Приготовление полуфабрикатов для производства водки

Приготовление полуфабрикатов для производства водки. Основными технологическими операциями получения спирта являются: подготовка сырья, разваривание, осахаривание и охлаждение массы, брожение, перегонка и ректификация спирта (рис. 2.). Рис. 2. Аппаратурно-технологическая схема получения спирта Зерно поступает в приемный бункер 1, общим объемом 5 м3, затем норией 3 подается на сепаратор 4, в котором происходит очистка зерна от посторонних примесей.

Примеси поступают в бункер 5, объемом 1,5 м3. По мере накопления выводятся винтовым конвейером 6 за пределы цеха и утилизируются. Очищенное зерно винтовым конвейером 7 подается в бункеры 8 для хранения.

Бункеры рассчитаны на 3-суточный запас зерна. Для вывода зерна из бункера установлена задвижка в нижней части. Винтовым конвейером 9 зерно подается в норию 10, которая перемещает его в бункер 11, находящийся над дробилками. Из бункера зерно поступает в одну из молотковых дробилок 12 через дозирующее устройство. В дробилке установлено просевное сито с диаметром отверстий 2-2,5мм, что обеспечивает проход измельченного зерна через сито с диаметром отверстий 1 мм в количестве 88-90%. Далее измельченное зерно поступает в смеситель 13, куда одновременно подается вода температурой 35-40°С в количестве 2,5-3,0 л на 1 кг измельченного зерна при постоянно работающей мешалке для предотвращения оседания крупки на днище смесителя и получения однородного замеса.

Плунжерным насосом 14 замес подается в контактную головку 15, куда подается острый пар. Замес мгновенно нагревается до температуры 120 °С и поступает в варочно-бродильный аппарат 16 (рис. 3.) . Рис. 3. Варочно-бродильный аппарат Варочно-бродильный аппарат состоит из корпуса, изготовленного из стали марки 18X12HI0T. Бродильный аппарат представляет собой цилиндр с коническим днищем, изготовленный из стали толщиной 6 8 мм. Сусло в нем сбраживается под действием ферментов дрожжей.

Внутри аппарата смонтирован змеевик 1 из стальных труб диаметром 51-76 мм для отвода теплоты, выделяющейся при брожении массы. Масса подается через штуцер 4, дрожжи — через штуцер 3. Углекислота, выделяющаяся при брожении, отводится через патрубок 5. Для осмотра и ремонта аппарат снабжен люками 2 и 10. 3а процессом брожения наблюдают через смотровое окошко 8 с помощью светильника 7. Термометры устанавливают в гильзы 9. К штуцеру 6 подключают гидрозатвор, который предотвращает образование вакуума при пропаривании аппарата паром.

При непрерывно-проточном способе брожения на переточных трубах устанавливают дисковый затвор, с помощью которого аппарат отключается от батареи для мойки и дезинфекции. Конструкция затвора предотвращает застой бражки, что обеспечивает стерильность процесса брожения. Механизированная мойка аппарата водой и растворами антисептиков осуществляется с помощью моечного аппарата.

Аппарат снабжен лопастной мешалкой, она служит для равномерного перемешивания замеса на стадии разваривания, и перемешивания уже сваренного замеса с осахаривающими материалами для охлаждения до температуры складки. Охлаждающая вода подается в рубашку снизу вверх. Греющий пар поступает в верхний патрубок рубашки, а конденсат из нижнего патрубка попадает в канализацию. Разваривание ведется в «мягком» режиме путем выдержки замеса при температуре 95 °С в течение 2 часов.

Данная температура поддерживается с помощью подачи пара в рубашку. Для равномерного подогрева замеса необходимо, чтобы мешалка работала постоянно. После разваривания массы приступают к ее охлаждению до температуры осахаривания, подавая воду в рубашку аппарата снизу. При достижении температуры 58-60°С в сваренную массу подают осахаривающий материал. Осахаривающим материалом могут служить ферментные препараты из культур микроорганизмов.

После тщательного перемешивания мешалку останавливают на 15-20 минут для осуществления процесса осахаривания. Полнота осахаривания проверяется воздействием на фильтрат сусла 0,5 процентным раствором йода. Если окраска йода при этом не изменится, то масса осахарена хорошо, сине-фиолетовая окраска свидетельствует о том, что в сусле имеется неосахаренный крахмал. После получения положительного результата продолжают охлаждение сусла до температуры складки 18-20 °С. При достижении температуры складки в сусло насосом задают дрожжи из дрожжанки 17 и оставляют на брожение при герметически закрытом чане. В данной схеме принято периодическое 3-суточное брожение.

Температура в период главного брожения не должна подниматься выше 29-30 °С, во время дображивания – 27-28 °С. Брожение считается законченным, когда содержание несброженных сахаров в бражке достигнет 0,2-0,3 г/100 мл, а видимое и истинное содержание сухих веществ не изменяется в течение последних 2-3 часов.

