Технологический план проектирования бродильного отделения спирт завода

Удельная теплоемкость замеса составит:

,   (16)

где - С^СВ – удельная теплоемкость сухих веществ (крахмала) замеса, кДж/кг*град;

    - С_в. – удельная теплоемкость воды, кДж/кг*град.

 кДж/кг*град

Расход вторичного пара на нагреваниие замеса:

  ,      (17)

где t₂ – конечная температура нагревания, ⁰С;

    t₁ – начальная температура замеса, ⁰С;

    i₁ – энтальпия вторичного пара, которую определяют по таблице 2.

 кг

Приложений в соответствии с давлением и температурой пара, кДж/кг;

    R – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду, величина которую варьируют в пределах 1,02 ÷ 1,04.

Масса замеса, нагреваемого до t₂:

= М_з. + Д_{1                          (18)}

 кг

Расход острого пара:

,                (19)

где t₃ – температура разваривателя, ⁰С;

    t₂ – энтальпия острого пара, кДж/кг.;

кг

Количество разваренной  массы:

М_р. =

+ Д_{2                             (20)}

  кг

При использовании механико-ферментативной схемы разваренную массу подвергают стерилизации.

Расход острого пара на стерилизацию:

,                (21)

 

где t₄ – температура стерилизации, ⁰С;

    i₃ – энтальпия острого пара при t₄, кДж/кг.;

кг

Количество стерилизованной  массы:

М_ст. = М_р. + Д₃                (22)

 кг

Количество вторичного пара, выделяющегося в паросепараторе:

,              (23)

где t₅ – температура до которой охлаждается стерилизованная масса в паросепараторе, ⁰С;

    i₄ – энтальпия вторичного пара при t₅, кДж/кг.;

 кг

Недостаток вторичного пара, поступающего на нагревание замеса:

           (24)

  кг

Общее количество пара, расходуемое  на водно-тепловую

обработку сырья:

Д = Д₂ + Д₃ + ΔД         (25)

 кг

Удельный расход пара по массе сырья:

,            (26)

%

Количество стерилизованной  массы, выходящей из паросепаратора:

М_сеп. = М_ст. – Д₄     (27)

кг

3.8 Осахаривание  разваренной массы

 

Количество вторичного пара, которое образуется при охлаждении разваренной массы в вакуум-осахаривателе:

,          (28)

где t₆ – температура осахаривания, ⁰С;

    β₁ – теплота парообразования при t₆, кДж/кг.;

 кг

Расход воды на барометрический  конденсатор:

,           (29)

где i₅ – энтальпия пара при температуре осахаривания, кДж/кг;

    t_н – температура воды, входящей в конденсатор,  ⁰С;

       t_к – температура воды, выходящей из конденсатора,  ⁰С;

 кг

Количество массы в осахаривателе:

М_ос. = М_сеп. – Д₅             (30)

кг

Массовая доля сухих  веществ в массе, находящейся  в осахаривателе:

, %          (31)

Объем массы, находящейся в осахаривателе:

,                  ₍₃₂₎

дм³

Расход ферментного  препарата, содержащего глюкоамилазу, составит:

по объему:

,          (33)

дм³

по массе: М_ф2 = V_ф2 · ρ_ф2      (34)

 кг

Масса сухих веществ  в ферментном препарате:

        (35)

 кг

Масса раствора ферментного  препарата:

,       (36)

где  n₂ – коэффициент разбавления препарата.

 кг

Массовая доля сухих  веществ в растворе ферментного  препарата:

,     (37)

%

Объем раствора ферментного  препарата:

        (38)

 дм³

Количество сусла после  внесения раствора ферментного препарата, содержащего глюкоамилазу, составит:

М_с. = М_ос. + М_ф2р.    (39)

кг

В сусле содержится сбраживаемых веществ с учетом потерь при водно-тепловой обработке и с нерастворенным крахмалом:

    (40)

 кг

Принято считать, что 30% несбраживаемых веществ переходят в растворимое  состояние в процессе водно-тепловой обработки, следовательно, количество несбраживаемых растворимых веществ в сусле составит:

            (41)

  кг

Количество несбраживаемых нерастворимых веществ:

М_{с.несб.н.} = М_несб. – М_{с.несб.       (42)}

  кг

Количество сухих веществ содержится в фильтрате сусла:

    (43)

кг

в дробине:

     (44)

кг

При использовании ферментных препаратов низкой степени очистки, содержащих балластные нерастворимые вещества, количество сухих веществ ферментных препаратов учитывается в дробине.

