Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы обработки зерна в технологии этилового спирта 8
1.1 Роль технологической стадии обработки зерна в технологии этилового спирта 8
1.2. Способы получения высокодисперсных помолов 8
1.3. Устройство и принцип действия дезинтеграторов 14
1.4. Химический состав ржи и особенности ее переработки 15
1.5. Ферментативная система ржи и способы повышения ее активности 18
1.5.1 Ферменты зерновых культур 18
1.5.2 Способы повышения активности ферментов 21
1.6. Способы интенсификации технологии этилового спирта 23
1.7. Выводы по первой главе 29
2.Объекты, материалы и методы исследования 30
2.1 Объекты исследования 30
2.2 Материалы исследования 30
2.3 Методы исследования 32
2.3.1 Режимы измельчения на дезинтеграторе 32
2.3.2 Режим водно-тепловой обработки замесов по механико -ферментативной схеме 34
2.3.3 Режим внесения дополнительного азотистого питания 35
2.3.4Режим брожения 36
2.3.5 Режим реактивации сухих дрожжей 36
2.4 Методы определения 36
3. Обработка ржи ударно – дезинтеграторно активаторным –методом 41
3.1 Исследование влияния режимов УДА - обработки на структуру и гранулометрический состав ржаных помолов 41
3.2 Определение влияния УДА - обработки на активность ферментов ржи 45
4. Исследование эффективности уда обработки в технологии этилового спирта 49
4.1 Исследование влияния УДА - обработки ржи на параметры получения гидролизатов 49
4.2 Исследование процесса сбраживания сусла из ржи, обработанной на УДА–установке 59
5 Разработка технической документации на производство этилового спирта из ржи, обработанной на УДА – установке 68
6. Расчет экономического эффекта применения УДА – обработки в технологии этилового спирта 73
Заключение 80
Список литературы 82
Приложения 93
- Способы интенсификации технологии этилового спирта
- Исследование влияния УДА - обработки ржи на параметры получения гидролизатов
- Разработка технической документации на производство этилового спирта из ржи, обработанной на УДА – установке
- Расчет экономического эффекта применения УДА – обработки в технологии этилового спирта
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Перспективным сырьем в технологии этилового спирта является рожь. Рожь характеризуется меньшими требованиями к условиям произрастания, высокой зимостойкостью, меньшей стоимостью по сравнению с другими зерновыми культурами, что позволяет снизить себестоимость готовой продукции.
Одним из способов интенсификации технологии этилового спирта может также стать обработка зернового сырья на установках ударно-дезинтеграторно-ативаторного типа (УДА-обработки), обеспечивающая получение не только высокодисперсных помолов, но и активацию химических компонентов, входящих в состав зерновых культур. Высокая скорость соударения, число ударов и интервал времени между последними ударами обуславливают активацию материалов, обрабатываемых на данных типах установках. Под действием гидростатического давления и сдвиговой деформации, под действием высоких напряжений происходит деформация молекул, приводящая либо к деструкции молекул, либо к изменению их реакционной способности в процессах замещения и присоединения. Механохимический метод широко применяется в фармакологической промышленности при получении лекарственных препаратов, при получении пигментов и косметических средств, при переработке отходов органического синтеза. Применение УДА-обработки зерна в технологии этилового спирта может дать положительные результаты.
Особенностью химического состава ржи является высокое содержание в ней некрахмалистых полисахаридов, таких как пентозаны, наличие которых обусловливает высокую вязкость замесов, снижая при этом степень ферментативного гидролиза компонентов зернового сырья, затрудняя процесс перемешивания и перекачивания замесов. Одним из способов решения данной проблемы может стать применение в технологии спирта новых сортов низкопентозановой ржи, выведенных в ГНУ ВНИИИР им. Вавилова.Ранее была установлена эффективность применения данных сортов ржи в хлебопечении и производстве комбикормов, исследования по применению низкопентозановой ржи в технологии этилового спирта не проводились.
