Технология производства спирта из картофеля

Технология производства спирта из картофеля

Производство спирта из опилок в домашних и промышленных условиях

Ограниченность запасов добываемых топливных ресурсов подталкивает человечество к поиску, выявлению и освоению альтернативных способов получения энергии. Наиболее перспективным направлением подобных изысканий становится получение замены газу и нефти из возобновляемых источников растительного происхождения. После биологической или термохимической обработки растительной массы получают биотопливо.

Одним из вариантов жидкого биотоплива является спирт из опилок. Такой способ применения отходов деревообработки – опилки – заменяет картофель и зерно при производстве спиртов. Для использования в получении спирта, 1 кг опилок равносилен 1 кг картофеля или 0,3 кг зерна. Очевидно, что такая замена сырья помогает сберечь в государственных масштабах огромные объемы пищевого сырья и освободить дополнительные площади для сельскохозяйственного производства.

Как сделать спирт из опилок

«Строительным» материалом растительных клеток дерева является твердая волокнистая клетчатка (целлюлоза). Ее содержание в растениях доходит до 70%. В клетчатке много полисахаридов, которые при определенном химическом воздействии переходят в глюкозу. Из последней после сбраживания и перегонки получают спирт. Значит, биомасса мелких опилок и древесной стружки из отходов превращается в ценное сырье для производства спирта – этанола или бутанола.

Получение этилового спирта можно реализовать следующими способами:

  1. Гидролиз измельченной древесной биомассы и последующее сбраживание полученного продукта с дрожжами. Это наиболее распространенный метод переработки опилок.
  2. Газификация древесины методом пиролиза и дальнейшее сбраживание образованного газа в спирт.
  3. Синтез газа при пиролизном разложении клетчатки опилок. Затем из газа получают метанол, который в результате реакции гомологенизации преобразуется в этанол.

Промышленное получение спирта

Производство спирта из древесных опилок на промышленной основе осуществляется двумя способами гидролиза. При любом из них опилки не требуют дополнительной подготовки, кроме максимально возможного измельчения.

В первом случае опилки в вертикальном бункере заливаются концентрированным (40%) раствором серной кислоты. Массовые объемы опилок и раствора равны. Смесь герметично закрытого бункера доводят до температуры 220-250°С и регулярно перемешивая выдерживают от 1 ч до 1 ч 20 мин. Затем полученные при гидролизе растворы глюкозы и серной кислоты сцеживают. К слитой в другую емкость жидкости добавляют раствор мела для нейтрализации кислоты. Последующей фильтрацией отделяют раствор глюкозы от отходов.

Метод не стал распространенным из-за высокой стоимости и повышенных требований к материалу применяемого оборудования, который должен выдерживать агрессивное воздействие концентрированной серной кислоты.

При втором, менее затратном, способе применяется слабый (0,5-1,0%) раствор кислоты. Процесс протекает 1,2-1,5 ч при температурах 160-190°С и давлении в бункере до 15 атм.

Общие моменты для рассмотренных методов гидролиза:

  • Рабочие емкости изнутри выкладывают кислотоупорным материалом для исключения контакта кислоты с металлом.
  • Загруженные в бункеры вещества нагревают с помощью подачи внутрь горячего пара. Выпускным клапаном для пара регулируют внутреннее давление рабочей емкости.
  • Гидролиз с успехом применяют для переработки опилок любых пород древесины.
  • Полученная после химической реакции глюкоза используется для дальнейшего изготовления спирта, метанола, сахара.
  • Рабочий процесс сопровождается выделением опасных газов. Для безопасности работников производственные помещения обязаны проветриваться, а сам персонал работает в специальных защитных респираторах и очках.

При производстве биотоплива из древесных опилок, получают побочные вещества, способные принести дополнительную прибыль:

  • Лигнин – связующее вещество для получения пеллет и евродров из опилок и других измельченных материалов, активный наполнитель для пластмасс и синтетических каучуков.
  • Фурфурол – жидкость, используемая как антисептик для древесины и компонент противогрибковых медикаментов. Также применяется для очистки масел и нефти, производства пластмасс, получения гербицидов, синтетических волокон и красителей. Другие свойства и перспективные варианты применения фурфурола изучаются.
  • Скипидар.
  • Алебастр.

Очистка раствора глюкозы

Процесс очистки проходит поэтапно:

  1. Сепараторная механическая очистка. На данном этапе из раствора выделяют лигнин.
  2. Нейтрализация серной кислоты при помощи обработки известковым молоком.
  3. Разделение раствора глюкозы и карбонатов (нужны при получении алебастра) отстаиванием.

Домашний способ получения спирта

Получить спирт из опилок можно в домашних условиях, и также двумя способами.

Первый способ не требует наличия сложного оборудования, но является очень долгим (иногда неудачным) процессом, занимающим до 2-х лет. Собранные в кучу опилки поливают водой и оставляют преть под пленкой. Внутри кучи начинает повышаться температура и создаются условия для активизации процесса гидролиза с последующим получением глюкозы из клетчатки опилок. Технология дальнейшего использования глюкозы для брожения и получения спирта общеизвестна.

Второй способ копирует заводскую технологию. Сначала самостоятельно или на заказ делают уменьшенные аналоги промышленных установок. В качестве материала для них используют только нержавеющую сталь. Она стойкая к агрессивному воздействию слабого кислотного раствора.

Содержимое установки нагревают с помощью змеевика с циркулирующим разогретым паром (может применяться воздух) или на открытом огне. Регулируя внутреннее давление рабочей камеры, запускают процесс гидролиза. Рекомендуемые значения для эффективности протекания химической реакции – 7-10 атм.

Далее, как и при заводском производстве, из раствора механическим методом удаляется лигнин, затем нейтрализуется кислота и раствор отстаивается для оседания карбонатов. После очистки раствор глюкозы готов для последующего сбраживания.

Брожение и перегонка

При последующем брожении глюкоза разлагается на спирт и углекислый газ. Для активизации процесса в домашних и промышленных условиях к раствору глюкозы добавляются дрожжи. Температура окружающей среды и порода древесины определяет время брожения – 5-14 суток. Окончание брожения определяется по значительному снижению интенсивности выделения газа. Визуально это характеризуется малым количеством поверхностной пены из пузырьков с углекислотой.

Последний технологический процесс – перегонка. Полученный жидкий материал нагревают до 70-80°С и выходящий пар охлаждают до выпадения спиртового конденсата. Для охлаждения пара, его пропускают через змеевик, который имеет водяное или воздушное наружное охлаждение.

Остатки перегонки – скипидар и дрожжевая масса, пригодная для повторного сбраживания следующей партии рабочего раствора и приготовления кормовых дрожжей для животноводческих фермерских хозяйств.

Применение биотоплива

Биотопливо из опилок – биоэтанол – применяют для двигателей разнообразной техники. При такой замене бензину работа агрегата улучшается, увеличивается его мощность, снижается температура нагрева при нагрузках, увеличивается эксплуатационный ресурс поршней и клапанов, так как при сгорании спирта нет сажи и дыма.

Этанол сделал возможным использование каминов в квартирах многоэтажек без привычного дымохода. Теплопотери при обогреве отсутствуют, дым и сажа не образуются, количество выделяемого углекислого газа незначительное.

