Технологическая линия производства этилового ректификованного спирта

Технологическая линия производства этилового ректификованного спирта.

 

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Спирт  этиловый (этанол, винный спирт), выработанный из пищевых видов сырья (зерно, картофель, сахар, свеклосахарная и тростниковая меласса, сахарная свекла), — прозрачная бесцветная жидкость без привкуса и  запаха посторонних веществ. Температура  кипения безводного спирта этилового 78,35 °С при давлении 0,1 МПа, температура вспышки 13 °С. Спирт гигроскопичен, летуч, смешивается с водой в любых соотношениях и является хорошим растворителем.

В зависимости от степени  очистки различают спирт ректификационный четырех сортов: 1 сорта (96,0 об. %), высшей очистки (96,2 об. %), «Экстра» (96,5 об. %) и «Люкс» (96,3 об. %).

В спирте этиловом ректификационном кроме воды содержатся в макроколичествах различные примеси (альдегиды, эфиры, высшие спирты и другие химические соединения), которые формируют у  спирта свойственные ему вкус и аромат в зависимости от вида перерабатываемого сырья.

Зерно и картофель относят  к крахмалосодержащему сырью, мелассу  и свеклу — к сахаросодержащему. Зерно поступает на заводы с содержанием  влаги 12... 15 % и более. В зависимости  от культуры оно содержит 45...55 % крахмала и 9...16 % белка. Картофель — сочное сырье, которое содержит 9... 18 % крахмала и до 2 % белка.

Меласса — густая сиропообразная непрозрачная жидкость коричневого  и темно-бурого цвета, сладкая на вкус с горьким привкусом. В ней  содержится не менее 75 масс. % сухих веществ и не менее 43 % сахарозы. Сумма сбраживаемых веществ составляет не менее 44 масс. %.

Особенности производства и  потребления готовой продукции. Спирт этиловый пищевой получают микробиологическим способом, в основе которого лежит сбраживание сахара в спирт дрожжами семейства сахаромицетов. Спирт из пищевого сырья получают непрерывным и периодическим  способами. При этом 45...55 % вырабатывают из зерна, 10... 15 % — из картофеля, 2.. .3 % — из свеклы и 38.. .45 % — из мелассы.

Спирт этиловый ректификационный получают на брагоректификационных и ректификационных установках из бражек крахмалосодержащего и сахаросодержащего сырья и из спирта-сырца, полученного из тех же видов сырья.

Брагоректификационные установки бывают косвенного действия (включают бражную, эпюрационную и ректификационную колонны), косвенно-прямоточного действия (включают брагоэпюрационную, эпюрационную и ректификационную колонны) и работающие под вакуумом.

При выработке спирта ректификационного  из спирта-сырца применяют ректификационные установки, состоящие из эпюрационной и ректификационной колонн.

Для повышения выхода и  качества ректификационного спирта, улучшения выделения сивушного  масла брагоректификационные и ректификационные установки дооснащают дополнительными колоннами: окончательной очистки спирта, сивушной или экстрактивно - ректификационной, для выделения этилового спирта из головной фракции.

Пищевая промышленность —  главный потребитель этилового  спирта, который используется для  изготовления ликероводочных изделий, виноградных и плодово-ягодных  вин, уксусов и пищевых ароматизаторов. Спирт этиловый также используется в медицинской, фармацевтической, парфюмерной и других отраслях промышленности.

Стадии технологического процесса. Переработка зерна и  картофеля на спирт осуществляется по однотипной технологии и состоит  из следующих стадий:

 

— подготовка сырья к  переработке;

 

— разваривание крахмалосодержащего сырья;

 

— осахаривание крахмалосодержащего сырья;

 

— культивирование дрожжей;

 

— сбраживание осахаренной массы;

 

— перегонка бражки;

 

— ректификация спирта.

 

Стадия разваривания крахмалосодержащего сырья паром повышенного давления может быть заменена гидроферментативной обработкой замеса с помощью бактериальной осамилазы при температурах клейстеризации крахмала 60...90 °С.

Получение спирта из мелассы  включает меньше технологических стадий:

 

— подготовка мелассы к  сбраживанию;

 

— культивирование дрожжей;

 

— сбраживание мелассного сусла;

 

— извлечение спирта из бражки;

 

— очистка спирта.

 

Основное различие технологического процесса при переработке крахмало- и сахаросодержащего сырья состоит в подготовке сырья и приготовлении питательной среды (субстрата) для сбраживания дрожжами в спирт.

Технологический процесс  на брагоректификационных установках дифференцирован по стадиям, которые осуществляются последовательно в отдельных колоннах:

 

— в бражной (перегонка бражки с получением бражного дистиллята и отводом барды в виде отхода производства);

 

— в эпюрационной (выделение из бражного дистиллята или спирта-сырца и концентрирование головных примесей и их отбор с фракцией головного этилового спирта — побочным продуктом производства);

 

— в ректификационной (концентрирование спирта и его пастеризация, а также выделение в процессе концентрирования спирта промежуточных примесей в виде сивушных фракций);

 

— в сивушной или экстрактивно -ректификационной (концентрирование сивушного масла и выделение его в виде товарного побочного продукта производства);

 

— в колонне окончательной  очистки (дополнительная очистка ректификационного  спирта с отводом на повторную  ректификацию спиртовых фракций  с примесями);

 

— в колонне для выделения  спирта из головной фракции (выделение  из головной фракции и концентрирование метанола, альдегидов и сложных эфиров).

