Влияние крахмалистости сырья и схемы переработки на выход спирта на РУП "Климовичский ЛВЗ" Костюковичском Спиртзаводе

     Полунепрерывное разваривание отличается от непрерывного тем, что разваривание происходит при повышенной температуре – 165-172ºС и прохождении массы через варочный аппарат за 2-4 минуты.

     При периодическом разваривании зерно из приемного бункера загружают в разварник. В начале варки в течение 5-7 минут сырье прогревают при открытом циркуляционном вентиле для вытеснения воздуха. Температура разваривания 151-155ºС, продолжительность разваривания 75-90 минут.   

     При разваривании всех видов  зернового сырья добавляется  вода из бака горячей воды  из расчета 1,6-2,0 л/кг сырья.  Сырье из бункера загружается  в разварник типа «Генце» СП 1163, вместимостью 5,3м³ из расчета 220 кг на 1 м³ емкости аппарата. Количество загрузки определяется пометкой, с таким расчетом, чтобы концентрация сухих веществ в осахаренном заторе была в пределах 12-18%.

     Когда масса в разварнике станет  равномерно разваренной и приобретет  темно-желтый или светло-коричневый  цвет, ее выдувают в выдерживатель,  в котором масса доваривается  до полной готовности при температуре  85-90ºС. Длительность выдувания 5-10 минут. Выделившийся из массы  пар отводится в паросепаратор.  Загрузку разварников производят  через равные промежутки времени,  как и выдувание.

     Из выдерживателя сусло непрерывно  подается в осахариватель. Не  допускается перевар массы. Если перевар, то замедляется брожение, повышаются отброды, снижается выход спирта.

     Осахаривание разваренной массы. Крахмал разваренного сырья осахаривают ферментами плесневых грибов. Осахаривание производится с целью гидролиза крахмала до сбраживаемых сахаров. Одновременно при участии протеолитических, осуществляется процесс гидролиза белков, содержащихся в разваренной массе.

     Разваренная масса, получаемая  непрерывным или полунепрерывным способом, из выдерживателя непрерывно поступает в осахариватель, куда одновременно подается осахаривающий материал. Ферментные препараты дозируются по объему пропорционально количеству разваренной массы, поступающей на осахаривание с учетом нормы расхода.

     На заводе непрерывное осахаривание осуществляется в одну ступень. При осахаривании в одну ступень все необходимое количество осахаривающего материала подается в осахариватель. Для дозировки в осахариватель используется один из плунжеров суслового насоса. В осахаривателе поддерживают температуру массы 57-58ºС.  Для осахаривания используют ферменты плесневых грибов, выращенных поверхностным способом, а также смесь ферментных препаратов. Из осахаривателя сусло непрерывно перекачивают насосом через теплообменник в бродильный чан. В теплообменнике сусло складывается до температуры складки – 22-24ºС. Концентрация сусла должна быть в пределах 16-17% по сахариметру.

     Осахариватель, ловушка, теплообменник  и трубопровод ежесуточно освобождается от массы. После освобождения от массы в осахариватель пускают теплую воду, нагревают ее до температуры 60-65ºС и при работающей мешалке насосом перекачивают в бродильное отделение, при этом сусло, находящееся в трубопроводе и теплообменнике, поступает в бродильный чан. Воду отводят в канализацию. После спуска всей промывной воды и очистки внутренней поверхности, оборудование пропаривают острым паром в течение 30 минут. Перед пропариванием следует освободить змеевики осахаривателя и рубашку теплообменника от воды, а также вынуть из гильз термометры.

     После освобождения разварников  в них набирают воду (60-70% по  объему) и нагревают ее, подняв давление до 1,5-2,0 кгс/см². Промывную воду из выдерживателя отводят в канализацию, затем открывают боковой лаз и холодной водой из шланга обмывают выдерживатель изнутри, охлаждая до такой степени, чтобы можно было работать внутри него. Затем рабочий тщательно счищает щеткой внутренние стенки от остатков массы, после чего закрывают люк и в выдерживатель выдувают остатки горячей воды из разварников. В промытый и очищенный осахариватель спускают воду, находящуюся в выдерживателе, добавляют хлорную известь и размешивают 15-20 минут.