Источник: http://provseothody. ru/drevesina/opilok/spirt

Технологии производства спирта

Этиловый спирт активно используется во многих народнохозяйственных сферах: пищевой, химико-фармацевтической, парфюмерной, микробиологической, где он представляет собой первооснову многих видов продукции. Требования к качеству спирта значительно разнятся, что обусловлено спецификой его использования, а также характеристиками и режимами технологических операций в процессе производства.

Наиболее популярны два метода его получения: микробиологический и химический. Первый предусматривает процедуру сбраживания сахаров дрожжами-сахаромицетами. Эта технология широко используется в случае мини производства спирта. По второму методу его получают из этилена путем каталитической гидратации – данная технология тесно связана с применением биологических ферментов-катализаторов. В результате химического синтеза осуществляется производство технического спирта, а при биологическом – пищевого и врачебного.

Главное сырье для производства спирта – растительная масса с высоким содержанием крахмала, сахара и клетчатки. В соответствии с этим сырье делят на 3 основных класса: крахмалсодержащее (зерновые культуры, картофель); сахаросодержащее (свекловица, меласса, виноград, фрукты) и клетковиносодержащее (ксилема, солома, отходы сульфит-целюлозной отрасли). Самым популярным и экономичным видом является картофель. Входящий в его состав крахмал обладает быстрой развариваемостью, клейстеризацией и осахариванием. На спиртовую переработку идет любое зерно, в т. ч. и негодное для пищевого и кормового направления.

Технологический процесс производства спирта

Производство этилового спирта состоит из обязательных технологичных операций, которые условно можно объединить в три этапа: предварительный (мойка, очищение сырья, подготовка солодового экстракта и культур микроорганизмов); основной (разварка сырьевой массы, сахарификация – переход крахмала в сахар, сбраживание, дистилляция браги и сбор спирта-сырца); заключительный – ректификационная очистка.

При производстве спирта из зерна сырьевая масса должна отличаться высоким содержанием крахмала и влажностью менее 17 %. Подготовительный этап технологии состоит в предварительной очистке сырья от механических, органических и сорных примесей. Для этого используют различное технологическое оборудование: воздушно-ситовые, магнитные сепараторы, триеры.

Процесс разваривания состоит в том, что сырье для производства этилового спирта обрабатывают парообразной фазой раствора под давлением 0,5 МПа с целью размягчения клеточной структуры, набухания крахмала, извлечения и преобразования его в растворимое состояние для ускорения этапа сахарификации ферментами. При этом осуществляется усиленный рост объема сахаров вследствие распада крахмала.

На сегодняшний момент варка крахмалсодержащего материала осуществляется 3-мя методами: периодичным, полунепрерывным и постоянным. Наиболее распространен последний вариант с использованием 2-х схем. Согласно 1-й операция проходит при невысокой температуре (около 140°С), но продолжительное время (1 час). По 2-й – температура варки около 170°С на протяжении 3 мин. При таком виде варки сырьевая среда сплошной массой передвигается через выпаривальный аппарат для производства спирта. С целью осуществления однородности потока массу дробят.

Следующей операцией технологии производства пищевого спирта является остывание подготовленной среды и её сахарификация в результате взаимодействия с солодовым раствором или ферментами при 58°С. Традиционно сахарификация проходит непрерывным способом с использованием вакуумного охлаждения. Остывание в вакуум-аппарате предупреждает тепловое инактивирование катализаторов-ферментов сахарифицирующих веществ. Принцип его состоит в уменьшении давления, что обуславливает резкое остывание разваренной массы из-за расхода тепловой энергии на испарение влаги.

Непрерывный тип сахарификации осуществляют по 1- или 2-поточному методу. В первом случае в осахариватель (цилиндрообразный агрегат с конусовидным основанием и мешателем) поступает разваренная смесь и осахаривающие вещества, которые выдерживают на протяжении четверти часа. При 2-поточном методе разваренную массу делят на 2 одинаковых потока и направляют в осахариватели. В 1-й осахариватель идет 66% осахаривающих веществ, во 2-й – наполовину осахаренное сусло. Их остужают и направляют на сбраживание в 1-й и 2-й основные агрегаты бродильной батареи. На выходе сусло имеет около 17% сухого вещества, в т. ч. 15% сбраживаемых сахаров.

Бродильные процессы в сусле происходят за счет активизации дрожжевых ферментов, при этом мальтоза распадается до глюкозы и перебраживается в спиртовую фазу и углекислоту. В ходе этого процесса просматриваются 3 этапа: сбраживание, основное брожение и конечное дображивание. В начальном моменте наблюдается активизация жизнедеятельности дрожжей. Последующий отличается стремительным сбраживанием сахарной фракции и сильным образованием углекислоты. В завершающем этапе происходит остаточное дображивание сахаров, которые образуются при досахаривании углеводов сусла.

Процесс брожения бывает периодичным, циклическим и поточным. Максимальная эффективность достигается при использовании последнего, который осуществляют на оборудовании из последовательно соединенных дрожжанок, сбраживателя и 10 бродильных агрегатов. Дрожжанки и сбраживатель применяют для подготовки требуемого объема производственных дрожжей. В ходе работы дрожжанки наполняются суслом, проводится его пастеризация при 80°С на протяжении получаса, далее его остужают до 30°С, кислотность регулируют до уровня 3,6-3,8 рН серной кислотой и, наконец, вносят из другой дрожжанки дрожжи для засева (30% от объема). Дрожжи размножаются до уровня сухого вещества в сусле 5%. После этого 3/4 объема дрожжей переходит во сбраживатель, куда параллельно заправляется остывшее сусло, всю массу подкисляют до нормативной кислотности. Последняя четверть дрожжей направляется в другой агрегат для размножения.

Оборудование, необходимое для производства

Среди оборудования для производства спирта следует выделить бродильные агрегаты цилиндрического типа, имеющие герметичный люк для предотвращения испарения спирта и выделения углекислоты в помещение завода. В общей сложности этап брожения продолжается 60 ч. На заводах по производству спирта, выпускающих исключительно спирт, введение пробирочной культуры дрожжей производится 1 раз/мес., а полностью меняют их в бродильной батарее еженедельно. На заводах, оснащенных вспомогательными цехами хлебобулочных дрожжей, получаемых из бражки, число замен возрастает до 2-3 раз в неделю.

Затем зрелая бражка направляется на дистилляцию. Этот этап технологии производства спирта является обязательным в связи со сложным компонентным составом бражки: помимо воды и спирта сюда входят сахара, минеральные элементы, различные летучие компоненты в зависимости от типа и качественных особенностей сырья, параметров переработки.

В ходе дистилляции осуществляется расщепление смеси – при кипячении более летучие элементы преобразуются в парообразное состояние. В спиртово-водном комплексе летучесть спиртовых паров независимо от температуры существенно превышает этот показатель у водяного пара, из-за чего количество спирта в спиртово-водном комплексе ниже, чем в парах.

На современных заводах по производству спирта предусматривается обязательное очищение спирта-сырца от примесей. Для этого используют специальные ректификационные аппараты постоянного действия, обуславливающие разделение смеси из нескольких элементов, температура кипения которых разнится. Очищение спирта способом дистиллирования предусматривает разность между коэффициентами ректификации (отношение объема данного компонента в парообразной фазе к объему в жидкой).

