Удосконалення технології сусла у виробництві спирту
Автор: Червінська Ірина Олегівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології продуктів бродіння і виноробства
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Червінська І.О., Шевчук Л.І. (керівник). Удосконалення технології сусла у виробництві спирту. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Україна є одною з країн, яка виробляє найбільшу кількість алкогольної продукції. Основним таким продуктом є спирт етиловий ректифікований. Його застосовують у лікеро-горілчаному виробництві, для зміцнення вин, у парфумерно-косметичній і кондитерській промисловості, для виготовлення оцту, а також у вітамінному виробництві, у медицині й техніці. Потреби країни в етанолі становлять 35-30 млн. дал щорічно, але потужності заводів значно перевищують це значення і сягають близько 65-70 млн. дал. Зараз в Україні є більше 80 працюючих спиртзаводів, які можуть переробляти більше 900 тисяч тон зерна щорічно. Тому, на сьогодні питання вдосконалення технології спирту, покращення якості готового продукту і зменшення тепло- і електро- ресурсів є актуальною і перспективною сферою вдосконалення. [1] Основною задачею у розгляді перспектив розвитку у сфері спиртової промисловості є питання по визначенню спеціалізації діяльності спиртових заводів. Етанол є активним компонентом спиртових алкогольних напоїв, які переважно виготовляють методом ферментації вуглеводів. Для промислових потреб етиловий спирт часто синтезують з нафтової чи газової сировини за допомогою каталітичної гідратації етилену. Окрім виготовлення харчових продуктів, спирт застосовують у великій кількості як пальне, розчинник, антисептик та сировина для отримання інших промислово важливих речовин. Технологія спирту – це наука про методи і процеси переробки різної сировини в етиловий спирт [2]. Основними процесами при цьому є перетворення крохмалю в цукор і етиловий спирт під дією ферментів. Технологія спирту складається з таких етапів: підготовка сировини до розварювання, і, власне, розварювання зерна або картоплі з водою для руйнування клітинної структури і розчинення крохмалю; охолодження розвареної маси і оцукрення ферментами або культурами пліснявих грибів; зброджування цукрів за допомогою дріжджів у спирт; перегонка спирту з бражки і його ректифікація, а також приготування солоду шляхом пророщування зерна або культивування пліснявих грибів і бактерій для отримання амілолітичних і протеолітичних ферментних препаратів, виведення та розмноження засівних дріжджів.[3] Основним показником спиртового виробництва, який характеризує правильність вибору технологічних режимів є вихід спирту із 1 т умовного крохмалю. Успішних вибір досягається в тому випадку, коли втрати зброджувальних вуглеводів невеликі. Об’єкт дослідження – варильне відділення спиртового виробництва з крохмалевмісної сировини. Предмет дослідження – спосіб вдосконалення технології сусла у виробництва спирту. Мета дослідження – дослідження варильного відділення спиртового виробництва, проектування апаратурно-технологічної схеми та розрахунок ефективності виробництва. В даному дипломному проекті запропонований спосіб удосконалення технології спирту у варильному відділенні – використання рекуперації теплових потоків. Як апарати-рекуператори запропоновано використання високошвидкісних спіральних теплообмінників. Порівняно з теплообмінниками типу «труба в трубі», спіральні теплообмінники мають коефіцієнт теплопередачі в 1,5-5 рази вищий і можуть пропускати рідини, які містять тверді частинки, тобто працювати з високов’язкими масами, які в даному випадку являють собою заміс, розварена маса та барда. Витрати теплової енергії можна скоротити майже вдвічі з використанням тепла вторинних теплових потоків. Принцип рекуперації полягає у тому, що у теплообмінник задаються 2 потоки речовин. Перший потік може нагріватись за рахунок другого потоку, який є гарячим, і навпаки, перший потік може охолоджуватись за рахунок іншого холодного потоку. В даній роботі в першому рекуператорі запропоноване охолодження замісу за рахунок барди, яка подається з браго-ректифікаційного відділення у варильне відділення і може в подальшому бути використана для приготування замісу - це збагатить сусло нітрогеновмісним живленням, що в подальшому позитивно вплине на ріст дріжджів. В другому рекуператорі поступає холодна вода і частково охолоджує гарячу розварену масу після паросепаратора. Вода нагрівається частково і подається у змішувач, де використовується для приготування замісу. Результати дослідження. Отже, при використанні рекуперації теплових потоків у варильному відділенні спиртового виробництва можна зекономити 3,71 кг гріючої пари та 175,03 кг води при виробництві 1 дал спирту, що вплине на зниження собівартості готового продукту. Ключові слова – спирт, удосконалення технології спирту, рекуперація, економія енерго- та тепло- ресурсів.