Технологический процесс производства спирта из свекловичной мелассы (патоки)
Производство спирта при сбраживании дрожжами сахаров мелассы - отходов сахарного производства - несколько отличается от производства спирта из крахмалсодержащего сырья. Это касается в основном процессов подготовки сырья, приготовления сусла и его сбраживания, кроме того, используются другие расы дрожжей. Конечные этапы - отгонка спирта и его ректификация не отличаются и поэтому будут описаны ниже для обоих производств.
Мелассу принимают по массе (весу) в специальном отделении завода, в котором ее перекачивают в специальные аппараты - рассиропникн, разбавляют водой до заданного содержания сухих веществ, подкисляют серной кислотой и добавляют необходимые питательные соли. Разбавление мелассы (патоки) водой обычно осуществляется в два приема: сначала разводят ее до содержания сухих веществ 60%, подкисляют серной кислотой (технической) до 2° и выдерживают 2,5-3 ч. В результате изменения рН мелассы при подкислении происходит коагуляция коллоидов ее и осаждение их. Вместе с коллоидами осаждаются и мелкие взвешенные частицы. Осадок, образовавшийся на дне аппаратов, отводят, а мелассу разбавляют водой до содержания сухих веществ 22-35% в зависимости от технологической схемы. Иногда патоку разбавляют водой в один прием.
При двух поточных схемах патоку для выращивания дрожжей (дрожжевое сусло) разводят до 12-14% сухих веществ; для улучшения питания дрожжей добавляют фосфорнокислые соли, а в качестве источника азотистого питания вводят автолизат дрожжей или сернокислый аммоний. Добавление азотистого питания необходимо только, когда в мелассе содержание азота низкое. В основное сусло, идущее для сбраживания в бродильном отделении, добавляют также фосфорное питание - суперфосфатную вытяжку или фосфорную кислоту.
Подготовка дрожжей
Для сбраживания мелассы используют осмофильные расы дрожжей, устойчивые к высоким концентрациям солей в среде. В настоящее время при сбраживании мелассы наиболее часто применяют расу. Многие заводы используют свою производственную культуру, адаптированную к условиям данного завода. Размножение чистой культуры так же, как и на заводах, перерабатывающих зернокартофельное сырье, производится только при пуске завода или при смене дрожжей.
Производственные дрожжи для сбраживания заторов в бродильном отделении завода размножают непрерывно в специальной аппаратуре: дрожжанках или дрожжегенераторах.
В этих аппаратах поддерживают условия наиболее благоприятные для размножения дрожжей и неблагоприятные для развития посторонней микрофлоры: высокая концентрация сухих веществ сусла, высокая концентрация спирта (5%). Для активации размножения дрожжей применяют аэрацию.
Применяют также способ возврата отсепарированных дрожжей из последнего чана бродильной батареи и последующего активирования их в активаторах.
Непрерывный метод подготовки дрожжей одним из первых предложил Ф. И. Гладкий в 1937 г. Процесс размножения дрожжей идет в трех дрожжанках, соединенных между собой спускным трубопроводом. В верхнюю часть каждой из дрожжанок подают сусло, а снизу происходит непрерывный отток дрожжей в бродильное отделение.
Дрожжи размножаются при непрерывной аэрации (2-3 ш воздуха в час на 1 м3 содержимого аппарата). Принцип метода заключается в таком отрегулировании скорости оттока, чтобы количество дрожжевой массы в дрожжанках оставалось бы постоянным. В 1 МЛ отбираемой жидкости должно содержаться не менее 150-180 млн. дрожжевых клеток, величина отброда, т. е. содержание сухих веществ в оттекающей бражке колеблется в пределах 5,5-6% при содержании спирта 3- 3,5%.
Процесс брожения
В настоящее время на большинстве спиртовых заводов, перерабатывающих мелассу на спирт, используют непрерывные технологические схемы брожения. Принципы и преимущества непрерывных процессов брожения и размножения дрожжей описаны выше.
Наиболее распространенными являются: двух поточная схема Ф. И. Гладкого; двух поточная схема Украинского НИИСПа; однопоточная схема А. Л. Малченко и Ф. Б. Криштул (ЦНИИСП).
В основе всех непрерывных схем лежит непрерывно поточная схема, разработанная во ВНИИСПе С. В. Лебедевым, Д. Н. Климовским и др.
Брожение осуществляется в батарее, состоящей из четырех чанов, соединенных переливными трубами. Через батарею не прерывно движется бродящая бражка вместе с дрожжами. Дрожжи, выносящиеся из последнего чана, отделяются от бражки сепарированием и поступают в активаторы, откуда зрелые, активированные дрожжи направляются, вместе с концентрированным мелассовым суслом, снова в нижнюю часть первого головного чана батареи.
Бродящее сусло постепенно заполняет первый чан и переливается по трубе в нижнюю часть второго чана, а оттуда в третий. Такое направление потока должно обеспечить более равномерное распределение дрожжей в сусле во взвешенном состоянии. Из третьего чана в четвертый поток идет по трубе, соединяющей чаны в верхней части, а отбродившая бражка выходит из нижней части четвертого чана. При таком изменении направления потока дрожжи осаждаются; их отделяют от бражки сепарированием и возвращают в бродильный процесс.
В основу технологической схемы Ф. И. Гладкого положены методы непрерывного размножения дрожжей в дрожжанках и непрерывного сбраживания сусла в батарее, состоящей из пяти, чанов, работающих непрерывно, и двух чанов для дображивания, работающих периодически.
Дрожжи, непрерывно выращиваемые в трех дрожжанках, вместе с основным суслом поступают в головные чаны, в которых происходит главное брожение. Условия главного брожения исключают размножение дрожжей, а значит и затраты сахара на построение клеток, что повышает выход спирта. Затем бродящее сусло передают в следующие три чана. В двух последних чанах-дображивателях бражку выдерживают 1-2 ч, здесь происходит более полное выбраживание сахаров. В зрелой бражке содержится спирта 9 - 9,5% по сравнению с 8,8%, получаемым в бражке, при работе по схеме, описанной выше.
Схема Украинского НИИСПа
Этот метод имеет все преимущества непрерывного метода: дрожжи размножаются в дрожже-генераторах, находятся все время в среде с постоянными параметрами - по содержанию сухих веществ, составу питательной среды, содержанию спирта и т. д. Процесс легче автоматизировать и управлять им, чем при работе по двухпоточным схемам. Выход спирта не ниже, чем при работе, например, по схеме Ф. Г. Гладкого, обеспечивается достаточная чистота и устойчивость процесса брожения.
Отгонка спирта и его ректификация. Отбродившая зрелая бражка, полученная при сбраживании, как зерно картофельного сырья, так и мелассового поступает в бражный резервуар, откуда насосом передается на брагоперегонные аппараты. В этих аппаратах из бражки выделяется этиловый спирт и все летучие примеси. Получаемый продукт называется спирт-сырец, а остаток - бардой. Спирт-сырец используют для технических целей или подвергают очистке от примесей - ректификации. Такой спирт называется спиртом-ректификатом. Сивушные масла, альдегиды и эфиры, содержащиеся в спирте-сырце, при ректификации отбирают и получают спирт-ректификат, содержащий 95,6% (по массе) алкоголя.
От: PoljakovA,
Скрыть комментарии (0)
| UP |
Похожие темы:
 | |
| « Технологический процесс производства спирта из крахмалсодержащего сырья | Микроорганизмы, используемые при производстве спирта » |