Данные коэффициенты у разнообразных примесей колеблются и тесно зависят от концентрации спирта. Для анализа необходимости очищения спирта от примесей следует сопоставить их коэффициенты испарения. В случае, когда коэффициент равен одному, дистилляция не эффективна, поскольку дистиллят в конечном результате не изменится. Когда коэффициент превышает единицу, то в объем примесей в дистилляте превышает этот показатель в начальной смеси. Когда коэффициент ниже единицы, то уровень примесей, содержащихся в дистилляте, ниже, чем первоначально.

Очищение спирта происходит в большей степени на ректификационных аппаратах непрерывного действия, где он ректификуется согласно уровням коэффициентов испарения. Данный вид оборудования применяется на таких заводах, в которых основополагающей сырьевой продукцией выступает спирт-сырец. На предприятиях ректификованный спирт производят напрямую из бражистой фазы на брагоректификационных аппаратах косвенного действия, которые включают 3 колонны: бражническую, эпюрационную и ректификационную. В 1-й из бражки получают этиловый спирт и летучие вещества, во 2-й — убирают головные примеси, в 3-й непосредственно собирают ректификованный спирт. Кроме основных аппаратов в составе присутствуют вспомогательные аппараты – сивушный и заключительный (для контрольного очищения спирта).

Изготовление спиртосодержащей продукции производится при наличии у предприятия соответственных лицензий на производство спирта. Строгий контроль за спиртопроизводством сопровождается ужесточением узкоспециального законодательства, ростом затрат на лицензированное разрешение , регламентированием норм по цельной переработке отходов.

Источник: http://promplace. ru/proizvodstvennyi-process/proizvodstvo-spirta-1433.htm

Производство спирта этилового как бизнес: описание технологии изготовления, перечня оборудования, нюансов организации дела

Этиловый спирт (этанол) применяется во многих сферах деятельности человека. Кроме пищевой промышленности и производстве водки, его активно используют в медицине, косметологии и других областях. Учитывая высокий спрос на этанол, бизнес по его производству может оказаться прибыльным. Однако он требует высоких первоначальных вложений.

Рынок этилового спирта и его стоимость

В последние годы наблюдается повышение спроса на рынке этилового спирта. Частично это связано с изготовлением биотоплива, применение которого поддерживается почти во всем мире. С этой целью биоэтанол получают из растительного сырья.

Минимальная цена при отпуске этилового спирта производителями в 2018 г. составила 49 рублей за литр (Приказ Росалкогольрегулирования от 11 декабря 2019 г. N 352). К концу года средняя стоимость этанола достигла уровня 53 рублей за литр. С 1 января 2020 года в силу вступает Приказ №224н от 11 декабря 2019 г., согласно которому устанавливается минимальная закупочная цена — 57 рублей за литр.

За последние несколько лет объемы производства увеличились, что связано с появлением на рынке новых конкурентов или повышением мощности крупнейших компаний. Частично продукт привозят из других стран (Беларусь, Германия, Киргизия и другие). Лидером производства в 2019 году остается Сибирский федеральный округ.

  • ОАО «Медхимпром» — основной поставщик этилена для рынка медицинских услуг;
  • ОАО «Башспирт» — специализируется на производстве пищевого спирта;
  • ОАО «Риал»;
  • ОАО «Росспиртпром»;
  • АО «Талвис».

Если рассматривать рынок этанола в мировом масштабе, лидерами по его производству выступают США, Таиланд, Канада, Бразилия, Китай. Северная Америка составляет около 50% мирового спроса.

Сырье

Пищевой этанол производится из картофеля, зерновых, корнеплодов, сахарной патоки или меласса, виноградных и других продуктов, богатых углеводами. Чаще всего в качестве сырья используют пшеницу, довольно часто — ячмень, реже — кукурузу, хотя она ценится за высокое содержание крахмала и жира. Применяется для изготовления алкоголя, топлива для автомобилей, потребностей радиоэлектроники.

Для изготовления технического спирта используются отходы нефте — и деревоперерабатывающих отраслей. Он входит в состав моющих средств, лакокрасочной и другой продукции. Из-за высокого содержания вредных примесей его не используют в пищевой промышленности.

Описание продукта

Этанол — одноатомное вещество, имеющее формулу С2Н5ОН. В обычных условиях представляет собой горючую прозрачную жидкость со специфическим запахом. При хранении в открытой емкости частично испаряется.

Пищевой этанол подразделяется на продукт первого сорта и высшей очистки. Последний является основой алкогольных напитков. В России, Казахстане, Армении согласно ГОСТ Р 5962-2013, в зависимости от степени очистки спирт подразделяют на::

  • «Первый сорт» — в алкогольной продукции не используется;
  • «Спирт высшей очистки» — производят из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы, чёрной патоки (в любых пропорциях). Подвергается минимальной фильтрации от сивушных масел и примесей. Обычно из него делают настойки, ликёры и водку эконом-сегмента;
  • «Базис» — производится из любых сельскохозяйственных продуктов, кроме фруктовых.
  • «Люкс» — в качестве сырья используются зерно и их смеси;
  • «Экстра» — изготавливают из смеси зерна, картофеля с содержанием крахмала не более 60% от общей смеси;
  • «Альфа» — сырьем выступают рожь, пшеница или их смеси.

«Альфа» отличается минимальным содержанием вредных примесей, по сравнению с другими видами.

Таблица 1. Органолептические показатели этанола (ГОСТ 5962-2013).

Показатель Характеристика
Внешний вид Прозрачная жидкость без твердых компонентов
Вкус и запах Характерны для продуктов, выступающих в качестве исходного сырья. Посторонние привкусы и ароматы отсутствуют.
Цвет Отсутствует

Этанол относится к категории легковоспламеняющихся веществ и имеет 3 класс опасности.

Перечень оборудования

Согласно ст.8 ФЗ-171 от 22.11.1995, организации, являющимися производителями этанола, обязаны иметь сертификаты на оборудование или декларацию о соответствии. Установки должны быть оснащены автоматическими средствами измерений и учета концентрации веществ. Технологическое оборудование принадлежит организации на праве собственности, оперативного управления или хозяйственного ведения.

Таблица 2. Список оборудования

Наименование
Бродильные баки
Ректификационная колонна
Промышленный измельчитель
Сусло-варочный котел
Дистиллятор
Магнитный сепаратор
Воздушно-ситовой сепаратор
Центробежный фильтр
Испаритель
Дополнительные устройства (спиртометры, нагреватели, фильтры, охладители и прочее)

Электрооборудование должно быть взрывобезопасно.

Всё производство, перед запуском, должно будет пройти проверку специалистами Ростехнадзора.

Технологии производства этилового спирта + Видео как делают

Этанол получают одним из двух способов:

  • путем брожения органических продуктов, богатых углеводами, под воздействием ферментов бактерий и дрожжей;
  • гидратацией этилена.

При брожении образуется раствор, содержащий до 15% этанола. При более концентрированном составе дрожжи становятся неактивными, поэтому реакция прекращается. Далее продукт подвергается дальнейшей очистке и дистилляции.

Если применяется сырье в виде древесины, соломы и других материалов, содержащих целлюлозу, предварительно оно подвергается гидролизу, а затем только брожению.

Гидратация осуществляется по одной из схем:

  • прямая — проводится при температуре 300 градусов по Цельсию и давлении 7 МПа, под воздействием ортофосфорной кислоты, нанесенной на активированный уголь, асбест или силикагель;
  • с образованием промежуточного эфира серной кислоты с последующим гидролизом, реакция осуществляется при температуре от 80 до 90 градусов по Цельсию и давлении 3,5 МПа.

