Утилізація відходів спиртової галузі

АНОТАЦІЯ 

 

Курсова робота на тему "Утилізація відходів спиртової галузі" присв'ячена розгляду сучасних методів  і процесів перероблення різних видів сировини на етиловий спирт. До такої сировини належить крохмалевмісна – зерно і картопля та цукровмісна – бурякова меляса.

Вказані державні стандарти, норми та вимоги до якості сировини та кінцевого продукту.

Наведено принципову схему всіх стадій виробництва спирту.

Розглянуто екологічні проблеми спиртової промисловості, та утилізація відходів, які виникають при виробництві спирту.

Курсова робота скадається з: вступу, 4 розділів, висновку, списку використаної літератури та  креслення на форматі А3. Робота містить: 50 листів пояснювальної записки, 12 таблиць та 2 рисунка.

Найбільш вживані такі ключові слова: спирт, відходи, барда, утилізація.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

Курсовая работа на тему "Утилизация отходов спиртовой отрасли" посвящена рассмотрению современных методов и процессов переработки различных видов сырья на этиловый спирт. К такому сырью принадлежит крохмалосодержимая - зерно и картофель и сахаросодержимая – свекловичная меласса.

 Указанные государственные стандарты, нормы и требования к качеству сырья и конечного продукта.

  Приведено принципиальную схему всех стадий производства спирта. 
Рассмотрены экологические проблемы спиртовой промышленности, и утилизация отходов, которые возникают при производстве спирта. 
          Курсовая работа состоит из: введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и чертежа на формате А3. Работа содержит: 50 листов пояснительной записки, 12 таблиц, 2 рисунка.

Наиболее употребительные такие ключевые слова: спирт, отходы, барда, утилизация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSTRACT

 
      Course work on a theme "waste Disposal alcohol industry" devoted to a review of modern methods and processes of processing of various types of raw materials for ethyl alcohol. To this raw material belongs to - grain and potatoes and  - beet molasses.

These government standards, norms and requirements to quality of raw material аnd final product.

 Shows a schematic diagram of the all stages of production of alcohol. 
        Considered environmental problems of the alcohol industry, and waste management, which occur during the production of alcohol. 
Coursework consists of: introduction, 4 chapters, conclusions, list of references and drawings in A3 format. The work contains 50 sheets of the explanatory note, 12 tables, 2 figures.

The most common such key words: alcohol, waste, Barda, disposal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

           Вступ………………………………………………………………………… 7

1. Показники якості і безпеки сировини та готової продукції…….….9

                  1.1 Характеристика властивостей  вуглеводвмісної  сировини…...9

                  1.2  Вимоги до якості кінцевої  продукції……………………….…19

2. Технологія виробництва спирту………………………………….....23

  2.1 Прийом і підготовка зерна………………………………….….23

             2.2 Розварювання сировини…………………………………... …..24

             2.3 Зброджування оцукреної маси………………………………...26

             2.4 Відгонка спирту з бражки і його ректифікація……………….28

             2.5 Параметри технологічного процесу  виробництва спирту…...32

             2.6 Опис апаратурно-технологічної  схеми виробництва спирту..33

3. Побічні продукти і відходи спиртового виробництва……………..37
4. Актуальні проблеми в спиртовій галузі………………………….....47

      Висновок………………………………………………………………………...55

     Список використаної  літератури…………………………………………….…57

     

ВСТУП

Спиртова промисловість належить до числа галузей харчової промисловості. Значення спиртової промисловості визначається випуском основного продукту – етилового спирту, який використовується в багатьох галузях: для очищення і виділення ферментів, в хімічній та харчовій промисловості, лакофарбовій промисловості тощо.

В ході спиртового виробництва виробляється велика кількість відходів, які потім піддаються утилізації, переробці та подальшому використанню. Існує декілька технологій, що побудовані на використанні відходів спиртового виробництва. До них можна віднести: отримання кормових дріжджів, виробництво кормового концентрату В12, гліцерину, бардяної золи, бетаїну, глютамінової кислоти та глютамату натрію, отримання газу метану.

