Проект брагоректифікаційного відділення спиртового заводу потужністю 6000 дал спирту ректифікованого на добу

 

 

 

 

Колір ячменю повинен  бути світло-жовтий, припускається  потемнілий, а жита – жовтий і зелений різних відтінків; не припускається використання зерна з будь-якими сторонніми запахами – затхлим, пліснявілим.

1.2.2 Вода

 

У виробництві спирту на стадії приготування дріжджів, розчинів ферментних препаратів використовується вода питної якості (ГОСТ 2874-82), а на технічні цілі застосовують умовно чисту воду.

Згідно ГОСТ 2874-82 вода питної кондиції повинна відповідати ряду вимог:

• рН 6,0-9,0;
• запах при температурі 20 °С і підігріві води до 60 °С (ГОСТ 3351-74), бал, не більше - 2;
• присмак при 20 °С (ГОСТ 3351-74), бал, не більше - 2; колір по шкалі, градус, не більше - 20;
• мутність по стандартній шкалі, мг/дм³, не більше - 1,5;
• загальна жорсткість (ГОСТ 4151 -72), мг-екв/дм³, не більше - 7;
• вміст, мг/дм³, не більше:
• хлоридів - 350 (ГОСТ 4245-72)
• сульфатів - 500 (ГОСТ 4389-72)
• марганцю - ОД (ГОСТ 4974-72)
• заліза - 0,3 (ГОСТ 4011-72)
• міді-1,0 (ГОСТ 4388-72)
• цинку - 5,0 (ГОСТ 18293-72)

Оскільки вода приймає  безпосередню участь у технологічних  процесах та входить до складу напівпродуктів і спирту, вона повинна бути мікробіологічно чистою. Показниками бактеріальної чистоти води є колі-титр і колі-індекс. Колі-титр дорівнює найменшій кількості води в мл, у якій виявляється одна шлункова паличка, а колі-індекс - кількість шлункових паличок, які виявляються у 1л води. Колі-титр повинен бути не меншим 300, а колі-індекс не більшим 3. Загальна кількість мікроорганізмів у 1 мл води не повинна перевищувати 70, а під час повені – 100.

Не містити в собі шкідливих речовин, які пригнічують  дріжджі і погіршують якість продукції. Твердий залишок – не більше 1000 мг/дм³. Наявність стороннього запаху не допускається.

В залежності від призначення  до води ставлять різні вимоги. При  жорсткості води вище 8 мг-екв/дм"⁵, що далі пом'якшується.Для приготування замісу використовують технічну воду з температурою не більше 45 °С, величиною рН не менше 5,0. Не допускається присутність в ній солей важких металів, а також солей азотистої кислоти. Вода не повинна містити аміаку не більше 200 мг/дм , сульфатів, хлоридів, двовуглекислих солей – не більше 300-400 мг/дм³, нітратів, силікатів – не більше 200 мг/дм³.

 

 

 

 

 

 

1.3. Характеристика допоміжних матеріалів

 

1.3.1. Оцукрюючі  матеріали

У виробництві спирту із крохмалевмісної сировини (зерна  злакових та ін.) використовують оцукрюючи  матеріали, які містять, як правило, комплекс ферментів для гідролізу полімерів: крохмалю, білків, пектинових речовин, пентозанів, целюлози та ін. Як оцукрюючи матеріали, донедавна, на підприємствах спиртової промисловості використовували солод, але на заміну йому з’явилися ферментні препарати мікробного походження і їх суміш. При досліджені дії ферментних ферментних препаратів, як джерела оцукрюючого матеріалу, було виявлено ряд важливих переваг перед застосуванням солоду. На сьогодні спиртова промисловість ще не повністю відмовилась від використання солоду. На деяких підприємствах частину оцукрюючого матеріалу вносять у вигляді солоду і у вигляді ферментних препаратів.