Степень разработанности темы. С целью интенсификации технологии этилового спирта в работе Андриенко Т.В. (Москва, 2008) было установлено положительное влияние ИК-обработки ржи на выход этилового спирта и его качественные показатели, в работе Смирновой И.В (Москва, 2005) - влияние ультразвука, в работе Лихтенберга Л.А. (2007) - применение линии гидродинамической обработки ржи, в работе Сотников В.А. (Казань, 2002) -применение виброкавитационного способа обработки ржаных замесов.
Цель и задачи исследования. Цель работы - исследовать эффективность применения УДА-обработки ржи в технологии этилового спирта.
В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи:
исследовать влияние УДА-обработки на структуру и гранулометрический состав ржаных помолов;
- определить влияние УДА-обработки на активность ферментов ржи;
-изучить влияние УДА-обработки ржи на параметры получения
гидролизатов;
- исследовать процесс сбраживания сусла из ржи, обработанной на УДА-
установке;
разработать техническую документацию на производство этилового спирта из ржи, обработанной на УДА-установке;
рассчитать экономический эффект применения УДА-обработки в технологии этилового спирта.
Научная новизна работы:
-обоснована и экспериментально доказана эффективность применения УДА - обработки ржи в технологии этилового спирта;
- установлено, что при обработке ржи на УДА-установке
нецелесообразноувеличивать количество проходов (стадий измельчения);
-показано, что обработка ржи на УДА-установке приводит к увеличению активности а- и (3-амилаз и протеаз, и к разрушению крахмала до сбраживаемых углеводов;
- обосновано применение озимой низкопентозановой ржи сорта Янтарная
в технологии этилового спирта.
Теоретическая и практическая значимость работы:
установлено, что обработка ржи на установке УДА-типа за счет активации собственных ферментов ржи и глубокой деструкции крахмала позволяет в технологии этилового спирта не использовать ферментные препараты;
установлено, что обработка ржи на установке УДА-типа позволяет снижатьтемпературу и сокращатьвремя водно-тепловой обработки замесов;
внесение дополнительного азотистого питания в сбраживаемое сусло, приготовленное из УДА-обработанного зерна, увеличивает выход спирта на 0,5-0,8 %;
разработана технология этилового спирта из зерна ржи, обработанной на установке УДА-типа;
техническое решение, на основании которого в технологии этилового спирта разработан новый способ обработки ржи, защищен положительным решением на изобретение № 2017143750 от 16.08.2018.
Технология этилового спирта из ржи с применением УДА-обработки апробирована в опытно - промышленных условиях на спиртовом заводе ООО «Казачье» (г.Элиста). Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной технологии этилового спирта из зерна фуражной ржи, обработанного на установке УДА-типа на спиртовом заводе мощностью 1 000 дал/сутки составит 18,6 млн. руб. в год.
Положения, выносимые на защиту:
- результаты исследований влияния УДА-обработки на структуру,
химический состав, активность ферментов зерна ржи;
- результаты эффективности применения технологии этилового спирта из
зерна ржи, обработанного на УДА-установке.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов, полученных в ходе работы над диссертацией подтверждается
теоретическими и практическими исследованиями, применением современных методик, соответствующих поставленным задачам.
Основные положения диссертационной работы представлены на XLV и XLVI Научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург, 2016 г., 2017 г.), Международной конференции "Генетические ресурсы растений и здоровое питание: потенциал зерновых культур"(г. Санкт-Петербург, 2018 г.).
Публикации. Основные научные результаты опубликованы в 8 печатных трудах, в том числе 4- в изданиях, рекомендованных ВАК, одно положительное решение на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 95 стр. печатного текста, содержит 15 таблиц, 18 рисунков и 2 приложения. Список литературы содержит 93 источника, из них 12 в зарубежных изданиях.
Способы интенсификации технологии этилового спирта
В классических технологиях производства спирта для получении осахаренного сусла крахмалсодержащее сырье разваривают под давлением при температуре 130-140 0С [11, 40, 81].
