Способы брожения

1. Периодический. Заключается в том, что все стадии брожения осуществляется в бродильном аппарате, который представляет цилиндрический резервуар с коническим днищем, оснащ. соответствующей аппаратурой (патрубки), люками, герметической крышкой. Внутри аппарата – система охлаждения (змеевики). Вначале в брод. ап-т вносят сусло, затем опр-ое кол-во засевных др-ей (при периодическом способе доза внесения 10% от объёма сусла). Брожение считают законченным при неизменяющемся значении СВ в течение 2-х часов, продолжительность – 72 часа.

2. Непрерывный. Преимущества: повышение производительности оборудования, снижение себестоимости готового продукта, автоматизация процесса, повышение выхода спирта.

Процесс осущ-ся в таких же бродильных ап-ах, которые соединены в бродильную батарею. Количество брод-х аппаратов в батарее – 8-10 штук. Соединяется она перегонными трубами наклонно или горизонтально с чередованием вверх-вниз. Для перекачивания зрелой бражки уст-ся насос. Стерилизация оборудования осущ-ся через 3-5 суток. Главное условие успешного проведения непрерывного брожения – это соблюдение равенства удельной ск-ти роста др-ей и ск-ти разбавления среды.

Удельная ск-сть роста дрожжей – это прирост биомассы в единицу времени, пересчитанной на единицу растущей культуры.

Ск-сть разбавления (константа разбавления) – ск-сть потока среды, отнесённой к единицы объёма культуры в бродильном аппарате.

Др-жи размножаются со ск-ю М*х/ск-сть.

Если М>Д, то концентрация др-ей будет расти и будет недостаток СВ в сусле. Если М<Д, то дрожжи будут вымываться и будет увеличиваться продолжительность сбраживания. Когда М=Д, dx/dt = 0.

3. Циклический.

Это разновидность полунепрерывного способа, когда процессы возбраживания и главное брожение пр-т непрерывно, дображивание – периодически. Недостаток заключается в разной продол-ти пребывания бражки в брод-ой батарее. Мах – в головных брод-х ап-ах, минимум – в концевых. Это может привести к инфицированию бродящей среды и как следствие снижение выхода спирта и себестоимости готовой прд-ии. Но при ритмичной работе предприятия исп-ие этого способа позволяет увеличить съём спирта с м³ ап-та до 2,3 дал в сутки по сравнению с непрерывным, где съём составляет 2 дал в сутки.

4. Непрерывный способ с рецеркуляцией бродящей массы. Из 3-ого брод-ого ап-та бродящее сусло с др-ми перекачивается в 1-ый бродильный аппарат. За счёт увеличения количества др-ей в 1-ом бродильном аппарате и увеличения брод-ой активности главное брожение начинается в 1-ом бродильном ап-те.Вседствие этого интенсификация процесса сбраживания и прод-ть брожения уменьшается на 6-8 часов.

Характеристика способов брожения

Периодический: съём-2,0 дал, н/сбрж 0,45 г/см³, содер-ие спирта – 8,0% об.

Циклический: съём-2,3 дал, н/сбрж 0,35 г/см³, содер-ие спирта – 8,2% об.

Непрерывный: съём-3,0 дал, н/сбрж 0,23 г/см³, содер-ие спирта – 8,4% об.

Непрерывный с рецеркуляцией:съём-4,1 дал,н/сбрж 0,17 г/см³, содер-ие спирта – 8,5% об.

Сбраживание мелассного сусло:

1. Однопоточный. Данный способ рекомендуется для заводов, выраб-х х/б дрожжи. В этом способе исп-т мелассное сусло с конц-ей 22% СВ или 26% СВ, как для культивирования др-ей, так и для брожения. Культивирование др-ей осущ-т дрожжегенераторах при постоянном притоке сусла и постоянном аэрировании среды. Контролируемые показатели: кислотность – от 0,5⁰ до 0,7⁰. Начальная концентрация СВ 22-26%, т=28-30⁰С. Содержание спирта 2,5% об. В дрожжегенераторах накапливается 120 млн. клеток в 1 мл. Из дрожжегенератора засевные др-жи непрерывно поступают в 1-ый аппарат бродильной батареи. По периточным трубам бражка последовательно перемещается по всем ап-ам. Зрелая бражка с сод-м спирта 8,5-9% об. подаётся на сепараторы для отделения др-ей. Обездроженная бражка поступает на брагоректификацию. Выход др-ей зависит от интенсивности аэрирования среды в дрожжегенераторах. Выход др-ей составляет 6 кг на 1 дал спирта при исп-ии след-его дифф-ого режима аэрирования: 1 дрожжегенератор – 25 м³ в-ха на м³ среды в час, 2 др-р -20 м³ в-ха на м³ среды в час, 3 др-р – 15 м³ в-ха на м³ среды в час.

2. 2-х поточный способ. Два потока. Различ-ся конц-ей СВ в потоках сусла. 1-н направляется на дрожжегенерирование. Имеет конц-ию СВ 10-12%. 2-ой направляется в 1-ый бродильный аппарат с конц-ей СВ 32%.Известно, что при снижении конц-ии СВ в сусле дрожжи накапливают в меньших количествах вторичных и побочных пр-ов. В бродильный аппарат засевные дрожжи подают конц-ей 5% СВ, в 1-ый брод. ап-т поступает сусло с конц-ей 32% СВ и потоки регулируют таким образом, чтобы концентрация СВ в сусле в 1-ом брод-м ап-те составляла 16%. В зрелой бражке конц-ия спирта достигает 8-8,5%.

При 2-х поточном способе др-жи м. использоваться многократно в результате чего снижается кол-во сахара, кот-ое затрачивается на синтез биомассы. В этом случае выход спирта повышается на 2%. Продолжительность сбраживания в обоих случаях составляет 20-24 часа.

3. Сбраживание 2-мя расами дрожжей.

Обычно исп-т расу В в качестве основной и расу Г-112 в качестве подсевной. 80% - 20%. Кроме Г-112, которая накапливает биомассу с высокой мальтазной сп-ю, исп-т Г-73 (полностью сбраживает раффинозу на 100%) Исп-т для увеличения выхода спирта расу В(80%) и расу Г-73(20%).

Вначале в брод-ую батарею подают засевные др-жи основной к-ры. По заполнению 50% ап-та батареи начинают подавать подсевную к-ру (в 5-ый или 6-ой брод-ый аппарат).

На выход и качество этилового спирта влияет много факторв: интенсивность аэрирования сбраживаемого сусла, концентрация в нём сахара, кислотность и ph сусла, температура брожения, раса применяемых дрожжей, качество перерабатываемой мелассы и др.

С повышением интенсивности аэрирования сусла в др-ах содержание спирта снижается, что связано с увеличением расхода сахара на синтез биомассы др-ей и обр-ие др-х прод-ов брожения.

При повышении концентрации сахара в исходном мелассном сусле от 9 до 14% в зрелой бражке увеличилось содержание альдегидов с 0,15 до 0,4 г/л, эфиров с 0,16 до 0,13 г/л.

Качественные показатели зрелой бражки. Нормативными пока­зателями зрелой бражки являются кислотность, количество несбро-женных углеводов и крепость. Нарастание кислотности зрелой браж­ки при нормальных условиях производства не должно превышать 0,15—0,20е; содержание несброженных растворимых углеводов—0,25 г на 100 мл при отличной работе, 0,35 — при хорошей и 0,45 г на 100 мл — при удовлетворительной работе; количество нерастворен-ного крахмала может колебаться от 0,03 до 0,2%; содержание спирта должно составлять 8,0—8,5% об.

Для оперативного контроля процесса брожения при переработке крахмалистого сырья определяют содержание сухих веществ в фильт­ рате бражки по сахарометру. Видимая плотность зрелой бражки в зависимости от вида сырья и схемы разваривания должна иметь следующие значения (в %):

Потери от 1.92% до 3.46% рачтворимых сбраживаемых углеводов от всего кол-ва введенного с сырьем.

Способы культивирования дрожжей при производстве спирта из крахмалистого сырья.

Производственными или зрелыми дрожжами в спиртовом производстве называют готовую культуру дрожжей, которую получают в результате сбраживания питательного сусла на 2\3 от первоначального содержания сухих веществ. Существуют периодический, подунепрерывный, и непрерывный способ культивирования дрожжей.

Периодический способ культивирования.

Сущность способа периодического культивирования состоит в том, что все операции- подготовка сусла, ввод посевных дрожжей, их выращивание, ввод дрожжей, промывка стенок и их стерилизация, охлаждение и повторное наполнение- осуществляются в одном дрожжевом аппарате. Это герметичнозакрытый цилиндроконический аппарат, снабженный двумя рядами змеевиков(для пара и для воды) с мешалкой.

В дрожжевом отделении устанавливают так же один-два сборника для кратковременного хранения маточных зрелых дрожжей, отбираемых из дрожжевого аппарата, содержимое которого спускают в очередной бродильный аппарат. Объем каждого сборника около 10% от вместимости дрожжевого аппарата .По мере необходимости маточные дрожжи обработывают раствором серной кислоты до ph2.5….3.0 и выдерживают 40…60 мин для очистки от посторонней микрофлоры.

Перед началом процесса культивирования дрожжевой аппарат моют горячей водой, стерилизуют парам, охлаждают, набирают сусло температурой 55…59С,добавляют в качестве азотистого питания солодовое молоко и выдерживают 1…2 часа для осахаривания крахмала солода.После этого температуру повышают до 75 С, пастеризуют сусло в течении 30 мин и охлаждают до 30 С.Затем добавляют раствор серной кислоты до кислотности 0.7….0.9 град для зернового, или 0.9…1.2 град для картофельного и ph 3.8…4.0. Большая титруемая кислотность сусла из картофеля объясняется повышенной буферностью. В случае подкисления дрожжевого сусла молочной кислотой после пастеризации (75С) еге охлаждают до 54С и вносят подготовленную культуру молочнокислых бакрерий( штамм 52 или смешанная культура 70) в количестве 2…5% от объема сусла в дрожжевом аппарате, перемешивают(при 52С) и в течении 8…10 часов происходит молочнокислое брожение до нарастания общей кислотности до 1.7…1.9град в зерновом сусле и 2.0…2.4 град в зерно-картофельном. Затем отбирают в сборник маточную культуру молочнокислых бактерий, а остаток сусла пастеризуют 25…30 мин при 76…78 С.