В промышленности чаще используют способ брожения. Производственный процесс состоит из следующих последовательных этапов:

  1. Очистка зерен от пыли, камней и других примесей на воздушно-ситовом сепараторе. Небольшие металлические частички, содержащиеся в зерновой смеси, удаляются из аппарата при помощи магнитного устройства-разделителя.
  2. Отдельной обработке подвергается зерно, предназначенное для приготовления солода. Его также очищают от мусора, щуплых компонентов, сорных растений.
  3. Измельчение. Дробление позволяет улучшить и ускорить процесс сбраживания, увеличив выход конечного продукта.
  4. Варка. Измельченное зерно смешивается с водой и подогревается до температуры 130—170 градусов по Цельсию. Происходит непрерывное разваривание. Длительность процесса зависит от используемой температуры: при 130—140° — 60 минут, при 165—170° — 4 минуты. В процессе варки разрушается клеточная структура зерна, растворяется крахмал и происходит химическое изменение сахаров.
  5. Охлаждение. Для осахаривания полученную массу остужают до температуры 57 градусов по Цельсию. Затем добавляют ферменты (образуется глюкоза) или солодовое молоко (формируется мальтоза). Для его приготовления проращивают зерновые культуры (оптимально в пропорции ячмень, рожь и просо 2:1:1 соответственно), высушивают измельчают и заливают водой до получения консистенции жидкого кефира. В результате процесса осахаривания получают сусло спиртового производства, в котором около 75% — сбраживаемые сахара, примерно 20% — декситрины, оставшаяся часть (5%) — крахмал.
  6. Брожение (биохимический процесс). Процесс протекает в закрытых емкостях, что необходимо для предотвращения потерь продукта. Брожение начинается с введения дрожжей в сусло. Осуществляется «доосахаривание» большей части крахмала и декстринов. При непрерывном производстве скорость брожения составляет до 60 часов.
  7. Дистилляция. При перегонке бражки, в которой уже содержится до 14,5% алкоголя, получают концентрированный раствор. Это достигается за счет нагрева состава до температуры свыше 80 градусов по Цельсию. Пары с алкоголем отделяются и собираются в отдельной емкости.
  8. Ректификация. Происходит разделение вещества с разной температурой кипения в результате тепло — и массообмена. В ректификационной установке продукт очищается от вредных примесей и достигает максимальной крепости.

Дрожжи и несброженные компоненты смеси оседают и отправляются в аппарат, где происходит разделение жидкой и твердой фаз с дальнейшим выпариванием и сушкой. В качестве отхода получают сухую барду, добавляемую в корма для животных.

Фото: Основные направления биотехнологических производств, Слайд 38: Аппаратурная схема стадии выделения этилового спирта / Slide-share. ru

Требования к емкостям

Полученный этанол переливают в специально подготовленные резервуары или цистерны. Они должны быть изготовлены из материала, свойства которого позволяют контактировать с данным веществом. Емкости герметично закрываются крышками, оборудуются воздушниками с предохранительными клапанами. После разлива готового продукта цистерны и резервуары пломбируются.

Также допустим разлив в чистые бочки, канистры, бутыли, изготовленные из материалов, которые также разрешены для контакта с данным веществом.

Маркировка на емкостях:

  • объем;
  • масса брутто;
  • номер емкости;
  • знак опасности, классификационный номер и шифр;
  • надпись «Легковоспламеняющаяся жидкость».

При поставках товара в районы Крайнего Севера и другие местности, приравненные к ним, соблюдаются требования упаковывания, изложенные в ГОСТ 15846-2002.

Транспортировка осуществляется, согласно требованиям, предусмотренным к перевозке опасного груза. Используются все виды транспорта.

Срок годности для этанола не установлен.

Требования к помещению

При проектировании спиртовых предприятий нужно объединить в одном здании все отделения и производственные цехи, которые взаимосвязаны между собой одним технологическим процессом. На общей огороженной территории, но отдельно от основного здания, размещаются ремонтно-механические мастерские, материальные склады и прочее. Как вариант, отделить их от взрывоопасного производства глухими противопожарными стенами.

Отдельно проектируются бродильное отделения, помещение для подготовки ароматического продукта. Там обязательно нужно установить приточно-вытяжную вентиляцию. Процесс брожения запрещен в полуподвальных и подвальных помещениях.

За всеми технологическими процессами наблюдают операторы, рабочие места которых находятся в аппаратном зале.

Каждый год осуществляется покраска и побелка производственных цехов. Стены покрыты краской, устойчивой к влаге, или облицованы глазурованной плиткой на высоту от 1,8 м. Полы в помещениях, где используются кислоты и щелочи, должны быть непроницаемыми при случайном контакте с агрессивными веществами. Для вспомогательных помещений допускается использование водоэмульсионной краски для покрытия стен.

Помещения должны быть сухими, отапливаться. Минимально допустимая температура воздуха составляет 8 градусов по Цельсию. Подведены все необходимые системы коммуникаций. Непищевые вещества не хранятся в отделениях с пищевыми продуктами. На территории предприятия обязательно находятся средства пожаротушения: песок, огнетушители, асбестовое одеяло.

В целом, рабочие зоны распределены следующим образом:

  • производственный цех, состоящий из нескольких отделений, включая аппаратный зал;
  • офисы;
  • служебные помещения (количество санузлов устанавливается из расчета на количество человек в смене);
  • складские помещения (для хранения готовой продукции и сырья);
  • столовая или специально выделенное помещение для приема пищи (лучше сделать отдельным зданием) и прочее.

Оборудование может быть настолько высоким, что оно займет сразу два этажа. Суммарная площадь помещений составит от 150 м 2 .

Персонал

Производство является опасным, поскольку при повышенной концентрации горючего вещества возможны негативные последствия. В связи с этим, сотрудники обязаны соблюдать технику безопасности, при необходимости использовать средства индивидуальной защиты. Работники производственных цехов надевают специальную одежду. Персонал имеет санитарные книжки и ежегодно проходит медицинский осмотр.

Наибольшая эффективность ожидается при непрерывной работе предприятия. Предусмотрено 3 смены, по 8 часов каждая.

Таблица 3. Расчет заработной платы сотрудников по должностям.

Должность Количество человек Оклад, руб. Заработная плата, руб.
Специалист на линии 30 30 000 900 000
Оператор 5 30 000 150 000
Технолог 3 40 000 120 000
Менеджер по поставкам сырья и сбыту готовой продукции 2 40 000 80 000
Руководитель производственного цеха 5 35 000 175 000
Подсобный рабочий 10 20 000 200 000
Водитель 2 25 000 50 000
Бухгалтер 2 25 000 50 000
Уборщица 5 15 000 75 000
Итого 1 800 000

Юридическое оформление

Производством этанола занимается организация, обладающая уплаченным уставным капиталом, размер которого составляет не меньше 10 млн. р. Складские, производственные и другие помещения должны находиться в собственности руководителя, хозяйственном ведении или аренде (договор на срок от 1 года и более).

Приказом от 30 октября 2017 года N 167н утверждена форма заявления для госрегистрации оборудования при производстве этанола.

Бизнес требует регистрации в налоговой службе, получения лицензии, сертификата, подключения к системе ЕГАИС.

