Способ получения этилового спирта

 

Использование: в пищевой промышленности при получении этилового спирта. Сущность изобретения: способ получения этилового спирта предусматривает приготовление замеса, разваривание крахмалосодержащего сырья, его осахаривание, сбраживание, сепарацию дрожжей. Особенностью способа является то, что из осахаренного сырья выделяют твердую фазу, 20 - 90% отсепарированных дрожжей рециркулируют на брожение, а осветленную барду возвращают на приготовление замеса. 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к получению этилового спирта сбраживанием пищевого сырья.

Известен способ получения этилового спирта из пищевого сырья, согласно которому барду используют для получения кормовых дрожжей /Климовский Д.Н. и др. Технология спирта. Изд. Пищевая промышленность. М. 1967, с. 394/. Способ характеризуется сложностью технологической схемы. Кроме того, при выделении спирта-сырца разрушаются дрожжи, что не позволяет использовать их повторно при брожении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ получения этилового спирта, согласно которому крахмалосодержащее сырье смешивают с водой, приготовленный замес разваривают, осахаривают и сбраживают. Из бражки отгоняют спирт-сырец, из которого в последующем выделяют спирт-ректификат, головную фракцию, сивушные спирты и лютерную воду. Часть осахаренного сырья используют для получения дрожжей; при получении спирта из мелассы дрожжи могут быть отсепарированы /Регламент производства спирта из крахмалистого сырья. Ч. 1. М. 1979, с. 158 178; ч. 2, с. 39 47/.

Для описанного способа характерен большой расход воды на приготовление замеса и осахаренного сырья на приготовление дрожжей. Кроме того, технически сложно утилизировать как барду, так и ее тепловой потенциал, так как барда нетехнологична, как и любая суспензия.

Технической задачей настоящего изобретения является снижение расхода воды, дрожжей, энергоносителей и сточных вод при производстве этилового спирта.

Техническая задача решается тем, что в способе, включающем приготовление замеса, разваривание и осахаривание крахмалосодержащего сырья, его сбраживание, сепарацию дрожжей, новым является выделение твердой фазы из осахаренного сырья, рецикл 20 90% отсепарированных дрожжей на брожение и возврат осветленной барды на приготовление замеса.

Отделение твердой фазы из осахаренного сырья позволяет рециркулировать отсепарированные дрожжи на брожение и использовать осветленную барду для приготовления замеса. При снижении расхода осахаренного сырья на получение дрожжей повысится выход спирта, а при рецикле осветленной горячей барды снизится расход воды на приготовление замеса, уменьшится расход пара на разваривание сырья и снизится количество сточных вод.

При снижении доли отсепарированных дрожжей, рециркулируемых на брожение ниже 20% возрастает расход осахаренного сырья на их приготовление и снижается выход спирта. Повышение доли рециркулируемых дрожжей на брожение выше 90% нецелесообразно, так как в этом случае дрожжи будут накапливаться в системе, поскольку около 10% их необходимого количества образуется при брожении. Кроме того, увеличение рециркуляции дрожжей более 90% может приводить к снижению их качества, накоплению примесей в бражке и, следовательно, к снижению качества спирта-ректификата.

На чертеже приведена технологическая схема получения этилового спирта согласно заявляемому способу.

На узел 1 приготовления замеса и разваривания подают зерно, воду и пар по трубопроводам 2, 3, 4 соответственно. Разваренное зерно по линии 5 направляют на узел 6 осахаривания, куда также по трубопроводу 7 вводят солодовое молоко, приготовленное в солодовне 8. По линиям 9 и 10 в солодовню подают зерно и воду соответственно. Осахаренное сырье по трубопроводу 11 направляют на узел фильтрации 12. Суспензию по линии 13 отводят на дальнейшую переработку, а фильтрат разделяют на два потока, один из которых по трубопроводу 14 подают в бродильное отделение 15, а другой по линии 16 на узел 17 приготовления дрожжей, которые по трубопроводу 18 направляют в бродильное отделение 15. Бражку по линии 19 подают на узел 20 сепарации дрожжей. Отсепарированные дрожжи частично рециркулируют в бродильное отделение 15, а частично выводят из системы по трубопроводам 21 и 22 соответственно. Осветленную бражку по линии 23 направляют в брагоректификационную установку 24, куда также по трубопроводу 25 вводят пар. С брагоректификационной установки отводят головную фракцию, спирт-ректификат, сивушные спирты и лютерную воду по линиям 26, 27, 28, 29 соответственно. Барду по трубопроводу 30 рециркулируют на приготовление замеса. Часть барды по линии 31 выводят из системы.

Пример 1. Этиловый спирт получают согласно прототипу.

Ниже приведены основные технологические потоки; в скобках указаны номера технологических потоков, приведенных в описании схемы и на чертеже.

