Виробництво етилового спирту з крохмалвмісної сировини

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту Національний університет «Львівська політехніка»

Кафедра технології органічних продуктів

Реферат

Виробництво етилового спирту з крохмалвмісної сировини

Підготувала:

студ. гр. ХР-21

Чубарь Олександра Прийняв: Дзіняк Б.О.

Львів — 2011

Зміст

• 1. Вступ. Історія виробництва етилового спирту
• 2. Характеристика сировини, ферментних препаратів допоміжних матеріалів
• 3. Підготовка сировини до розварювання
• 4. Розварювання сировини за низькотемпературною схемою
• 5. Приготування зернових дріжджів періодичним методом на дріжджовому суслі
• 6. Приготування основного сусла та зброджування крохмалвмісної сировини
• 7. Брагоректифікація спирту на трьохколонному брагоректифікаційному апараті непрямої дії
• Висновок
• Використана література

1. Вступ. Історія виробництва етилового спирту

Етиловий спирт, вірніше рослинний хмільний напій, що його містить, був відомий людству з глибокої давнини. Вважається, що не менш ніж за 8000 років до нашої ери виготовляли легкі спиртні напої з фруктів і меду.

Вперше спирт з вина отримали в 6−7 століттях арабські хіміки, а першу пляшку міцного алкоголю (прообразу сучасної горілки) виготовив перський алхімік Ар-Рази в 860 році.

У Європі етиловий спирт був отриманий із продуктів бродіння в 11−12 столітті, в Італії.

До Росії спирт вперше потрапив у 1386 році, коли генуезьке посольство привезло його з собою під назвою «аква-віта» і презентувала царському столу.

У 1660 році англійський хімік і богослов Роберт Бойль вперше отримав зневоднений етиловий спирт, а також відкрив його деякі фізичні і хімічні, зокрема виявивши здатність етанолу бути високотемпературним пальним для пальників. Абсолютний (безводний) етиловий спирт був отриманий у 1796 році російським хіміком Т. Є. Ловіцем.

Алкоголь з’явився в історії людства дуже давно, кілька тисяч років тому. Слід зазначити, що споживають алкоголь не тільки люди. Існують декілька видів тварин, які харчуються збродженим соком розкладених фруктів, наприклад, деякі види мавп. Інші тварини вживають алкоголь випадково. Наприклад, відомі випадки масового сп’яніння ведмедів, коли вони наїлися лісових опалих яблук. Також бувають випадки сп’яніння кабанів, але, як правило, це призводить до неприємних наслідків для тварин, тому що в стані сп’яніння вони часто стають жертвами хижаків. Вживання алкоголю для вищих ссавців — це протиприродний процес.

Людство зіткнулося з алкоголем, коли випадково вживали в їжу зброджений сік фруктів і овочів, що містять велику кількість цукрів. Основною діючою речовиною алкогольних напоїв є етиловий спирт. Він виходить внаслідок дріжджового бродіння: коли цукор, що міститься в тій або іншій рідині під впливом грибків перетворюється в етиловий спирт, який поступово накопичується рівно до тих концентрацій, які є згубними для організму. На цьому бродіння припиняється. Все залежить від субстрату, на основі якого відбувається бродіння: якщо це виноградний сік, то виходить вино, якщо він на основі солоду і хмелю, то виходить пиво.

Основні проблеми у людства почалися не тоді, коли воно вживало слабоалкогольні напої. Вони почалися з винаходу арабами перегінного куба, коли з напоїв слабкого бродіння стали виходити висококонцентровані алкогольні напої, такі як горілка, віскі, коньяк, самогон. У цьому випадку висококонцентровані напої більш токсичні, за рахунок інтенсивного сп’яніння виявляються більш привабливими для людей. Саме вони й отримали дуже велике поширення.

Слід сказати, що пияцтво виникає в тих суспільно-політичних фармаціях та соціальних групах, які отримали високий розвиток. У примітивних культурах, де кожен член поглинений боротьбою за виживання, пияцтво поширене незначно. У Греції багато пили в період раннього віку. Багато хто вважає, що саме алкоголь погубив Рим. У Європі багато пили в період раннього капіталізму, коли став різко підвищуватися рівень життя. У нашій країні пияцтво широко поширилося в 60−70 рр., Коли рівень життя громадян Радянського Союзу став зростати. У Росії, коли нам вдалося пережити пореформенну розруху, в країні почали спостерігатися позитивні економічні процеси, рівень життя почав зростати, і кількість споживання алкоголю зросло.