Регистрация

Для данной деятельности подходит ООО, АО, ПАО. Единственно возможная система налогообложения — ОСНО. Заявление писать не нужно. Бизнесмены, не заявившие о своем выборе, автоматически переходят на этот режим при первичной регистрации бизнеса.

Уплачиваются следующие виды налогов:

  • налог на прибыль организаций (20% от чистого дохода);
  • НДС (20%);
  • налог на имущество организаций (устанавливается местными властями, до 2,2%);
  • акциз (фиксированная сумма из расчета на литр безводного продукта, подлежит оплате на определенных условиях).

Основной код ОКВЭД: 11.01.4 Производство пищевого спирта.

Дополнительные коды ОКВЭД:

  • 46.34.22. Торговля оптовая пищевым этиловым спиртом.
  • 52.10.3. Хранение и складирование зерна.
  • 52.10.23. Хранение и складирование прочих жидких или газообразных грузов.

Акциз

Этиловый спирт, произведенный из пищевого или непищевого сырья, является подакцизной продукцией. Регулируется главой 22 НК РФ.

При реализации товара организациям, на которых возложены обязанности по уплате акциза, а также компаниям, занимающимся изготовлением спиртосодержащей парфюмерной продукции, медицинских препаратов, средств бытовой химии, продавец не платит данный налог. Для налогоплательщиков предусмотрены следующие ставки (из расчета на 1 литр безводного спирта), в рублях:

  • 544 (с 1 января по 31 декабря 2020 г.);
  • 566 (с 1 января по 31 декабря 2021 г.);
  • 589 (с 1 января по 31 декабря 2022 г.).

По акцизу предусмотрена специальная форма декларации.

ЕГАИС

Одно из требований при работе с подакцизными товарами — подключение системы ЕГАИС. Потребуется регистрация на официальном сайте Федеральной службы по регулированию алкогольного рынка РФ. Бизнесмену присваивается уникальный идентификационный номер, который указывается при оформлении накладной. Также придется приобрести ЭЦП, установить УТМ — универсальный транспортный модель (также запускать его можно через товароучетную программу).

Лицензия

Для оформления лицензии предъявляют следующие документы:

  • заявление с указанием наименования организации, организационно-правовой формы и другой информации;
  • копии учредительных документов;
  • копия свидетельства о государственной регистрации;
  • квитанция об уплате госпошлины;
  • копия о постановке на учет в ФНС и другие.

Лицензию выдает Федеральная служба Росалкогольрегулирование. Предварительно контролирующие органы проводят экспертизу и предоставляют на их основе заключения. Лицензия выдается на срок от 1 года до 5 лет, затем требуется продление. Цена — 800 000 рублей.

Сертификат

Наличие сертификата подтверждает соответствие продукции требованиям Государственным стандартам. Процедура получения:

  1. Обращение в сертификационный центр.
  2. Подача заявки на проведение декларирования продукции.
  3. Подача пакета документов.
  4. Отбор образцов.
  5. Проведение лабораторных исследований.
  6. Составление заключения по результатам экспертиз.
  7. Выдача сертификата.

Срок действия документа определяется техническим регламентом. Стоимость сертификата — около 8 000 рублей.

Законодательная база

  • 30536-2013 Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический экспресс-метод определения содержания токсичных микропримесей.
  • 31685-2012 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Метод определения массовой концентрации сухого остатка.
  • 32036-2013 Спирт этиловый из пищевого сырья. Правила приемки и методы анализа.
  • 32070-2013 Водка и спирт этиловый из пищевого сырья. Газохроматографический метод определения содержания летучих кислот и фурфурола.
  • 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.
  • 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.
  • 14192-96 Маркировка грузов.
  • 15846-2002 Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.
  • 19433-88 Грузы опасные. Классификация и маркировка
  • 26319-84 Грузы опасные. Упаковка.

Санитарные нормы и правила:

  • СанПиН 2.3.4.704-98 Производство спирта этилового ректификованного и ликероводочных изделий.
  • СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
  • СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение.
  • ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
  • Приказ №224н от 11 декабря 2019 г.;
  • ФЗ-54 «О применении ККТ»;
  • ФЗ-184 «О техническом регулировании»;
  • ФЗ-171 от 22.11.1995;
  • НК РФ.

Источник: http://moybiznes. org/proizvodstvo-spirta-etilovogo

Производство этилового спирта из картофеля

Московский государственный университет инженерной экологии

Кафедра «Экологическая и промышленная биотехнология»

Курсовая работа по дисциплине «Пищевые производства»

«Производство этилового спирта из картофеля»

Студент: Смирнова Анастасия

Преподаватель: Поляков А. Н.

Введение. Современное состояние производства этилового спирта из картофеля

Характеристика этилового спирта

Характеристика используемого сырья

Описание технологического процесса производства спирта

Технологическая схема производства спирта-сырца из картофеля

Технологическое оборудование и цеха спиртового завода

Материальный баланс процесса

Характеристика и очистка сточных вод спиртового производства

Отходы производства спирта из картофеля

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ

Современное состояние производства этилового спирта из картофеля

Когда средневековые алхимики впервые отогнали спирт из виноградного вина, они назвали полученную жидкость Spiritus vini, т. е. духом вина. Отсюда и возникло название «спирт», которое вошло во многие языки мира. Долгое время спирт получали исключительно из вина. Затем был найден способ сбраживания зерна, а по мере распространения картофеля в дело пошел и он. В настоящее время картофель занимает видное место в сырьевом балансе спиртовой промышленности наряду с зерном и мелассой1 и даже считается наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме того, картофель отличается от зерновых повышенной урожайностью — с единицы посевной площади картофеля можно получить спирта в 2-3 раза больше, чем с такой же площади зерновых.

Поэтому в настоящее время лучшим видом растительного сырья для спиртовой промышленности признан картофель. В современных производствах для переработки на спирт применяют высокоурожайные технические сорта картофеля, обладающие высокой крахмалистостью, устойчивые при хранении.

Данное сырьё используют и в зарубежном производстве. Например, в Польше водка в большинстве своем производится из картофеля, о чем честно сообщается на этикетке.

Спирт из картофеля незаменим в фармацевтической, парфюмерной и ликероводочной промышленности.

Характеристика этилового спирта

Этиловый спирт (этанол) – это бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом и жгучим вкусом. Этанол смешивается с водой в любых соотношениях, в больших дозах ядовит. Спирт и его крепкие водные растворы легко воспламеняются и горят некоптящим пламенем. Пары спирта вредны для человека, предельно допустимая их концентрация в воздухе 1 мг/л. Спирт взрывоопасен. Этиловый спирт гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха, из растительных и животных тканей, вызывая их разрушение. Химически чистый спирт имеет нейтральную реакцию (рН = 7). Пищевой спирт из-за присутствия органических кислот имеет слабокислую реакцию. Пищевой спирт производится только из пищевого сырья.

Рис. 1. Виды и способы получения этилового спирта.

этиловый спирт картофель

В зависимости от степени очистки спирт этиловый ректификованный бывает четырех сортов:

высшей очистки — 96,2

и 1-го сорта — 96% об.

Для производства алкогольных напитков используется спирт «Люкс», «Экстра» и высшей очистки. Спирт «Люкс» и «Экстра» вырабатывают из различных видов зерна (кроме бобовых культур) и смеси зерна и картофеля. Количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35% при выработке спирта «Люкс» и 60% при выработке спирта «Экстра».