Ферментні препарати  в порівнянні із солодом мають  ряд переваг, які зумовлюють їх широке використання: для їх виробництва застосовують більш дешеву сировину (зерно кукурудзи, пшениці, відходи спиртового, цукрового і мукомельного виробництв); вони мають більш широкий комплекс гідролітичних ферментів, у тому числі целюлолітичних і протеолітичних, повніше гідролізується крохмаль, що дозволяє збільшити вихід спирту на 1-2%; у більшості випадків вони стерильні, що сприяє створенню умов для мікробіологічної чистоти спиртового бродіння; концентровані ферментні препарати (сиропоподібні або у вигляді сухого порошку) мають високу питому активність і зберігаються тривалий період часу; використання комплексу ферментів мікробного походження в підвищених концентраціях до субстрату дозволить значно прискорити процеси оцукрювання сировини і зброджування сусла. Ферменти мікроорганізмів більш стійкі до фізико-хімічних умов середовища. Це дозволяє використовувати їх при високих температурах (до 105° С) під час ферментативно-теплової обробки замісів сировини і значно зменшити витрати теплової енергії та втрати зброджуваних речовин у процесі розварювання, а також проводити зброджування при порівняно низьких рН бражки, що забезпечує мікробіологічну чистоту бродіння. Використання ферментних препаратів дозволяє виготовляти сусло з високим вмістом сухих речовин (до 20-21%) і накопичувати у дозрілій бражці до 11 об. % спирту, що сприяє збільшенню потужності відповідного обладнання і зменшенню питомих енерговитрат.

Termamyl 120L являється рідким ензимним препаратом, що містить включно термостабільну α–амілазу, продуковану генетично модифікованим штамом Bacillus Licheniformis. Ензим являється ендоамілазою, котра гідролізує α – 1,4 – глюкозидні зв’язки в амілазі та амілопектині, тому крохмаль

швидко розчіплюється  до розчинних декстринів та алігосахаридів, завдяки чому зменшується в’язкість.

 

 

 

 

Стандартна активність................................. 60 – 120 KNU/r

Зовнішній вигляд......................................... чиста прозора рідина

Густина......................................................... 1,2 г/см³

Ферментативна активність амілази:

за даними фірми....................................... 120

згідно діючої методики:

 при 65ºС....................................................... 1600 од/см³

при 90ºС........................................................ 2700 од/см³

при 30ºС........................................................ 700 од/см³

Termamyl активний і при температурах 105-110 ºС, хоча оптимум його активності 95-105 ºС.

San-Super 240L – використовується в спиртовій промисловості для оцукрення заторів, які містять розріджений крохмаль. 

San-Super 240L – це вдосконалена амілоглюкозидаза добавляється, коли сусло охолоджене до 55 ºС  і його кислотність становить рН – 5,5.

Стандартне дозування  – 1 літр на тонну крохмалю при триденному зброджуванні сусла.

Зовнішній вигляд і колір................................. чиста коричнева рідина

Густина............................................................. 1,25 г/см³

Ферментативна активність:

за даними фірми:

амілоглюкозідаза........................................... 240

α-амілаза........................................................ 147

протеаза......................................................... 0,062

згідно діючої методики, од/см³:

глюкоамілаза............................................. 3000

α-амілаза.................................................... 700

протеаза..................................................... 0,062

Головний компонент San-Super 240L – амілоглюкозидаза – ензим, котрий гідролізує крохмаль і декстрини повністю до глюкози. В добавку до цієї активності препарат має збалансований вміст α-амілази і протеази.

San-Super – прозора коричнева рідина з густиною 1,25 г/мл і активністю 240 AG/мл.

Визначення активності: одна ново - амілоглюкозідазна одиниця –  це кількість ензиму, котра гідролізує один мікро моль мальтози за хвилину при температурі 25ºС.

Стабілізатори: желатинизований  крохмаль і продукти його гідролізу

В даному курсовому проекті  як оцукруючий матеріал використовують ферментні препарати мікробного походження. їх постачає фірма ”Novo Nordisk“ (Данія): Теrmamil 120L і Sun Super 240L. В табл. 1.12 наводиться характеристика імпортних ферментних препаратів мікробного походження.

 

 

 

 

 

 

Таблиця1.12- Характеристика імпортних ферментних препаратів мікробного походження

 

Показники	Характеристика та норми
	Теrmamil 120L	Sun Super 240L
Зовнішній вигляд	сироподібна рідина	сироподібна рідина
Колір Вміст сухих речовин, % Густина, г/см³ Активність α-амілази: при 30ºС при 60ºС при 90ºС Оптимальні умови дії: температура, ºС рН Витрати на 1т крохмалю	коричневий 48-49 1,1-1,25   700 од/см³ 1600од/см³ 2700од/см³   80-95 6,0-6,5 140-400 мл	коричневий 59-60 1,08-1,2   700 од/см³   глюкоамілази – 3000 од/см³   50-55 5,0-6,0 800-1200 мл

 

Кожен з цих ферментних препаратів розводять питною водою з співвідношенні 1:10 в окремому збірнику з розрахунку витрат на зміну. Для запобігання інактивації ферментів їх дозують окремо.

