Установка для получения этилового спирта из крахмалистого сырья

 

(1 1) 682564

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕКИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со аз Советских

Социалистических

Республик.„,. с н ....Мг т

1 ф»

Ер (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.06.77 (21) 2496773/28-13 с присоединением заявтои № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.79 (51) М. Кл,""

С 12С 11 08

Гасударственный комитет (53) УДК. 6 63.52 (088.8) по делам изобретений и открытии (72) Авторы изобретения

С. П, Колосков, Л. М. Чернов, В. Н. Зотов, Б. А. Устинников и В. 1О. Сидоркин

Всесоюзный научно-исследовательский институт продуктов брожения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

ИЗ КРАХМАЛИСТОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к установкам для получения этилового спирта из крахмалистого сырья.

Известна установка для получения этилового спирта из крахмалистого сырья, содержащая устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы, осахаривания ее, охлаждения осахаренной массы и сбраживания бродильной смеси (1).

Недостатком данной установки является то, что она не приспособлена для выработки спирта из тонкоизмельченного крахмалистого сырья; входящие в нее устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы и проведения других технологических операций разнообразны по своей конструкции, сложны в изготовлении и обслуживании, металлоемки, ввиду наличия большого количества запорной арматуры, насосов не обеспечивают стерильности процесса и требуют большого расхода тепловой энергии.

Целью изобретения является получение спирта из тонкоизмельченного крахмалистого сырья, у.величение выхода спирта и повышение его качества, снижение расхода пара и обеспечение стерильности процесса.

Эта цель достигается за счет того, что устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы, осахаривания ее, охлаждения осахаренной массы и сбраживания бродильной смеси представляют собой единую трубу с зонами, соответству5 ющими стадиям технологического процесса, установленную с гидравлическим уклоном от 1 до 15 см на погонный метр, при этом соотношение длин зон трубы предпочтительно соответственно составляет 16: 1: 2:

10 2:288, пропорционально продолжительности технологических процессов.

Кроме того, установка снабжена устройствами для улавливания и отвода газов, расходуемых на перемешивание и образу15 ющихся при брожении, выполненных в виде полых цилиндров, сопряженных с верхней частью трубы.

Кроме того, зона разварпвания снабжена барботером для перемешивания массы, а

20 зоны охлаждения разваренной и осахаренной массы снабжены вертикальными трубчатыми теплообменниками, причем зоны осахаривания и сбраживания размещены соответственно между трубчатыми теплооб25 менниками и после них и снабжены лучекольцевыми распределителями ферментных препаратов и дрожжей, а также барботерами инертных газов.

На фиг. 1 схематически изображена ус30 тановка для получения этилового спирта из

682564 крахмалистого сырья; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 11 на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Л вЂ” Л на фиг. 1.

Установка выполнена в виде трубы, монтируемой с дифференцированным гидрав-;> личсским уклоном, состоящей из расположенных по ходу технологического процесса зон 1, 2, 3, 4 и 5, соответственно для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы до 60 С, осахаривания разваренной 10 массы ферментами, для охлаждения разваренной массы до 18 С и для сбраживания.

Зона 1 снабжена барботером 6 для ввода пара и углекислоты, зона 2 — вертикальным трубчатым теплообменником 7, зона 3 — лу- (,> чекольцевым распределителем 8 для ввода в охлажденную разваренную массу осакаривающих ферментов, барботером 9 для подачи инертных газов и устройствами для улавливания и отвода газов. 20

Эти устройства состоят из закрытого сверху полого цилиндра 10, датчика 11 уровня, связанного с исполнительным мсханизмом двухпозиционного клапана 12, смонтированного на газопроводе 13, сооб- 2:> щающем полость цилиндра со спиртоловушкой (на чертеже не показано). Зона 4 снабжена вертикальным трубчатым теплообменником 14, зона 5 — лучекольцевым распределителем 15 для ввода дрожжей и барба-;>о тером 16.

Секция 17 для сбраживания полученной смеси имеет поверхности охлаждения, образованные рубашками 18, барботер 19, патрубок 20 для отвода бражки на перегонку, >> разделена на участки 21 и 22 и снабжена устройством для поддержания пульсирующего режима брожения, установленными на границах раздела участков.

Это устройство выполнено в виде шлан- 40 говых клапанов 23 с пережимными роликами 24, смонтированными на штоке 25 исполнительного механизма 26, связанного с регулятором 27 (задатчиком) частоты пульсации. Кроме того, зоны установки снабже- 1> ны воздушными кранами 28 и смотровыми люками 29. Подогреватель 30 замеса монтируется на входе в трубу.

Работа установки состоит в следующем.

