Режимы переработки зернового сырья в спиртовой отрасли

Режимы переработки Технологические режимы перера­ботки зернового сырья по непрерыв­ным схемам устанавливали и совер­шенствовали в заводских условиях в период 50-70-х годов XX века. Эти ре­жимы изложены в «Регламенте произ­водства спирта из крахмалистого сы­рья» (М., 1978, 1979), а режимы по схе­ме механико-ферментативной обра­ботки (МФО) — в «Типовом регламенте производства спирта из крахмалисто­го сырья» (М., 1998). Разработаны паспорта безопасности химической продукции для вспомогательных материалов производства спирта. При ведении спиртовых рас дрожжей применяют серную кислоту, карбамид, ис­пользуют антисептики — формалин, хлорную известь.

Как учитывают особенности переработки сырья

В настоящее время в связи с широ­ким использованием ферментных пре­паратов взамен солода, в том числе тер­мостабильных амилаз, новых антисеп­тиков, дрожжей, распространения схем МФО (при одновременной эксплуатации на многих заводах варочной аппарату­ры) очень важно учитывать особенности переработки зернового сырья по различным схемам. Это позволит улучшить качество продукции и повысить эффек­тивность производства. В значительной степени сказанное относится к кукурузе как высококрахмалистому сырью, отличающемуся по­вышенным содержанием жира, декст­ринов. Зерна кукурузы более прочны, медленнее поглощают воду и набуха­ют, крахмал при клейстеризации тре­бует больших затрат тепла и перехо­дит в растворимое состояние при повышенной температуре обработки. Вместе с тем из-за недостатка водо­растворимых белков, неполноценнос­ти их по аминокислотному составу тре­буется вводить в сусло при приготовлении производственных дрожжей до­полнительное азотистое питание.

Переработка кукурузы для получения спирта по условиям ГОСТ

Для получения спирта по ГОСТ 5162-2000 рекомендуется перерабаты­вать кукурузу фуражную, 5-го класса. По технологии можно использовать ку­курузу в зерне, средней крахмалистостью от 55 до 60% (зубовидную, полузу­бовидную, кремнистую, лопающуюся белую и желтую), соответствующую приведенным в таблице требованиям. Кукуруза должна быть в здоровом, негреющемся состоянии, иметь свой­ственный здоровому зерну нормальный цвет, характерный для данного типа, и нормальный запах (без затхло­го, солодового, плесневого, посторон­них запахов). Содержание токсичных элементов, микотоксинов и пестицидов в кукурузе не должно превышать допустимые уровни, установленные медико-биоло­гическими требованиями и санитарны­ми нормами качества продовольствен­ного сырья и пищевых продуктов, иду­щих для выработки комбикормов и на кормовые цели в РФ.

Какие условия созданы при процессах получения сусла

в спиртовой отраслиОсахаривающие материалы. В ка­честве осахаривающих материалов используют концентрированные фер­ментные препараты, например Терма-мил (источник альфа-амилазы) и Сан-Супер 120Л (источник глюкоамилазы). Возможно также применение жидких (собственного приготовления) и сухих ферментных препаратов, например амилосубтилина Гх, ГЗх, глюкаваморина Гх, Г3х и других препаратов.

Процессы по­лучения сусла и его сбраживания осуществляют с использованием серийно выпускаемого в РФ оборудования по схе­мам, приведен­ным в технологи­ческом регламен­те. Согласно дей­ствующему рег­ламенту, каче­ство двухстадийного дробления кукурузы при непрерывном раз­варивании долж­но характеризо­ваться показате­лями:

  • проход через сито 2 мм — от 95 до 100 %;
  • проход через сито 1 мм — от 75 до 80 %.

Недопустимо крупное измельчение кукурузы, проскоки целых зерен, по­ловинок, четвертинок; остаток на сите с отверстиями диаметром 3 мм дол­жен отсутствовать. Для обеспечения набухания и пол­ной клейстеризации крахмала замес (соотношение вода:кукуруза — 1:4-4,5, расход ферментного препарата тер­мостабильной альфа-амилазы по АС 0,5-0,7 ед/г условного крахмала) на­гревают вторичным паром через бар-ботер в смесителе при температуре 80-95 С и выдерживают 50-80 мин при перемешивании (п =50-55 об/мин).