Спирт высшей очистки в зависимости от исходного сырья вырабатывают:

♦ из зерна, картофеля или из зерна и картофеля;

♦ из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы сахара-сырца и другого сахаро — и крахмалосодержащего пищевого сырья в различных соотношениях;

В спирте высшей очистки и 1-го сорта количество примесей допускается соответственно до 0,1 и 0,15 г/дм3. Помимо крепости в ректификованном спирте всех трех сортов нормируется содержание альдегидов (соответственно не более 2, 4 и 10 мг в 1 л безводного спирта), сивушного масла (не более 3, 4 и 15 мг/дм3), эфиров (не более 25, 30 и 50 мг/дм3), свободных кислот (не более 12, 15 и 20 мг/дм3). Он должен выдерживать пробу на метиловый спирт с фуксинсернистой кислотой. Содержание фурфурола не допускается.

Этиловый спирт всех сортов должен быть бесцветным и прозрачным, без посторонних частиц. Вкус и запах должны быть характерными для этилового спирта, изготовленного из соответствующего сырья. Посторонние привкусы и запахи не допускаются.

Характеристика используемого сырья

Было время, когда ни в Европе, ни в Северной Америке, ни в Азии не знали о существовании картофеля. Теперь даже трудно себе представить, как люди могли обходиться без него. Ведь среди всех продовольственных культур, за исключением разве пшеницы, нет ни одной, которая занимала бы столь важное место в жизни человека, как картофель.

Использование картофеля на технические цели имеет очень большое значение. Он является ценным сырьем для пищевой промышленности. Из него вырабатывают крахмал и спирт, из которых в свою очередь производят патоку и глюкозу, клей, витамин С, синтетический каучук, медикаменты и десятки других ценных продуктов.

Из 1 т картофеля можно получить 170 кг крахмала или 80 кг глюкозы. При переработке в крахмал 1 т картофеля дает 1 т мезги, используемой на корм скоту. Из той же тонны картофеля можно выработать 112 л этилового спирта, 55 кг жидкой углекислоты и в качестве отхода получить еще 1500 кг барды, тоже используемой на корм.

Картофельный крахмал дает более высокий выход спирта.

Строение и химический состав клубня картофеля

Если разрезать клубень, можно невооруженным глазом различить несколько слоев, состоящих из различных тканей. Молодой клубень покрыт тонкой кожицей, которую называют эпидермисом. По мере созревания растения на клубне образуется многослойная покровная ткань – перидерма (кожура). Она состоит из нескольких слоев (от 9 до 17) омертвевших клеток, пропитанных жироподобным пробковым веществом – суберином. Благодаря этому кожура надежно защищает клубень от высыхания и проникновения микроорганизмов. Но клубень — это живой организм. Он дышит, в нем постоянно протекают процессы обмена веществ. При дыхании клубень поглощает кислород, а выделяет углекислый газ и воду. Для этого в пробке клубня имеются особые отверстия» так называемые чечевички. Через них осуществляются газообмен и испарение воды. Далее, под кожурой, расположена особая ткань — кора. Она состоит из плотно прилегающих одна к другой клеток без больших межклеточных пустот. Кора заполнена основным питательным веществом картофельного клубня – крахмалом.

Под корой расположен камбиальный слой или, как иногда говорят, камбиальное кольцо. В этом слое находятся сосудистые пучки, по которым во время роста растения питательные вещества из надземной части растения – стебля и листьев – поступают в клубень. И, наконец, внутреннюю часть клубня составляет так называемая сердцевина. Сердцевина неоднородна: различают внешнюю и внутреннюю сердцевину. Внешняя граничит с камбиальным кольцом. По своему строению эта ткань сходил с корой клубня. Внутренняя сердцевина отличается меньшей плотностью; в ней содержится меньше крахмала и других сухих веществ и соответственно больше воды.

Из всего сказанного выше следует, что для промышленной переработки важно, чтобы кожица клубней была возможно тоньше, но достаточно опробковевшей, а внутренняя сердцевина — минимальной.

Очень большое значение имеют также форма и размеры клубней. Чем больше клубни, тем меньше отходов получается при их переработке и, прежде всего, при очистке. Форма играет существенную роль при механической очистке клубней — желательна округлая, шаровидная форма.

Важным показателем качества клубней является также число глазков и глубина их залегания. Клубни тем лучше, чем меньше на них глазков и чем менее глубоко они залегают. Нормальным считается наличие на клубне не более пяти глазков. Цвет кожицы практического значения не имеет, так как она при подготовке картофеля удаляется.

Химия клубня

И все же главным показателем качества и ценности картофеля является его химический состав, т. е. содержание в нем основных питательных веществ.

Химический состав клубней колеблется в довольно широких пределах и зависит от ряда факторов: сорта, степени зрелости, почвенных и климатических условий, количества и качества удобрений и т. д. Так, содержание воды в клубнях колеблется от 64 до 86%, соответственно содержание сухих веществ равно 14-36%. Такие же колебания наблюдаются и в отношении отдельных компонентов. Поэтому я приведу средние и округленные данные — их вполне достаточно для суждения о пищевой ценности картофеля.

Из сухих веществ клубня можно выделить следующие основные компоненты: 18,5% крахмала, 0,8% сахара, 1,5% пентозанов и пектиновых веществ, 1,0% клетчатки, 2,0% азотистых веществ, 0,2% жира и 1,0% золы (минеральные соли). Крахмал, сахара, пентозаны, пектиновые вещества и клетчатка относятся к одной группе химических соединений — к углеводам.

Сахара картофеля представлены главным образом глюкозой (виноградный сахар). Меньше в картофеле сахарозы (свекловичный сахар) и совсем немного фруктозы (плодовый сахар). Повышенное содержание сахаров в клубнях нежелательно. Во-первых, они ухудшают вкус картофеля, во-вторых, при переработке ведут к увеличению потерь, так как растворяются в воде, и, в-третьих, соединяясь с продуктами распада белков (с аминокислотами), образуют темноокрашенные соединения – меланоидины.

Клетчатка – тоже высокомолекулярный углевод – образует кожицу картофеля.

Азотистые вещества картофеля состоят, прежде всего, из белков. К сожалению, содержание белка в картофеле очень мало (примерно 1,5%). Жира в картофеле содержится настолько мало, что он практически не имеет значения для характеристики пищевой ценности клубней.

И, наконец, о минеральных солях, вернее о золе, поскольку при сжигании картофеля все органические вещества сгорают и только минеральные соли остаются, образуя золу. В золе картофеля найдено более 20 минеральных элементов. Некоторые из них (например, фосфор, калий, магний, железо, кальций и др.) играют большую роль в процессе обмена веществ. Особое физиологическое значение имеют такие элементы, как фосфор и калий. Кроме того, в золе картофеля найдено около 10 микроэлементов (медь, марганец и др.), менее 1 мг каждого из них в 100 г сухого вещества картофеля.

Ферменты (биологические катализаторы, вещества белковой природы, регулирующие ход химических реакций в растительных и животных продуктах) играют очень важную роль как в обмене веществ клубня, так и в других процессах, происходящих, например, при хранении картофеля. Всем известно, что если разрезать клубень картофеля, то он на срезе быстро темнеет. Этот процесс происходит под влиянием фермента тирозиназы, которая вызывает окисление аминокислоты тирозина кислородом воздуха и образование темноокрашенного соединения.