Приготовленное сернокислое и молочнокислое дрожжевое сусло охлаждают до 30 С и вносят засевные дрожжи до 8% объема дрожжевого аппарата, содержимое перемешивают и охлаждают до 22…23 С.Размножение дрожжей длится 18…20 часов при 27…30 С. Цель первоначального снижения температуры(складка)-угнетение посторонней микрофлоры, пока концентрация дрожжей в сусле невелика. Сточки зрения инфицирования сусла –это самый опасный период, когда численность дрожжевых клеток возрастает, вероятность инфицирования снижается, т. К. в

ежвидовой борьбе побеждает численно превосходящая микрофлора.

Концентрация сусла при культивировании снижается от 17…18 до 5…6%, а концентраця спирта возростает до 4.5…5%. Кислотность зрелых дрожжей не должна превышать начальную, определяемую при складке. При малейшем повышении кислотности дрожжи бракуют.Клетки готовой культуры дрожжей должны содержать гликоген, до5% почкующихся, не более 1% мертвых, про полном отсутствии посторонних микроорганизмов. На поверхности содержимого в дрожжевом аппарате должны прослеживаться перемещение и его некоторое движение. При обнаружении 1..2 палочек посторонней микрофлоры ее обрабатывают в сборнике раствором сернрй кислоты приуказанной кислотности(ph2.5…3.0), убивают до 50% дрожжевых клеток и соответственно увеличивают оббьем засевных дрожжей,повышают на

чальную температуру брожения на 3…4 С.

Недостаток: в периодическом культивиривании в каждом дрожжевом аппарате накопление дрожжевых клеток идет от 10…12 при засеве сусла до 100…120 млн/мл при их готовности. И это циклически повторяется через каждые 18…20 чаов. Такое резкое уменьшение дрожжевой популяции может сопровождаться инфицированием, поэтому возникает необходимость в совершенствовоние периодического способа культивирования.

Полунепрывное культивирование.

Сущность способа: все операции приготовления дрожжевого сусла проводят в отдельном аппарате- пастеризаторе, расположенном выше двух дрожжевых аппаратов. Устройство пастеризатора такое же, как и дрожжевого аппарата, только вместимость его на треть меньше. Приготовленное сусло сливают в один из дрожжевых аппаратов, добавляют дрожжи, поремешивают и размешивают их при тех же температурных условиях, что и в периодическом способе. Концентрация дрожжевого сусла вначале находится в пределах 14…15%, когда она понизится до 4.0…4.5%, половиу содержимого передают во второй дрожжевой аппарат и в оба аппарата доливают свежее сусло из пастеризатора. Когда концентрация понизится до 4.0…4.5%, из каждого дрожжевого аппарата отбираютпо 1/3 в бродилбные аппараты и дрожжевые аппараты внось доливают пастеризованным суслом; так повторяется до тех пор, пока не потребуется смена дрожжей.

В результате увеличения количества засевных дрожжей продолжительность культивирования сокращается до 6 ч и соответственно повышается производительность дрожжевого отделения. В производственных дрожжах содержится от 50 до 120 млн клеток и до 4% спирта. Но для этого способо не предусмотреннна профилактическая стерилизация оборудования, поэтому он не получил широкого распространения.

Непрерывное культивирование.

Сущность :он осуществляетсяпроточно в одном или нескольких поледовательно соединенных аппарата-дрожжегенераторах. Осахаренное сусло поступает в первый головной аппарат, в который вносят маточные дрожжи. Засеянная ими питательная среда перемещается по аппаратам и выводится в виде готовой культуры дрожжей из последнего концевого дрожжегенератора в бродильную батарею- головной ее аппарат.

Сусло поступает в сборники, в них оно доосахаривается при 55С в течении 45…0 мин и насосом прокачивается через контектную головку для нагревания до 75…78 С, пастнризуется в 20…30 мин в выдерживателе, проходит сепаратор, в котором выделяющийся из сусла втаричный пар отсасывается эжэктором с помощью острого пара и возвращается в контактную головку. Далее сусло насосом подается в теплообменник, где охлаждается до 22…24 С, а затем направляется в два головных дрожжегенератора. Одновременно из третьего дрожжегенератора подается ,или 30% маточной культуры дрожжей насом. Непрерывное заполнение этих дрожжегенераторов в зависимости от объема маточной культуры продолжается соответственно 16, 12 и 8 часов. Для поддержания постоянной концентрации дрожжевых клеток на уровне 80…90 млн/мл скорость притока сусла по времени должна возрастать.

Во второй ступени-дрожжегенераторе большого обьема вместе с непрерывным притоком культуры из дрожжегенераторов вводится так же непрерывно сусло температурой 30 С из общей производительной магистрали. Культивирование продолжается такое же время как и в дрожжегенераторах , при этом скорость притока сусла регулируется с учетом поддержания концентрации дрожжевых клеток на уровне 80…90 млн/мл.

По аналогичному принцыпу за такое же время заполняется концевой дрожжегенератор, имеющий объем равный, равный объему головного аппарата бродильной батареи. Сразу же после заполнения концевого дрожжегенератора его содержимое насосом перекачивается у стерилизованный бродильный аппарат.

Благодаря расчленению процесса дрожжегенерации на три ступени, непреривному последовательному наполнению сусло и периодическому освобождению дрожжегенераторов их можно стерилизовать через 8…16 часов, в результате чего обеспечиваются чистота и сохранноть монокультуры дрожжей и не нарушается систематическая поставка посевных дрожжей для неприрывного брожения сусла в батарее бродильных аппаратов.

4.2.33. Выделение и очистка спирта.

Теоретические основы ректифкации. Сущность процесса ректификации, основные понятия (дистилят, кубовый остаток, флегма, флегмовое число.)

Выделение спирта из бражки и его очистка осуществляются путем псрсгонки и ректификации. Под перегонкой понимается разделение смеси летучих веществ, обладающих различной летучестью (или темпе-ратурой кипения), на отдельные компоненты или фракции путем частичного о испарения и последующей конденсации пара. В процессе перегонки пар обогащается легколетучими компонентами (ЛЛК), а остаток (жидкость) обогащается менее летучими или труднолетучими компонентами (ТЛК); таким образом, происходит частичное разделение смеси и летучих веществ.

Ректификация — сложный многократный процесс перегонки в противотоке пара и жидкости, который осуществляется в специальных аппартах — ректификационных колоннах — и дает возможность разделять смесь летучих веществ на чистые компоненты.

Рассмотрим процесс перегонки на примере бинарной смеси этиловый спирт — вода. При атмосферном давлении темпгратура кипения этилового спирта 78,3 °С, а воды 100 °С, следователь­но, этиловый спирт в смеси будет ЛЛК, а вода — ТЛК. Обозначим через X концентрацию спирта в кипящей жидкой смеси, а через Уконцентра-пмю спирта в паре над кипящей жидкостью. При установившемся про­цессе отношение Y/X=К будет величиной строго определенной, которая именуется коэффициентом испарения (коэффициентом фазового равновесия) этилового спирта. Коэффициент испарения зависит от свойст смеси, давления, концентрации ЛЛК (спирта) в кипящей смеси.

Г рафическое изображение зависимости Y=f(X) называют кривой фа зового равновесия на диаграмме X— Y. На рис. И-1 такая зависимост] представлена для смеси этиловый спирт — вода, .

Из рис. II-1 следует, что при любой концентрации спирта в жидко сти от 0 до ХА концентрация спирта в паре больше, нежели в жидкости следовательно коэффициент испарения для спирта в этом диапазоне

Кэс> 1. Для воды коэффициент испарения будет равен Кв=(100-У)\(100-Х)<1

Д ля ЛЛК коэффициент испарения всегда К > 1, для ТЛК всегда К< 1. Смесь этиловый спирт — вода обладает характерной особенностью состоящей в том, что при концентрации спирта в смеси ХА концентра ция его в паре будет такой же, как и в жидкости, т.е. YA = ХА; при эти: условиях Кэс = Кв= 1. Такая смесь называется нераздельнокипящей, илц азеотропной, а точка А на диаграмме фазового равновесия — азеотропной точкой. Для смеси этанол — вода при атмосферном давлении она соответствует концентрации спирта ХА= УЛ= 97,2 % об. = 96,5 % мас. =| = 89,4 % мол. При концентрации спирта 97,2 % об. и выше пар не обогащается ЛЛК, а следовательно, путем перегонки (даже многократной) при атмосферном давлении можно достичь максимальной концентра­ции этилового спирта не выше концентрации смеси в азеотропной точ­ке, т.е. 97,2 % об.

Положение кривой фазового равновесия и азеотропной точки на диаграммеХ-У изменяется в зависимости от давления. С повышением давления азеотропная точка смещается по диагонали вниз, а с пони­жением давления — вверх. При давлении 9,33 кПа, или 70 мм рт. ст. (температура кипения 27 °С), азеотропная точка смещается вверх до Х = 100 %. Следовательно, если требуется получить спирт более высо­кой концентрации, необходимо вести процесс перегонки при давле­нии ниже атмосферного.

На рис 11-2 представлена схема установки для проведения про­цесса перегонки; она состоит из куба /, холодильника 2, делитель­ного (сортировочного) крана 3 и сборников отгона (дистиллята) 4. При кипении в кубе жидкости с содержанием ЛЛК, равным X, обра-|уется пар с содержанием ЛЛК, равным У. Этот пар непрерывно отводится в холодильник, где конденсируется, образуя дистиллят .

На основании материального баланса легко установить, что по мере испарения жидкости будут уменьшаться концентрация ЛЛК в ней (т.к. Y>X) и концентрация ЛЛК в паре, а следовательно, и в дис­тилляте, что наглядно представлено на рис. П-3.

При частичном испарении кубовой жидкости будет получаться дис­тиллят, обогащенный ЛЛК, и остаток в кубе, обедненный ЛЛК, т.е. бу­дет происходить частичное разделение летучей смеси на ЛЛК и ТЛ К по сравнению с исходной смесью. Такой процесс разделения летучих сме­сей именуется простой перегонкой. Если испарить всю исходную смесь, то концентрация ЛЛК в дистилляте будет равна концентрации в исход­ной смеси.

При проведении процесса простой перегонки наперед задаются кон­центрацией ЛЛК в кубовом остатке или в дистилляте, и на основании расчета материального баланса определяют долю частичного испаре­ния, с учетом формы кривой фазового равновесия [17].