Масса фильтрата сусла:

М_с.ф. = М_с. -

    (45)

 кг

Массовая доля сухих  веществ в фильтрате сусла:

     (46)

 %

Объем фильтрата сусла:

       (47)

   дм³

 

 

Объем дробины:

 (ρ_д. = 1,3)      (48)

 дм³

Объем нефильтрованного сусла:

V_с. = V_с.ф. + V_д.     (49)

 дм³

3.9 Культивирование засевных  дрожжей

 

Для культивирования  дрожжей в дрожжанках из осахаривателя  направляют сусло в количестве:

по массе:

,      (50)

 дм³

 

где m₁ – процент отбора сусла из осахаривателя, величина которого зависит от применяемой технологической схемы;

по объему:

,   (51)

 дм³

Количество фильтрата сусла:

по массе:

,   (52)

 кг

по объему:

,   (53)

 дм³

Количество сухих веществ  в фильтрате сусла:

,      (54)

 кг

При условии достижения истинной доброкачественности дрожжевого сусла Д_ист. и соотношении продуктов гидролиза крахмала: глюкозы и декстринов, равном 2:1, количество глюкозы составит:

,      (55)

 кг

Количество декстринов:

,      (56)

 кг

Количество несбраживаемых веществ:

М_несб.1 =

- М_гл.1 – М_дек1   (57)

кг

В сусло для культивирования  дрожжей вносят ферментный препарат, содержащий глюкоамилазу.

 

 

Количество ферментного  препарата

по объему:

,    (58)

 дм³

где Н₃ – норма расхода ферментного препарата для дрожжевого сусла;

по массе: М `<sub>ф2</sub> = V`_ф2 · ρ_ф2 ,   (59)

 кг

 

Масса сухих веществ в ферментном препарате:

,         (60)

 кг

Масса раствора ферментного  препарата:

М `

= М ` · n₂ ,        (61)

   кг

Массовая доля сухих  веществ в растворе ферментного  препарата:

,      (62)

   %

Объем раствора ферментного препарата:

,        (63)

 дм³

Масса сухих веществ  фильтрата сусла с учетом внесения ферментного препарата:

М^СВ = М

+ М ` ,         (64)

 кг

Масса фильтрата сусла  с учетом внесения ферментного препарата:

М = М_с1ф + М_ф2 ,           (65)

 кг

Массовая доля сухих  веществ фильтрата сусла:

,           (66)

%

Объем фильтрата сусла:

,          (67)

 дм³

Для подкисления в  сусло вносят серную кислоту, расход которой составит:

по объему:

            (68)

где К_к – конечная кислотность сусла, град;

    К_н – начальная кислотность сусла, град;

      0,049 – содержание кислоты в 1 см³ 1н раствора кислоты, г;

      1,042 – количество кислоты, плотностью 1,84 кг/м³, содержащееся в 1 кг кислоты;

    20 – количество сусла,  в котором определяется кислотность, см³;

 дм³

по массе:

,                 (69)

    кг

При внесении в сусло  серную кислоту предварительно разбавляют водой в соотношении 1 : n_{3 .}

Количество воды для разбавления кислоты:

V_в.к1 = V_к1 · n₃   или М_{вк1,                         (70)}

  кг

Масса сусла с учетом внесения ферментного препарата  и серной кислоты составит:

М `_с1 = М_с1 + М_ф2р. + М_вк1 + М_к1 ,               (71)

 кг

Объем сусла:

V `_с1 = V_с1 + V_ф2р. + V_вк1 + V_к1,           (72)

 дм³

Количество сусла, которое  образуется в дрожжанках при культивировании  дрожжей, составит:

по объему:

,             (73)

 дм³

где В_гл – выход спирта из 1т глюкозы, дал;

по массе: М_сп1 = V_сп1 · ρ_сп ,          (74)

  кг

Масса образовавшегося  диоксида углерода:

М `_со2 = 0,955 · М_сп1 ,              (75)

 кг

где – 0,955 – количество диоксида углерода, выделяющегося при  образовании единицы массы спирта.

Масса засевных дрожжей:

М_др1 = М `<sub>с1</sub> – М `_{со2,                           (76)}

 кг

Масса фильтрата засевных дрожжей:

,               (77)

 кг

Массовую долю сухих  веществ в фильтрате засевных дрожжей (истинных отброд) определяют при удалении спирта из бродящей массы, заменяя его водой.

Массовая доля сухих  веществ в фильтрате засевных дрожжей:

 ,            (78)

%

 

Объем фильтрата засевных дрожжей:

,              (79)

   дм³

Объемная доля спирта в фильтрате засевных дрожжей:

,                 (80)

 %

Объем засевных дрожжей:

 ,           (81)

 дм³

При включении в технологическую  схему второй стадии культивирования дрожжей (в дрожжегенераторах или возбраживателе) расчет проводят аналогично расчет засевных дрожжей в дрожжанках.

Для культивирования дрожжей в  дрожжегенераторах из осахаривателя  направляют сусло в количестве:

по массе:

,           (82)

 кг

где m₂ – процент отбора сусла из осахаривателя;

по объему:

,            (83)

 дм³

Количество фильтрата  сусла:

по массе:

,        (84)

 кг

по объему:

,     (85)

дм³

Количество сухих веществ  в фильтрате сусла:

,             (86)

 кг

Количество глюкозы:

,           (87)

 кг

Количество декстринов:

,           (88)

  кг

Количество несбраживаемых веществ:

М_несб.2 = М

- М_гл2 – М_{дек2 ,                    (89)}