Схемы производства этилового спирта

Этиловый спирт для пищевых целей получают из сахаросодержащего (меласса, сахарна свекла, тростниковый сахар-сырец) и крахмалистого (зерно, картофель) сырья.

Производство спирта из мелассы состоит из следующих операций:

1) антисептирование и рассиропка мелассы,

2) размножение дрожжей,

3) брожение мелассных рассиропок,

4) перегонка бражки на спирт-сырец,

5) ректификация спирта-сырца.

В настоящее время большинство спиртовых заводов получают спирт из мелассы по однопоточной схеме (рис. 2.3). Мелассу из бака 1 перекачивают насосом 2 на весы 3, а затем в чаны суточного запаса мелассы 4. В этих чанах для ослабления микрофлоры мелассы производят ее антисептирование. Для этого добавляют к мелассе соляную или серную кислоту. После антисептирования мелассу разбавляют водой в рассиропнике 5 до содержания сухих веществ 22-25%. Разбавленную мелассу - рассиропку направляют для размножения дрожжей в дрожжевые аппараты - дрожжегенераторы 6. Из дрожжегенераторов рассиропка, в которой размножились дрожжи, поступает в батарею 7 из 10-12 бродильных чанов. В бродильной батарее происходит процесс спиртового брожения; сахароза мелассы под воздействием ферментов дрожжей превращается в этиловый спирт и углекислый газ. Сброженный раствор содержит 9-9,5 об. % спирта и называется зрелой бражкой. Углекислый газ, выделяющийся при брожении, увлекает с собой некоторое количество паров спирта, для улавливания которых устанавливают спиртоловушку 8. Полученный водно-спиртовый раствор поступает через фонарь 9 в последний чан бродильной батареи.

Спирт более летуч, чем вода. На этом основано отделение воды и других примесей от спирта. Зрелую бражку перегоняют и получают сырой спирт (спирт-сырец), подлежащий очистке методом ректификации. Остаток от перегонки - барда используется для корма скота. Чаще на современных спиртовых заводах бражка поступает в брагоректификационный аппарат для непосредственного получения готового продукта - ректификованного спирта.

Получение спирта из крахмалосодержащего сырья требует предварительного осахаривания крахмала амилолитическими ферментами солода или ферментным препаратом плесневых грибов.

Производство спирта из крахмалосодержащего сырья состоит из следующих операций:

1) подготовки сырья к развариванию,

2) разваривание сырья,

3) осахаривание разваренной массы,

4) размножение дрожжей,

5) брожение осахаренной массы,

6) перегонка бражки.

Зерно поднимают норией 1 (рис. 2.4) в сепаратор 2, где отделяют примеси. Очищенное зерно подают в бункер 3, взвешивают на автоматических весах 4, измельчают на вальцевом станке 5 и через бункер 6 направляют в чан-смеситель 7, в котором смешивают с водой. Картофель после отделения камней и соломы, отмывания от грязи поднимают элеватором 8, взвешивают на автоматических весах 9 и подают в бункер 10.

Из бункера через питатель 11 картофель поступает для измельчения в дробилку 12. Полученную картофельную кашку направляют в чан 13. Замес (смесь измельченного зерна с водой) или картофельную кашку насосом 14 подают через подогреватель 15 в непрерывнодействующий варочный аппарат 16. При разваривании нерастворимый крахмал превращается в растворимый.

Разваренную массу направляют в паровой сепаратор 17, где вследствие самоиспарения масса охлаждается до 105°С и из нее выделяется вторичный пар (экстрапар), который используется для нагрева измельченного сырья в подогревателе. Разваренная масса из паросепаратора поступает в осахариватель первой ступени 20. Осахаривание производят ферментным раствором или солодовым молоком. При осахаривании крахмал превращается в мальтозу и декстрины. Ферментный раствор или солодовое молоко прибавляют из чанка 18 через дозатор 19 в два приема: одна часть поступает в осахаривотель первой ступени, другая - во всасывающий трубопровод перед насосом 21, подающим осахаренную массу в осахариватель второй ступени 22. Из осахаривателя второй ступени осахаренная масса поступает для охлаждения в теплообменник 23 и затем в бродильную батарею.