В практике часто осуществляют дробную (фракционную) перегонку. При такой перегонке первые порции дистиллята будут иметь макси­мальную концентрацию ЛЛК — около У_н, а следующие — меньшую концентрацию, например У,, У₂..., и далее концентрация дистиллята будет снижаться. Фракционная перегонка дает возможность получать дистиллят различной концентрации и собирать его в отдельные сбор­ники с помощью распределительного крана 4 (рис. П-2).

Максимальная концентрация ЛЛК в первой фракции дистиллята не

I1 ревышает У_н = КХ_Н. Так, например, при концентрации этилового спир-

III в исходной смеси 8 % об. первые порции дистиллята будут иметь концентрацию спирта 49,6 % об. По мере перегонки и снижения кон­ центрации спирта в кубовой жидкости до Х_к= 1 % об. концентрация i'мирта в конечной порции дистиллята снизится примерно до 9 % об.

Простая перегонка дает возможность только частично разделить смесь летучих веществ. Для более полного разделения применяют пере­гонку с дефлегмацией. Суть ее состоит в том, что выходящий из куба пар (рис. И-4) предварительно частично конденсируется в специальном теплообменнике — дефлегматоре 5 и полученный при этом конденсат (флегма) возвращается в куб /, а оставшаяся часть несконденсирован-iioi'o пара поступает в холодильник 2, где конденсируется, образуя дис­тиллят.

При частичной конденсации пара оставшаяся часть пара обогащает­ся ЛЛК, концентрация ЛЛК (У) в оставшейся части пара больше, чем концентрация ЛЛК в исходном паре (У). Например, при концентрации щирта в исходном паре Y— 42 % мае. при частичной конденсации пара

образуется L = 0,5 и¹ флегмы с концен­трацией около 17 % мае. и D = 0,5 кг дистиллята с концентрацией около 67 % мае, в то время как при простой перегонке концентрация спирта в ди­стилляте будет 42 % мае.

Таким образом, перегонка с деф­легмацией обеспечивает более глубо­кое разделение летучих смесей по сравнению с простой перегонкой, но все равно не позволяет получать чис­тые компоненты.

При перегонке с дефлегмацией отношение количества флегмы L (при температуре кипения) к количеству дистиллята D именуется флегмовым числом (или числом флегмы) R = L/D. Чем больше R, тем выше концентра­ ция ЛЛК в дистилляте, при этом бу­ дет больше и расход энергии на пере­ гонку, i

Перегонка с дефлегмацией ис­пользуется в коньячном производстве j при получении коньячных спиртов с концентрацией 65—75 % об. из вино-материалов с содержанием спирта ?-11%об.

Простая перегонка и перегонка с

дефлегмацией — периодические процессы. Непрерывную перегонку осуществляют с применением ректификационных колонн (рис. II-5).

Перегонка с применением ректификационных колонн не только дает возможность вести процесс в непрерывном режиме, но и получать ком­поненты в чистом виде. Разделяемые смеси могут быть двухкомпонент-ными (бинарными) и многокомпонентными. Рассмотрим процесс рек­тификации на примере двухкомпонентной смеси.

Физическая сущность процесса ректификации заключается в дву­стороннем массо- и теплообмене между противоточно движущимися неравновесными потоками пара и жидкости при высокой турбулиза-ции поверхности контактирующих фаз. В результате массообмена пар поглащается легколетучими, а жидкость — труднолетучими компонен-ыми. При определенном числе контактов можно получить пар, состоящий в основном из легколетучих компонентов, а жидкость — из труд­ном летучих компонентов.

Процесс ректификации осуществляется в специальных аппаратах — ректификационных колоннах. Способ контактирования потоков в колоннах может быть ступенчатым (в тарельчатых колоннах) или непрерывным (в насадочных и пленочных колоннах).

В тарельчатых колоннах специальные контактные устройства (тарелки, насадки) i' i (дают условия для максимального контакта взаимодействующих пара и жидкости.. Чтобы в этих потоках шел процесс массообмена и теплообмена, на входе в контактное устройство они должны быть равкновесными. При контактировании потоков в результате тепло- и мнесообмена уменьшаются величина неравновесности и скорость процесса. В идеальном контактном устройстве в результате контакта потоков неравновесность должна достигнуть нуля и процесс массообмена прекратится (У* иX*равновесны — рис. II-6).

Далее потоки отделяются один от другого и процесс массообмена 111 м >должается на смежном контактном устройстве, но с другими нерав-поиесными по составу потоками пара и жидкости. В результате много-

кратных контактов на последова­тельных тарелках (ступенях контак­тирования) состав взаимодействую­щих потоков существенно изменя­ется: восходящий паровой поток в колонне обогащается ЛЛК, а жид­костный, стекающий вниз по ко­лонне, обедняется им, т.е. обогаща­ется ТЛК. При достаточно долгом пути контактирования движущих­ся по колонне навстречу друг другу потоков двухкомпонентной смеси можно получить в конечном счете в верхней части колонны пар, пред­ставляющий собой практически чистый ЛЛК, конденсат которого дает дистиллят, а из нижней части колонны (куба) — практически чи­стый ТЛК, который именуется ку-

При очистке спирта от сопутствующих летучих примесей их лету­честь оценивается в сравнении с летучестью этилового спирта. Для это­го введено понятие коэффициент ректификации примесей:

К=Кп\Кэ.с.=б\а*Х\У

где К_п = (б/а — коэффициент испарения примеси; а и б— содержа­ние примеси в жидкости и паре; К — коэффициент испарения спир­та Y и Х содержание спирта в жидкости и паре.

Коэффициент ректификации показывает, насколько больше или меньше в паре содержание примеси по отношению к этиловому спирту в сравнении с жидкостью. Он позволяет в наглядной форме предста­вить поведение примеси в процессе ректификации. На рис. II-10 даны коэффициенты ректификации некоторых примесей спирта, а в прило­жении VI — расчетные формулы для определения коэффициентов ис­парения ряда примесей (по Г. К. Дроговозу).

Коэффициенты испарения и ректификации примесей зависят от кон­центрации этилового спирта в водном растворе, из которого выделяют­ся примеси.

Все известные сопутствующие примеси спирта по летучести можно сгруппировать в четыре вида: головные, хвостовые, промежуточные и ' концевые.

К головным примесям относят те, которые обладают большей лету­честью (т.е. бульшим коэффициентом испарения), чем этиловый спирт при всех концентрациях его в растворе. Для них коэффициент ректи­фикации К' > 1. Спиртоводная смесь в данном случае выступает в роли ТЛК. Основными представителями головных примесей являются: ук­сусный и масляный альдегиды, акролеин, муравьино-этиловый, ук-сусно-метиловый, уксусно-этиловый, диэтиловый эфиры и др. (кри­вые 1-11 на рис. II-10).

Летучесть хвостовых примесей всегда меньше летучести этилового спирта (К' < 1), поэтому хвостовые примеси в смеси со спиртоводным раствором могут рассматриваться как ТЛК. При перегонке они будут в остатке (кривая 22 на рис. II-10). Типичными хвостовыми примесями , являются уксусная кислота, фурфурол и вода.

Промежуточные примеси обладают двоякими свойствами: при вы­соких концентрациях спирта они имеют характер хвостовых примесей (К'< 1); при низких концентрациях, напротив, — характер головных; примесей (К' > 1). При определенной концентрации спирта промежу­точные примеси и этиловый спирт имеют одинаковую летучесть {К' = 1).

Основные представители промежуточных примесей — изоамиловый, изобутиловый, пропиловый спирты; изовалерианово-изоамиловый, ук- сусно-изоамиловый, изовалерианово-этиловый эфиры (кривые 12—21 на рис. П-10). Промежуточные примеси обычно отбирают из зоны их максималь­ного накопления. Для каждой промежуточной примеси существует своя зона максимального накопления, где А"для нее равен 1. Промежуточ- ■ ные примеси, которые имеют коэффициент ректификации К' = 1 при

концентрации этанола > 70 % об., условно называют верхними, при мень­шей концентрации этанола — нижними промежуточными примесями. К исрхним промежуточным примесям относят изовалерианово-этило-tiuii, изомасляно-

Для концевых примесей, как и для промежуточных, характерна нео-i м 1 мковая летучесть в локальных условиях, однако в противоположность м м концевые примеси обладают коэффициентами ректификации К'>\ при иысоких концентрациях спирта и К' < 1 при низких концентраци-и к Характерной концевой примесью является метиловый спирт (кри-мин 2? на рис. П-10).

Чнание характера распределения примесей и их коэффициентов рек-шфикации дает возможность обоснованно подойти к созданию схем I «■ ктификационных установок.

I la рис. II-11 приведены ориентировочная шкала зон максимально-П1 накопления отдельных примесей по высоте насыщенной спиртом i и 11111 ой ректификационной колонны и направление движения отдель-ш.IX фракций примесей в зависимости от концентрации спирта. Зна­ние характера распределения примесей и их коэффициентов ректифи-i и пии дает возможность обоснованно подойти к созданию схем ректи-Фикационных установок.

I Законы Коновалова.

Были получены экспериментальным путем, затем подтверждены теоретически на основании законов т.д. растворов.

1 закон Коновалова: равновнсный пар(т.е. пар, находящийся в равновесии с жидкостью) обогащен тем компанентом, добавление которого к жидкому раствору повышает давление равновесного пара.

2 закон Коновалова: точкам экстремума на Р-Х диаграмме бинарной смеси отвечают одинаковые составы равновесных жидкой и паровой фаз.(азеотропные смеси, которые нельзя разделить перегонкой или ректификацией.)

Законы Н.С. Вревского.

1 закон Вревского: с повышением температуры равновесный пар обогащен тем компанентом,порциальная мольная теплота испарения которого больше.

С уменьшением температуры- тем компанентом, порциальная мольная теплота испарения которого меньше.

2 закон Вревского: с повышением температуры бинарных систем

С максимальным давлением пара(при Т постоян.)или минимумом температуры (при Р постоян) в азеотропной смеси увеличивается содержание того компанента, порциальная мольная теплота испарения которого больше; а в бинарных смесях с минимумом давления пара (при температуре постоянной) или максиммумом температуры кипения при Р постоянном с повышением температуры состав азеотропной смеси смещается в сторону увеличения содержания того компанента,парциальная молярная теплота испарения которого меньше.

