 |
|
ТРУБЧАСТА (МИРОЦЬКА) АПАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА
Схема розроблена працівниками Українського науково-дослідного інституту спиртової промисловості і вперше впроваджена на Мироцькому спиртовому заводі (рис. 5.3).
Рис. 5.3 Трубчаста схема розварювання замісу із крохмалевмісної сировини:
1 - екстрапарова контактна головка; 2 - розширювач; 3 - насос плунжерний; 4 - гостропарова контактна головка; 5 - діафрагмований трубчастий розварник; 6 - паросепаратор-витримувач; 7 - клапан мембранний; 8 - випарна камера
Трубчаста схема установки складається зі збірника замісу, екстрапарової контактної головки, гостропарової контактної головки, прямоточного діафрагмованого трубчастого розварника, витримувача-паросепаратора.
Заміс безперервно подають плунжерним насосом із збірника замісу в екстрапарову контактну головну 1, де він миттєво підігрівається вторинною парою з 40-45°С до 85-95°С. Підігрітий заміс поступає в розширювач, де автоматично підтримується рівень таким, щоб він був на висоті 15-30 см від низу циліндричної частини.
Розширювач встановлюють на висоті 2,5-3 м над плунжерним насосом 3 для забезпечення його нормальної роботи.
Із розширювача заміс плунжерним насосом відкачують у гостропарову контактну головку 4, в якій він перед входом в діафрагмований трубчастий розварник 5 нагрівається гострою парою: заміс всіх видів зерна, крім кукурудзи, до 165-170° С, кукурудзи до 175-180° С, картопляної кашки до 165-166° С. Тривалість перебування маси в трубчастому апараті 2-3 хв.
Трубчастий розварник складається з вертикально і горизонтально розміщених труб. Число вертикальних труб заввишки 7-8 м - 10-20 в залежності від потужності заводу. На фланцевих з'єднаннях, які скріплюють вертикальні і горизонтальні труби (рис. 5.3), встановлені діафрагми з отворами, діаметр яких по ходу маси збільшується з 35 до 55 мм. При дроселюванні через діафрагми частина рідини перетворюється в пару. Тиск перед діафрагмами більший тиску після діафрагм. У результаті миттєвого випаровування всередині клітин після діафрагми проходить доподрібнення сировини. Діаметр труб трубчастого розварника для заводу потужністю 1000 дал спирту за добу 150 мм, для заводу потужністю 3000 дал - 219 мм.
При проходженні маси по апарату утворена пара займає об'єм біля 80 % усього об'єму апарата. Швидкість маси в першій трубі апарата 0,10-0,12 м/с, в останній -1,3-1,5 м/с. Швидкість паро-рідинної емульсії через першу діафрагму 1,6 м/с, через останню 20,5 м/с. У результаті перепаду тисків температура маси із пшениці на виході із трубчастого розварника 142-145° С, із кукурудзи - 165-167°С, картопляної кашки - 145-152°С. Якщо дисперсність помелу зерна покращується, то температура розварювання зменшується. Наприклад, при ступені подрібнення пшениці (прохід через сито з діаметром отворів 1 мм) 96-100 % температура після гостропарової контактної головки 152-155° С, на виході із апарата - не нижче 132-135° С.
Використовують також комбіновану (Немирівську) схему розварювання. Вона складається із укороченого трубчатого апарата і колон-витримувачів за Мічурінською схемою розварювання. Розварюють заміс при температурі в трубчатці 140-1450 С, на виході з колон-витримувачів другої ступені - 130-135°С. Тривалість розварювання можна регулювати шляхом підключення в роботу необхідної кількості колон-витримувачів від однієї до чотирьох.
Температуру на вході в трубчастий розварник і тиск на виході із апарата підтримують автоматичними приладами.
Розварену часу видувають у витримувач-паросепаратор, де вона перебуває притемпературі 104-108° С протягом 25-60 хв.
Значний крок на шляху ресурсо- та енергозаощадження під час підготовки сировини до зброджування та приготування спиртових бражок в останні роки був зроблений завдяки прогресу в мікробіологічній промисловості. На ринку ферментних препаратів з’явились такі, що роблять використання солоду в якості оцукрюючого матеріалу не доцільним ні з економічної, ні з експлуатаційної точки зору.
Вирішальним фактором в заміні солоду на концентровані ферментні препарати (КФП) виявились наступні їх переваги:
· висока концентрація і активність, рідкий стан, відсутність завислих частинок, легкість дозування;
· висока ступінь мікробіологічної чистоти;
· тривалий термін зберігання без витрати активності в широкому інтервалі температур;
· незначні питомі витрати на одиницю крохмалю, та невеликі транспортні витрати;
· термостабільність та можливість використання в різних варіантах технологічного процесу;
· можливість об’єднати розварювання сировини та розрідження крохмалю.
У зв’язку з тим, що при використанні концентрованих ферментних препаратів виключається додавання солодового молока в дріжджанки необхідно вирішити питання наявності в достатній кількості азотного живлення при приготуванні виробничих дріжджів.
Концентровані ферментні препарати відрізняються від солоду оптимумом дії ферментів, які входять до їх складу. Тому використання КФП потребує коректування технологічного режиму в кожному конкретному випадку в залежності від особливостей технології та обладнання підприємства.
На рис.5.4 приведена апаратурно-технологічна схема виробництва спиртової бражки з використанням КФП селективної дії та оцукренням сусла в бродильному апараті, яка була впроваджена на Червонослобідському спиртзаводі. Згідно я цією схемою заміс разом зі всією кількістю термостабільної α-амілази нагрівають при інтенсивному перемішуванні до температури клейстеризації крохмалю даного виду сировини. Із змішувача частково розріджена маса перекачується спочатку в апарат термоферментативної обробки першого ступеня, де він нагрівається до 80...82° С за рахунок теплоти замісу, який відходить з апарата термоферментативної обробки другого ступеня. Нагрів замісу до температури 90...95° С здійснюється в гостропаровій голівці, яка встановлена на комунікації замісу між апаратами термоферментативної обробки першого і другого ступеня. Розріджена маса, яка виходить з апарата першого ступеня ділиться на два потоки. Перший - у кількості 10-20 % з температурою 85-87° С поступає на приготування виробничих дріжджів, а другий подається в бродильний апарат, куди задається розрахункова кількість оцукрюючого ферменту. Після охолодження розрідженої маси у дріжджанці до температури 58-60° С до неї задається оцукрюючий фермент 10-20 % від його загальної кількості. Залишкова кількість оцукрюючого ферменту задається в бродильний апарат. Зброджування сусла ведуть при температурі 35-37° С, для чого використовують, термотолерантні раси дріжджів.
На рис. 5.5 наведена апаратурно-технологічна схема приготування спиртової бражки з додаванням КФП в зони їх найбільш ефективної дії. Подрібнена крохмалевмісна сировина змішується з водою при температурі клейстеризації крохмалю сировини - 65...80° С з одночасною її обробкою термостабільною α -амілазою, яка задається в кількості 70...80 % від розрахункового об'єму. Розріджування здійснюється в апараті ферментативної обробки при температурі 82...95° С в залежності від виду сировини та ступеню її подрібнення. До цієї температури заміс нагрівається в гостропаровій голівці.
Для більш ефективного перемішування маси та руйнування клітинної оболонки сировини під час розріджування застосовують ротаційно-пульсаційний апарат.
Остаточне розріджування крохмалю здійснюється в оцукрювачі одночасно з оцукренням розрідженої маси, для чого в оцукрювач разом з розрахунковою кількістю глюкоамілази задається 20...30 % більш дешевої нетермостабільної α –амілази. Температура в оцукрювачі підтримується в межах 58...60° С.
У таблиці 15.1 наведено аналіз енергетичних витрат при класичному та низькотемпературному розварюванні для заводу потужністю 2000 дал спирту на добу.
Таблиця 5.1 Порівняльний аналіз енергетичних витрат на водно-теплову обробку сировини для заводу потужністю 2000 дал спирту на добу.
| Показник | Високотемпературне розварювання | Низькотемпературне розварювання |
| Кількість маси на варку (кг/г) | ||
| Температура варки (С°) | ||
| Витрати тепла на варку (кДж/г) | ||
| Витрати пари на варку (кг/г) | 1849,6 | 756,6 |
| Добова витрата пари на варку (кг/добу) | 44390,4 | 18158,4 |
| Добова економія пари на варку (кг/добу) | - | |
| Добова витрата газу на варку (м3/добу) при використанні газу | 4185,6 | 1711,2 |
| Добова економія газу на варку (м3/добу) | - | 2474,4 |
| Добова витрата мазуту на варку при використанні мазуту (кг/добу) | ||
| Добова економія мазуту при на варку (кг/добу) | - |