Использование специального оборудования для процесса брожения

Перед подачей в смеситель теплую воду с ферментным препаратом и из­мельченную кукурузу (в целях исклю­чения образования комков и предотв­ращения расслоения замеса) подают в форсмеситель. При эксплуатации форсмесителя рекомендуется иметь комплект запас­ных дисков с крыльчаткой из легиро­ванной стали, а подачу сиропообраз­ной термостабильной альфа-амилазы из канистры в водяную коммуникацию перед щелевым дозатором осуществлять насосом через погруженную в ка­нистру пластмассовую трубку. Режим разваривания кукурузы в аппаратах колонного типа:

  • темпера­тура — 145-150С;
  • продолжительность -60 мин;
  • после выдувания разваренную массу выдерживают при температуре 105-108С в течение 1-1,5 ч.

Срок сбраживания сусла спиртовой расой дрожжей — 72 ч. В качестве дополнительного питания используют карбамид в дозе 650-750 г на 1 м3 сусла для дрожжей.

Какие температурные условия создают для выбраживания сусла

Для увеличения полноты выбраживания сусла (при наличии резерва бродильных емкостей) возможно уве­личение срока брожения до 86-90 ч. При этом в целях предотвращения расслоения бражки и более полного доосахаривания способного к оседа­нию крахмала применяют перемешивание с помощью установленного в нижней части чанов миксера. Следу­ет отметить, что при поступлении дефектной кукурузы нельзя ее сме­шивать и хранить с доброкачествен­ной. Кроме того, необходимо усилить контроль за отбором пробы для определения крахмалистости сырья. Режим переработки дефектной куку­рузы должен быть скорректирован.

При переработке кукурузы с исполь­зованием схемы МФО рекомендуется увеличить степень измельчения кукуру­зы до 100%-ного прохода частиц через сито с отверстиями 0,25 мм. На спиртзаводах, использующих типовые из­мельчающие машины (молотковые дро­билки, вальцовые станки), такой тонкий помол можно получить по усложненной схеме с отбором фракций и доизмель-чением продуктов, что, естественно, требует больших площадей, объемов и расхода электроэнергии. Такой степе­ни измельчения можно достичь и за счет установки специального диспергатора, монтируемого на циркуляционной ли­нии к смесителю. Доизмельчения кукурузы достига­ют и в форсмесителе при повышении скорости вращения крыльчатки до 3000 об/мин, а также за счет установки за насосом на нагнетательной линии пос­ле смесителя вставки с диском из ле­гированной стали с отверстиями диа­метром от 12 до 16 мм (диаметр и жи­вое сечение уточняют в процессе диспергирования).

Процессы перемешивания занимают длительный период

переработка в спиртовой отраслиПроцесс диспергирования кукурузы и ферментативной обработки с приме­нением термостабильной альфа-ами­лазы, имеющей рабочую зону при рН от 5,2 до 5,5 в интервале температур от 75 до 95С, проводят после перекачивания замеса, в аппарате АФО-1 при перемешивании трехлопостной мешал­кой в течение 3-3,5 ч (п = 55-60 об/мин). Массу тангенциально вводят в вер­хнюю часть аппарата, выводят через нижний патрубок насосом типа СМ че­рез трубопровод, обеспечивающий поддержание заданного уровня массы в АФО-1, во второй аппарат АФО-2. Нагрев массы до заданной темпера­туры в АФО-1 осуществляют путем вво­да пара в контактную головку на линии подачи замеса или непосредственно путем подачи пара в аппарат через барботер. В АФО-1 поддерживают тем­пературу в оптимальных пределах 75-85С, после чего массу перекачивают в АФО-2, где также перемешивают ме­шалкой (п =50-55 об/мин) с поддержа­нием температуры и продолжительно­сти в оптимальных пределах (темпе­ратура 90-95С, продолжительность 40-60 мин).