Азеотропы с максимумом Р и минимумрм Т кипения называются положительными, а с минимумом Р пара и максимумом Т кипения- отрицательными. Система спирт-вода содержит положительные азеотропы.

3 закон Вревского:(следует из первого и второго.). Для смесей с максимальным давлением пара минимум температуры кипения с изменением Т составы равновесного пара и азеотропа изменяются в одинаковам направлении(увелич. Или уменьш.), а в смесях с минимумом Р пара при пост. Т кипения или максим

Полные и неполные ректификационные колонны..

Полная колонна состоит из отгонной или изчерпывающей частей и концентрационной. Питание вполную колонн вводится в среднюю часть, на верхнюю тарелку отгонной части колонны. Неполная колонна имеет только отгонную часть или одну концентрационную часть. Питание на в неполную отгонную колонну подается на ее верхнюю тарелку, в неполную концентрационную- под нижнюю тарелку в парообразном виде.

В полной ректификационной колонне создается возможность для получения практически в чистом виде обоих компанентов бинарной смеси. В неполной отгонной колонне из нижней части отводится практически чистый ТЛК, а из верхней получается пар, несолько обогащенный ЛЛК. Из верхней части неполной концентрационной колонны отводится практически чистый ЛЛК, а из нижней-остаток, обогащенный ТЛК.

В отличии от полных в неполных колоннах для дальнейшего обогащения дистиллята отгонной колонны ЛЛК или остатка концентрационной колонны ТЛК необходима их дополнительная ректификация

Орошение флегмой, необходимое для процесса ректификации в отгонных колоннах, достигается путем подачи питания в жидком виде на верхнюю тарелку. Ввиду отсутствия дефлегматора для образования флегмы неполные отгонные колонны считаются открытыми.

Характеристика летучих примесей ,сопутствующих спирту.

Очень различны. В основном они появляются в процессе брожения, однако их содержание в бражке зависит от водно-тепловой обработки крахмалосодержащего сырья, антисептирования. В процессе ректификации спирта образуются эфиры, ацетил, льдегиды. (табл.)

	Спирт-сырец	Спирт -сырец
примиси	Из зерно-картофелного сырья	Из мелассы
Метиловый спирт,об.%	0.02…0.15	следы
Спирт сивушного масла(в пересчете на смесь 25% изобутанола и 75% изоамилола), об.%.	0.3…0.45 (амиловый ,бутиловый,немного пропилового и др.)	0.2…0.35(амиловый,бутиловый,пропиловый,немного др.)
Летучие кислоты, мг/л	30…120(приимущественно уксусная)	50..120(уксусная,пропионовая,масляная,изовалерьяновая)
Альдегиды(в пересчете на уксусный),мг/л	20…100,в основном уксусный	300…1000: уксусный.пропионовый,масляный,изовалерьяноваый
Сложные эфиры, в пересчете на уксусно этиловый спирт, мг/л	200…700,главн.образом уксусноэтиловый.муравьиноэтиловый,уксуснометиловый,немного эфиров пропионовай имасляной кислот	До 500, уксусноэтиловый,пропионовоэтиловый,масляноэтиловый,изовалерьяноэтиловый
Другие карбоновые соединения	Следы акролеина и кратонового альдегида	Диацил.диэтиловый эфир,акролеин,кротоновый альдегид
Азотсодержащие вещества, в пересчетена аммиак,мг/л	До 3, высшие амины жирнрго ряда	До 12, аммиак,незшие,средние и высшие амины жирного ряда
Серосодержащие вещества	Следы вв,содержащих серу,в спирте зи остродефектного сырья.	Диоксид серы,следы сероводорода,меркоптанов
терпены	В спирте,выработанном из зерна	При длительном хранении в стальных емкрстях обноружены сульфокислоты и серная кислота. Не обнаружены

Важно знать влияние примесей на органолептическую и аналитическую оценку спирта тех или иных примесей. Так же примиси характермзуются по их таксичности, так как некоторые из них – сильные яды.Наример, метиловый и пропиловый спирты обладают высокай таксичностью. Метиловый спирт вызывает тяж отравления, сопровождающийся потерей зрения, возм летальный исход. Фурфурол в малых концентрациях придает аромат ржаного хлеба, но он таже таксичен, поэтому содержание его в ректификованном спирте нидопустимо. Присутствие спиртов, содержащих 4 атотома углерода и более, ухудшают вкус и запах этилового спирта. Бутиловый и амиловый спирт имеют севушный запах и жгучий вкус, гексиловыи –запах ипривкус прогорклого масла, все они ядовиты.

Альдегиды(муравьиный, уксусный, пропионовый, масляный, валерьяновый) придают резкий привкус и горечь. Непридельные соединения (акролеин и кротоновый альдегид) придают особенно неприятный запах и жгучий вкус. Диацетил (6мл/л) в зерно-картофельном спирте вызывает высшей очистки вызывает жгучий вкус и привкус, характерный для мелассного спирта.

Уксусная кислота и угольная кислота придают спирту приятный привкус в небольших количествах. Другие органические кислоты ухудшают органолептику спирта: муравьиная кислота придает резкий вкус , пропионовая горечь, валерьяновая –запах пота и горечь. Диэтиловый эфир в небольших количествах усиливает запах спирта, муравьиноэтиловый и уксусноэтиловый эфиры смягчают вус спирта, аммиак тоже.

Эфири с дольшим количеством атомов углерода придают фруктовый или цветочный заах. Метил- и этиламины, меркаптаны, диоксид серы сернистый водород вызывают вызывают неприятный вкус и запах, например триметиламин –запах ворвани и рыбьего жира. Характерный жгучий вкус придают спирту терпены и терпенгидраты. Некоторые примеси , не определяемые прямыми аналитическими методами, могут влиять на время окисляемости спирта и пробу ссернрй кислотой. Ничтожное содержание акролеина и кротонового альдегида приводит к резкому ухудшению пробы спирта на окисляемость, а присутствие 0.0005% их в ректификованном спирте делает его нестандартным по пробе с серной кислотой, диацил тоже .Серосодержащие соединения значительно ухудшают пробу на окисляемость.

Цель очистки: освободить спирт от большенства сопутствующих примесей, и получить спирт стандартной концентрации. Одновременно отбираемые примеси должны быть максимально сконцентрированы и освабождены от этилового спирта, чтобы потери с побочными продуктами были минимальными.

Характеристика котактных устройств.

Основной элемент ректификациооной колонны –контактное устройство, на котором осуществляется процесс массообмена между парам и жидкостью. Процесс массообмена диффузионный и определяется площадью поверхности контакта фаз F, м2, средней движущей силой процесса (средней разностью концентраций,дельта С,кг/кг) и коэффициентом массопередачи, отнесенным к 1 м2 поверхности фазового контакта , К, кг/(м2*с). Коэффициент массопередачи зависит от природы вещества и гидродинамичекого режема контакта фаз. Количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую(КГ/С) , М=КFdC, d-дельта.

В спиртовой промышленности чаще применяют тарельчатые контактные устройства,на которых осуществляется последовательний ступенчатый контакт фаз. Тарелки ректификационных колонн могут быть колпачковыми, решетчатыми ( ситчатыми) ,клапанными, чешуйчатыми, ситчатоклапанными, жалюзийными. Во всех случаях на тарелках удерживается слой жидкости, через который проходит пар,в результате чего происходит массообмен.

Работу тарелок оценивают по следующим показателям:

Пропускной способностью о пару и жидкости

Способности разделять рабочую смесь.

Диапазону устойчивой работы.

Гидровлическому сопротивлению.

Пропускная способность по пару и жидкости характеризует производительность колонн, или удельный съем конечного продукта с единици поперечного сечения колонны.

Способность разделять перегоняемую смесь называют эффективностью контактного устройства или колонны в целом и обычно определяют числом теоретических тарелок(ступеней изменения онцентраций), или числом единиц переноса. Эффективность тарельчатых колонн оценивают числом теоретических тарелок.(т.т.)

Под теоретической тарелкой понимают такое кантактное устрайство, которое обеспечивает контакт пара и жидкости, в результате которого покидающие его потоки достигают фазового равновесия. Практически на реальных тарелках такого равновесия почти никогда не достигается. Т.т. –эталон установления эффективности реальных таралок.

Мера эффективности действия тарелок-КПД:

Определяют средний КПД тарелок всей колонны или значительной его части, которая равна отношению числа теоретических тарелок n, необходимых для осуществления заданного разделения смеси, к числу реальных N, необходимых для той же цели:

КПД=n/N.

КПД тарелок зависит от их конструкции, диаметра тарелок, межтарелочного расстояния, скорости пара , скорости пара, нагрузки колонны, физических свойств разделяемой смеси и так далее, его опред опытным путем и для большенства тарелок он равен 0.4…0.6.

В спиртовом производстве чаще применяются колпочковые тарелки. Многоколпачковые ( капсульные ) тарелки примен.для разделения жидкостей, не содержащих взвешенные частицы, одноколпачковые- для разделения смесей со взвешенными частицами или способных выделять осадок. Реже применяют ситчатые тарелки, которые имеют отверстия диам.2.5…3.5 мм и диам 8…12 мм для разгонки первых и вторых жидкостей соответственно. Так же в спирт.пром. применяют тарелки клапанные, чешуйчатые, (без приливных устройств.) с большой пропускной способностью по пару и жидкости.

При выборе тарелок учитывают ее пропускную способность, экономичность конструкции, обеспечение оптимальных условий работы колонны при заданном режиме.

Устойчивая работа тарелок должна соответствовать таким нагрузкам по пару и жидкости, при которых достигается наиболее интенсивный их контакт и высокая эффективность. При большой нагрузке по пару может происходит большой унос жидкости с тарелки на тарелку; на ней может накапливаться жидкость свкрх допустимого предела. Верхний предел нагрузки по пару характеризуется « захлебыванием » тарелок. Внешний признак- резкое повышение давления в нижней части колонны. И повышение в верхней. При нагрузки по пару, приближенной к минимально допустимой, часть жидкости ,флегмы, перетекает с тарелки на тарелку, не вступая в контакт с паром. При большой нагрузке по жидкости так же может произойти захлебывание колонны. Максимально допустимая нагрузка по жидкости и пару зависит от числа тарелок, необходимого для создания активной зоны контакта между ними.

