Гидрообработка зернового сырья в технологии получения спирта

Разработанная во ВНИИПБТ технология переработки зерна на спирт позволяет создать необходимые технические условия для перевода крахмала в раствори­мое состояние. Одновременно реша­ется и вторая задача — частичный гид­ролиз крахмала зерна. Это, в свою оче­редь, позволяет уменьшить гидромо­дуль соотношения «зерно:вода» до 1:2-2,5, что сокращает объемы мате­риальных потоков и все расходы (теп­ло, электроэнергия) на их переработку.

Как осуществляются технологические процессы, и какие требования нужно соблюдать

При вращении одного набора цилиндров относительно другого или при вращении обоих наборов в проти­воположных направлениях происходит быстрое чередование совмещения и несовмещения прорезей, что влечет за собой синхронное изменение скорос­ти движения обрабатываемой среды через прорези, то есть возникновение пульсирующего с большой частотой жидкостного потока. В результате об­рабатываемая среда подвергается воздействию больших напряжений сдвига, возникающих в узких радиаль­ных зазорах между вращающимися и неподвижными цилиндрами вслед­ствие значительных градиентов скорости, гидравлических ударов, кавита­ции, пульсации в широком диапазоне частот.

Перечисленные факторы в со­четании с интенсивными механичес­кими воздействиями значительно по­вышают скорость технологических процессов в жидких гомогенных и гетерогенных системах. Степень измельчения материалов улучшается при уменьшении зазора между рото­ром и статором. При этих условиях воз­никают кавитационные явления, повы­шающие эффективность обработки материала.

Предложены варианты мо­дернизации стадии помола

Один из возможных вариантов мо­дернизации стадии помола зерна — применение гидроизмельчения в роторно-пульсационном аппарате (РПА). Разработанная во ВНИИПБТ и предла­гаемая к реализации технологическая схема незначительно отличается от уже используемых на спиртовых заво­дах и поэтому не требует значитель­ных капитальных затрат на модерни­зацию. «Мокрое» измельчение и приготов­ление замеса — в данной схе­ме на стадии дробления — проводится с помощью роторно-пульсационного аппа­рата (РПА).

Благодаря этому в цехе подготовки зерна от­сутствует вредный фактор пыления и, как следствие, потери крахмала. При этом на стадию варки поступает го­могенизированная водная суспензия измельченного зерна с соотношением «зер­но:вода» (гидромодуль) — 1:2-3. Это позволяет упростить существующие технологи­ческие схемы за счет сокра­щения количества оборудо­вания и снизить энергетичес­кие потери. Схема удовлет­воряет существующим техно­логическим требованиям, предъявляемым к подработ­ке зерна.

Изготовление роторно-пульсационных аппаратов актуально и перспективно

Реализация низкотемпе­ратурной схемы разварива­ния зернового сырья с ис­пользованием роторно-пульсационных аппаратов на ста­дии приготовления замеса становится особенно актуальной и перспективной в на­стоящее время, так как боль­шое количество спиртовых заводов России требует мо­дернизации технологии и оборудования. Роторно-пульсационные аппараты на стадии приготовления замеса уже приме­няются на многих заводах спиртовой отрасли.

Особен­но актуально применение РПА в низкотемпературных схемах разваривания сырья, а в «жестких» схемах позво­ляет снизить температуру разваривания. С этой целью смеситель оснащается циркуляционным контуром с установленным определенным образом РПА, который обеспечивает дополнительное тонкое измельчение по­даваемого на замес помола зерна. Одновременно происходит активное пе­ремешивание всех вводимых в смеси­тель потоков, их гомогенизация, сни­жается вязкость замеса и увеличива­ется экстрактивность сухих веществ зерна. Растворение крахмала зерна в этих условиях особенно интенсивно при вводе в замес термостабильного ферментного препарата. Степень эк­стракции крахмала и его гидролиза уже на первоначальной стадии водно-теп­ловой и ферментативной обработки доходит до 50-70%.

Следующим шагом применения роторно-пульсационных аппаратов на заводах отрасли является разрабатываемая совместно с ОАО «ЭНА» тех­нология, где они используются для измельчения целого зерна. Реализация данной технологии требует минималь­ных площадей и высот, исключает ас­пирацию, снижает категорийность производства, а главное — требует меньших капитальных затрат и позво­ляет получить спирт, отличающийся особой органолептикой и мягкостью.

В.П.Леденев, М.Е.Чурмасов