етиловий спирт брагоректифікація сировина

2. Характеристика сировини, ферментних препаратів допоміжних матеріалів

Для виробництва спирту використовують пшеницю, кукурудзу, ячмінь, третікале, жито, зернову суміш.

При надходженні на завод сировина проходить вхідний контроль якості.

Зберігається зерно в зерноскладах ємністю 2000 т. При поступленні на виробництво зерно перевіряється по таких показниках якості: засміченість, вологість, крохмалистість.

Методи аналізу зернових культур регламентується такою нормативною документацією:

1. ГОСТ 13 586.3−83 «Зерно. Правила прийому і методи відбору проб»

2. ГОСТ 30 483–97 «Зерно. Методи визначення загального і фракційного вмісту сміттєвих і зернових домішок»

ГОСТ 10 840–64 «Зерно. Методи визначення натури»

ГОСТ 13 586.6−93 «Зерно. Методи визначення зараженості шкідниками»

ГОСТ 10 968–88 «Зерно. Методи визначення енергії проростання і здатності проростання»

ГОСТ 10–334 586−1-96 «Зерно. Методи визначення умовної крохмалистості»

ГОСТ 13 586.5−93 «Зерно. Методи визначення вологості»

ГОСТ 10 967–90 «Зерно. Методи визначення запаху і кольору»

ГСТУ 46.045.2003″ Зерно. Методи визначення умовної

крохмалистості"

ДСТУ 3768−98 «Пшениця. Технічні умови»

ГОСТ 13 634–90″ Кукуруза. Вимоги до заготівлі і поставок"

ГОСТ 29 305–92 «Кукурудза. Методи визначення вологості»

ДСТУ 3769−98 «Ячмінь. Вимоги до заготівлі і поставок»

ГОСТ 16 990–88 «Жито. Вимоги до заготівлі і поставок» .

В якості оцукрюючи матеріалів використовуються концентровані ферментні препарати зарубіжних виробників. За вмістом ферментів відрізняються препарати з амілолітичною, глюкоамілазною, протеолітичною активністю. Ферментні препарати мають у своєму складі ферменти кількох груп.

Для здійснення процесу переробки крохмалевмісної сировини з одержанням дозрілої бражки на різних стадіях технологічного процесу використовують ряд допоміжних матеріалів: воду, формалін, хлорне вапно, антисептик, кислоту сірчану, карбамід, кислоту ортофосфорну, піногасник, дріжджову підкормку.

Якість допоміжних матеріалів регламентується такими нормативними документами:

1. ГОСТ 1625–89 «Формалін технічний»

2. ГОСТ 2184–77 «Кислота сірчана технічна»

3. ГОСТ 1692–85Є «Хлорне вапно»

4. ГОСТ 6552–80 «Кислота ортофосфорна технічна»

5. ГОСТ 2081;92 «Карбамід»

6. ТУУ 24.6−31 104 672−001−2004 «Фріконт. Антифоам — піногасник для гасіння піни зернового сусла»

Розхід ферментних препаратів здійснюється відповідно до рекомендацій наведених в паспорті ферментного препарату і міняється при зміні активності препарату.

Допоміжні матеріали витрачаються згідно до норм витрат допоміжних матеріалів при переробці крохмалевмісної сировини.

Вихід спирту розраховується згідно затверджених норм спирту з однієї тони крохмалю з різних видів сировини, враховуючи ті технологічні вдосконалення, що впроваджені на конкретному заводі: неперервне розварювання, вакуум-охолодження, продовжений строк бродіння, оцукрення ферментними препаратами. Джерелом водопостачання можуть бути артезіанські свердловини продуктивністю, наприклад, 90 м? і 60 м? в годину. Забруднені стічні води поступають на очисні споруди. Очисні споруди працюють по схемі біологічної очистки активним мулом. Очищена вода з очисних споруд скидається в річку.

Головним енергоносієм на певному заводі являється природний газ. Для розрахунків витрат енергоресурсів при переробці крохмалевмісної сировини використовуємо дані наведені в «Нормах споживання паливно-енергетичних ресурсів по підприємствах концерну «Укрспирт». Фактично досягнуті показники по енергоносіях на підприємстві складають на 1 дал спирту:

Природний газ — 5,9 м

Тепло енергія — 43 М кал

Електроенергія — 2,0 кВт.