На работу тарелок значительно влияет межтарелочное расстояние, обеспечивающее создание условий для контакта пара и жидкости, происходящего в зонох барботажа, пены и брызг. Эти зоны расположены последовательно над тарелкой и должны вмещаться между смежными тарелками. Высота каждой зоны определяется физич.свойствами разделяемой жидкости, конструкцией тарелки, нагрузкой по пару, ее устанавливают опытным путем. Жидкости. Образующие рыхлую пену, в основном уносятся за счет ее хлопьев, имеющих высокую парусность. Для колонн, перерабатывающих непенящиеся жидкости без взвешенных частиц межтарелочное расстояние обычно пронимается 170…230 мм; для колонн, перерабатывающих жидкости со взвешенными частицами,-280-500 мм, что необходимо для создания условий механической чистки тарелок.

Типы брагоректификационных колонн. Сравнительная характеристика. Аппаратурно-технологическая схема трехколонной брагоректификационной установки косвенного действия.Классификация брагоректификационных установок. Назначение и конструктивные особенности колонн БРУ. Схемы материальных потоков БРУ. Перспективные аппаратурно-технологические схемы выделения и очистки спирта. Потери на стадии ректификации.

Клас-ция брагоректиф.установок(РУ).

Ап-турное оформление пр-сов выдел-я и очистки спирта классифиц.по технич.назнач-ю на: сырцовые, БРУ,уст-ки абсолютирования спирта.

Сырцовые РУ предназнач.для получ-я спирта-сырца из бражки.Сырц.уст-ки с увеличен.кол-вом тарелок в концентрацион. колонне исп-т для получ-я технич.спирта (обычно на заводах малой мощ-ти).Уст-ка для ректиф-и спирта-сырца предназнач.для очистки спирта-сырца от сопут-щих примесей,в рез-те чего получ. ректифик.спирт(на ЛВЗ).

В БРУ совмещены технол.операции сырц. уст-к и уст-к для ректиф-и спирта-сырца.При их исп-и получ.ректифик.спирт из бражки с меньшими затратами энергоресурсов,виды и меньш.потерями спирта в срав.с сырц.уст-ками и уст-ками для ректиф-и сп.-сырца.

Уст-ки для абсолютирования(обезвож-я)предназнач.для получ-я абсолютир.спирта м-дами азеотропной ректиф-и и с пом. полупроницаем.мембран.В нашей стране исп-ся м-д образ-я тройных нераздельно кипящих смесей.Для этого в спирт конц. 96%об.добав.циклогексан(t кип. 80,8°С)

Уст-ка для ректиф-и спирта-сырца непрерыв.дей-я облад.след.плюсами: обеспеч.более высок.выход спирта(92-98%); полная автоматизация пр-са;обеспеч. получ-е побоч.пр-тов в конц.виде.

Принципы построения схем ректиф. колонн.Спирт-сырец м.б.представлен 5 основ.ком-тами: С-спирт;Г-голов.фракция; П-промежут.примеси;К-концевые примеси; Х-хвостов.примеси.

К и П в локальных усл-ях м.б.отнесенык голов.примесям иди хвостовым.Поэтому рассматривать с-му можно как 3-хкомпонентную(С-Г-Х):

Н аибол.распростр.1вариант,т.к.выдел-е Г из спирта низ.конц-ции идет легче,а также при меньшем кол-ве тарелок и меньш.расходе пара.В кол-не А спирт-сырец освобожд-ся от Г и наз.эпюрат.В кол-не Б происходит раздел-е на спирт ректиф. и Х(или лютер. вода в дан.вар-те).Наличие П и К усложняет оч-ку,поэтому чтобы очистить спирт от промеж.примесей,необход. обеспечить их предварит.концент-ние.Это возможно в средней части кол-ны,в к-рой конц-ция спирта измен-ся в пределах зоны max накопления примесей.Исходя из этого выде-е фракции П возможно в кол-не Б 1 варианта ли кол-не А 2 варианта:

К при средних конц-циях спирта имеют близкие к спирту коэф-ты испарения. Поэтому в кол-не А вариантов 1 и2 они сопутствуют спирту в значит.мере.Попадая в кол-ну Б 1 вар-та К поднимаются вверх вместе со спиртом.Движ-е К вниз по кол-не Б возможно,но в малых кол-вах,т.к.коэф-т испар. их при низ.конц-циях спирта остается <1,но >,чем у спирта.Часть К уходит в кол-ну В(кол-на окончат.очистки)или из кол-ны А вместе с Г.

При малых конц-циях К в спирте-сыр. Можно исп-ть тех.прием,назыв. пастеризацией спирта.Суть пастеризации: в зоне высок.конц-ции спирта К имеют летучесть выше спирта,поэтому содерж-е их в жид.фазе всегда меньше,чем в паров.Т.о. пастеризов.спирт следует отбирать из жид. фазы(4-10-я тарелка сверху спирто.кол-ны),следовательно,пастеризация-это отбор спирта из жид.фазы.

Н а верх.тарелках в дефлегматоре-конденса-торе происходит нек-рое концентрир-е К.Из верх.части кол-ны отбирают непастериз. спирт,к-рый обогащен К.Очистка спирта при пастер-и тем эффективнее,чем выше коэф-т испарения примесей при дан.конц-ции пастериз.спирта и чем больше флегмовое число(т.е. чем больше орошение).При высок. конц-ции примесей необходима дополнит. кол-на,в к-рой происходит повтор.эпюрация спирта. Отбор непастер.спирта состав.1-2%.

Для концентрир-я П в схемы вводят допол-нит.кол-ну Д(сивушная),к-рая по прин-ципу дей-я подобна кол-не Б. отличие-в кол-ну Д вводят фракцию,обогащенную П и поэтому улучш-ся работа кол-ны Б по отдел-ю Х:

Принципы построения схем БРУ.При получ- спирта непосредственно из бражки вначале летучую часть бражки освобождают от экстрактив.в-в,тверд.в-в и части воды в бражной кол-не.БРУ имеют 3 основ.кол-ны(бражная,эпюрацион.,спиртовая)и несколько дополнит.БРУ классиф-ся на

прямого дей-я,непрямого д-я(косвенного), полупрямого д-я(косвенно-прямоточ).

Схема уст-ки прямого д-я(самая экономич).

Бр-бражка;ГФ-голов.фракция;СМ-сивуш. масло;С-спирт ректиф;П-пар;Б-барда.

А -бражная;Б-эпюрацион.;В-спиртовая колоны.

Питание спирт.кол-ны осущ-т водноспирт. паром из браж.кол-ны.Теплота греющего пара в этом случ.исп-ся двукратно. Греющ. пар подается только в браж кол-ну. Питание эпюр.кол-ны осущ-ся бражкой и водноспирт. паром из браж.кол-ны.Питание браж.кол-ны осущ-ся бражкой, освобожденной от ГФ(т.е. эпюрированной),и флегмой,поступающей из спирт.кол-ны.Т.о. в браж.кол-не происходит одновремен. извлечение спирта из бражки и флегмы и сниж-ся кол-во CD в барде за счет отсут-я лютер.воды.

Схема непрямого д-я.Наиб.распростр.в нашей стране.Отличие схемы: предварит. извлечение спирта с примесями из бражки; питание эпюр.кол-ны осущ-ся б раж.

дистиллятом; все потоки жидкостные;во все кол-ны подается греющий пар.

Схема полупрямого д-я.Питание эпюр.кол-ны частично осущ-ся эпюрир. паром из браж.кол-ны(свойственно БРУ прям.д-я)и частично эпюрир.дистиллятом (свойст.БРУ косвен.д-я)

Кол-на Г-это отгонная часть эпюр.кол-ны,к-рая устан-ся над браж.кол-ной и чаще всего представ.с ней единое целое

На спирт.предпр-ях в кач-ве типовой схемы используется трехколонная БРУ- косвен.д-я

ее преимущ-ва: стабильность в работе; мобильность в управ-и и регулир-и пр-сом; обеспеч-е выработки спирта высок.кач-ва; обеспеч-е выделения примесей в концентрир. виде.

Нагрев каждой кол-ны осущ-ся открытым паром или ч-з кипятильники.

Б ражка подается в подогреватель1,где нагрев-ся до 75-85°С парами браж. дистиллята.Затем в сепараторе 2 освобожд-ся от выделяющегося СО₂(с сопут-щими примесями),после чего бражка вводится в брад.кол-ну 5.Водноспирт.пар конденсир-ся ≈ 50% в подогревателе бражки 1,оставшиеся 50%-за счет отдачи тепла воде конденсир-ся в основном конденсаторе 3 и дополнит.конд-ре 4.Конденсат водноспирт.паров(браж. дистиллят)напрв-ся на питание эпюр.кол-ны 6.В ней дистиллят освобожд-ся от голов.и частично концевых примесей.Кол-на оснащена дефлегматором 7 и конд-ром 8,из к-рого вывод-ся ГФ.Освобожденный от голов.и частично концев.примесей браж. дистиллят(эпюрат)поступает на питание спирт.кол-ня 9(16-я тарелка снизу).Ректиф. спирт отбирается с 4-14-й тарелок сверху, проходит ч-з холод-к 12,спиртоизмеряющий снаря и поступает в спиртоприем.отделение. Из конд-ра спирт.кол-ны 11 непастериз. спирт напрвляют на верх.тарелку эпюрац. кол-ны.Орошение спирт.кол-ны осущ-ся флегмой из дефлегматора 10.

Промежут.примеси отвод-ся из спирт.кол-ня в виже 2 пр-тов: сивуш. фракции и сивуш.спирта.Сив.фр-ю отбирают с 5,7,9,11-й тарелки снизу,направляют в конд-р 13 и ч-з сборник 14 сивуш.фр-я поступает в экстрактор(декантатор). Освобожденная от спирта в рез-те водной экстракции сив.фр-я наз.сивуш.масло,к-рое в виде товар.побоч.пр-та(также как ГФ) направ-ся в спиртоприем.отделение.

Сивуш.спирт отбир-ся с 17,20,21-й тарелок в жид.или парообраз.виде.В жид. виде сивуш.спирт напрв-ся в браж.кол-ну,в парообраз.-вначале конденсир-ся и поступает в верх.часть эпюр.кол-ны.

Лютер.вода отбир-ся в спец.сборник и направ-ся на промывку сивуш.масла.

Отбор пр-тов ректиф-и: спирт ректиф. 94,5-96,5%об.от условного спирта-сырца;ГФ-1,2-3,5%(max для мелассы);сивуш.масло-0,25-0,45%(----).