Один из широко распространенных способов интенсификации спиртового производства - использование высококонцентрированных сред. При таких технологических решениях не требуются больших капитальных затрат и изменения структуры производства предприятия [55,90]. Известно, что при нагревании 1 кг зерна требуется лишь одна треть энергии, необходимой, чтобы нагреть 1 кг воды. Значит при снижении гидромодуля замеса снижается количество нагреваемой воды, а, значит, уменьшаются траты на тепло- и энергоресурсы, расценки на которые непрерывно растут [23].
При переработке сред повышенной концентрации возникает трудность -повышенная вязкость замесов, которая мешает ходу гидролиза крахмала и других биополимеров сырья, и проведению дальнейших технологических операций: осахариванию, перекачиванию, брожению [23, 19, 82].
Для устранения проблем, указанных выше, можно рационально использовать ферментные препараты с необходимым составом ферментов для определенного вида сырья и при использовании осмофильных штаммов дрожжей с высокой бродильной активностью [55].
Для улучшения проведения водно-тепловой обработки замесов, кроме ферментных препаратов, содержащих -амилазу для разжижения и декстринизации крахмала, рекомендовано применять ферментные препараты целлюлолитического и протеолитического действия, которые обеспечивающих разрушению некрахмалистых полисахаридов и белков сырья, способствуя улучшению реологических свойств перерабатываемых сред и увеличению бродильной активности дрожжевых клеток [19, 23, 71, 80].
Одним из способов интенсификации спиртового производства является использование активных сухих спиртовых дрожжей.
Применение УДА-обработки так же может быть способом интенсификации технологии этилового спирта. При УДА-обработке происходит более глубокое разрушение эндосперма зерна, изменение структуры крахмала и других биополимеров зерна, что, как и при экструзионной обработке, позволит увеличить коэффициент использования всех компонентов сырья.
Использование фильтрата послеспиртовой барды позволяет интенсифицировать технологию этилового спирта. Утилизация отхода спиртового производства – барды является актуальной проблемой в спиртовой промышленности [11, 65]. В основном ее используют в качестве корма для скота [49].
В сыром виде барда имеет недостаточную кормовую ценность, в связи с чем может не охотно употребляться животными, поэтому ее транспортировка к фермерским хозяйствам не целесообразна [51].
Чаще всего барду высушивают, что является очень энергоемким процессом. Самым главным показателем спиртовой барды является ее питательная ценность, выражаемая в кормовых единицах.
Питательная ценность кормов зависит от их химического состава и степени перевариваемости их в пищеварительном тракте животных. Корма оценивают по содержанию в их составе таких компонентов, как сырой протеин, сухое вещество, углеводы – сырая клетчатка, сырой жир, и безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) – питательные вещества, а также минеральные вещества (сырая зола) – макроэлементы (сера, калий, кальций, фосфор, магний, натрий, хлор) и микроэлементы (йод, марганец, кобальт, железо, медь, цинк, селен, бор) [74].
Одна треть сухих веществ, содержавшихся в зерновом сырье остается в послеспиртовой барде. Сухие вещества в жидкой барде составляют 4-8%. Благодаря азотистым веществам дрожжей, в барде увеличивается количество белков, при этом общее содержание белков в два раза выше в сухом веществе барды, по сравнению с исходным [3].
В качестве способа интенсификации спиртового брожения можно использовать фильтрат послеспиртовой барды. Для этого на стадии приготовления замеса частично заменяют воду на фильтрат барды. При этом увеличивается начальная концентрация сухих веществ, что в свою очередь приводит к получению зрелой бражки с концентрацией этанола более 10% об. Использование фильтрата барды снижает затраты на воду и уменьшает количество барды. Использование фильтрата барды при приготовлении замеса является дополнительным аминным и фосфорным питанием, благоприятно влияя на физиологическую активность дрожжей [25, 61].
Внесение фильтрата барды в замес меняет его рН, подкисляя среду, что повышает ферментативную активность выполняя роль активатора.