За органолептичними і фізико-хімічними показниками спирт етиловий ректифікований повинен відповідати ДСТУ 4221: 2003 «Спирт етиловий ректифікований. Технічні умови». Спирт етиловий ректифікований використовують в харчовій, парфюмерно-косметичній, мікробіологічній промисловості, медицині, фармації.

Якість спирту визначається в кожній добовій пробі і з кожної партії при відгрузці споживачам згідно ДСТУ 4181: 2003 «Спирт етиловий ректифікований і спирт етиловий сирець. Правила приймання і методи випробувань» .

Побічними продуктами виробництва можуть бути: фракція головна етилового спирту, масло сивушне-сирець, барда зернова нативна, вуглекислота знижена.

Фракція головна етилового спирту повинна відповідати ТУУ 18.401−97 «Фракція головна етилового спирту. Технічні умови». Сивушне масло повинно відповідати ТУУ 18.301−95 «Масло сивушне-сирець. Технічні умови». Барда зернова повинна відповідати ТУУ 15.7−32 744−007−2003. Вуглекислота ГОСТ 8050–85 «Двоокис вуглецю газоподібний і рідкий. Технічні умови» .

3. Підготовка сировини до розварювання

Підготовка сировини до розварювання включає в себе наступні стадії:

очистка зерна;

подрібнення зерна;

приготування замісу.

Очистка зерна проводиться перед загрузкою сировини в склад.

Подрібнення зерна - важлива стадія підготовки його до переробки, оскільки якість і рівномірність помелу обумовлюють температурний режим водно-теплової обробки сировини. Для подрібнення сировини на підприємстві використовується дезінтегратор. Помел зерна, який отримується на даній установці становить 92−95% не залежно від виду сировини.

Для ефективного змішування помелу з водою використовують дизмембратор та перемішуючий пристрій, що запобігає утворенню «комків» і отримуємо однорідну масу. На даній стадії контролюється температура замісу, яка повинна складати 60±2.0 С.

Для розрідження замісу та забезпечення його транспортування по трубопроводах, в змішувач задають термостабільний розріджуючий

ферментний препарат б-амілазу. Після дизмембратора маса попадає в чанок замісу.

Для кращого дозування та контакту з замісом концентровані ферментні

препарати розбавляють питною водою у співвідношенні 1: 5. У змішувачі,

завдяки дії розріджуючого ферменту, проходить частковий гідроліз крохмалю, в’язкість замісу зменшується.

В залежності від отриманої, або запланованої концентрації сухих речовин регулюється подача води на дизмембратор та зерна на дезінтегратор.

Концентрація сухих речовин знаходиться в межах 17−19% в залежності від перероблюваної сировини. Отриманий заміс насосом подається на гостро-парову головку варочного відділення.

4. Розварювання сировини за низькотемпературною схемою

Переробка зерна по схемі низькотемпературного розварювання складається із таких головних стадій:

підготовка зерна до переробки;

приготування замісу;

гідродинамічна ферментативна обробка крохмалвмісної сировини;

приготування виробничих дріжджів;

зброджування сусла

При роботі спиртового заводу по схемі гідродинамічної ферментативної обробки (ГДФО) крохмалвмісної сировини рекомендують використовувати ферментні препарати ФП глюкоамілази Діазім Х4 в суміші з бактеріальною термостабільною б-амілазою Амілекс ЗТ.

З метою більш повного розщеплення крохмалю, зниження густини сусла застосовують також препарати Діазім FA (грибкова б-амілаза) GC 440, GC-220 (цилюлаза).

Дозування ферментних препаратів здійснюється порційним дозатором.

ФП Амілекс ЗТ і GC-220 задаються на стадії гідродинамічної ферментативної обробки крохмалвмісної сировини для розрідження крохмалю і зменшення густини замісу. При цьому до 100% ферменту від загального розходу вносять в чанок замісу, де готують заміс, який потім насосом поз.5 через РПА поз.6 подається в апарат гідродинамічної ферментативної обробки (ГДФО) № 1 поз.7, через гостро-парову головку в якій нагрівається до температури клейстеризації крохмалю.