Температур.режимы колонн: бражная-верх.часть 92-96°С,ниж.часть 103-107°С; эпюрац.-78-79°С,86-90°С; спиртов.-78-79°С,105°С.

Дополнит.колонны.1.Разгонная-предназнач.для извлечения спирта из ГФдля увелич-я выхода спирта и для получ-я ГФ в концентрир.виде.Работает в режиме гидроселекции.Согласно теории Сореля-Барбе коэф-т испар-я примесей выше в разбавлен.р-рах,чем в концентрир-х.С целью увелич-я коэф-та испар-я примесей в верх.часть кол-ны подают горяч.воду с t 95°. Питание кол-ны осущ-ся голов.фр-ей ≈ в сред.часть.Голов.примеси выводят из кол-ны вверху,конденсируют и в виде гетероген. смеси,состоящей из альдегидов,эфиров,воды поступает в декантатор(расслаивается).Верх. слой-концентрат ГФ,к-рый также явл-ся побоч.пр-том ректиф-и.Ниж.слой,состоящий из нек-рого кол-ва голов.примесей и спирта, направляют на орошение кол-ны.

2.Кол-на окончат.очистки.Назнач-е-выделение из спирта остатков голов.и концевых примесей в режиме повторной эпюрации и выдел-е из спирта остатков верх. промежут.примесей и частично колов.и концевых в режиме повторной ректиф-и. Режим повтор эпюрации: Г и К выводят из кол-ны ч-з конденсатор в виде ГФ и направляют на верх.таредку эпюрац.кол-ны (или сели есть в разгонную).Спирт отбирают из ниж.части и напрвляют ч-з холод-к в спиртоприемное отделение.Режим повтор. ректиф-и: отбор ГФ осущ-ся ч-з конден-р,отбор спирта –с 10-й тарелки; отбор фракции,обогащен.верх.промежут. примесями,-из кубовой части кол-ны и направ-ся на тарелку питания спиртов.кол-ны(т.е.присоед-ся к эпюрату).

3 . Сивушная.В ней проводится концентрир-е ком-тов сивуш.масла и др. промежут.примесей.Питание сивуш.кол-ны-сивуш.фракция и сивуш.спирт.В верх.части кол-ны аккумулир-ся спирт и Г,в средней-ком-ты сивуш.масла,в ниж.-лютер.вода.

БРУ под вакуумом.Обычно вакуумир. эпюрац.и спиртов. Кол-ны.Вакуум 60-70 кПа.Вследствие этого t : кубов.части эпюр.кол-ны-60°С, кубов.части спиртов.кол-ны-88°С,

Определяющие показатели работы колонн.

Бражная колонна.

При постоянном поступлении бражки режим действия колонны регумируют изменением подачи в ней пара и воды через конденсатор. При этом стремятсь.к тому, чтоб была достигнута максимально возможноя концентрация спирта в бражном дистилляте и потери спирта с бардой не превышали нормы, 0.015 об,% . при таких условиях касход пара –мимиамльный. С увелич.количества пара уменьшается концентрация спирта в барде и бражном дистилляте, повыш.темпер.над верхней тарелкой ко лонны.

Подачу пара в колонну регулир.по косвенному показателюдавление в кубе колонны,но правельней регулировать по перепаду давлений дельта Н в нижней и верхней части колонны(8…15 кПА)

За потерями спирта с бардой следят по температуре в нижней части колонны. С ее понижением появляются сверхнормативные потери. Более показательной явл.темперет.над 3 тарелкой. Для контоля устанавливают малоинерционный термометр с ценой деления не более 1 град. Следует счирать, что температура зависит не талька от содержания спирта, но и от давления в кубе колонны.

Важные показатели –температура над верхней тарелкой и температура бражки, поступающей. Первая в значительной мере определяется степенью загрузки колонны бражкой: при недостаточн.загрузке темпер.повышается, излишне расходуется греющий пар, снижается концентрация спирта в бражном конденсате. Темп.над верхней тарелкой взависимрсти от канцентр-ции спирта в бражке изменяется от 92…94 С. При понижении темпер.могут произойти сверх нормативные потери спирта с бардой, при повышении- возрастает расход греющего пара.

Эпюрационная колонна.

Основным критерием хорошей работы явл.: достаточно полное выделение головных и по возможности верхних промежуточних и концнвых примесей, высокая степень концентрирования выделинных примесей при минимальных затратах пара и воды.

Полноту выделения примесей определ.по содержанею альдегидов в эпюрате, не более 0.0005 об. % в пересчете на безводный спирт. Количество эпюрата контралируют также по срдер-ю метанола, которое не должно превышать 0.35 об %.. халог высоких показателей процесса эпэрации-его правельная организация.

Паровов поток опреднляется удельным расходом пара, моль: G=P/18, где Р-удельный расход нормального пара,кг на 1 кг безводного спирта, введенного в колонну. Жидкостной поток для полной колонны складывается из потока питающей жидкости(исходного продукта ) М и потока флегмы (

моль). При R=бесконечности, L=M+G. Количкство исходного про дукта зависит от конц-ции спирта в нем,след-но оббьем жидкостного потока будет определяться концентрацией спирта е исходном продукте и удельным расходом пара Р,а кратность извлечения примесей –коэффициентом испарения ее, удельным расходом пара, концентрацией спирта в исходном продукте, и числом теоретических тарелок в отгонной части колонны.

Залогом обеспечения высоких показателей процесса эпюрации явл.минимальный расход пара, состав-щий 1 кг на 1 кг введенного в колонну спирта при выработке спирта 1 сорта и до 1.9 кг/кг- при производстве спирта экстра.

Работу эпюрационной колонны регулир-т изменением подачи пара в колонну и воды к поверхности конденсации. Подачу пара регулируют так, чтобы обеспечить заданное количество эпюрата. При обогреве колонны закрытым паром ,его расход можно установить по количесиву конденсата, а при обогргве открытым пором исходя из материального баланса(по сопоставлению концентрации спирта в бражном дистсляте и эпюрате.). Практически концентрация спирта в эпюрате должна быть на 5…10 % неже концентрации его в дистилляте.

Косвенным показателем расхода пара может быть перепад давления давления на высоте колонны, зависящ.от числа тарелок и их состояния, нагрузки на колонну, и расход пара и практически равен 10…25 кПа.

Давление в верхней части колонны определяется конструкцией, размером и состаянием поверхности теплоотдачадефлегматора и конденсатора, а так же температурного режима в последнем-он должен быть горячим только в верхней части

Обьем отбора головной фракции устан.практич.путем в зав-ти от аналит.и органолептич.показателей ректиф.спирта и состава указанной фракции.Головная фр.должна быть прозрачной, безцвет.,слегка зеленоватой или желтоватой, с видимой концентрацией не меньше 92 об. %.

Спиртовая колонна.

Главные показатели спиртовой колонны- заданная конц-я и чистота ректиф-го спирта, отсутствие потерь спирта с лютерной водой(не более 0.015 об. %) и с неконденсирующимися газами при мин.расходе пара и воды. При подаче постоянного количества эпюрата с установл.концент-ийспирта регулируют подачу пара в колоннах и воды в дефлегматор, отбор пастеризованного и непастериз.спирта ,севушной фракции.

Фактором, опред-м концентрацию пастеризованного спирт, явл.флегмовое число(R),которое регулируют изменением подаци водч в дефлегматоре.

Если конц-я спирта ниже заданной, то увелич-т подачу пара(и воды соотв-но), если выше-уменьш-т.,при условии отсутствия сверхнормативн.потерь спирта с лютерной водой.

Косвенн.показ.расхода пара-перепад давлений по высоте колонн , он может составлять 25…30 кПа и зависит от загрузки колонны, флегмового числа и состояния тарелок.

Содержание спирта в лютерной воде контролир-т пробным холодильником. Косвенный показатель, харкт-щий отсутствие потерь с лютерной водой,- температура в кубе колонны(лучше на 3 тарелки снизу). Она должна соотв-тьдавлению и клеблется в пределах 104…106 С.

Важную роль играет место отбора пастеризованного спирта и кол-ва отбираемого непастиризиванного спирта. При отборе большого количества ннепастир.спирта уменьшается производительность ректификационной колонны, а при уменьшении, повышается содержание головных примесей в непастир-м спирте,что вызывает необх-ть смещения места отбора пастериз-го спирта вниз по колонне.

Колонна окончательной очистки.

Для этой колонны главный критерий-достаточно полное выделение головных и концеых примесей при минимальн.затратах пара и воды.

Считается , что в случае подачи 3 кг пара на 1 далл спирта и отборе 0.5…1.5 5 головной фракции из верхней части колонны(конденсатора) обеспечивается сравнительно полное освобождение спирта от головных и концевых примесей при выработке его из мелассы и в случае подаче 6 кг пара-при изготовлении из зерно-картоф.сырья.

Регулируемые параметры при работе колонны:подача пара в колонну и воды в дефлегматор; отбор головной фракции. Подачу пара регулируют по перепаду давления по высоте колонны(6…12 кПа). Подача воды должна быть такой, чтоб погон из фонаря конденсатора соответствовала объему отбора головной фракции.

Конц-ия спирта в головной фракции может достигать 97…97.2 об.%, на входе в колонну и на выходе практически она остается одинаковой. При таких условиях коэффициент испарения примесей по высоте вскй колонны будут постоянными. В колонне хорошо извлек-ся примеси, для которых коэфф-нт испарения К>L/G,причем с увеличением KG/L и числа тарелок в отгонной чисти колонны условия извлечения этих примесей улучшаются. На ход извлецения той или иной примиси можно влиять только изменением расхода пара.

Сивушная колонна

Работу колонны регулируют так, чтобы обеспечилась высокая концентрация сивушной фракции, выводимой из нее и отсутствовали потери спирта спирта и сивушного масла с лютенрной водой. Для нормальной работы колонны необходима стаьилиная ее загрузка, которую определяют по температуре а аккумуляторном царге(около 95 С). Температура в кубе колонны (лучше на третей тарелке) практически поддерживается 103…104 С,перепад давления по высоте колонны составляет 15…20 кПа. Его определяют исходя из расхода пара(около 3 кг.дал спирта), введенного в брагоректификационную установку. Загрузку колонны регулируют отбором дистиллята из канденсатара сивушной колонны. Дитилят обычно сбрасывается в эпюрационную колонну, однако целнсообр-ней туда сбрасувать пастеризованный спирт, отбираемый с 4…5 –й тарелки,считая сверху сивушной колонны, и только около 1 % дистиллята отводить из конденсатора со сбросом его в разгонную колонну(или в головную фракцию) или с выводом виде товарного сивушного спирта. При такой организации отвода спирта из сивушной колонны значительно улучшается качество ректиф.спирта.