Замес, приготовленный из тонкоизмель-,»> ченного крахмалистого сырья, например зерна, подастся в подогреватель 30 и паром подогревастся до 100 С, после чего поступает в зону 1 на разваривание, в процессе которого массу перемешивают паром и >5 горячими углекислым газом, вводимым попеременно через барботер 6. Наличие вертикального колена 31 секции 1 и размещение ее с уклоном обеспечивает создание необходимого гидравлического напора для г»> перемещения продукта через все зоны. Разваренная масса поступает в зону 2 и охлаждастся до 60 С при помощи трубчатого теплообменпика 7, затем в зоне 3 смешивается с осахаривающими ферментами, вводимы- 65 ми в массу через лучекольцевой распределитель 8, Интенсификация псремешивания достигается при помощи углекислого илп другого инертного газа, подаваемого через барботер 9 под избыточным давлением.

Улавливание и отвод газов, расходуемых на перемешивание и образующихся при брожении, производят следующим образом.

При накоплении газа в полом цилиндре

10 уровень массы в нем понижается, в результате чего освобождаются контакты датчика 11 уровня, сигнал поступает в исполнительный механизм двухпозиционного клапана 12, который сбрасывает избыток газа по газопроводу 13 в спиртоловушку.

Осахаренная масса поступает в зону 4 и охлаждается трубчатым теплообменником

14 до 18 С, после чего смешивается при помощи газа, вводимого через барботер 16 с дрожжами, поступающими через лучекольцевой распределитель 15. Подготовленная таким образом бродильная смесь поступает на сбраживание через шланговый клапан 23, пережимные ролики 24 которого перекрывают клапан с частотой 5 раз в минуту, обеспечивая таким образом пульсирующий режим брожения. Частота пульсации задается регулятором 27.

Заданный уровень температуры брожения поддерживается за счет регулирования подачи хладагента в рубашки 18, барботер 19 обеспечивает взмучивание дрожжей и повышение таким образом их активности.

Бражка через патрубок 20 направляется на последующие технологические операции.

Пуск установки производится при закрытом шланговом клапане 23, установленном на входе в секцию 17. Постепенно заполнив массой зоны 1, 2, 3, 4 и 5 открывают шланговый клапан 23, оставляя закрытым такой клапан на входе в участок 21 и т. д.

Последовательным открыванием клапанов достигают заполнения всей установки, после чего она работает в непрерывном прямоточном режиме.

При остановке устройства прекращают подачу замеса в подогреватель 30 и после освобождения от продукта зон 1, 2, 3, 4 и 5 перекрывают шланговый клапан 23. Затем производят мойку и стерилизацию этих зон.

Поочередно освобождая участки бродильной зоны и перекрывая соответствующие клапана 23, производят автономную мойку каждого из них.

Предложенное устройство обеспечивает переработку тонкоизмельченного сырья, позволяет производить процесс в стерильных условиях при минимальных затратах тепловой энергии, обеспечивает интенсификацию процессов осахаривания и разваривания, что ведет к улучшению качества спирта.

Формула изобретения

1. Установка для получения этилового спирта из крахмалистого сырья, содержа682564 щая устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы, осахаривания сс, охлаждения осахаренной массы и сбраживания бродильной смеси, отл tiч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения спирта из тонкоизмельченного сырья, увеличения выхода спирта и повышения его качества, снижсния расхода пара и обеспечения стерильности процесса, устройства для развар;шания замеса, охлаждения разва- !О рснной массы, осахаривания ее, охлаждения осахаренной массы и сбражпвания бродильной смеси представляют собой единую трубу с зонами, соответствующими стадиям технологического процесса, установленную 5 с гидравлическим уклоном от 1 до 15 см на погонный метр, при этом соотношение длин зон трубы предпочтительно соответственно составляет 16: 1: 2: 2: 288, пропорционально продолжительности технологических про- 20 цсссов.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена устройствами для улавливания и отвода газов, расходуемых на перемешивание и образующихся при брожении, выполненных в виде полых цилиндров, сопряженных с верхней частью трубы.

3. Установка по п. 1, отл и ч а ю щ а я с я тсм, что зона разваривания снабжена барботером для перемешивания массы, а зоны охлаждения разваренной и осахаренной массы снабжены вертикальными трубчатыми теплообменниками, причем зоны осахаривания и сбраживания размещены соответственно между трубчатыми теплообменниками и после них снабжены лучекольцевыми распределитслямп ферментных препаратов и дрожжей, а также барботерами инертных газов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Колосков С. П. и др. Оборудование спиртовых заводов. M., 1975, с. 110 †1.

682564 фиг ф о о о оо о о — — о о о — Q о

Дг2

Составитель В. Кочергин

Редактор T. Морозова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2104/7 Изд. № 526 Тираж 549 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5