Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Апреля 2014 в 20:25, курсовая работа
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.
Вступ………………………………………………………………………… 7
Показники якості і безпеки сировини та готової продукції…….….9
1.1 Характеристика властивостей вуглеводвмісної сировини…...9
1.2 Вимоги до якості кінцевої продукції……………………….…19
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
Побічні продукти і відходи спиртового виробництва……………..37
Актуальні проблеми в спиртовій галузі………………………….....47
Висновок………………………………………………………………………...55
Список використаної літератури…………………………………………….…57
Для повного доочищення стічних вод після анаеробного очищення їх доочищають в аеротенках в аеробних умовах за допомогою мікроорганізмів, іммобілізованих на нерухомому волокнистому носії. Таке очищення порівняно із застосуванням вільноплаваючого активного мулу має такі переваги:
Бактеріальна біомаса, що накопичується на нерухомому носії, частково поїдається найпростішими і підтримується на необхідному рівні.
У процесі аеробного очищення утворюється надлишковий мул, який є високопротеїновим продуктом і може слугувати додатковим джерелом кормового білка мікробного походження. Воду, очищену в аеротенках до БСК 12 – 15 мг О2 /дм3, доочищають упродовж 15 – 30 діб у біоставках до БСК 4 – 6 мг О2/дм3. Після знезаражування активним хором і витримування протягом 30 хв у контактному резервуарі, очищену воду скидають у природні водойми [5].
Розділ 4. АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ В СПИРТОВІЙ ГАЛУЗІ
Рівень розвитку сучасного суспільства характеризується ресурсо- та енергоємністю національного доходу. Одним із основних споживачів сировинних та енергетичних ресурсів в агропромисловому комплексі України є спиртова промисловість. Головним завданням у спиртовому виробництві є розробка і широке впровадження нового покоління енерго- та ресурсозберігаючих технологій, які передбачають максимальне використання вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР) та більш глибоку і комплексну переробку сировини, скорочення за рахунок цього її втрат з відходами виробництва. Впровадження нових маловідходних та безвідходних технологій дозволяє скоротити не тільки матеріалоємність виробництва, але і зменшує витрати енергії на одиницю товарної продукції.
Вирішення питання інтенсивного ресурсо- і енергозбереження у значній мірі допомагає вирішувати екологічну проблему, тісно пов’язану з викидами відходів виробництва та продуктів згоряння енергоносіїв у навколишнє середовище. Тому ресурсо- і енергозбереження є ключовою проблемою суспільного виробництва. Сучасні ринкові стосунки вимагають створення і впровадження у виробництво технологій з низькою енерго-, ресурсо- і капіталоємністю, які одночасно забезпечують високу якість і конкурентоспроможність кінцевої продукції на внутрішньому та зовнішньому ринках.
Основним напрямом у зменшенні матеріалоємності спиртового виробництва є розробка та широке впровадження маловідходних та безвідходних технологій (МВТ та БВТ) із замкнутим циклом по відношенню до навколишнього середовища. В умовах ринкової економіки, переведення
виробництва на замкнуті цикли є фундаментальним напрямком вирішення проблеми раціонального використання природно-сировинних ресурсів [4].
Резервом зменшення матеріалоємності спиртового виробництва є вторинні сировинні ресурси (ВСР). Підвищення ступеня переробки первинної сировини, комплексне її використання із впровадженням сучасних екологічно чистих технологій є першорядним завданням. Концепція безвідходної технології базується на двох взаємопов’язаних аспектах.Перший аспект пов’язаний з розширенням ресурсних можливостей, залученням до виробництва некондиційних та нетрадиційних видів сировини, комплексною її переробкою, максимальним використанням відходів та побічних продуктів, з отриманням додаткової кількості цільових продуктів, кормів та добрив. Другий аспект пов’язаний з екологічністю технологічних процесів. Антропогенне навантаження на навколишнє середовище не повинно перевищувати здатність екологічної системи зберігати свій природний стан. Таким чином, безвідходна технологія повинна розглядатись як сукупність технологічних операцій, процесів, виробництв, які забезпечують максимальне і комплексне використання сировини, побічних продуктів та відходів з одночасним зменшенням їх шкідливого впливу на навколишнє середовище.