Для конденсации спиртовых паров, уносимых выделяющимся диоксидом углерода, предусмотрена спиртоловушка (в схеме не указана), промывная вода из которой попадает в сборник и затем отводится на перегонку в цех ректификации. Зрелая бражка насосом 18 подается в подогреватель, нагревается в нем до 70-75 °С и направляется в сепаратор 22, где от нее отделяются пары диоксида углерода. Отсепарированная бражка поступает на тарелку питания бражной колонны 23, а паровой поток - в конденсатор СО2 24. Пар двигается снизу вверх по колонне, встречается со стекающей по тарелкам бражкой и обогащается спиртом.

Бражка, обедненная спиртом, в виде барды отводится из колонны через бардорегулятор 25, а водно-спиртовые пары крепостью 40-50% об. через пеноловушку поступают в подогреватель, где происходит их конденсация. Несконденсировавшаяся часть водно-спиртовых паров отводится в водяную секцию подогревателя бражки и конденсатор бражной колонны 26. Сконденсировавшиеся водно-спиртовые пары и примеси спирта образуют бражной дистиллят, который направляется в эпюрационную колонну 28 для очистки.

В эпюрационной колонне кроме очистки бражного дистиллята от головных примесей происходит их концентрирование. Паровой поток с выделенными в процессе эпюрации примесями поступает в дефлегматор 29 и конденсатор 30, конденсируется и в виде флегмы возвращается на верхнюю тарелку колонны. Головная фракция отбирается из конденсатора, затем через холодильник и контрольный снаряд направляется в спиртонриемник.

Бражной дистиллят после эпюрации крепостью 30-35% об. поступает на 16-ю тарелку ректификационной колонны 31. В колонне спирт отгоняется, укрепляется, компоненты сивушного масла конденсируются; происходит также пастеризация спирта, т. е. дополнительная очистка его от головных примесей за счет наличия тарелок над зоной отбора спирта. Пары спирта поступают в дефлегматор 32, несконденсировавшаяся часть спиртовых паров из дефлегматора поступает в конденсатор 33, в котором происходит их полная конденсация.

Из конденсатора 33 ректификационной колонны непастеризованный спирт в количестве до 3% через ротаметр направляется на 3-4-ю (считая сверху) тарелку эпюрационной колонны или отводится на фонарь головной фракции. Ректификованный этиловый спирт с одной из тарелок гребенки отбора спирта направляется на холодильник или на тарелку питания окончательной очистки.

Брагоректификационные установки, применяемые в спиртовой промышленности, укомплектованы бражной, эпюрацинной и ректификационной колоннами. Ректификационные колонны (рис. 4.), входящие в состав установок, бывают колонными, отгонными, концентрационными. Полная колонна 1 (рис. 4 а) состоит из отгонной (исчерпывающей) и концентрационной частей, в состав которых входит дефлегматор 2 и холодильник дистиллята 3. Греющий пар подводится в нижнюю часть колонны, а вода проходит через дефлегматор и холодильник. Питание в полную колонну вводится в среднюю часть (на верхнюю тарелку отгонной части колонны). Дистиллят отводится из холодильника дистиллята. а) б) в) Рис. 4. Принципиальные схемы ректификационных колонн а) – полная б) – неполная отгонная в) – неполная концентрационная Отгонная колонна 1 (неполная) (рис. 4 б) имеет только отгонную часть, в ней отсутствует дефлегматор 2, а питание подается на ее верхнюю тарелку.

В этой колонне поступающее питание истощается низкокипящим компонентом.

Концентрационная колонна 1 (неполная) (рис. 4 в) снабжена дефлегматором 2, а питание поступает под нижнюю тарелку в парообразном виде. В полной ректификационной колонне 1 создается возможность для получения практически в чистом виде обоих компонентов разделяемой бинарной (двухкомпонентной) смеси. В неполной отгонной колонне из нижней части отводится практически чистый труднолетучий компонент, а из верхней — пар, несколько обогащенный легколетучим компонентом. Из верхней части неполной концентрационной колонны отводится практически чистый легколетучий компонент, а из нижней — остаток S, несколько обогащенный труднолетучим компонентом.

Контактное устройство — основной элемент ректификационной колонны, на котором осуществляется процесс массообмена между паром и жидкостью. Интенсивный массообмен на контактном устройстве достигается путем создания развитой поверхности контакта фаз и активной гидродинамической обстановки. В спиртовой промышленности, как правило, применяют тарельчатые контактные устройства, на которых осуществляется последовательно ступенчатый контакт фаз. На тарелке удерживается слой жидкости, через который проходит пар, в результате чего осуществляется массообмен. 3.4