен­тов испарения головных примесей (эфиров и альдегидов).

Выделенные из бражного дистиллята головные примеси (эфиры и альдегиды) в виде паров поступают в дефлегматор эпюрационной колонны (9), где происходит их конденсация оборотной водой. Несконденсировавшаяся часть паров поступает в конденсатор эпюрационной колоны (10) и далее в спиртоловушку (16).

Сконденсировавшиеся в теплообменниках (9) и (10) па­ры образуют эфироальдегидную фракцию, часть которой в виде флегмы возвращается на верхнюю тарелку эпюрационной колонны (8), часть направляется на питающую тарелку эфирной колонны.

Эфирная колонна работает аналогично эпюрационной колонне. Она предназначена для уменьшения потерь этилового спирта и концентрирования эфиро-альдегидной фракции.

Эпюрат из кубовой части эпюрационной колонны (8) поступает на питающую тарелку ректификационной колонны (12).

Ректификационная колонна (12) предназначена для концентрирования эти­лового спирта, отделения хвостовых примесей (сивушного масла) и доочистки от головных примесей (эфиров и альдегидов).

Ректификационная колонна (12) обогревается острым паром через барботер.

Пары из ректификационной колонны (12) поступают в дефлегматор (13) и конденса­тор (14). Несконденсировавшиеся в конденсаторе (14) пары направляются для полной конденсации в спиртоловушку (16). Образовавшийся в дефлегматоре (13) и конденсаторе (14) дистиллят в виде флегмы возвра­щается на верхнюю тарелку ректификационной колонны (20).

Часть дистиллята в виде непастеризованного спир­та из конденсатора (14) направляют на верхнюю тарелку эпюрационной колонны (12).

Отбор ректификованного спирта из ректификационной колонны (12) производят с та­релки, расположенной на несколько тарелок ниже верхней тарелки (зона пастеризации) и направляют на питающую тарелку колонны окончательной очистки (25).

В ректификационную колонну предусмотрена подача раствора NaOН для омыления остаточных эфиров и разрушения остаточных альдегидов.

Лютер из ректификационной колонны (12) через гидрозатвор (41) направляют в сборник лютера (18), а из него насосом (19) подают на собственные нужды.

Сивушное масло отбирается с тарелок, расположенных немного выше и немного ниже питающей тарелки ректификационной колонны (12) и поступает на питающую тарелку сивушной колонны.

Сивушная колонна работает аналогично ректификационной колонне. Она предназначена для уменьшения потерь этилового спирта и концентрирования сивушной фракции.

Колонна окончательной очистки предназначена для доочистки ректификован­ного спирта от метанола и азотистых соединений.

Колонну окончательной очистки (25) обогревают глухим паром через выносной кипятильник (24).

Азотистые соединения и метанол, выделенные из спирта и сконцентрирован­ные в колонне (25), отбирают из конденсатора (27) и отводят в сборник метанола (28). Избыточное количество погона из дефлегматора (26) и конденсатора (27) возвращают на верхнюю тарелку колонны окончательной очистки (25) в виде флегмы. Пары в дефлегматоре (26) и конденсаторе (27) конденсируются оборотной водой.

Ректификован­ный спирт из кубовой части колонны окончательной очистки (25) через холодильник и контрольный снаряд направляется в сливное отделение, откуда перекачивается на склад.

Укрепленную эфиро-альдеидную фракцию, сивушную фракцию и метанол направляют на сжигание в котельный цех.