 

Характеристика комплексов оборудования.

 

Линия начинается с комплекса  оборудования для мойки, очистки  и измельчения крахмадосодержащего сырья, в состав которого входят картофелемойки, камнеловушки, водоотделители, барабанные камнеловушки, дробилки для измельчения картофеля и зерна, а также измельчители для тонкого измельчения зернового сырья.

 

В состав линии входят комплекс, состоящий из установок для тепловой обработки крахмалосодержащего  сырья - смесителей предразварников, варочных аппаратов и паросепараторов, аппаратов гидродинамической обработки замеса, обеспечивающих различные схемы разваривания.

 

Следующим в линии является комплекс оборудования для охлаждения и осаха- ривания заторов, в состав которого входят аппараты с непрерывным осахариванием и вакуум-охлаждением, аппараты с двухступенчатым вакуум-охлаждением, а также аппараты с непрерывным охлаждением и осахариванием при атмосферном давлении.

 

Комплекс оборудования для  брожения и культивирования дрожжей  состоит из бродильных аппаратов  и устройств для мойки, спиртоловушек и дрожжевых аппаратов.

 

В линии для производства спирта из мелассы комплекс оборудования состоит из рассиропников, аппаратов для размножения дрожжей и пеноловушек, а также устройств для отбора проб, измерения расходов мелассы и контроля плотности рассиропки.

 

Ведущий комплекс оборудования в линии предназначен для перегонки  и ректификации спирта. В его составе  имеются брагоректификационные и ректификационные установки, установки для получения безводного спирта, холодильники и кипятильники брагоперегонных аппаратов, вспомогательное оборудование ректификационных установок, а также оборудование для учета и хранения спирта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№	Название технологической операции	Цель технологической операции	Технологические режимы	Применяемое оборудование	Классификация оборудования
					По выполняемым общим функциям	По характеру воздействия на обрабатываемый продукт
	Подготовка сырья к  переработке – это очистка от пыли, земли, камней, металломагнитных и других примесей, измельчение.	Создать условия для максимального  извлечения крахмала, белков и др. соединений из продукта для дальнейшей их переработки.	___	Молотковые и вальцовые дробилки.	Подготовительные операции	Механические процессы
	Разваривание крахмалосодержащего сырья. после измельчения сырья его  подвергают водно- тепловой обработке.	Разрушение клеточной структуры  и растворение крахмала сырья, т.е. подготовка сырья к осахариванию.	136…140○С	Подогреватель, контакторе-подогреватель, в прямоточный трубчатый разварник.	Основные операции	Тепловые процессы
	Осахаривание крахмалосодержащего сырья.  Осахаривание – процесс распада крахмала до монасахаридов, т.е. до глюкозы под воздействием ферментов солода или микробных препаратов. Процесс осахаривания влючает следующие операции: 1)охлаждение осахариваемой массы 2)смешивание массы с осахариваюим материалом 3)осахаривание 4)охлаждение сусла	Получение сусла.	В осахаривателе масса охлаждается до 57…58○С в течении 10 мин. Осахаренная масса непрерывно отводится из осахаривателя в теплообменник, в котором охлаждается до 20…24○С, в бродильное отделение.	Осахариватель, теплоообменник.	Основные операции	Биотехнологические прцессы
	Сбраживание осахаренной массы. Сахара, полученные в результате гидролиза  крахмала, проникают в дрожжевую клетку и используются ею для своей жизнедеятельности, в результате которой образуются спирт и диоксид углерода или углекислый газ. Процесс брожения можно разделить  на 3 периода: 1)взбраживание – продолжается размножение дрожжей. 2)главное брожение – происходит  сбраживание основного количества  сахаров. 3)дображивание – оканчивается досахаривание декстринов и крахмала ферментами с последующим их дображиванием дрожжами.	Образование спирта и диоксида углерода или углекислый газ.	____	Дрожжевой аппарат, взбраживатель, батареи бродильных аппаратов.	Основные операции	Биотехнологические процессы
	Извлечение спирта из бражки и его очистка. Зрелая бражка – полупродукт спиртового производства. Бражка – сложная многокомпонентная система, состоящая из трёх фаз: жидкой, газообразной и твёрдой. Ректификация – процесс разделения бинарной или многокомпонентной  жидкой смеси на компоненты или группы компонентов, различающиеся между  собой летучестью.	Извлечь спирт из бражки и его  очистить.	_______	Ректификационные установки : сырцовые, ректификационные, благоректификационные.	Заключительная операция	Массообменные процессы
Вид технологической линии: