Удосконалення технології спиртового сусла оптимізацією теплових потоків середовищ
Автор: Янкевич Володимир Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології продуктів бродіння і виноробства
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: АНТОАЦІЯ Янкевич В.В., Мельник С.Р. (керівник). Удосконалення технології спиртового сусла оптимізацією теплових потоків середовищ. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Розширена анотація. Незважаючи на високий технічний рівень вітчизняної спиртової промисловості, перед нею на сьогодні стоять такі основні завдання як впровадження ресурсо- та енергозберігаючих технологій; підвищення якості спирту; повна утилізація відходів і стоків виробництва відповідно до правил екології; збільшення продуктивності праці. Питома вага витрат на сировину та паливо в калькуляції спирту становить 65-70 і 15-20%, відповідно. Враховуючи велику вартість і дефіцитність сировини (крохмалиста сировина – зернові культури, допоміжні матеріали – насамперед ферментні препарати), палива (газ, мазут), електроенергії та води, питання економії ресурсів в спиртовій промисловості мають дуже актуальне значення. Удосконалення технології спиртової бражки з крохмалевмісної сировини з метою зменшення собівартості цільового продукту та зменшення дефіциту енергоносіїв є актуальною проблемою сьогодення. Сучасна енергозберігаюча технологія виробництва ректифікованого спирту складається з операцій подрібнення зерна, приготування замісу змішуванням подрібненого зерна з гарячою водою, термоферментативної обробки приготованого замісу, під час якої відбувається гідроліз крохмалю (зокрема його розчинення, розрідження та оцукрювання), зброджування приготованого сусла з отриманням зрілої бражки, її подальшу перегонку, епюрацію та ректифікацію отриманої водно-спиртової суміші з очищенням спирту. Вказана технологія передбачає використання для приготування замісу дефлегматорної води [1]. Запропоновано енергозберігаючий спосіб одержання спирту-ректифікату, в якому подрібнене зерно змішують з дефлегматорною водою та здійснюють його 4 термоферментативну обробку. Спосіб також передбачає багатоступеневе охолодження розрідженої маси та барди. Таке охолодження відбувається одночасно з нагріванням технологічних потоків виробництва. Наведений у патенті спосіб передбачає охолодження барди від температури 103-105 °С до 65-75 °С. Теплоту барди використовують для нагрівання замісу від 50-55 °С до 75-90 °С, бражки – від 70-85 °С до 80-95 °С та дефлегматорної води для приготування замісу від 50-55 °С до 60-70 °С. Теплоту розрідженої маси під час її охолодження від температури розрідження до температури оцукрювання і температури зброджування сусла використовують для нагрівання бражки від 25-35 °С до 70-85 °С [2]. Об’єкт дослідження – технологія приготування сусла у виробництві спирту-ректифікату. Предмет дослідження – енергозберігаюча технологія приготування спиртового сусла. Мета дослідження – розробити заходи, які забезпечують удосконалення технології спиртового сусла оптимізацією теплових потоків середовищ. Завдяки використанню концентрованого ферментного препарату бактеріальної термостабільної ?-амілази термоферментативну обробку крохмалю зернової сировини на сьогодні здійснюють за температури до 100 оС, а за умови використання дрібнодисперсного зернового помелу, який можна одержати за допомого молоткової дробарки цю температуру можна знизити до 80-85 оС. Це дозволяє використовувати для нагрівання замісу до температури розрідження високотехнологічні рекуператори з його нагріванням не за допомогою гострої водяної пари, а потоками розрідженої маси і після спиртової барди, що підтверджено технологічними розрахунками. Реалізація запропонованого способу удосконалення процесу термоферментативної обробки замісу забезпечує технічний ефект, який полягає в створенні ефективних умов рекуперативного інтенсивного теплообміну між матеріальними потоками середовищ. Завдяки досягнутому технічному результатові забезпечується покращення таких споживчих властивостей як 5 зниження собівартості продукції завдяки застосуванню рекуперативної вторинної теплоти в технологічному процесі та має місце значна економія теплоенергоресурсів. Оптимізація теплових потоків у відділенні дозволить економити щогодини 74,2 м3 природного газу на генерування пари тиском 0,3 МПа. Щорічна економія газу становитиме 74,2 · 24 · 330 = 1805286 м3 . За ціни газу 17,6 грн./м3 у грошовому еквіваленті це становитиме 1805286 · 17,6/ 1000 = 10342,89 тис. грн. Ключові слова – етиловий спирт; термоферментативна обробка; розрідження замісу; рекуперація; ферментні препарати. Перелік використаних джерел літератури. 1. Шиян П.Л., Сосницький В.В., Олійнічук С.Т. (2009) Інноваційні технології спиртової промисловості. Теорія і практика: Монографія. К.: Видавничий дім «Асканія», 424 с. 2. Патент України на корисну модель No62905 Енергозберігаючий спосіб виробництва спирту етилового ректифікованого. МПК С12F 3/00 B01D 3/00 ; заявники Кизюн Г.О., Міщенко О.С., Вергелес Г.В., Олійнічук С.Т., Лабутін М.Ю., Кизюн Н.М., Дремлюга К.В., Крекча А.Г., Кизюн Т.Г. ; патентовласник Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів ; заявка Nou201100493 ; заявл. 17.01.2011 ; опубл. 26.09.2011 ; Бюл.No 18, 2011 р.