1.3.2 Антисептичні речовини

 

Зважаючи на те,що розварювання проходить  за низькотемпературною схемою, по якій температура 95°С не в змозі забезпечити повну стерилізацію сусла, тому потрібно передбачити використання антисептика.

Самою найефективнішою групою антисептиків, на даний час, є полігексометилгуанідіни (полімерні сполуки), механізм дії яких радикально відрізняється від звичних антисептуючи засобів. Речовини цієї групи – розгалужені полімери, які обгортають клітину бактерії та блокує її метаболізм.

Ці антисептики належать до 4 класу небезпеки, тому не шкідливі для людини та не пригнічують життєдіяльність дріжджів.

Недоліком цих антисептиків є те, що вони не діють моментально, які інші групи антисептичних  речовин. Вартість 1 кг (Полідезу) 120 грн.

Перевагою є те, що вони діють в дуже низьких концентраціях, це перекреслює недолік високої  вартості.                                         

Представником цієї групи  антисептиків є Полідез і Біоцид.

Полідез - дезинфікуючий засіб з високою протимікробною активністю, проти грам-позитивних, так і проти грам-негативних, як проти аеробних, так і проти анаеробних мікроорганізмів, а також проти стійких до дії дезінфектантів спорових форм пліснявих грибів та дріжджів.

 

 

 

 

 

 

За антимікробною активністю Полідез значно перевищує відомі дезінфектанти на основі хлорвмісних сполук, альдегідів, четвертних амонієвих сполук, пероксидів. Полідез немає запаху, нелеткий і не надходить у повітря з поверхонь після їх знезараження, не агресивний до будь-яких матеріалів, не викликає корозію після дезинфекції.

Було проведено дослідження  впливу антисептику Полідезу на стадіях  приготування та зброджування сусла спиртового виробництва. В процесі дослідження використовували Полідез при концентрації 20 мг/м³ бражки чи сусла. Встановлено, що на протязі всього терміну зброджування (72 год.), інтенсивність виділення двооксиду вуглецю було практично на рівні контролю. Кислотність дозрілої бражки у зразках з Полідезом, незалежно від способу антисептування сусла була нижчою, ніж в контролі і склала 0,48-0,49 мл 1 н NaОН на 20 мл бражки. Вміст нерозчинного крохмалю в дозрілій бражці складав 0,09-0,095 г/100 мл. розчинних вуглеводів був нижчій ніж в контролі і склав 0,223-0,225 г/100 мл бражки. Концентрація спирту в дозрілій бражці в контролі була 7,39 об. %, а в дослідних зразках - 7,4-7,41 об. %.

 

1.3.3 Інші допоміжні матеріали

 

Для виробництва спирту етилового ректифікованого в  даному курсовому проекті застосовуються такі допоміжні матеріали які наведені в таблиці1.13

 

Таблиця1.13- Характеристика допоміжних матеріалів

 

Найменування матеріалу	Стандарт	Вміст основного компонента, %	Класифікація
Сірчана кислота Карбамід Ортофосфатна кислота	ГОСТ 2184-77 ГОСТ 2081-92 ГОСТ 10678-92	H2SO4 - не менше 92,5 Азот - 46,3 P2O5 - 35,4	Технічна Технічна Технічна

 

Таблиця1.14 -Норми витрат допоміжних матеріалів

 

Норма допоміжних матеріалів	ГОСТ, ТУ	Одиниця виміру	Норма витрат
Кислота сірчана (в моногідраті) Карбамід Ортофосфорна  кислота Фріконт Хлорне  вапно	667-73 або 2184-77 2081-95 10678-95	кг/100 дал спирту кг/100 дал спирту кг/100 дал спирту г/100м3 кг/100 дал спирту	22,0 6,0 1,7 100 4

 

 

 

 

2. Технологічна частина

2.1. Принципова  технологічна схема

                                                               

 Епюрована пара                                  Зріла бражка

                                                          

                                                                               Бражний дистилят

                                                                              

 

 

 

                                                                                    Барда

                              Гріюча пара       Вода  на гідро селекцію 92С                       

                         

                                                                                         Відпрацьована вода 70С

        Епюрована  пара                                                                              

                                                                                         Конденсат

Охоладжуюча вода 20С