Способ и условия обработки замеса на спиртовом заводе

Способ и условия обработки замесаВ получивших широкое распростра­нение на спиртовых заводах линиях механико-ферментативной обработки зернового сырья для охлаждения сте­рилизованной гидролизованной массы до температуры осахаривания наибо­лее часто используют установки со­вмещенного вакуум-охлаждения и оса­харивания, а для охлаждения сусла до температуры складки — теплообменни­ки «труба в трубе».

Внедрена и успешно работает новая установка

Несмотря на такое технологичес­кое преимущество установок как мгновенное смешивание осахариваемой массы с осахаривающими ферментами, у этих установок есть и некоторые недостатки (напри­мер, потребность для их размещения в производственных помещениях высо­той более 12 м, высокая удельная металло — и энергоемкость).

На спиртзаводе ЗАО «СОЮЗ+» (РСО-Алания) внедрена линия механико-ферментатив­ной обработки замеса, для которой создан технический паспорт на энергооборудование. Линия отличается от типовой схемы наличием узла подваривания, трехступен­чатой гидроферментативной обработ­кой, применением пластинчатых теп­лообменников для охлаждения гидро­лизованной массы и сусла, трехступенчатым осахариванием.

Принцип работы линии – создание условий работы оборудования

Изображенная на рисунке линия работает следующим образом.

Способ и условия обработки Зерно из расходного бункера 1 подается шнеком-дозатором 2 на измельчение в молотковую дробилку 3. Измель­ченное зерно поступает из дробилки 3 в смеситель 4, оборудованный мешал­кой. Сюда же из расходного сборника 5 задается вода с растворенными в ней водным раствором альфа-амилазы и хлорида кальция, которые подаются перистальтическими насосами-доза­торами 33 и 35 из расходных сборни­ков 29 и 30. Температура среды в расход­ном сборнике 5 может изменяться от 20 до 45С. Замес из смесителя 4 вин­товым насосом 6 подается для выдер­жки и механической обработки в про­межуточные емкости 7 и 8, оборудо­ванные мешалками. Из промежуточной емкости 8 обработанный ферментами замес подается центробежным насо­сом 9 в инжекторную контактную голов­ку 10, где он нагревается до темпера­туры 95С, после чего снизу поступа­ет в выдерживатель 11.

Температурные условия для сепаратора

В выдерживателе 11 замес в тече­ние 6 минут перемешивается мешалкой, после чего под действием перепада давлений поступает в вакуум-испаритель 12, где охлаждается с помощью разрежения до температуры 80-85С. Разрежение в вакуум-испарителе 12 создается за счет конденсации паров самоиспарения в поверхностном кон­денсаторе 13 холодной водой. Несконденсировавшийся в конденсаторе пар в смеси с неконденсирующимися га­зами поступает в сепаратор 14, где неконденсирующиеся газы отделяют­ся от смеси и паровым инжектором 15 удаляются в атмосферу. Конденсат из сепаратора 14 стекает по барометри­ческой трубе в сборник 16. В вакуум-испаритель 12 насосом-дозатором 34 подают вторую часть раствора альфа-амилазы из расходного сборника 29. Из вакуум-испарителя 12 замес насо­сом 17 подается на механико-ферментативную обработку в аппарат 18. Здесь он перемешивается лопастной мешалкой и самотеком перетекает в аппарат 19, а из него — в аппарат 20. В этих аппаратах замес также выдержи­вается и перемешивается лопастны­ми мешалками. Общее время выдерж­ки и механической обработки замеса в аппаратах 18 — 20 колеблется от 1 до 1,5 ч (в зависимости от производитель­ности завода). Все аппараты имеют теплоизоляцию, поэтому температура замеса в последнем аппарате 20 толь­ко на 3-4С ниже, чем в аппарате 18. Из последнего аппарата механико-ферментативной обработки 20 гидролизованная масса центробежным на­сосом 21 подается через сетчатый фильтр 22 на охлаждение до температуры осахаривания (58-60С) в пластинчатый теплообменник 23. При прохождении гидролизованной массы через сетчатый фильтр 22 от нее отделяются крупные примеси, что пре­дотвращает засорение рабочей поло­сти теплообменника. Температура охлаждающей воды, поступающей в пластинчатый тепло­обменник 23, колебалась в зависимо­сти от времени года от 12 до 14С, а отходящей — от 30 до 40С.