Сивушная колонна работает со сравнительно небольшим флегмовым числом(30…50); а следовательно L/G для концентрационной части колонны будет 0.97…0.98, а для отгонной-1.15…1.2. при таких условия вверх по колонне в значительных количествах могут пройти только примеси, имеющие К>=0.98…0.97(изомасляноэтиловый эфир и пропанол.). Всеголовные примеси(К пребл.равен 1) будут концентрироваться в верхней части сивушной колонны.

Разгонная колонна.

Для нее определяющие показатели- освобождение спирто-водной смеси(кубовой жидкости) от всех примесей ,кроме концевых и высокая степень их концентрирования. При работе колонны нужно строго следнть за соотношенинм подачи питания , воды на гидроселекцию и греющего пара.все примеси, кроме этанола при низких конц-ях спирта (до 35об.%) имеют К’>1, следовательно оно будут концентрироваться в концентрационной части колонны, в то время как концентрация спирта будет уменьщаться.

В отгонной части колонны прм расходе пара 200% к массе введенной в колонну головной фракции обычно L/G=8…10. Концентрация спирта на тарелках отгонной части колонны устан-ся в пределах 10…12 об. %, а клнцентрация кубовой жидкости- 7…9%. В этом случае хорошо мзвлекаются примеси с К’>1. Поступление питания и воды на гидроселекцию контролируется сптмощью ротаметра. Темп-ра в кубе колонны -95…96С, давление 15 кПа, что соответствует темпер-ре кипения водно-спиртавой жидкости при концентрации 7…9 об. %. Вода на гидроселекции с темпер-рой не ниже 90 С, темпер-ра на верхней таралке85…90 С. Подачу пара в колонну регулируют по перепаду давления в ней , однако в даннам случае ввод пара контролир-ся и по потоку флегмы, проход-го через соотв-щий ротаметр. Отбор концентрата головной фракции проводят по ротаметру.установленному на выходе из декантора.

4.2.34. Учет спиртопродуктов. Утилизация отходов.

Прием,учет и хранение в спиртоприемном отделении и спиртохранилище. Виды спирта.Физико-химические показатели.

Количесто выработанного спирта учитывают в декалитрах, приведенных к температуре 20 С, в пересчете на безводный спирт. Обьем спирта измеряют при помощи контрольных снарядов, а так же конических и цилиндрических мерников. Контрольные снаряды предназначены только для оперативного учета спирта, полученного на брагоректификационной установке за определенный промежуток времени. Снарядом определяют обьем прошедшего через него ректификованного спирта и одновременно его крепость и оббьем безводного спирта. Показания контрольного снаряда верны при температуре спирта 20 С. В зависимости от температуры спирта отклонения от истинного количества могут достигать 1%.

Ректификованный спирт, головная фракция этилового спирта и севушное масло поступают в спиртоприемное отделение, оборудованное спиртоприемниками прямоугольной и конической формы и коническими и цилиндрическими мерниками. Спиртоприемники расчитанны на хранение одно- двухсуточной выработки спирта. Из них спирт подают в мерники, а затем в спиртохранилище закрытого типа или в цистерны, расположенные на открытом воздухе.

Мерники спирта имеют первый класс точности и допускают погрешность между действительной и истиной вместимостью не более +- 0,2%. Конические мерники, изготовляемые вместимостью 250…1000 дал, служат для измерения больших количеств спирта, цилиндрический- для измерения объемов спирта до 75 дал. Спиртоприемное отделение оборудуют двумя коническими и одним цилиндрическим мерником для учета спирта. Такими же мерниками учитывают и головную фракцию. Зная обьем спирта при 20 С и крепость при той же температуре, вычисляют количество безводного спирта в данном объеме. По истинной крепости спирта и его температуре, пользуясь специальной таблицей, находят множитель,на который необходимо умножить объем спирта при фактической температуре для определения объема, содержащегося в нем безводного спирта, приведенного к температуре 20 С.

Хранят спирт в металлических резервуарах вместимостью 100…4000 м3. Спиртохранилище рассчитывают на 15-20 суточный запас спирта. Для оперативной передачи его из одного резервуара в другой во время ревизии склада и на случай ремонта одной из них установливают не менее двух цистерн.

Резервуары закрытого типа снабжены молнеотводами, установленными на крыше здания, резервуары закрытого типа- молнеотводоми и заземлителями.

При хранении и перекачке спирта возникают потери, количетво которых зависит от времени года, дальности перевозки, вида и объема тары, числа перекачек.

Причина потерь спирта при хранении- « дыхание» резервуаров, вызываемое изменением температуры наружного воздуха, вследствии чего происходит движение газов через дыхательный клапан. Для уменьшения потерь спирта в закрытом складе поддерживают постоянную температуру, резервуары на открытом воздухе покрывают белой краской, а летом орошают холодной водой. Резервуары должны иметь минимальный незаполненний объем.

Виды спирта.

Требования ГОСТ на спирт этилов.ректификован.

Показатель	Люкс	Экстра	Высш.очистки
Кон-ция тил.спирта, %,не менее	96,3	96,3	96,2
Проба на чистоту с H2SO4	Выдерживают	Выдерживают	Выдерживают
Проба на окисляемос ть при t=20С,мин, не менее	22	20	15
Массовая конц-ция альдегидов в пересчете на уксусн., мг/л безводн.спирта, не более	2	2	4
Конц-ция сив.масла	6	6	8
Мас.кон-ция сложн. эфиров в пересчете на уксусно-этилов, мг/млбезводн. пирта. не более	5	10	15
Объём.доля метил. спирта,%,не более	0,03	0,03	0,05
Мас.кон-ция кис-т, мг/л безводного спирта, не более	8	12	15
Содержание фурфурола	Не допускается	Не допускается	Не допускается

Характеристика побочных продуктов брагоректификации.Сив.масло, сивушный спирт ,головная фракция,барда, лютерная вода , СО2.

В процессе брагоректификации образуются побочные продукты спирта этилов.головная фракция или эфироальдегидный концентрат, сивушное масло, сив.спирт и отходы производства – барда и лютерная вода. С бардой и Лютер.водой выводится нелетучая часть бражки; летучие примеси, сопутствующие спирту, выводятся с ГФ, с сив.маслом или сив.спиртом.

Фракция головная этилового спирта представляет собой смесь, состоящую из этилового спирта с головными примесями. К головным примесям относятся те примеси, ктр обладают большей летучестью, чем этиловый спирт(альдегиды, высшие спирты,эфиры, карбоновые кислоты, метиловый спирт).ГФ подвергают разгонке на специальных ректификацион.установках с целью выделения из неё этил.спирта. При переработке ГФ получают следующие продукты (дал на 100дал безводной части исходной ГФ): ректификованного спирта 90-94, эфироальдегидного концентрата 4-7, потери при разгонке 2-3. Выход РСпирта зависит от содержания примесей в исходной ГФ. Физ-хим показатели ГФ

Нормативный показатель

Наименование показателя	Из мелассы	Из крахмального сырья
Объёмн.доля этил.спирта вГФ,% не менее	92	92
Массов.конц-ция альдегидов в пересчете на уксусный альдегид, г/дм3, в безводн.спирте, не более	35	35
Мас.конц-ция кислот в пересчете на уксусн.кис-ту, , г/дм3,в безвод.спирте,не более	1,0	2,0
Мас.кон-ция эфиров в пересчете на уксусноэтилов.эфир, , г/дм3, в безв.спирте, не более	60	60
Мас.кон-ция сив.масла, , г/дм3, в безводном спирте, не более	1,5	2,5
Объёмн.доля метилового спирта в пересчёте на безводный спирт,% не более	0,05	6,0

Концентрат ГФ служит углеродным питанием в про-ве кормовых дрожжей. Сив.масло используетя в основном как сырьё для получения чистых высших спиртов(амилового, бутилового, пропилового), ктр применяют в органическом синтезе, при изготовлении медицинских препаратов и душистых ве-тв, как экстрагенты и поверхностно-активн.ве-ва. Сив.масло представляет собой смесь амиловых спиртов, изобутилового, н-пропилового и этилового, в ктр также содержится незначительное кол-во др.органич.соед-ий и вода. Физ-хим показатели сив.масла

Наименование показателя	Нормативн.величина
Объёмн.доля сив.масла,% не менее	50,0
Плотность при 20С, г/см3, не более	0,837
Показатель преломления, nД20, не менее	1,395
Температурн.предел перегонки при давлении 101,325кПа (760 мм рт.ст.), С, не менее	129,000

Сивушн.спирт как товарный продукт в настоящее время не используется из-за многокомпонентности и наличия значительного кол-ва воды. Однако,отбор его целесообразен т.к. это положительно сказывается на качестве спирта. Он может быть применен для технических целей, при изготовлении денатурированного спирта или подвергаться разгонке для выделения пищ.спирта и др.отдельных компонентов. Конц-ция не менее 65 об.%, отбирают в кол-ве 0,8-2,5%отспирта,введенного в колонну.

Основной отход спиртового про-ва – барда- нелетучая часть бражки, освобождённая от спирта и его примесей, и части воды, содержит все сух.ве-ва бражки и спирт, допустимое содержание спирта 0,015%. её выход с. Зерно-картофельн.барду используют на корм животным в натуральном или высушенном состоянии. Зернов.барда содержит 7-8%сухих ве-тв, картофел-5%.Состав сух.ве-тв (%): сахаров 0,25-0,5, глицерина 0,4-0,6, крахмала 0,1-0,2, гемицеллюлоз 1,4-2,3,целлюлозы0,3-0,9, а также белки, аминокис-ты,огран.кис-ты и минер.соед-ия.

