Биоэтанольные, спиртовые заводы
Изготавливание этилового спирта (этанола) является важной частью мирового промышленного производства. Его изготовляют из каждого сырья, которое включает в себя полисахариды и моносахариды. Этанол делят по типам в зависимости от конечной цели последующего применения: ректификат, дегидратированый, спирт-сырец, дистилляты. Ректификованный этанол применяют в производстве спиртных напитков (водка, настойки), парфюмерии, фармацевтике. Спирт-сырец и дистилляты используют для производства виски, коньяка, текилы, коньячных спиртов, бренди, рома и т.д. Дегидратированый спирт применяют в целом для производства топлива (Е5-Е85). Качество этанола (концентрация примесей и органолептическая оценка) регламентируется надлежащими нормативными актами (EN, ГОСТ, ДСTУ и т.д.)
Ниже приведен концепция технологии изготовления этанола из крахмалосодержащего материала.
Прием и подготовка зерна к переработке
Зерно опускается на выгрузочный механизм. Все сырье, которое поступает на предприятие, очищается от органических и минеральных добавок. Данный процесс проводят на зерноочистительных машинах различного типа.
Дефибрирование зерна
От уровня разрушения зависит продуктивность переработки сырья при гидроферментативной обработке. Для измельчения зерна рекомендованы к использованию механизма (дробилки), гарантирующие помол 96…98 % — проход сквозь сито с диаметром отверстий 1 мм.
Изготовление замеса
Данное действие производится путем смешивания полученного помола с водой в специальном устройстве, которое установлено прямо над емкостью для заготовление замеса. В этой цистерне происходит динамичное перемешивание среды при помощи месильного устройства (миксера) разной структуры и формы. Температура поддерживается путем применения для его изготовления фильтрата барды и/или горячей воды. На данном этапе наступает процесс разбухания крахмальных зерен и филирование крахмала сырья по причине действия разрежающего ферментного препарата — Альфа-Амилаза, вмещающего термостабильную α-амилазу.
Гидродинамическая и ферментативная обработка замеса
Существенный процесс распада и деструкция полисахаридов крахмала проводится в двух последовательно соединенных устройствах, снабженных механизмами для перемешивания. Температурный режим обработки замеса на данном этапе поддерживается автоматическим методом, в котором заключается впуск пара в барботер устройства ГДФО №1. С ГДФО №1 через трубопровод для перелива сусло поступает в устройство ГДФО №2 и далее в отдел ферментации.
Дрожжегенерация
Данный процесс состоит из двух пунктов:
- разведение чистой культуры (сухих) дрожжей (лабораторная стадия);
- выращивание производственных дрожжей
Вдобавок возможно расходование сухих дрожжей напрямую в процессе ферментации. Выращивание производственных микроорганизмов протекает до скопления продукта в них в пределах 3,0-4,5% об., что соответствует видимой плотности производственных микроорганизмов - 2/3 - 1/2 от первоначальной интенсивности сухих веществ в сиропе. Перемешивание среды в производственных механизмах при выращивании - сбавляет длительность процесса почти вдвое, а объем, что остался передают на ферментацию.
Ферментация
Главными продуцентами спирта при переработке сырья, что содержит крахмал есть микроорганизмы Sacharomyces cerevisiae. Для выращивания производственных микроорганизмов применяют предварительно охлажденную разваренную массу, добавляют ферментный препарат глюкоамилазного действия после гидродинамической ферментативной обработки.
Ферментация предполагает процесс накопления спиртного в бражке в специализированных аппаратах (ферментерах) и осуществляется в батарее ферментеров периодического или беспрерывного действия.
Продолжительность ферментации зависит от способа ее проведения, вида и качества сырья, концентрации сусла, температуры среды, дозирования ферментного препарата и составляет 48…72 часа.
Дистилляция и ректификация
Бражку после подогрева в подогревателе бражки и отделения углекислого газа в сепараторе СО2 направляют на питательную тарелку бражной (дистилляционной) колонны, далее — БК.
В БК происходит отделение летучей части бражки от нелетучей. Бражка, освобожденная от летучей части, выводится с нижней части БК в виде послеспиртовой барды. С ней отводятся экстрактивные вещества, взвешенные, значительное количество воды и хвостовых примесей. Летучая часть бражки, содержащая этиловый спирт, воду, сопутствующие летучие примеси, в виде бражного дистиллята направляют на тарелку питания эпюрационной (гидроселекционной) колонны, далее —ЭК.
В ЭК выделяются головные примеси в виде ФГЭС (фракция головная этилового спирта) и из нижней части выводят эпюрат, который подают на питательную тарелку ректификационной колонны, далее — РК.
В РК происходит дальнейшая очистка с выделением головных, концевых примесей — в виде непастеризованого спирта, и промежуточных примесей — в виде сивушного масла и укрепления (концентрация) этанола до нормируемых показателей.. Из нижней части РК выводится лютерная вода, обогащенная хвостовыми примесями, а из верхней части отбирают ректифицированный спирт
Для получения спирта высокого качества («Люкс») ректификованый спирт направляют на питательную тарелку колонны окончательной очистки (метанольную)– далее ККО. В ККО происходит окончательная очистка спирта от концевых примесей в виде непастеризованого спирта и промежуточных примесей в виде части спирта, отбираемого из куба ККО. Из верхней части ККО отбирают ректификованный спирт.
Для увеличения выхода спирта, относительно теоретического, сивушную фракцию, ФГЭС, непастеризованый спирт направляют в сборник и затем на питательную тарелку разгонной колонны – далее РзК.
В РзК спирт извлекается из смеси сивушной фракции и ФГЭС и концентрируют примеси в виде СЭАК – сивушно-эфиро-альдегидного концентрата. Кубовый остаток РзК (содержанием алкоголя 6…12% об.) направляют в БК.
Дегидратация
Для получения дегидратованого этанола используют процесс адсорбции на молекулярных ситах. Спирт сырец направляю поочередно в специальные емкости, заполненные специальной насадкой. Проходя через слой насадки этанол, освобождается от влаги и конечное содержание воды сокращается до 0,05% об.
Мебранная очистка послеспиртовой барды (DDGS)
Вся барда из БК последовательно поступает на:
- декантерную установку, где происходит ее разделение на фильтрат барды и кек
- мембранную установку, где происходит выделение из фильтрата барды дрожже-белкового концентрата (ДБК)
Отсепарарованый кек и ДБК смешивают с получение
белково-витаминного концентрата (БВК).
БВК далее сушат и в сухом виде направляют в склад и на
реализацию, а очищенный фильтрат барды после рН коррекции
используют для приготовления замеса.
Сушка БВК
Для сушки БВК использовать воздушно-сушильный агрегат, использующий в качестве теплоносителя острый пар, природный газ или твердое топливо.