Часть осахаренной массы поступает для размножения дрожжей в дрожжевые аппараты 24 и возбраживатели 25. Насосом 26 массу из возбраживателя откачивают в дрожжевые аппараты. Дрожжи из возбраживателя и осахаренная масса поступают в первый чан бродильной батареи 27 и проходят через все бродильные чаны. В процессе брожения мальтоза под действием ферментов дрожжей превращается в спирт и углекислый газ; содержащиеся в осахаренной массе декстрины превращаются в мальтозу, которая также сбраживается.

Зрелую бражку из последнего бродильного чана направляют насосом 32 на перегонку. Углекислый газ, выделяющийся при брожении, направляют в спиртовую ловушку 30 для улавливания паров спирта; полученную водно-спиртовую жидкость через фонарь 31 направляют в последний чан бродильной батареи. При стерилизации для освобождения бродильных чанов от бродящей массы устанавливают насос 28.

Бродильные чаны снабжены гидравлическими затворами, предохраняющими чаны от взрыва в случае превышения давления.

Схема производства пива

Производство пива из сухого солода состоит из следующих операций:

1) очистка и дробление солода,

2) приготовление сусла,

3) брожение сусла,

4) Дображивание пива,

5) фильтрование и розлив пива.

Ячменный сухой солод после хранения содержит некоторое количество пыли, остатков ростков, случайно попавших металлических предметов и других примесей. Поэтому отлежавшийся солод очищают. Солод со склада транспортируют (рис. 2.5) в бункер 1, а из него для отделения пыли и другйх примесей подают на полировочную машину 2. После очистки солод поднимают норией, пропускают через магнитный аппарат 4 для отделения ферромагнитных примесей, взвешивают на автоматических весах 5 и направляют в дробилку 6. Из бункера 7 дробленный солод поступает на приготовление сусла, которое производят в варочных агрегатах. Наиболее часто устанавливают четырехаппаратные варочные агрегаты: два заторных котла, фильтрационный чан (или фильтр-пресс), сусловарочный котел. В одном из заторных котлов 8а дробленный солод смешивают с водой; полученная смесь называется затором. Часть затора, так называемую отварку, перекачивают насосом 9 в другой, рядом стоящий заторный котел 8б. В котле 8б отварку нагревают для осахаривания, кипятят и после этого перекачивают в котел 8а. Затем часть затора (вторая отварка) снова перекачивают в котел 8б, нагревают, кипятят и возвращают в котел 8а. В процессе затирания примерно 75% крахмала превращается в мальтозу и 25% - в декстрины. Полученный затор фильтруют в фильтрационном чане 10. При фильтрации затор разделяется на две части: жидкую - сусло и нерастворимую-солодовую дробину. Последнюю используют для корма скота. Сусло поступает в сусловарочный котел 11, где его кипятят с хмелем и выпаривают до определенного содержания сухих веществ. Затем сусло направляют для отделения хмелевой дробины в хмеле- отделитель 12, перекачивают насосом 13 в сборник 14, из которого сусло поступает для отделения мути в сепаратор 15 и для охлаждения - в теплообменник 16.

Охлажденное сусло поступает на брожение, которое в пивоваренном производстве проводят в две стадии: главное брожение и Дображивание. Главное брожение происходит в бродильных чанах 17.

В качестве возбудителей брожения добавляют дрожжи чистой культуры из аппарата для размножения дрожжей 18 или повторно используют дрожжи из сборника 19.

При главном брожении мальтоза, содержащаяся в сусле, под действием ферментов дрожжей превращается в этиловый спирт и углекислый газ. По окончанию главного брожения получают молодое (зеленое) пиво. Его перекачивают насосом 20 для дображивания в лагерные танки 21. Во время дображивания происходит медленное сбраживание оставшихся сахаров, насыщение углекислотой, осветление и созревание пива. Готовое пиво из лагерных танков насосом 22 перекачивают для осветления в сепаратор 23, фильтруют в фильтрпрессе 24, охлаждают в охладителе 25, направляют в сборник фильтрованного пива 26 и затем разливают в бочки и бутылки.