Азотистое питание. Для нормальной жизнедеятельности в анаэробных условиях дрожжам, как и другим микроорганизмам необходим азот, который они способны усваивать в различных формах. Так, например, при размножении средняя потребность в азоте составляет 20-35 мг/100см3 среды [61].
Источником азотистого питания дрожжевых клеток являются органические и неорганические растворимые соединения азота. С одной стороны дрожжи как автотрофы могут синтезировать все аминокислоты, входящие в состав белка, используя неорганические формы азота, с другой стороны, дрожжи используют имеющиеся в сусле аминокислоты. Из необходимого дрожжам азота 70% они ассимилируют в виде аминокислот, остальные в виде аммония, амидного азота и пептидов.
Аминокислоты являются одновременно источником азота и углерода, причем последний усваивается из кетокислот, образующихся в результате отщепления аминогрупп. Возможна и непосредственная ассимиляция аминокислот из питательной среды, содержащей их полный набор и какой-либо сбраживаемый сахар. Вследствие этого снижается расход сахара среды на питание дрожжей и несколько увеличивается выход спирта при брожении.
Ассимиляция аминокислот обеспечивает синтез белка, в том числе и ферментов, активирует некоторые уже имеющиеся в клетке ферменты, ускоряет процесс почкования дрожжевых клеток.
Для потребления органического азота (аминокислот, амидов) многим дрожжам необходимы витамины (биотип, пантотеновая кислота, тиамин, пиридоксин и др.). Такие азотистые соединения, как белки, бетаин, холин, пурины и амины в виде этиламина, пропил- и бутиламина, дрожжи не усваивают. Пептиды занимают среднее положение между аминокислотами и белками. Потребление пептидов снижается с повышением их сложности. Присутствие некоторого количества пептидов в среде наряду с другими формами азота способствует потреблению аминокислот.
На образование 10 млрд. дрожжевых клеток расход азота в условиях анаэробиоза составляет 66—77 мг, в условиях аэробиоза 37—53 мг. По содержанию азота в дрожжах судят об условиях их культивирования и физиологическом состоянии. Содержание азота в дрожжах кроме аэрации зависит от состава среды, количества дополнительно вводимых питательных веществ и от расы дрожжей. Общего азота в дрожжах спиртовых заводов содержится 7—10% (иногда до 12%) на сухое вещество.
Источники азота, необходимые для синтеза азотсодержащих компонентов клетки (аминокислот, белков, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и некоторых витаминов), должны содержаться в среде в виде органических или неорганических соединений. В качестве неорганических источников азота дрожжи хорошо используют: сернокислый и фосфорнокислый аммоний, аммиачные соли уксусной, молочной, яблочной и янтарной кислот [83].
В этом случае ближайшим предшественником органического азота является аммиак, который дрожжи рода Saccharomyces усваивают в первую очередь и только потом — органические азотистые вещества — аминокислоты. Дрожжи могут использовать в качестве источника азота мочевину и пептон, соли сульфата и фосфата аммония, мочевины, аммиачных солей уксусной, молочной, яблочной и янтарной кислот. В присутствии сбраживаемых сахаров аммиачные соли являются для дрожжей источником лишь азота, однако при потреблении его освобождаются кислоты, изменяющие рН среды. Аммиачный азот усваивается дрожжами лучше, чем азот многих аминокислот. Дрожжи Sacch. cereviesiae усваивают лишь две формы азота: аммиачный и органических веществ. Один миллиард клеток усваивает около 4 - 7 мг азота.
Одним из способов решения проблемы обогащения осахаренного сусла свободными аминокислотами является гидролиз собственных белков зерновых культур протеолитическими ферментными препаратами.
Исследование влияния УДА - обработки ржи на параметры получения гидролизатов
Технология получения зерновых гидролизатов заключается в смешивании измельченного сырья с водой, с последующей водно-тепловой и ферментативной обработкой замеса для получения максимального количества сухих веществ в суспензии. Измельчение зерна позволяет увеличивать удельную поверхность контакта сырья с водной [63], что интенсифицирует диффузию компонентов сырья в замес.