Соланин – сложное вещество, состоящее из молекулы сахара (глюкозы) и физиологически очень активного вещества – алкалоида соланоидина. Достаточно съесть за один раз 200 мг соланина (всего 0,2 г!), как наступит отравление. Однако содержание соланина в нормальных здоровых клубнях не превышает 2-10 мг в 100 г картофеля. Значит, чтобы отравиться картофелем, надо за один раз съесть не менее 3,5-4 кг. Но надо учитывать, что количество соланина резко увеличено в зеленых частях клубня, образующихся при неправильном хранении картофеля. Потому все позеленевшие части клубней необходимо тщательно удалять еще до начала тепловой обработки.

Природный полимер…

Итак, самым главным веществом картофеля является крахмал. Он составляет около 80% всего сухого вещества клубня и, естественно, определяет пищевую ценность картофеля, а также его свойства как сырья для технической переработки. Крахмал необходим организму человека как источник энергии. Он легко переваривается в желудочно-кишечном тракте человека, отличается сравнительно высокой калорийностью (около 4 ккал в 1 г вещества). При сгорании в организме 1 г крахмала дает 16,75 кДж энергии.

Содержание крахмала в клубнях тоже колеблется в довольно широких пределах: от 8 до 29%, в среднем составляет 18%. Крахмал находится в клетках коры и сердцевины клубней в виде круглых или овальных зерен. Зерна картофельного крахмала наиболее крупные (от 0,05 до 0,1 мм). Крахмал в картофеле (как, впрочем, и повсюду) легко обнаруживается йодной реакцией. Если на срез клубня капнуть йодом, крахмал сразу же окрашивается в синий цвет.

По своей химической природе крахмал относится к классу углеводов. Его формула (С 6Н10 О5 )n. Это значит, что каждая молекула крахмала состоит из n (число это точно не определено) групп(С 6Н10 О5 )n. Группа (С 6Н10 О5 )n – это глюкоза, лишенная молекулы воды (Н2 О). Таким образом, можно сказать, что молекула крахмала состоит из некоторого количества соединенных между собой глюкозных остатков. Из этого следует, что крахмал — природный полимер. Слово «полимер» образовано из двух греческих слов: poll — много и meros — частица.

Установлено, что крахмал неоднородное вещество, оно состоит из двух компонентов: амилозы и амилопектина. Они различаются строением молекулы и тем, что амилопектин содержит фосфор. Эти различия определяют разные физические и химические свойства амилозы и амилопектина. Амилоза легко растворяется в воде и при нагревании со щелочью полностью распадается. Амилопектин в воде не растворим, а образует студень, или суспензию. В картофельном крахмале содержится от 17 до 25% амилозы и от 75 до 83% амилопектина. От соотношения этих частей зависят физические свойства картофельного крахмала.

В целом крахмал в воде не растворяется, а при нагревании с водой при температуре около 65°С клейстеризуется. При этом сильно увеличивается вязкость образованного клейстера. Клейстер удерживает значительное количество влаги.

В результате разложения воды образовались водород и кислород. Водород вступил в реакцию с углекислым газом, а кислород выделился в окружающую атмосферу, а образовавшийся в листьях сахар (глюкоза) полимеризуется и превращается в крахмал. По мере накопления в листьях избытка крахмала последний разлагается, превращается в сахар, который по бесчисленным каналам стеблей спускается вниз, под землю. Здесь в подземных стеблях (столоны) сахар снова преобразуется в крахмал и накапливается в клубнях. Так непрерывно в летнее время совершается в растении процесс образования сахара и крахмала.

Картофель как сырьё для производства спирта

На спиртовых заводах перерабатывают технические сорта картофеля, удовлетворяющие следующим требованиям:

стойкость к заболеваниям,

устойчивость при хранении.

К основным сортам, перерабатываемым на спирт, относятся:

Вольтман и другие.

Картофель, поступающий на спиртовые заводы, сортируют на полноценные клубни, закладываемые на хранение, и поврежденные, отправляемые на переработку. Хранят картофель преимущественно в буртах.

Требования основным и вспомогательным материалам и готовой продукции

Вода – один из основных компонентов сырья для получения спирта. Вода, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к питьевой воде (СанНиП 2.1.4.559-96), кроме того, нежелательно использовать воду с высокой карбонатной жесткостью и щелочностью.

Ферментные препараты: Амилосубтилин Г3х, Амилосубтилин Гх, Амилоглюкаваморин Гх, Глюкаваморин Гх.

Формалин технический (ГОСТ 1625-89Е)

Кислота серная техническая (ГОСТ 2184-77* или ГОСТ 667-73)

Монохлорамин ХБ технический (взамен хлорной извести) (ГОСТ 14193-78)

Карбамид (мочевина) (ГОСТ 2081-75**Е)

Фракция головная этилового спирта (ОСТ 18-121-80)

Вспомогательные материалы – серная кислота, формалин и хлорная известь — расходуются соответственно для подкисления дрожжевого сусла, асептирования солодового молока и суспензии микробных ферментных препаратов, для общесанитарного пользования.

Описание технологического процесса производства спирта

Система производства спирта из картофеля несколько отличается от зерновой, и поэтому полученные спирты отличаются по органолептике.

Производство спирта состоит из трех основных этапов:

подготовительного – очистка сырья от примесей, приготовление солода или культур плесневых грибов;

основного – разваривание крахмалистого сырья, осахаривание крахмала, сбраживание осахаренной массы, перегонка бражки и получение сырого спирта;

Этиловый спирт из пищевого сырья и древесины получают по одному и тому принципу путем сбраживания сахаров под действием ферментов дрожжей. Отличие состоит лишь в способах гидролиза полисахаридов сырья до сбраживаемых сахаров: крахмал пищевого сырья гидролизуют биохимическим путем с помощью ферментов (амилаз), а целлюлозу древесины — химическим способом, воздействуя на нее минеральными кислотами. Процесс же сбраживания гексоз в том и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой:

гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт.

В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса:

гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт и углекислый газ,

и физический процесс разделения жидкостей по точкам кипения.

Производство спирта из крахмалистого сырья складывается из следующих основных технологических процессов:

♦ подготовки сырья — мойки, очистки от посторонних примесей;

♦ тепловой обработки (разваривания) с водой при температуре 120—150°С и давлении не менее 588 кПа (6 атм) для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала;

♦ охлаждения разваренной массы;

♦ осахаривания крахмала под действием амилолитических ферментов — а — и (З-амилаз и олиго-1,6-глюкозида-зы (декстриназы), содержащихся в солодовом молоке или чистой культуре плесневых грибов, в течение 5—10 мин при температуре 57—58°С;

♦ сбраживания мальтозы и декстринов (после превращения их в мальтозу) в этиловый спирт и углекислый газ под действием ферментов дрожжей для получения зрелой бражки, содержащей 7—10% спирта;

♦ выделения из бражки путем ее перегонки с паром в специальных колонках спирта-сырца, содержащего 88% об. этилового спирта и получаемые в процессе брожения примеси;

♦ повторной перегонки спирта-сырца на ректификационном аппарате периодического или непрерывного действия для получения ректификованного спирта крепостью 96— 96,5% об. Спирт-ректификат получают также непосредственно из бражки на непрерывно действующих брагоректификационных аппаратах, где из спирта-сырца выделяют примеси.