          Етиловий спирт - основний продукт, що знаходить широке застосування в харчовій, мікробіологічної, медичної та інших галузях промисловості.

У харчовій промисловості спирт використовують при виготовленні лікеро-горілчаних виробів, плодово-ягідних вин, харчових ароматизаторів і т.д.

Вітчизняна спиртова промисловість до 1917 р. була представлена дрібними заводами потужністю близько 22 тис. дал спирту на рік. Радянський період характеризується появою великих підприємств з потужністю 6000 - 12000 дал на добу. У 1980 р. в СРСР діяло близько 400 великих заводів, а виробництво спирту становило 200 млн. дал.

Далі виробництво спирту неухильно знижувалося, особливо в періоди перебудови та економічних криз.

      

 

 

  Також зниження виробництва обумовлювалося посилюванням галузевого законодавства, збільшенням вартості ліцензій, встановленням мінімальних порогів по статутному капіталу для виробників спирту, введенням вимоги про повну переробку відходів спиртового виробництва.

Але головною причиною зниження є великий тіньовий обіг спирту, що робить легальне виробництво менш рентабельним.

Ємність ринку спирту в Україні для забезпечення виробництва алкогольних напоїв, ліків,  кондитерських виробів складає 22 млн декалітрів.Спиртова галузь повністю задовольняє потребу країни в спирті та здійснює поставки на експорт.

Технологія виробництва спирту відноситься до біотехнології, так як виробництво пов'язане з використанням каталізаторів (ферментів), що мають біологічне походження. При належному підході виробництво спирту є безпечним і безвідходним: у виробництві крім спирту отримують діоксид вуглецю, барду, ефіро-альдегідну фракцію, сивушні масла [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ 1. ПОКАЗНИКИ ЯКОСТІ І БЕЗПЕКИ СИРОВИНИ ТА ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

1.1. Характеристика властивостей вуглеводвмісної сировини

Сировина, що використовується для виробництва спирту, повинна щорічно відновлюватися в кількості, достатній для промислової переробки, мати високий вміст крохмалю чи цукру та добре зберігатися, що забезпечує економічну доцільність виробництва. Цим вимогам відповідають клубні картоплі, зерно рослин сімейства мятликових (злаків) та меляса.

Відповідно до географічного положення та структури господарства, що склалася, в різноманітних країнах для виробництва спирту використовують різноманітні види сировини [3].

Картопля. З усіх видів рослинної харчової сировини картопля в найбільшій мірі відповідає технологічним вимогам спиртового виробництва. З картоплі з одиниці посівної площі отримують в 3 – 4 рази більше крохмалю у порівнянні з зерном. Картопляний крохмаль швидше розварюється, утворюється рухливе сусло, в ньому знаходяться азотисті та фосфорні речовини в кількості, достатній для харчування дріжджів, з нього отримують найбільший вихід спирту. При переробці картоплі виробнича потужність заводу на 10% більша, ніж при переробці зерна, а витрати палива на 12% менші ніж собівартість спирту.

Сухі мінеральних бульб картоплі складаються приблизно із 24% органічних і 1% мінеральних речовин.

До органічних речовин бульб належать, %: крохмаль – 18,5, цукри – 0,8, целюлоза (клітковина) – 1,0, пентозани і пектинові речовини – 1,5, азотні речовини – 2,0 та жири – 0,2.

 

 

 

 

Отже, кількість крохмалю в бульбах картоплі становить 70…80% від сухої маси і 95…98% від маси вуглеводів.

Цукор міститься в картоплі у вигляді глюкози, фруктози і цукрози (глюкози 75% від усієї маси цукрів). При тривалому зберіганні бульб в умовах низьких температур вміст цукру збільшується і може досягти 7…8% від усієї маси картоплі.