Для глубокой деструкции зерна применяют следующие типы устройств: мельницы шаровые, вибрационные, шаровые электромагнитные, ролико-маятниковые, струйные, ультразвуковые, бисерные, аппараты с вихревым слоем ферромагнитных частиц [60]. Среди них особый интерес представляют дезинтеграторы. Устройства данного типа обеспечивают быстротечность процессов измельчения, когда за интервал времени порядка 10 с-2 обрабатываемый в этих условиях материал получает 2 – 7 высокоинтенсивных удара и подвергается механической активации [21]. Исследование влияния УДА-обработки проводили на замесах, приготовленных из фуражной и ржи сорта Янтарная, обработанных на УДА-установке с применением трех и пяти рядных роторов, гидромодуль замесов составлял 1:3, замесы готовили без применения ферментных препаратов. Водно-тепловую обработку замесов проводили при температуре 45С в течение 240 минут. Реологические свойства замесов, определяемых коэффициентом динамической вязкости, представлены на рисунке 4.1. Для оценки эффективности УДА-обработки ржи на стадии получения гидролизатов были приготовлены 5 образцов зерновых замесов: контрольный образец – замес, приготовленный из помола фуражной ржи, полученного двух стадийным методом измельчения на вальцовом станке. Средний диаметр размер частиц составил 67,7 мкм.
Образцы замесов, приготовленные из помолов фуражной ржи, полученных в результате обработки с использованием трех и пяти рядного роторов, соответственно. Средний диаметр размер частиц составил 54,5 и 36,6 мкм, соответственно.
Вязкость измерялась на вискозиметре VISCO BasicPlus шпинделем R2 при количестве оборотов n = 50 сек-1. Полученные результаты приведены на рисунке 4.1 и 4.2.
Из графиков следует, что максимальная вязкость замеса в контрольном образце была зафиксирована при температуре 70 C, что соответствует точке клейстеризации крахмала. Максимальная вязкость в образцах замесов, приготовленных из помолов фуражной ржи, полученных в результате УДА обработки с использованием трех и пяти рядного роторов, отсутствует, что говорит о глубоком разрушении крахмала в этих образцах и о том, что УДА-обработка так разрушает крахмальные гранулы, что точка клейстеризации отсутствует.
Так как после повышения температуры выше 50 C вязкость замесов в образцах замесов, приготовленных из помолов фуражной ржи, полученных в результате УДА-обработки с использованием трех и пяти рядного роторов практически не изменяется, в дальнейшем водно-тепловую обработку зерновых замесов, полученных из зерен ржи, обработанной на УДА - установке можно проводить при температуре не выше 45 C.
На следующем этапе проведения эксперимента проводили сравнение вязкости в зерновых замесах, из фуражной и ржи сорта Янтарная, обработанной на установке УДА-типа. Измерение вязкости замесов проводили при температуре 45 C на вискозиметре VISCO BasicPlus, шпиндель R2 при количестве оборотов n = 50 сек -1.
Результаты приведены на рисунках 4.3 и 4.4. Из графиков следует, что начальная вязкость в замесе, приготовленном из ржи сорта Янтарная в три раза выше, чем в замесе из фуражной ржи, что объясняется более тонким измельчением ржи сорта Янтарная, а, следовательно, и увеличением величины удельной поверхности частиц в помоле, а также более высоким содержанием крахмала, который и обеспечивает высокую вязкость замеса.
По истечении трех часов водно-тепловой обработки замесов вязкость во всех образцах выравнивается и становится равной около 100 мПа с. Нестабильная вязкость в образце фуражной ржи, обработанной на УДА-установке с трех рядным ротором, может быть обусловлена не таким глубоким разрушением крахмала, как в других образцах. Потом при определенных температурах коллоидная система крахмала ведет себя не стабильно.
Время обработки зерновых замесов определяли по максимальному количеству накопившихся сухих веществ в гидролизате.
