Производство этилового спирта из зерна и картофеля

Сырье поступает на завод железнодорожным или автомобильным транспортом. Хранят зерно в хранилищах элеваторного или амбарного типа, а картофель – в кагатах или буртах.

Перед подачей в производство зерно подвергают очистке на воздушно-ситовых и магнитных сепараторах, а картофель очищают от примесей и моют в картофелемойках. Затем зерно измельчают на вальцовых, молотковых, дезинтеграторных и других дробилках, а картофель – на молотковых дробилках или картофелетерках. Дробленное сырье смешивают с водой и получают зерновой замес или картофельную кашку. С целью наиболее полного извлечения крахмала из сырья дробленное сырье с водой подается на разваривание.

Для экономии пара предварительно проводят подваривание зернового замеса или картофельной кашки до температуры 45-95 ^оС экстрапаром, получаемым при разваривании предыдущей партии. Для снижения вязкости замеса в него добавляют препарат термоустойчивой бактериальной α-амилазы.

Разваривание зерна и картофеля проводят в специальных аппаратах при температуре 100-175 ^оС в зависимости от степени его измельчения и продолжительности подваривания. В результате такой обработки получают полупродукт – разваренную массу. При разваривании крахмалосодержащего сырья происходит клейстеризация и растворение крахмала и химические изменения сахаров. Далее разваренную массу охлаждают в теплообменнике или подвергают вакуум-охлаждению до температуры 57-88 ^оС и проводят обработку разваренной массы амилолитическими ферментами с целью гидролиза крахмала до сбраживаемых сахаров, для чего в массу добавляют солодовое молочко или раствор ферментных препаратов. Время осахаривания составляет 10-15 минут. В результате осахаривания разваренной массы получают сусло.

Основную часть сусла после охлаждения до 24-26 ^оС направляют в батарею для сбраживания, а часть неохлажденного сусла при температуре осахаривания перекачивают в дрожжанки для получения засевных дрожжей, которые затем вносят в основное сусло с целью процесса брожения. Сусло перед брожением имеет концентрацию сухих веществ 17-18 %. Процесс брожения состоит из трех стадий:

- возбраживание – характеризуется интенсивным размножением дрожжей и незначительным сбраживанием сахара. Количество сухих веществ при этом уменьшается на 3-5 % от первоначальных 17-18 %.

- главное брожение – процесс размножения дрожжей заканчивается и сбраживается большая масса сахара – 10-12 % от оставшихся 13-14 %.

- дображивание – характеризуется медленным сбраживанием сахара при его незначительной концентрации и большой концентрации спирта.

Главное брожение и дображивание проводят при температуре 27-30^оС в течение 56-72 часов.

Наиболее совершенным и эффективным является метод непрерывнопоточного сбраживания сусла из крахмалосодержащего сырья. Этот способ брожения характеризуется непрерывным перемещением сбраживаемого сусла по потоку из аппарата в аппарат. Осахаренное сусло поступает в первый и второй бродильные аппараты, где происходит в основном главное брожение., а дображивание протекает в последующих аппаратах.

Установка состоит из 2 механизированных дрожжанок, возбраживателя и 8-10 бродильных аппаратов. Время брожения в таком аппарате 60-62 часа. Полученный продукт называют зрелой бражкой, которую затем подают на брагоректификацию в брагоректификационную установку, где ее разделяют на ректификованный этиловый спирт, примеси и барду путем противоточного взаимодествия потоков пара, зрелой бражки и полупродуктов. В результате брагоректификации получают спирт-ректификат 1 сорта, высшей очистки или экстра, эфиро-альдегидную фракцию, содержащую легколетучие примеси (эфиры, альдегиды), сивушное масло, в состав которого входят высшие спирты, барду-остаток после отгонки этилового спирта из зрелой бражки.

В настоящее время получил распространение способ, при котором из зрелой бражки получают вначале спирт-сырец, который затем ректифицируют. Для этого используют ректификационные установки периодического действия, которые состоят из куба с поверхностью нагрева колонны с 36-60 многоколпачковыми тарелками, дефлегматора, холодильника и сортировочного крана. Такие установки в основном применяют на ликеро-водочных заводах, куда привозят спирт-сырец.