Маловідходна технологія є проміжною стадією при розробці безвідходних технологій. Під час маловідходного виробництва шкідливий вплив на довкілля не перевищує рівня дозволеного санітарними нормами та правилами, однак із технологічних, економічних та організаційних причин частина сировини переходить у відходи та побічні продукти, які не знаходять раціонального використання. Мало- та безвідходні технології повинні забезпечувати досягнення таких цілей:
— комплексну переробку сировини з використанням всіх її складових шляхом створених нових екологічно чистих технологічних процесів;
— переробку побічних продуктів та відходів з отриманням товарної продукції або інше їх корисне використання;
— зниження загального антропогенного навантаження на навколишнє середовище;
— створення замкнутої системи промислового водопостачання [3].
Проблема створення безвідходних технологій у спиртовій промисловості пов’язана з більш глибокою комплексною переробкою первинної сировини та раціональним використанням побічних продуктів та вторинних сировинних ресурсів. До побічних продуктів виробництва належать: головна фракція етилового спирту і сивушне масло. Усі відходи та побічні продукти спиртової галузі можна віднести до вторинних сировинних ресурсів.За агрегатним станом більшість ВСР і побічних продуктів спиртового виробництва є рідкими, до твердих належать відпрацьовані дріжджі-цукроміцети, до газоподібних — вуглекислий газ.
За ступенем впливу на довкілля до нешкідливих належать післяспиртова зернова барда, дріжджі-цукроміцети та вуглекислота бродіння; до шкідливих належать післяспиртова та післядріжджова мелясна барда, фракція головна етилового спирту та сивушне масло.За ступенем використання ВСР поділяються на ті, які повністю використовуються і на ті, які використовуються частково. До перших належать зернова післяспиртова барда, дріжджі-цукроміцети, частково використовується головна фракція етилового спирту, сивушне масло, післяспиртова мелясна барда, вуглекислота бродіння. Дефіцит енергоносіїв в Україні вимагає розроблення нових та швидкого впровадження відомих заходів енергозбереження. Заощадження енергоносіїв може бути отримано за
рахунок зміни структури виробництва, зорієнтованого на енергозберігаючі технології. Витрати на використання вторинних енергетичних ресурсів більш ніж у два рази менші, ніж при використанні первинних джерел енергії.Усі енергозберігаючі заходи можна розподілити на дві групи. До першої групи слід віднести ті, що не впливають на принципові основи техніки і технології, використання технологічного продукту та напівпродуктів. Таке енергозбереження називається рекуперативним, або екстенсивним. Друга група включає принципово нову сукупність взаємопов’язаних заходів. Ці заходи розробляються в межах повних технологій матеріальних виробництв із використанням енергетичного потенціалу первинного джерела енергії, при комплексному вирішенні завдань ресурсозбереження і спрямовані на створення технологій та обладнання нового покоління з максимально високими енергоматеріалозберігаючими та екологічними характеристиками. Таке енергозбереження називається інтенсивним. Концепція інтенсивного енергозбереження складається з таких етапів:
— визначення загальної енергоємності виробництва кінцевого продукту або напівпродукту;
— діагноз якості енергоматеріаловикористання;
— прогноз потенціалу інтенсивного енергозбереження;
— розроблення принципових основ технічної реалізації заходів інтенсивного енергозбереження;
— розроблення моделі об’єктів і визначення технічно можливої економії паливно-енергетичних ресурсів;
— стан і перспективи поліпшення екологічної ситуації;
— розроблення плану послідовної реалізації рекуперативного й інтенсивного енергозбереження [4].
Основним джерелом інтенсивного енергозбереження є вторинні джерела енергії, мало- та безвідходні технологічні процеси.Основні витрати матеріальних і сировинних ресурсів відбуваються під час підготовки зерна до зброджування, приготування спиртової бражки, її перегонки та ректифікації спирту. Значний крок на шляху ресурсо- та енергозаощадження під час підготовки сировини до зброджування та приготування спиртових бражок в останні роки був зроблений завдяки прогресу в мікробіологічній промисловості. Були отримані такі ферментні препарати, що роблять використання солоду в якості оцукрюючого матеріалу недоцільним ні з економічної, ні з експлуатаційної точки зору. Вирішальним фактором заміни солоду на концентровані ферментні препарати (КФП) виявились наступні їх переваги:
— висока концентрація і активність, рідкий стан, відсутність завислих частинок, легкість дозування;
— високий ступінь мікробіологічної чистоти;
— тривалий термін зберігання без втрати активності в широкому інтервалі температур;
— незначні питомі витрати на одиницю крохмалю та невеликі транспортні витрати;
— термостабільність та можливість використання в різних варіантах
технологічного процесу;
— можливість об’єднати розварювання сировини та розрідження крохмалю.