Водно-тепловую обработку замеса контрольного образца проводили по режиму, приведенному в главе 2.3.2, с применением ферментных препаратов целлюлолитического и амилолитического действия.
Водно-тепловую обработку замесов, приготовленных из помолов фуражной ржи, полученных в результате УДА-обработки с использованием трех и пяти рядного роторов проводили по режиму: без внесения ферментных препаратов при температуры температуре замеса 47 C в течении 240 минут. Данный режим был установлен по температуре наиболее благоприятной для действия собственных ферментов зерна ржи – - и - амилаз.
Разработка технической документации на производство этилового спирта из ржи, обработанной на УДА – установке
Принципиальная схема производства этилового спирта из помолов ржи, полученных методом УДА-обработки, разработанной на основании проведенных исследований, представлена на рисунке 5.1 в виде блок-схемы.
Проект технологической инструкции по производству этилового спирта из ржи с применением метода ударно -дезинтеграторно - активаторной обработки
Настоящая техническая инструкция распространяется на технологические операции по производству спирта из ржи, обработанной методом УДА-обработки периодическим способом. Проведение технологической операции приготовления и сбраживания ржаного сусла должно соответствовать требованиям технических условий, утвержденных в установленном порядке.
Характеристика сырья и материалов
Производство спирта осуществляется из ржи.
Дрожжевая добавка используется в качестве вспомогательных материалов.
Требования к сырью и материалам для проведения технологических операций приведены в технических условиях и спецификациях, утвержденных в установленном порядке.
Технологическая схема и описание технологического процесса
Технологическая схема производства спирта из помолов ржи, полученных методом ударно – дезинтеграторно - активаторной обработки включает следующие стадии:
- поэтапная очистка зерна;
- измельчение зерна на дезинтеграторе (УДА-обработка);
- подготовка воды;
- приготовление замеса;
- гидродинамическая обработка ржаного замеса;
- охлаждение сусла;
- подготовка дрожжей;
- внесение дрожжей и дрожжевой добавки;
- проведение брожения;
- перегонка зрелой бражки с целью получения бражного дистиллята;
- получение ректификованного спирта из бражного дистиллята на ректификационной установке. Поэтапная очистка зерна
Перед измельчением зерна его необходимо очистить от сорной и зерновой примеси. Для этого используются сита с диаметром отверстий:
- сортировочные – диаметр отверстий 10-8 мм;
- подсевные – 220мм. Отделённые на зерноочистительном сепараторе примеси, необходимо контролировать и после регистрации удалять в емкость для отходов.
Содержание примесей в очищенном зерне не более 0,5–1,0%.
Зерно отправить на электромагнитный сепаратор для исключения магнитных примесей. Металлические примесей в зерне должна отсутствовать.
Количество помола из ржи и количество воды для получения замеса, рассчитывается исходя из гидромодуля 1:3. Зерно взвешивать на весах, результаты фиксировать. По результатам аналитического контроля зерна и результатам взвешивания рассчитывают количество крахмала и фильтрата барды.
Измельчение зерна
Для измельчения зерна используются дезинтеграторы.
Влажность зерна для его качественного дробления не должно быть более 14-15%. Качество измельчения ржи должно характеризоваться 95%-ным проходом частиц через сито с диаметром отверстий 1 мм.
Подготовка воды
Для приготовления высококонцентрированных замесов из ржи используется вода, соответствующая требованиям СанПиН 2.1.4.1074. Приготовление замеса и водно-тепловая обработка
В воду, подогретую до температуры 60С, вносится количество помола ржи, соответствующее гидромодулю 1:3, с поправкой на 30 % фильтрата сусла вместо воды и обеспечивающее концентрацию растворенных сухих веществ в сусле не менее 22,0%. Замес тщательно перемешивается и выдерживается при температуре 60С в течение 180 минут с постоянным перемешиванием. Образование комков в замесе не допускается.
Охлаждение сусла
После проведения водно-тепловой обработки замеса полученное сусло охлаждают до 30оС, чтобы подготовить к процессу брожения. Для охлаждения среды рекомендуется использовать пластинчатый теплообменник.