     Охлаждение. На заводе применяют двухступенчатое охлаждение. Первое охлаждение разваренной массы происходит в осахаривателе. В змеевик подают холодную воду и массу охлаждают до определенной температуры, в зависимости от культуры. После осахаривания с помощью насоса осахаренную массу перекачивают в бродильный чан через теплообменник. В теплообменнике типа «труба в трубе» сусло движется по внутренней трубе сверху вниз, а вода по кольцевому каналу между трубами снизу вверх. Масса охлаждается до температуры складки, то есть до 25-26ºС.

     Ведение процесса брожения и приготовления дрожжей. Дрожжи для начала брожения подаются в головной чан. Залив дрожжей производится только в предварительно промытый и простерилизованный чан, туда же начинается приток сусла. Залив бродильного чана должен продолжаться не более 8 часов. Продолжительность брожения, считая о начала залива чана до начала перегонки зрелой бражки составляет 72 часа. Температура складки при 72-часовом брожении должна составлять 20-22ºС. Температура сбраживаемой массы во время главного брожения – 29-30ºС, при дображивании – 27-28ºС. Регулирование температуры при брожении производится подачей холодной воды в змеевики бродильных чанов.

     При брожении должны применяться  только герметизированные чаны. Количество спирта, уносимое с бродильных чанов с углекислым газом, зависит от скорости газа, крепости, температуры зрелой бражки и в среднем составляет 0,8%.

     Для улавливания спирта из  чанов брожения используют спиртоловушки. Углекислый газ поступает снизу под тарелки спиртоловушки, а вода движется сверху. Концентрация спирта в промывной воде составляет 1,5-2,0% объемных.

     Нормативными показателями зрелой  бражки являются нарастание кислотности, количество несброженных углеводов и содержание спирта. Нарастание кислотности в зрелой бражке при нормальных условиях производства не должно превышать 0,15-0,20%, содержание несброженных углеводов при отличной работе – 0,25 г/100 мл, при хорошей работе – 0,34 г/100 мл и 0,45 г/100 мл при удовлетворительной работе. Содержание спирта должно быть на уровне 8-9% объемных.

     Объем засевных дрожжей, передаваемых  в головной чан бродильной  батареи, должен составлять не менее 50% от объема чана. К дрожжам предъявляются определенные требования. Они должны обладать высокой бродильной энергией, то есть быстро и полностью сбраживать сахар, иметь строго анаэробный тип дыхания, быть устойчивыми к продуктам, как своего обмена, так и посторонних микроорганизмов. На заводе используют дрожжи расы ХII T; активные сухие спиртовые дрожжи UVATERM СК.

     Для приготовления дрожжей сусло  отбирается в дрожжанку из осахаривателя. Отобранное сусло, имеющее концентрацию 14-16%, охлаждается до 30ºС, подкисляется серной кислотой до кислотности 0,6-0,7% при использовании зернового сусла, задают засевные дрожжи (10% от объема сусла), охлаждают до температуры складки 18-22ºС и оставляют на брожение, во время которого не допускается повышение температуры свыше 30ºС.

     Продолжительность брожения – 12-18 часов. Температура бродящей массы поддерживают в пределах 29-30ºС. Когда концентрация сухих веществ в сбраживаемой среде составит 2/3 – 1/3 объема от их исходной концентрации, отбираются маточные дрожжи в маточник, остальные дрожжи передаются в бродильный чан, при этом должна быть соблюдена чистота брожения, нарастание кислотности не допускается. Содержание мертвых клеток должна быть не более 1%, упитанность (по окраске с йодом) – удовлетворительной.

     Брагоректификация спирта на установке косвенно-прямоточного действия. Технологический процесс в брагоректификационных установках косвенно-прямоточного действия основан на последовательности перетока жидкостного потока от колонны к колонне и сопровождается следующими операциями:

    - в бражной колонне – перегонка бражки и получение спирта-сырца (бражного дистиллята);

   - в эппюрационной колонне – эпюрация спирта-сырца, концентрирование и выделение из него головных примесей;

   - в ректификационной колонне – укрепление и пастеризация спирта, выход высших спиртов из зон их концентрирования.