У зв’язку з тим, що при використанні концентрованих ферментних препаратів виключається додавання солодового молока у дріжджанки, необхідно вирішити питання наявності в достатній кількості азотного живлення при приготуванні виробничих дріжджів. Концентровані ферментні препарати відрізняються від солоду оптимумом дії ферментів, які входять до їх складу. Тому використання КФП потребує коректування технологічного режиму в кожному конкретному випадку в залежності від особливостей технології та обладнання підприємства. Резервом збільшення виходу товарної продукції з одиниці сировини при виробництві спирту є зменшення спиртовмісних побічних продуктів ректифікації за рахунок більш повного концентрування. Основними побічними продуктами брагоректифікації є головна фракція етилового спирту (ГФ) та фракції, збагачені верхніми та нижніми проміжними домішками — сивушний спирт (СС) та сивушне масло (СМ). Головна фракція — це суміш етилового спирту (85-90%) з головними домішками та водою. Вона відбирається з конденсатора епюраційної колони та, крім етанолу, містить складні ефіри, насичені та ненасичені альдегіди, діацетил, метанол, азотисті та сірковмісні сполуки [9].
У НУХТ під керівництвом проф. П. С. Циганкова розроблена та знайшла широке впровадження технологія ректифікації спирту, яка дозволяє практично повністю вилучати його з побічних продуктів ректифікації. Суть технології розгонки ГФ полягає в тому, що типова БРУ оснащується додатковою розгінною колоною, де відбувається розподілення головної фракції на концентрат головної фракції (КГФ) та водно-спиртову рідину, звільнену від ключових домішок. Вилучення та концентрування домішок із ГФ, одержаної під час переробці меляси, відбувається за рахунок глибокої гідроселекції етанолу, для чого на верхню тарілку розгінної колони подається пом, якшена або лютерна вода з температурою 92-94° С, у кількості 1 000-1 300% по відношенню до ГФ. У результаті на тарілках розгінної колони створюється зона низької концентрації етанолу, за якою коефіцієнт ректифікації домішок (К1), що визначає якість спирту, вищий 1.
Витрата гріючої пари складає 18-20 кг на дал ГФ. Рекуперативне (екстенсивне) енергозбереження поряд із ізоляцією теплоспоживаючого технологічного обладнання знайшло широке впровадження у процесі брагоректифікації. З цією метою використовується теплота водно-спиртової пари бражної колони (БРУ непрямої дії), спиртової та епюраційної колони (БРУ з елементами під вакуумом, прямої та напівпрямої дії), а також барди
для нагріву бражки в установках прямої та напівпрямої дії [3].
Резерви екстенсивного енергозаощадження практично вичерпані. Подальше зниження енергоємності виробництва знаходиться в області інтенсивного енергозаощадження. На шляху переходу від екстенсивних способів заощадження енергоносіїв до інтенсивного енергозаощадження найбільший ефект досягається при комплексному підході до вирішення енергетичних проблем, які базуються на реалізації енергозберігаючих мало- та безвідходних технологій. Інтенсивне енергозбереження відкриває широкі можливості багатократного зниження витрат первинних джерел енергії, забезпечує суттєве зменшення викидів продуктів згоряння в атмосферу, стимулює безвідходне використання сировинних ресурсів, виступає як фактор глибокої нейтралізації шкідливого впливу виробничих об,єктів на навколишнє середовище. Найбільш енергоємним у спиртовому виробництві є процес брагоректифікації. Розробки інтенсивного енергозаощадження для цього процесу в останні роки проводяться за трьома основними напрямами:
1 — ступеневе використання теплової енергії в низці технологічних апаратів, які пов’язані між собою технологічними потоками;
2 — утилізація низькопотенціальної теплоти вихідних з технологічної системи матеріальних потоків за допомогою теплового насосу замкненого циклу;
3 — підвищення температурного потенціалу вторинної пари за рахунок її рекомпресії (тепловий насос відкритого циклу). Для здійснення корінного перелому на шляху зниження матеріальних та енергетичних ресурсів головним завданням є розроблення та широке впровадження технологій нового покоління, які передбачають глибоку, комплексну переробку сировини, скорочення за рахунок цього її втрат з відходами виробництва.
Впровадження нових ресурсозберігаючих технологій дозволяє зменшити не тільки матеріалоємність суспільного виробництва, а також скоротити витрати енергії на одиницю товарної продукції.
Впровадження ресурсо- і енергозберігаючих технологій у значній мірі вирішує екологічну проблему, яка тісно пов’язана з викидами шкідливих відходів виробництва та продуктів згоряння в навколишнє середовище, тому енерго- і ресурсозбереження є екологічною проблемою суспільного виробництва [3].