Реактивация дрожжей
В качестве засевных дрожжей рекомендуется использовать сухие спиртовые дрожжи, вносимые согласно инструкции производителя.
Перед внесением спиртовые дрожжи реактивируют в воде в соотношении 1:10, при температуре 35оС в течении 15 минут, при постоянном перемешивании.
Внесение дрожжей
В охлажденное сусло добавляют дрожжи в количестве 10% от объема сусла. Содержимое бродильного аппарата тщательно перемешивается.
Проведение процесса брожения
Периодический процесс брожения производят при непрерывном перемешивании. Температуру внутри аппарата поддерживают в рамках 29-31оС.
Диоксид углерода выводится через верх бродильного аппарата через верхушечную арматуру, оборудованную спиртоловушками и предохранительными клапанами, в атмосферу или по коммуникациям в другие помещения для дальнейшей переработки, если это предусмотрено технологической схемой. Давление в аппарате поддерживается на уровне атмосферного – не выше 0,02 МПа.
Общая длительность процесса брожения составляет 62 часа.
Полученную зрелую направляют на брагоректификационную установку для получения ректификованного спирта требуемого класса.
Требования к технологическому оборудованию
Все технологические процессы проводят на оборудовании, выполненном из нержавеющей стали и разрешенном к использованию органами Роспотребнадзора РФ.
Аппараты, работающие под давлением или при высоких температурах, должны соответствовать требованиям охраны труда.
Технохимический и микробиологический контроль производства
Контроль производства должен осуществляться в соответствии с утвержденным планом технохимического и микробиологического контроля в аккредитованной лаборатории предприятия.
Важнейшие технологические показатели, контролируемые при производстве спирта из ржаного сусла периодическим способом, указаны в табл. 5.1.
Расчет экономического эффекта применения УДА – обработки в технологии этилового спирта
Экономический расчет эффективности применения разработанной технологии производства спирта из ржи с помощью метода ударно-дезинтеграторно-активаторной обработки проводили для спиртового завода производительностью 1 000 дал спирта в сутки.
В таблице 6.1 указано количество полупродуктов при производстве спирта в расчете на производительность завода 1000 дал спирта в сутки.
Экономический эффект от внедрения разработанного способа составит 18 613 тыс. рублей в год для завода производственной мощностью 1000 дал спирта в сутки.
Установлена эффективность применения УДА-обработки ржи в технологии этилового спирта. Глубокая деструкция зернового сырья и активация веществ, входящих в их состав, позволяет получать этиловый спирт без применения ферментных препаратов.
Показана перспективность применения нового сорта низкопентозановой озимой ржи Янтарная в технологии этилового спирта.
Установлено, что при обработке ржи на УДА - установке нецелесообразно увеличивать количество проходов (стадий измельчения).
Показано, что внесение фильтрата барды на стадии водно-тепловой обработки зерновых замесов из ржи, обработанной на УДА-установке с применением трех и пяти рядных роторов увеличивает количество сухих веществ в замесах на 39,0% и 42,6%, соответственно, по сравнению с количеством сухих веществ в замесах ржи, обработанной на вальцовом станке.
УДА-обработка ржи позволяет сокращать температуру водно тепловой обработки замесов с 70С до 45С и сократить время обработки на 1,5 часа.
Разработаны технология и техническая документация по производству этилового спирта из ржи, обработанной на установке УДА – типа. Технология этилового спирта из ржи с применением УДА - обработки апробирована в опытно-промышленных условиях на спиртовом заводе ООО «Казачье» (г. Элиста) и рекомендована для внедрения на спиртовых предприятиях. Ожидаемый экономический эффект от внедрения разработанной технологии этилового спирта из зерна ржи, обработанного на установке УДА-типа на спиртовом заводе мощностью 1 000 дал/сутки составит 18,6 млн. руб. в год. Применение УДА-установки с пятирядным ротором позволяет увеличить выход спирта на 0,5 – 0,8 дал/ 1т усл. крахмала.