Зерно на замес (2) 2751 кг Вода на замес (3) 7482,7 кг Пар (4) 1098,8 кг Замес перед осахариванием (5) 10443,5 кг Зерно на солод (9) 236,2 кг Солодовое молоко (7) 1820,5 кг Осахаренное сырье (11) 12264 кг в том числе дробина 773,6 кг Осахаренное сырье на приготовление дрожжей (16) 1361,3 кг.

Осахаренное сырье и дрожжи на брожение (14+18) 11671,7 кг Бражка (23) 11222,7 кг
в том числе спирт этиловый 790,8 кг
Барда (30+31) 11457,7 кг
в том числе спирт 4 кг
паровой конденсат 2027 кг
Спирт-ректификат высшей очистки в пересчете на безводный (26) 761,1 кг
Пример 2. Этиловый спирт получают согласно предлагаемому способу при рециркуляции в бродильное отделение 20% отсепарированных дрожжей.

Зерно на замес (2) 2751 кг
Вода на замес (3) -
Пар (4) 699 кг
Замес перед осахариванием (5) 10092,7 кг
Зерно на солод (9) 236,2 кг
Солодовое молоко (7) 1820,5 кг
Осахаренное сырье перед фильтрацией 11363,2 кг
Суспензия дробины (13) 1547 кг
в том числе дробина 773,6 кг
Осахаренное сырье на приготовление дрожжей (16) 790 кг
Осахаренное сырье в бродильное отделение (14) 9026 кг
Отсепарированные дрожжи (21+22) 800 кг
Рецикл отсепарированных дрожей в бродильное отделение (21) 160 кг
Отсепарированные дрожжи из схемы (22) 640 кг
Бражка (23) 9297 кг
в том числе спирт этиловый 790,5 кг
Рецикл барды на замес (30) 7482,7 кг
Вывод барды из схемы (31) 3975 кг
Спирт-ректификат высшей очистки в пересчете на безводный (26) 760,0 кг
Пример 3. Этиловый спирт получают согласно предлагаемому способу при рециркуляции в бродильное отделение 55% отсепарированных дрожжей.

Зерно на замес (2) 2751 кг
Вода на замес (3) -
Пар (4) 699 кг
Замес перед осахариванием (5) 10092,7 кг
Зерно на солод (9) 236,2 кг
Солодовое молоко (7) 1820,5 кг
Осахаренное сырье перед фильтрацией 11363,2 кг
Суспензия дробины (13) 1547 кг
в том числе дробина 773,6 кг
Осахаренное сырье на приготовление дрожжей (16) 395 кг
Осахаренное сырье в бродильное отделение 9421,2 кг
Отсепарированные дрожжи (21+22) 860 кг
Рецикл отсепарированных дрожжей в бродильное отделение (21) 473 кг
Отсепарированные дрожжи из схемы (22) 387 кг
Бражка (23) 9704 кг
в том числе спирт этиловый 820,8 кг
Рецикл барды на замес (30) 7482,7 кг
Вывод барды из схемы (31) 3975 кг
Спирт-ректификат высшей очистки в пересчете на безводный (26) 789,9 кг
Пример 4. Этиловый спирт получают согласно предлагаемому способу при рециркуляции в бродильное отделение 90% отсепарированных дрожжей.

Зерно на замес (2) 2751 кг
Вода на замес -
Пар (4) 699 кг
Замес перед осахариванием (5) 10092,7 кг
Зерно на солод (9) 236,2 кг
Солодовое молоко (7) 1820,5 кг
Осахаренное сырье перед фильтрацией 11363,2 кг
Суспензия дробины (13) 1547 кг
в том числе дробина 773,6 кг
Осахаренное сырье на приготовление дрожжей (16) -
Осахаренное сырье в бродильное отделение (14) 9816 кг
Рецикл отсепарированных дрожжей в бродильное отделение (21) 831,6 кг
Отсепарированные дрожжи (21+22) 924 кг
Отсепарированные дрожжи из схемы (22) 92,4 кг
Бражка (23) 10110 кг
в том числе спирт этиловый 851,2 кг
Рецикл барды на замес (30) 7482,7 кг
Вывод барды из схемы (31) 3975 кг
Спирт-ректификат высшей очистки в пересчете на безводный (26) 819,2 кг

Формула изобретения

Способ получения этилового спирта, включающий приготовление замеса, разваривание крахмалосодержащего сырья, его осахаривание, сбраживание, сепарацию дрожжей, выделение этилового спирта из бражки брагоректификацией, отличающийся тем, что из осахаренного сырья выделяют твердую фазу, 20 90% отсепарированных дрожжей рециркулируют на брожение, а осветленную барду возвращают на приготовление замеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1