Після заповнення апарату ГДФО № 1 сусло по переливній трубі поступає в апарат ГДФО № 2 поз.8 по мірі заповнення апаратів ГДФО на них включаються перемішуючі пристрої (мішалки), які потім працюють постійно. Біля ГДФО № 1 додатково підключений насос для перемішування.

Час витримки сусла в апаратах ГДФО залежить від ступеню клейстеризації крохмалю і регулюється зміною рівня сусла в апараті ГДФО № 2.

Контроль за якістю сусла здійснюється по пробі відібраній з апарату ГДФО № 2. При нормальній якості ферментативної обробки забарвлення фільтрату сусла йодом повинно бути темно-коричневе.

Підготовлене сусло подають за допомогою насосів поз.9,10 в дріжджове відділення, або через трубчатий теплообмінник в бродильний апарат. Температура охолодженого сусла повинна бути 20−25°С при використанні звичайних дріжджів, при роботі з термостабільними расами дріжджів температура сусла 30−32°С.

Після заповнення конусної частини бродильного апарату задають розраховану кількість ферментних препаратів Діазім FA і антисептичну речовину «Фріконт» з розрахунку 1гр. препарату на 1 м³ середовища.

В бродильний апарат, який заливається спускають зрілі дріжджі з дріжджанки і включають пристрій для перемішування. Пристрій для перемішування під час заливу бродильного апарату повинен працювати чим подовше.

Вирощування дріжджів в дріжджовому відділенні.

Сусло з апарату ГДФО № 2 насосами поз.9, 10 обминаючи теплообмінник поступає в дріжджзаторник. При цій температурі задається розрахункова кількість карбаміду. Після охолодження до 60 °C в сусло для оцукрення подається розрахункова доза глюкоамілази у вигляді ФП Діазім Х4 і б-амілази у вигляді Діазім FA. Проводиться дооцукрення протягом 1−2 годин при температурі 58−60°С, після чого відбувається охолодження до температури 50 °C, додають ортофосфорну і сірчану кислоти (рН сусла — 4,3 — 4,6 або кислотність 0,4−0,5°К), а також для покращення азотного харчування дріжджів препарат кислої грибкової протеази GC 106 з розрахунку 100 мл. на дріжджанку.

Сусло охолоджене до температури складки передається в підготовлену дріжджанку.

Додають 15 гр. антисептика «Фріконт» і засіваємо в дріжджанку маточні дріжджі. Температура складки дріжджів 20−22°С, температура бродіння 28−30°С. Дріжджі рахуються зрілими при зниженні відброду на 1/3 від початкового.

Проведення генеральної дезінфекції обладнання варочного відділення.

В чанок замісу набирають воду (холодну, теплу) додають хлорне вапно (50кг.), формалін (10л.) і насосом через контактну головку починають викачувати дезінфікуючий розчин в ГДФО № 1. Всього потрібно наварити ~ 45 м³ води, так щоб пішов перелив води в ГДФО № 2. Коли ГДФО № 1 заповнюється водою, потрібно включити мішалку на 10−15хв, та промити центральний обіжний насос. Температура води 95−100°С.

Апаратурно-технологічна схема ГДФО.

Вода, що залишилась в ГДФО № 1 після переливу в ГДФО № 2, перепускається по нижніх комунікаціях з ГДФО № 1 в ГДФО№ 2. Коли рівень води в обох ємностях зрівняється, включають мішалку в ГДФО№ 2 на 10−15хв. і перекривають трьохходовий кран під ГДФО№ 2.

Частина води, що залишилась в ГДФО№ 1 центробіжним (плуж.) насосом викачується через теплообмінник в суслову комунікацію бродильного відділення, або в дріжджезаторник. Поряд з цим готують заміс в підробному відділенні.

Після звільнення ГДФО № 1 від дезінфікуючого розчину, починають наварювати масу. З Воду з ГДФО № 2 викачують так само як і з ГДФО№ 1.

Під час дезінфекції потрібно обов’язково промити ємкості ферментного молока, насоси дозатори і лінії.

5. Приготування зернових дріжджів періодичним методом на дріжджовому суслі

Виробничі дріжджі, які використовуються для зброджування сусла готуються двома способами:

1. Розведення чистої культури;

2. Розведення дріжджів із використанням сухих спиртових дріжджів.