Создание оптимальных условий работы линии

Для корректировки рН гидролизо­ванной массы, в целях создания оп­тимальных условий для действия глюкоамилазы, в продуктовый трубопро­вод на выходе из теплообменника врезана линия, по которой насосом-дозатором 36 подается серная кис­лота из сборника 31. Из теплообмен­ника 23 масса поступает в осахариватель 24, снабженный пропеллерной мешалкой. Одновременно в него на­сосом-дозатором 37 подается ра­створ глюкоамилазы из расходного сборника 32. При перемешивании глю­коамилазы с массой происходит осахаривание последней. Время выдержки, необходимое для наиболее полного оса­харивания массы, достигается за счет установки дополнительных осахаривателей 25 и 26, через которые масса про­ходит самотеком. Они также снабжены пропеллерными мешалками. Общее время осахаривания массы составляет от 1 до 1,5 ч (в зависимости от произво­дительности спиртзавода). Из после­днего осахаривателя 26 полученное сусло центробежным насосом 27 подается в пластинчатый теплообменник 28, где охлаждается холодной водой до темпе­ратуры складки 26-28 «С, а затем посту­пает в бродильный чан. Отъем горячего сусла на дрожжи осуществляется перед теплообменником 28.

Преимущества организации работы линии

замес на спиртовом заводеНа данной линии успешно перера­батываются все виды зерна, в том чис­ле и кукуруза. Завод стабильно выра­батывает спирт «Экстра». Описанная схема имеет следую­щие приемущества. Нагрев замеса до температуры 90-125С перед гидроферментативной обработкой позволяет стерилизовать большую часть посторонней микрофло­ры зерна, за счет чего дальнейший технологический процесс протекает с меньшими потерями от инфицирования жидких полупродуктов производства.

Охлаждение стерилизованной массы под вакуумом с 125-95 до 80-85С позволяет уменьшить высоту уста­новки вакуум-охлаждения на 2,7 м по сравнению с установками вакуум-ох­лаждения, в которых масса охлаждает­ся до 58-60С. Отсутствие в составе установки кольцевого вакуум-насоса, обычно применя­емого в типовой схеме, позволяет сэ­кономить 116 кВт.ч электроэнергии на 1000 дал производственного спирта.

Исключение циркуляционных на­сосов из схемы механико-фермента­тивной обработки замеса дает воз­можность сэкономить 144 кВт.ч элект­роэнергии по сравнению с типовой схемой в расчете на 1000 дал выраба­тываемого спирта.

Требования к автоматизации технологиечких процессов

Управление всеми технологичес­кими процессами автоматизировано и осуществляется с центрального пуль­та управления, что позволяет за счет оптимизации технологического про­цесса избежать потерь сырья и вспо­могательных материалов, а также со­кратить до минимума количество об­служивающего персонала. Для охлаждения гидролизованной массы до температуры осахаривания и сусла до температуры складки при­меняются теплообменники из нержа­веющей стали производства фирмы «Альборн». Толщина пластин теплооб­менников составляет 1 мм. Высота теплообменников равна 1455 мм, ши­рина — 472 мм, длина — 780 мм.

Пластинчатые теплообмен­ники выходят из строя при попа­дании в рабочее пространство целых зерен и их крупных частиц, что наблюдается при пробое сит зерновой дробилки или сетки фильтра. Поэтому качество из­мельчения зерна приходится контролировать особенно тща­тельно. Недостатком пластинчатого теплообменника для охлаждения стерилизованной массы является «усыхание» резиновых прокладок из-за высокой рабочей темпера­туры. При этом масса течет через прокладки, и теплообменник при­ходится мыть и разбирать для за­мены резиновых прокладок в сред­нем 1 раз в месяц. Время разбор­ки и сборки одного теплообмен­ника с заменой прокладок занимает, как правило, 3 суток.

В.Ю.Сидоркин, ГНУ ВНИИПБТ