Клітковина (целюлоза) і пентозани – основні структурні елементи стінок клітин, всіх тканин бульби. Вміст клітковини коливається від 0,9 до 2,0, пентозанів – від 0,7 до 1,0%.

Пектинові речовини розподілені нерівномірно: у шкірці – близько 4, у м'якоті – 0,6 до маси.

Азотних речовин у картоплі міститься від 0,11 до 0,59%, що в перерахунку на білок становить в середньому 2,0%.

Білки картоплі представлені двома групами: прості білки (протеїни) і складні (протеїди). При гідролізі простих білків кінцевими продуктами є амінокислоти, складних – амінокислоти, ліпоїди, нуклеїнові кислоти.

У бульбах картоплі присутні також вітаміни, мг на 100 г: тіамін 0,12; рибофлавін 0,05; нікотинова кислота 0,9; аскорбінова кислота 10; токоферол 1; біотин 0,06; β-каротин (провітамін А) 0,02.

Із органічних кислот у бульбах картоплі найбільше лимонної (0,08…0,55%) і яблучної (близько 0,1%) кислот.

Кількість мінеральних речовин (макроелементів) змінюється від 0,5 до 1,9%. Це калій і фосфор. До мікроелементів, що присутні в бульбах картоплі, належать марганець, кобальт, нікель тощо.

До недоліків картоплі як сировини для виробництва спирту відносять значні витрати праці на вирощування картоплі, погану зберігаїмость через великий вміст вологи та легке підупадання під вплив захворювань, а також великі витрати на транспортування на великі відстані [2].

Зернові культури. На спирт переробляють різні зернові культури (пшеницю,
жито, ячмінь, кукурудзу, овес та інші), в тому числі некон¬диційне, дефектне та непридатне для харчових цілей зерно. Щорічний об’єм переробки складає (%): пшениці 50 (переважно дефектної), ячменю 20, ржі 12, кукурудзи 8, проса 5, вівса 2 та інших культур (грачихи, вікі, гороху, рису та ін.) 3. для приготування солоду використовують конвенційне високоякісне зерно. Характеристика якості зерна наведена в табл. 1.1

                          

         Таблиця 1.1               

Характеристика якості зерна

Показники	Жито	Ячмінь	Овес	Просо
Вологість,% не більше	15,5	15,5	16,0	15,0
Засміченість загальна,      % не більше	5,0	5,0	5,0	5,0
Засміченість смітна,          % не більше	2,0	2,0	2,0	3,0
Засміченість зернова,        % не більше	___	3,0	3,0	4,0
Схожість на 5-ту добу,      % не менше	___	92	92	92
Енергія проростання На 3-тю добу,% не менше	85*	85	85	85
* На 4-ту добу

 

        Бажано, щоб зерно було здорове, високої крахмалистості, вологістю 14 - 17% залежно від культури і з невеликою засміченістю. Попередньо здорове зерно оцінюють органолептично. Всі види зерна, що надходить у виробництво, очищають від пилу, землі, каменів, металевих та інших домішок. Зерно, призначене для приготування солоду, звільняють також від щуплих зерен, половинок і насіння бур'янів [4].

Кукурудза. Із зернових культур кращою сировиною для виробництва спирту є кукурудза (Zea mays). В ній міститься порівняно більше крохмалю, менше клітковини, більше жиру (що підвищує харчову цінність барди). Родючість кукурудзи в 2 – 3 рази вища родючості інших зернових культур.

Пшениця, ячмінь, овес, ріж. Ріж (Secale), пшениця (Triticum), ячмінь

(Hordeum) та овес (Avena) вирощуються в нашій країні та можуть використовуватися в якості сировини для виробництва спирту, проте виробництво спирту саме з цих зернових культур веде до великих грошових витрат, що в свою чергу впливає на підвищення собівартості спирту, до того ж технологічна схема виробництва спирту ускладнюється через необхідність розварювання сировини та осахарювання крохмалю [3].