Розведення виробничих дріжджів із чистої культури відбувається в дві стадії:

вирощування дріжджів в лабораторних умовах згідно ТРУ 32 744−812−2002;

вирощування дріжджів в виробничих умовах.

В дріжджзаторник відбирають сусло з концентрацією (17 — 18) % із ГДФО при температурі 90−92°С. Задають карбамід з розрахунку 6−7кг на одну дріжджанку. Охолоджують до температури 58 — 59 °C і задають оцукрюючий фермент. Оцукрення проводять на протязі 1−2 год. до отримання відповідного забарвлення при реакції з йодом. Далі сусло охолоджують до 50 °C і підкисляють сірчаною кислотою до кислотності 0,25 — 0,3°К; РН дріжджового сусла повинно бути не нижче 4,2. З метою збагачення дріжджового сусла фосфором задають ортофосфорну кислоту з розрахунку 2л на одну дріжджанку і протеолітичний фермент. При температурі 26−32°С із дріжджзаторника викачують дріжджове сусло в попередньо приготовані дріжджанки, в яких міститься до 10% маточних дріжджів від об'єму викачуваного сусла.

Під час бродіння дріжджового сусла (при використанні дріжджів «Етанол Ред») не допускається температура вище 36 °C. Дріжджі рахуються «зрілими» при досягненні відброду, рівному 1/3 частині початкової концентрації. Від готових дріжджів відбирають маточні дріжджі в кількості 10% об'єму для наступного дріжджового сусла, а решту спускають в бродильний апарат для зброджування основного сусла.

Після звільнення дріжджанку добре миють і пропарюють при температурі 100 °C не менше ЗО хв.

Готові дріжджі повинні бути добре вгодовані, в них не допускається наростання кислотності, наявність мертвих дріжджових клітин повинно бути не більше 3%. Вміст клітин в 1мл- () млн. Якщо для зброджування використовують термотолерантні раси дріжджів то температура при бродінні допускається до 36 °C.

Розведення дріжджів із використанням сухих спиртових дріжджів.

1. Дріжджове сусло для розведення дріжджів готують по «старій» схемі: Якщо сусло готують «на пряму», то:

а) задача карбаміду (12 кг. на дві дріжджанки);

б) стерилізація при 92 °C — 2год.;

в) розхолодка;

г) оцукрення (1 год.) перевірка по йоду; д) розхолодка до температури 50 °C;

є) задача кислот: ортофосфорної по 2 л. на 1 дріжджанку і сірчаної до кислотності 0,3°К, протеолітичний фермент;

ж) розхолодка до температури складки 32−24°С.

2. Набирають 1/3 дріжджанки сусла, але перед цим готовим суслом в відрі розводять сухі дріжджі, вони підходять за 10−15 хв. Кожен раз зливають в дріжджанку піну, додають ще сусла, дріжджі підходять, зливають піну і так в кілька прийомів поки не перенесуть все в дріжджанку. Задають з розрахунку 1 кг сухих дріжджів на 10 м. куб. сусла.

Коли в дріжджанку влили всі сухі дріжджі і викачали масу, мішають все приблизно 1 год і потім залишають дріжджі зброджувати, t складки цієї дріжджанки — 32 °C. Дріжджанка відброджує за 26−30 год.

3. Під час ведення технологічного процесу дріжджове сусло в кількості 30 м. куб. готують через кожні 2 чани.

Від початку поступлення маси в дріжджезаторник до викачки готової маси на дріжджову матку проходить приблизно 8−10 годин.

4. Одну дріжджанку складають при 32 °C і допускають підвищення температури до 34 °C. Потім температурою регулюють процес розмноження дріжджів в дріжджанці. Захолоджувати дріжджі можна до 25 °C.

Другу дріжджанку починають холодити при відброді 12% СР і перевіряючи періодично відброд, знижують температуру до мінімуму (24−25°С). Дріжджі важаються готові, коли відбродили на Уг початкової концентрації.

5. В третій, четвертий і дальше «отйом» давати антисептик (фріконт 50мл. на 1 дріжджанку, Нобак 50 мл. на 1 дріжджанку).

Дріжджі міняти через 8−9 днів роботи.

Чистка дріжджів в процесі виробництва

При інфекції маточні дріжджі підкислюють сірчаною кислотою до 2,7 — 3,0°С і витримують протягом (ЗО — 40) хв., після чого добавляють дріжджове сусло.