     Бражку насосом через смотровой  фонарь подают в подогреватель  и нагревают в нем водно-спиртовым паром из брагоэппюрационной колоны до 60-65ºС. Из подогревателя бражку отводят в сепаратор. Отсепарированную от диоксида углерода бражку из сепаратора отводят на тарелку брагоэппюрационной колонны, состоящей из отгонной части и эпюрирующей части. Выделенный в процессе эпюрации бражки водно-спиртовой пар с примесями отводят последовательно в подогреватель и конденсаторы для конденсации. Конденсат спиртового пара (бражной дистиллят) собирает коллектор и направляет на тарелку питания эпюрационной колонны. Несконденсировавшийся водно-спиртовой пар направляется в конденсатор-спиртоловушку. Бражка, освобожденная от части спирта и примесей, протекает в отгонную часть брагоэппюрационной колонны, в которой производится полная отгонка спирта. Эпюрированный водно-спиртовой пар из верха отгонной части колонны через пеноловушку направляют в выварную камеру эпюрационной колонны.

     Эппюрационная колонна снабжена дефлегматором и конденсатором. В выделенные в процессе эпюрации бражного дистиллята примеси конденсируются в верхней части колонны - дефлегматоре и конденсаторе, из которых отбирают головную фракцию. Фракцию охлаждают в холодильнике и через ротаметр и фонарь отводят в спиртоприемное отделение. С нижних тарелок колонны из паровой фазы производят отбор пара сивушного масла, который отводят в конденсатор. Дистиллят направляют в смеситель, где смешивают с лютерной водой. Контроль за потерями спирта с бардой и лютерной водой осуществляется в пробах, отобранных из пробных холодильников.

     Этиловый ректификованный спирт  разливают в специально оборудованные цистерны или резервуары, изготовленные из материалов, разрешенных Министерством здравоохранения Республики Беларусь для контакта с продуктом данного вида. Тара со спиртом должна быть опечатана или опломбирована. Транспортирование спирта происходит всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки опасных грузов. Спирт поступает на Климовичский ликеро-водочный завод. Срок хранения этилового спирта не ограничен.

    Таким образом, технологическая схема производства спирта является общепринятой. Для переработки сырья имеется все необходимое оборудование. 

     4.4. Анализ объемов и качества сырья, поступающего на РУП «Климовичский ЛВЗ» Костюковичский спиртзавод

     Костюковичский спиртзавод занимается производством этилового спирта, а также переработкой спирта-сырца. Для производства спирта используется любое зерно: кормовое или непригодное для кормовых целей, непригодное для переработки в крупу, муку. Зерно на спиртзавод обычно поступает автотранспортом более или менее равномерно в течение всего года.

     Спиртзавод принимает продукцию непосредственно от сдатчиков в количествах, установленных договором поставки. Порядок установления качества поступающего зерна определяется «Инструкцией по заготовке, приемке и отпуску на производство зерна». 

     Наиболее часто для производства  спирта используют рожь и тритикале. Ежегодно на предприятие поступает около 8000 тонн зернового сырья. Причем основной объем из поступившего на завод зерна - зерно ржи (около 6000 тонн), остальной объем – это зерно тритикале. Данные об объемах поступившего зерна на Костюковичский спиртзавод за последние два года представлены в таблице 4.4.1  

Таблица 4.4.1 - Объемы поступившего зернового сырья на предприятии 

     Анализируя данную таблицу, можно  отметить, что рожь занимает ведущее  место в объеме поступления зерна, по сравнению с тритикале. Объемы поступившей ржи на предприятие за два года составили 76%, а тритикале – 24%. В 2009 году объемы поступившей ржи увеличились, в то время как объемы тритикале остались на том же уровне.

     Зерно на предприятие поступает по заключению государственных контрактов из районов Могилевской области: Костюковичского, Мстиславского, Кричевского, Климовичского, Славгородского, Чериковского, Горецкого, Краснопольского и поставляется согласно договорам по закупочным ценам. Объемы поставки зерна из этих районов, представлены в табл. 4.4.2