Многие из аминоки-т барды(аргинин, валин, глицин, лейцин, изолейцин, глутаминовая и аспарагиновая кис-ты) усваиваются дрожжами. Также в барде находится жир,%СВ- в зерновой – 6-7,5, в картофельной – 3,1; клетчатка,%СВ – в зерн.-13, в картоф.- 12; зола,%СВ – в зерн.- 8, в картоф.- 12; кормовая ценность- зернов0,7 корм.ед,картоф-0,4. В мелассной барде 7,5-10%сух.ве-тв, в том числе 3%неорганических соед-ий. Дрожжами усваиваются редуцирующие сахара (0,2-0,5%), глицерин (0,6-0,9%), орган.кис-ты (0,5-2,5%), аминокис-ты, спирты, глюкозиды, орган.и неорган. азотосодерж.сое-ия, соли P,K,Mg,Fe, витамины и микроэлементы.В натуральном виде мел.барда не идёт на корм животным, в основном её сбрасывают на пахотные поля фильтрации.Нектр часть её используют для про-ва кормов.концентрата вит.В12,выделения глицерина, глутаминовой кис-ты, глутамина натрия и др. ценных ве-тв.

Лютерная вода - отход ректификации, полученный при полном отделении летучих примесей от спирта-сырца или сырца-эпюрата (бражного дистиллята, освобожденного от головных примесей, имеющего крепость 30-35 процентов).

Теоретический выход диоксида углерода составляет 95.6% от выхода этиливого спирта. Сферы применения : производство безалкогольных напитков, шипучих вин, шампанского,газир.воды.;сварочное и литейное производство, обработка металлов резанием, промышленная энергетика.

Состав примесей в диоксиде углерода зависит от температуры и крепости бражки. При их повышении и перемешивании содержание этилового спирта и лнтучих примесей увеличивается.

вещества		переработка
	мелассы		зерна
	Об, %	Мг/л	Об, %	МГ/л
спирты	0.5	10	0.3	5
альдегиды	0.06	1	0.05	Не менее 1
Органические кислоты	0.02…0.04	0.5…1.0	0.02…0.04	0.5…1.0
Сложные эфиры	0.02	0.5	0.01	Не менее 0.5.

Количество их не превышает 0.6.

Использование зерно-картрфельной и мелассной барды(производство кормовых дрожжей, кормовмового концентрата витамина В12 ),мембран.методы

Одним из перспективным способов утилизации барды явл. получение на её основе кормовых продуктов, содер. конц. барду и дробину,ктр защищены от внешних воздействий оболочкой из крахмалсод. сырья, ктр явл. отходом и побочным продуктом зерноперерабат. пред-ий. Основные стадии: 1.Приготовление пит.среды- смешивают охлаждённую барду с растворами фосфоро-и азотсодержащих солей. 2.Размножение дрожжей чистой культуры- размножают для засева среды в дрожжерастительных аппаратах в начале про-ва и периодически по мере необхдимости замены культуры. Засевные дрожжи получают размножением в несколько стадий: в колбах на качалке, начиная с пробирок с агаром до образования 3…5л культуры; в АЧК , в дрож.ап-те,в дрожжегенераторе. 3. Выращивание товарных дрожжей- непрерывно-проточным способом. При оптимальном составе среды и благоприятных условиях культивирования лимитирующим фактором явл.содержание растворённого в среде кислорода. 4. Выделение и промывка дрожжей. Культуральная среда из дрожжерастительных ап-тов выходит в пенно-жидкостном виде, перед выделением дрожжей пену разрушают, т.к. при её наличии снижается производительность насосов и сепараторов, увелич.потери дрожжей. 5. Термолиз дрожжей-заключается в тепловом разрушении оболочек дрож.клеток и сопутствующих им м/о.Цели термолиза: биологич.обезвреживание дрожжей и бактерий, необходимое для лучшего усвоения их животными и предотвращения заболеваний; уменьшение вязкости суспензии, разрушение пены и выделение из суспензии воздуха и CO₂ , вследствие чего обеспечивается равномерная подача суспензии в сушилку и создаются условия для нормальной её работы; уменьшение потерь биомассы на поддержание жизнедеятельности клеток во время хранения их в сборнике.6.Сушка дрожжей- на распылительных или вальцовых сушилках.Дрожжи нагреваются до t не выше 95С, вследствие чего обеспечивается их высокое качество по содержанию усвояемого белка, витаминов, а также цвету т структуре. 7. Упаковка, транспортирование и временное хранение сух.корм.дрожжей Упаковывают в трёхслойные бумажн.крафт-мешки-на поддоны-на склад wвоздуха=65%, склад рассчитывают на 10сут работы цеха. Витамин В12 не содержится в растительных кормах, поэтому его добавляют к ним. В12- кроветворный, участвует в синтезе незаменимых для животного организма аминоки-т,в частности метионина, способствует вылечиванию злокачественной анемии, росту привеса животных. Вит. синтезируется в рубце жвачных животных под действием м/о желудка, а также метанобразующими бактериями. Основные стадии: сбраживание мелассной барды метанобразующими бактериями; подкисление метановой бражки до рН 5,5-6,5; упаривание метановой бражки; высушивание;фасование кормового концентрата вит В12Проблема создания безотходного пр-ва имеет 2 спектра-экономич. и экологич. Эконом.аспект связан с переработкой вторичных сырьевых ресурсов(отходов) в новые полезные продукты. Эколог.аспектсвязан с защитой окр.среды и сохранением эколог.равновесия. Безотходн. технологии пр-ва спирта предполагает выработку кормопродуктов и пищ.продуктов. В наст.время разработ.неск. технологий переработки барды в кормопрод-ты и пищ. про-ты.К ним относятся : 1.сушка.2. экструзионная обработка 3. пр-во сух. кормовых дрожжей4. пищ.про-ты получ. с пом. мембранных технологий. Разраб.в ВНИИПБТ технология предусматрив.разделение цельной барды на жид. и дисперсн. фазы. Разделение провод. на шнековых центрифугах с послед.обезвоживанием на шнековом прессе. Влажность осадка после центрифугирования сост.65%. Жид. фазу перерабатыв.2-я способами:-упаривание до СВ=35% и сушка вместе с дисперсной фазой; -повторное испытание жид.фазы на стадии приготовления замеса или на стадии брожения.

Сушка осущ. на роторно-дисковой сушилки,ктр представ. собой барабан с рубашкой обогрева. Внутри есть полый вал с насаженными на него дисками. Вал и диски явл. нагревательными элементами. Нагрев паром происходит бесконтактно. Сушеный кормовой пр-т w=10% вывод. из сушки, измельчается, охлаждается и упаковывается в тару. Экструзион. обработка послеспиртовой барды. Обработку крахмалсод. сырья под воздействием высокого p и t для повышения усвояемости пит-ых ве-тв наз. экструдированием. Процесс экструдиров. биополимеров относ. к термодинамическим методам обработки, использующим динамич. эффект давления, t-ур осмосом. В основе экструдиров. лежат 2 процесса: механохим. декструкция, ктр наблюдается на всех этапах процесса и взрыв(декомпрессионный шок), ктр происходит на выходе продукта из экструдора. Разработан метод утилизации барды путем её брекетирования на экструдоре, ктр позволяет в отдельных зонах проводить отжим, подсушку, измельчения и прессование сух.пр-та. Минусы метода: при отжиме с водой теряются растворенные в ней пит. ве-ва(микроэлементы,а/к). Одним из перспективным способов утилизации барды явл. получение на её основе кормовых продуктов, содер. конц. барду и дробину,ктр защищены от внешних воздействий оболочкой из крахмалсод. сырья, ктр явл. отходом и побочным продуктом зерноперерабат. пред-ий. Основные стадии: 1.Приготовление пит.среды- смешивают охлаждённую барду с растворами фосфоро-и азотсодержащих солей. 2.Размножение дрожжей чистой культуры- размножают для засева среды в дрожжерастительных аппаратах в начале про-ва и периодически по мере необхдимости замены культуры. Засевные дрожжи получают размножением в несколько стадий: в колбах на качалке, начиная с пробирок с агаром до образования 3…5л культуры; в АЧК , в дрож.ап-те,в дрожжегенераторе. 3. Выращивание товарных дрожжей- непрерывно-проточным способом. При оптимальном составе среды и благоприятных условиях культивирования лимитирующим фактором явл.содержание растворённого в среде кислорода. 4. Выделение и промывка дрожжей. Культуральная среда из дрожжерастительных ап-тов выходит в пенно-жидкостном виде, перед выделением дрожжей пену разрушают, т.к. при её наличии снижается производительность насосов и сепараторов, увелич.потери дрожжей. 5. Термолиз дрожжей-заключается в тепловом разрушении оболочек дрож.клеток и сопутствующих им м/о.Цели термолиза: биологич.обезвреживание дрожжей и бактерий, необходимое для лучшего усвоения их животными и предотвращения заболеваний; уменьшение вязкости суспензии, разрушение пены и выделение из суспензии воздуха и CO₂ , вследствие чего обеспечивается равномерная подача суспензии в сушилку и создаются условия для нормальной её работы; уменьшение потерь биомассы на поддержание жизнедеятельности клеток во время хранения их в сборнике.6.Сушка дрожжей- на распылительных или вальцовых сушилках.Дрожжи нагреваются до t не выше 95С, вследствие чего обеспечивается их высокое качество по содержанию усвояемого белка, витаминов, а также цвету т структуре. 7. Упаковка, транспортирование и временное хранение сух.корм.дрожжей Упаковывают в трёхслойные бумажн.крафт-мешки-на поддоны-на склад wвоздуха=65%, склад рассчитывают на 10сут работы цеха. Витамин В12 не содержится в растительных кормах, поэтому его добавляют к ним. В12- кроветворный, участвует в синтезе незаменимых для животного организма аминоки-т,в частности метионина, способствует вылечиванию злокачественной анемии, росту привеса животных. Вит. синтезируется в рубце жвачных животных под действием м/о желудка, а также метанобразующими бактериями. Основные стадии: сбраживание мелассной барды метанобразующими бактериями; подкисление метановой бражки до рН 5,5-6,5; упаривание метановой бражки; высушивание;фасование кормового концентрата вит В12. Мембран.технология утилизации барды. Принцип.новые подходы мембран. технол.заключ.в след.: обеспечивается отсутствие нагревания, фазовых переходов, дополнительных реагентов. Процесс рассчитывается на пр-во 2-х сух.зернодрожжевых кормовых (пищевых) добавок с повыш.содержанием пищ.волокон, клетчатки и с высоким содержанием белка (более 50%). Кроме 2-х добавок выраб.жид.зернодрожжев. ультраконцентрат с сод-ем СВ 65%.Эти про-ты предназначены для улучшения обогощения мясных, хлебобулочных мучных изд-ий, кваса, пива и др. аик. и б/алк.напитков.

Использование газов спиртового брожения.