Кислотність дріжджового сусла повинна бути нижче звичайної на 0,1 — 0,2°, а кількість маточних дріжджів збільшують до 15 — 20%.

Температура складки на 1 — 2 °C вища.

6. Приготування основного сусла та зброджування крохмалвмісної сировини

При переробці крохмалвмісної сировини на спирт на підприємстві використовується спосіб періодичного зброджування.

Апарати бродильної батареї заповнюють періодично протягом 8 — 10 годин кожний. Виробничі дріжджі задають на дно бродильного апарата в кількості (13−14) м³, що складає 10% від кількості збродженої маси.

Температура складки (основного сусла) становить 20−22°С. Термін бродіння від початку заливу до початку пуску на згонку бражки становить 72 — 96 год. Температура маси під час головного бродіння 29 — 30 °C, 34 — 36 °C під час доброжування 27 — 28 °C. Температура бродіння регулюється подачею холодної води на охолоджувальні «сорочки» бродильних апаратів.

Бродильна батарея складається з 12 бродильних апаратів: 10 апаратів по 150 м³ і 2 бродильні апарати по 179 м³, загальна повна ємність бродильної батареї складає 1858 м³. Для перемішування маси в бродильних апаратах змонтовані міксери.

Після заповнення бродильний апарат закривається герметично, вуглекислий газ, що утворюється при бродінні, по газовій лінії поступає на спиртоловушку, де звільняється від спиртових парів і далі поступає у вуглекислотний цех або виходить в атмосферу.

Спиртовмісні води після спиртоловушки викачуються в передаточний чан і далі поступають на БРА.

Зріла бражка через передаточний чан поступає на згонку.

Протягом бродіння зброджувана маса контролюється за такими параметрами: вміст сухих речовин, кислотність (РН), температура.

При пуску в зрілій бражці додатково визначається вміст спирту, вміст незброджених цукрів і нерозчинного крохмалю.

Звільнений від бражки бродильний апарат ополіскують водою для зв’язування вуглекислоти, яка має токсичні властивості. Для ополіскування і миття бродильного апарату використовується миюча головка. Потім бродильний апарат пропарюється разом з формаліном.

7. Брагоректифікація спирту на трьохколонному брагоректифікаційному апараті непрямої дії

Брагоректифікаційний трьохколонний апарат складається з 3-х колон: Бражної - 28 тарілок і 1 ситчатої тарілки, епюраційної - 40-ка клапанних і 8-ми ковпачкових тарілок, ректифікаційної - 76-ти клапанних тарілки.

Бражна колона підігрівається гострою парою, епюраційна і ректифікаційна колона підігрівається парою, яка подається через кип’ятильники цих колон.

Описання технологічної схеми.

Бражка, що поступає з бродильного відділення з передаточного чана (1) міцністю 8−10% центробіжним насосом (2) або дублюючим насосом (2) АНВ — 120, подається в верхній (3), а потім в нижній (4) бражний підігрівам відповідно розміщені над бражною колоною (8) де підігрівається до 84 — 86 °C. Підігріта бражка з нижнього підігрівана поступає в сепаратор бражки (5), який служить для виділення С0₂ та легко летючих домішок.

Далі бражка поступає на 25 тарілку бражної колони, а легколетючі домішки і С0₂ поступають в конденсатор сепаратора (7), де вони конденсуються і відводяться в окрему ємність (бачок), а С0₂ відводиться в атмосферу.

Бражна колона, яка має 29 двох-виварні тарілки, служить для відділення алкоголю з бражки і попутніх домішок.

Барда з колони відводиться, через гідрозатвор (8а), за допомогою якого підтримується постійний рівень в нижній частині бражної колони, в збірники барди, через теплообмінник опалення (8б).

Для контролю втрат спирту з бардою нижня частина бражної колони з'єднана з пробним холодильником (солейрон). Втрати спирту з бардою допускається не більше 0,015% об.

Для виробництва 1 дал. спирту в колону поступає 15 кг пари.

Бражка, стікаючи по тарілках бражної колони, піддається кипінню гріючою парою, за рахунок якої проходить перегонка бражки.

Утворені в бражній колоні водо-спиртові пари з тепаратурою 94С° поступають в кільця Рашіга (6), і поступають в підігрівай бражки бражної колони.

Одержаний бражний дистилят (52−57% об.) поступає на тарілку живлення епюраційної колони (9).

Епюраційна колона складається з 40-ка клапанних і 8-ми ковпачкових тарілок і служить для виділення концентрованих головних домішок — ефірів, альдегідів, температура кипіння, яких нижче температури кипіння етилового спирту.

Ці домішки через конденсатор (10) і холодильник (11) виводяться з колони і через контрольний лічильник поступають в зливне відділення.

ЕАФ відбирається 3 — 4% в залежності від якості спирту.

Для покращення якості спирту епюрат розбавляється пом’якшеною водою температурою 50−60°С (фільтр І ступеню), яка подається на 44 тарілку.

Епюрат, звільнений від головних домішок, в якому є етиловий спирт і сивушне масло подається на 16 тарілку ректифікаційної колони (15) через бачок запасу епюрату (12). Підігрів епюраційної колони проходить за рахунок гострої пари через кип’ятильник.

З 45-ї тарілки з верху епюраційної колони відбирається кротоновий альдегід 0,5 — 1% об.

Водноспиртова суміш (епюрат) звільнившись від головних домішок, в рідкому вигляді направляється на 16 тарілку ректифікаційної колони.

Ректифікаційна колона ділиться на дві частини: нижню — виварну, верхню — зміцнюючу. Вище тарілок відбору знаходиться зона непастиризованого спирту.

В нижній частині колони проходить звільнення концентрованих спиртових парів і проводиться нагромадження сивушного масла. Тут же пари сивушного масла з 5−7-9−11 тарілок виводяться через кран відбору і направляються в холодильник сивушних масел (14), де конденсуються і поступають в сивухопромивач — декантатор (16).

Пари етилового спирту звільнені від головних і хвостових домішок, концентруються в верхній частині ректифікаційної колони і в вигляді рідини і відводяться з 66,67,68 тарілок ректифікаційної колони та поступають в холодильник спирту, далі через контрольний лічильник (18) в зливне відділення. Вище тарілок відбору знаходиться зона пастиризації. Пари непастиризованого спирту в рідкому стані з колони подаються в конденсатор (19), а з конденсатора не пастиризований спирт подається в комунікацію бражки, яка подається в бражну колону.

Відбір сивушного масла.

Сивушне масло відбирається у вигляді спиртової пари, сильно збагаченої сивушним маслом, з парового простору 5−7-9−10 тарілок ректифікаційної колони, через сепаратор (20), конденсатор (19), відбір починають, коли в цій зоні накопляється достатня кількість сивушного масла, приблизно через 24−36 годин. Після запуску, в залежності від вмісту сивушного масла в зрілій бражці із конденсатора конденсат направляється в трубчатий змішувач, де змішується з водою. Після змішування сивушне масло направляється в масловідділювач, який обладнаний декантировочним пристроєм, який відводить промите сивушне масло в збірник-промивач, де можна зробити додаткову промивку сивушного масла, для цього до нього підведена вода.

Після промивання і відстоювання вода з масловідділювача і збірника сивушного масла поступає в збірник промивних вод, звідки після її накопичення насосом повертається в виварну частину ректифікаційної колони через підігрівач. Підігрівання здійснюється лютерною водою.

Разом з регулюванням відбору сивушного масла потрібно контролювати роботу масловідділювача в процесі виділення сивушного масла. Сивушний погон, по мірі його поступлення в масловідділювач, треба розводити такою кількістю води, щоб концентрація алкоголю в розведеному розчині була не вище 25% об. Надмірне розведення не допускається, так як при цьому зростають втрати сивушного масла з промивною водою, яка повертається в колону і збільшується навантаження на виварні тарілки. Кількість відібраного сивушного масла в процентах від кількості спирту, що поступає на апарат, не менше 0,3%.

Відбір сивушного масла повинен бути безперервним з 5, 7, 9 тарілки в кількості 0<5У, 0%, дальше вона направляється в збірник через холодильник.

З 19,21,23,25 тарілок з парової зони відбираються міцні сивушні спирти 0,2−0,5%

Для запобігання від деформації колон зовнішнім надмірним тиском вони обладнані вакуум-переривачами (24,25,26).

Відпрацьована вода з холодильника головної фракції (II) направляється для охолодження конденсатора головних домішок, а з нього для охолодження дефлегматора епюраційної колони. Відпрацьована вода з холодильника ректифікаційного спирту направляється для охолодження в конденсатор епюраційної колони, а з нього в дефлегматор тієї ж колони.

Відпрацьована вода із холодильника для сивушних парів, спиртовловювача, пробних холодильників, конденсатора для бражних парів, конденсатора для парів із сепаратора дефлегматорів використовується для потреб заводу.

Апаратно-технічна схема

1. Передаточний чан

2. Центрбюіжний насос

3. Верхній Підігрівач БК

4. Нижній підігрівач

5. Сепаратор Бражки

6. Кільця Рашпа

7. конденсатор Ceпepaтора CO2

8. Бражна колона

8А Гідрозатвор барди

8Б Теплообмінник опалення

9. Епюраційна колона

10. Конденсатор епюраційної колони

11. Холодильник ЕАФ

12. Бачок запасу епюрату

13. Лічильник ЕАФ

14. Конденсатор сивуш Масла

15. Ректифікаційна колона

16. Холодильник спирту

17. Лічильник спирту

18. Конденсатор ректифікаційної колони

19. Сепаратор ректифікаційної колони

20. Кип’ятильник бражної колони

21. Кип’ятильник епюраційної колони

22. Кип’ятильник ректифікаційної колони

23, 24, 25 Вакуумпереривачі БК, ЕК, РК

26, 27, 28 Дифлегматори БК, ЕК, РК

Висновок

У висновку хотілося б сказати що в даний час знаходиться широке застосування спиртів. На багатьох виробництвах спирти застосовуються як розчинники. У хімічній промисловості вони використовуються для різних синтезів. Метиловий спирт у великих кількостях йде на одержання формальдегіду, використовуваного у виробництві пластмас оцтової кислоти й інших органічних речовин. В даний час розробляється багато нових технологічних процесів на основі використання метилового спирту як вихідного продукту, тому значення його в промисловому виробництві потрібних народному господарству, речовин і матеріалів буде усе більш зростати.

Перспективним вважається використання метилового спирту як моторне паливо, тому що добавка його до бензину підвищує октанове число пальної суміші і знижує утворення шкідливих речовин у вихлопних газах.

Етиловий спирт у великих кількостях йде на виробництво синтетичного каучуку. Окислюванням спирту одержують харчову оцтову кислоту. Шляхом його дегідрації готують діетиловий (медичний) ефір, із взаємодією з хлорводню одержують хлоретан, для місцевої анестозії. Спирт застосовується при виготовленні багатьох лік. У парфумерії він йде на виготовлення парфумів і одеколону.

Але також спирти можуть впливати на організм. Особливо отрутний метиловий спирт: 5 — 10 мл спирту викликають сліпоту і сильне отруєння організму, а 30 мл можуть привести до смертельного результату.

Етиловий спирт — наркотик. При прийомі усередину він унаслідок високої розчинності швидко всмоктується в кров і збуджуючи діє на організм. Під впливом спиртного в людини слабшає увага, загальмовується реакція, порушується координація, з’являється розв’язність, брутальність у поводженні і т.д. Усе це робить його неприємним і неприйнятним для суспільства. Але наслідку вживання алкоголю можуть бути і більш глибокими. При частому споживанні з’являється звикання, пагубна пристрасть до нього і зрештою важке захворювання — алкоголізм.

Спиртом уражаються слизуваті оболонки шлунково-кишкового тракту, що може вести до виникнення гастриту, виразкової хвороби шлунка, дванадцятипалої кишки. Печінка, де повинна відбуватися руйнування спирту, не справляючись з навантаженням, починає перероджуватися, у результаті виникає цироз. Проникаючи в головний мозок, спирт отруючи діє на нервові клітки, що виявляється в порушенні свідомості, мови, розумових здібностей, у появі психічних розладів і веде до деградації особистості.

Особливо небезпечний алкоголь для молодих людей, тому що в зростаючому організмі інтенсивно протікають процеси обміну речовин, а вони особливо чуттєві до токсичного впливу. Тому в молоді швидше, ніж у дорослих, може з’явитися алкоголізм.

Використана література

1. Технологічний регламент виробництва спирту етилового ректифікованого держанвого підприємства «Вузлівський спиртовий завод» .

2. www.zdorovjachko.ru

3. uk. wikipedia.org