Примеси являются вторичными и побочными продуктами спиртового брожения. Большинство их оказывает вредное воздействие на организм человека, и поэтому остаточное количество и состав примесей влияют на качество спирта-ректификата и вырабатываемых из него ликеро-водочных изделий. При общем содержании примесей в спирте-сырце 0,3—0,5% в их составе идентифицировано более 50 соединений, которые могут быть отнесены к одной из четырех групп химических веществ: альдегидам и кетонам, эфирам, высшим спиртам (сивушные масла) и кислотам.

Очистка (ректификация) спирта-сырца от примесей является обязательным условием последующего использования спирта для приготовления водок и ликеро-водочных изделий. Ректификация путем перегонки спирта-сырца основана на различных точках кипения при нагревании этилового спирта и загрязняющих его примесей. В зависимости от степени летучести эти примеси бывают головными, хвостовыми и промежуточными.

Головные примеси кипят при температуре ниже температуры кипения этилового спирта. Это альдегиды (уксусный и др.), эфиры (муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др.), метиловый спирт. К хвостовым относят примеси, кипящие при температуре выше температуры кипения этилового спирта. Это в основном сивушные масла, т. е. высшие спирты — пропиловый, изо-пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоа-миловый и др. К хвостовым примесям относятся также фурфурол, ацетали и некоторые другие вещества.

Промежуточные примеси представляют собой наиболее трудноотделимую группу соединений. В зависимости от условий перегонки они могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу примесей входят изомасляноэтиловый, изовалерианоэтиловый, уксусноизоамиловый, изова-лерианоизоамиловый эфиры.

В некоторых случаях спирт-сырец перед ректификацией предварительно подвергают химической обработке для освобождения от примесей: раствором NaOH омыляют сложные эфиры и превращают их в соли летучих кислот; раствором КмnO4 окисляют альдегиды в непредельные соединения.

Технологическая схема производства спирта-сырца из картофеля

Хранение и транспортировка картофеля

Под буртовое поле отводится ровная площадка с низким уровнем стояния грунтовых вод, имеющая естественную защиту от господствующих холодных (главным образом, северных) ветров.

Тип, размеры, способ укрытия буртов определяются местными условиями, а также качеством картофеля, закладываемого на хранение.

Емкость бурта рекомендуется в пределах 100ё200 тонн и более при хорошем качестве картофеля.

Подача картофеля из рештака на производство осуществляется гидротранспортом. Гидранты устанавливаются с интервалом 8ё15 м.

Картофелехранилище состоит из подработочного отделения и рештака.

Подработочное отделение – многоэтажное здание с подвалом, выполняется в железобетонном, металлическом каркасе или в кирпиче.

Рештак – бункерная заглубленная конструкция открытого или закрытого типа.

Рис. 2. Схема механизации картофелехранилища: а — загрузка хранилища; б — разгрузка хранилища; 1 — самосвал; 2 — приёмный бункер; 3 — лопастной транспортёр; 4 — загрузчик; 5 — выгрузной транспортёр (помещен в вентиляционном канале); 6 — сортировальная машина; 7 — ленточные транспортёры.

Подработка картофеля

Подработка картофеля заключается в отделении и удалении мусора от сырья, мойке и дроблении.

На транспортировку и мойку расходуется 700 – 800 %* воды по весу сырья.

Расход может быть снижен при повторном использовании воды.

Продолжительность пребывания картофеля в мойке – 10ё14 минут, остаточная загрязненность после мойки — 0,25 %.

Транспортировку картофеля на стадии подработки рекомендуется вести следующим оборудованием:

ленточными и винтовыми конвейерами,

Угол наклона ленточного транспортера не должен превышать 24°.

Степень измельчения картофеля должна характеризоваться полным отсутствием частиц, остающихся после промыва кашки на сите с диаметром отверстий 3 мм.

Потери на стадии подработки – 0,2 %.

Разваривание, осахаривание и охлаждение сырья

Водно – тепловая обработка сырья на действующих заводах принята непрерывным способом в агрегатах колонного типа.

Приготовление замеса предусматривается в смесителе – предразварнике. В смесителе поддерживается температура 40 – 45° — в предразварнике – 60 — 65° с выдержкой замеса 6 — 7 мин. Картофельная кашка нагревается не выше 45°.

При приготовлении замеса расход воды 2,5 — 3 литра на 1 кг зерна, что обеспечивает концентрацию сусла 16 — 17° по сахарометру.

Режим разваривания картофеля

Продолжительность = 40 мин.

Осахаривание принято непрерывное с одноступенчатым вакуум-охлаждением.

Первая ступень охлаждения до температуры 60 — 62° происходит в испарителе при вакууме в пределах 0,08 — 0,081 МПа.

Для осахаривания крахмала применяется солодовое молоко или ферментные препараты.

Продолжительность осахаривания 15 мин. при температуре 58 — 60°.

Расход солодового молока на осахаривание составляет 15 — 16 % от массы крахмала сырья.

Вторая ступень охлаждения до температуры складки 18 — 20° производится в теплообменнике холодной водой с температурой 10 — 12°.

В настоящее время рекомендован к внедрению способ механико-ферментативной обработки крахмалистого сырья на спиртовых заводах, применяющих ферментные препараты взамен солода.

Применяются препараты микробных ферментов: α-амилазы и глюкоамилазы на стадиях разжижения, осахаривания и брожения.

В качестве осахаривающих материалов используются жидкие глубинные культуры микроорганизмов — продуцентов амилолитических ферментов, которые выращиваются в ферментных цехах при спиртовых заводах по соответствующим регламентам.

Рекомендуемая схема механико-ферментативной обработки крахмалистого сырья

Начальная стадия разжижения крахмала происходит в смесителе при температуре 55 — 60° за счет действия α — амилазы ферментного препарата амилосубтилина Гх, дозируемого из расчета 1,5 ед. АС на 1 г условного крахмала.

Дальнейшее разжижение крахмала производится в аппаратах гидроферментативной обработки 1 ступени — ГДФО-1 при температуре 65 — 70° (при переработке кукурузы при 75°).

Продолжительность выдержки — 3 — 4 часа. Величина рН массы составляет 5,5 — 6,0.

Интенсивная клейстеризация крахмала происходит в аппарате гидроферментативной обработки 2-ой ступени ГДФО-2, разделенном на 3 отсека.

Первая секция — температура 68 — 70°,

время выдержки 15 — 16 мин.

Вторая секция — температура 72 — 75°,

время выдержки 15 — 16 мин.

Третья секция — температура 85 — 95°,

время выдержки 15 — 16 мин.

Осахаривание стерилизованной массы происходит в испарителе-осахаривателе, где масса смешивается с ферментным препаратом α — амилазы — амилосубтилином Гх.

Дозировка α — амилазы составляет 0,5 — 1,0 ед. АС/г условного крахмала сусла, продолжительность выдержки сусла при температуре 58 — 60° составляет 30 — 35 мин.

Приготовление дрожжей и сбраживание сусла

На спиртовых заводах при внедрении механико-ферментативного способа обработки крахмалистого сырья процесс дрожжегенерации заключается в разведении производственных дрожжей из чистой культуры или захоложенных засевных дрожжей.

После подготовки бродильного аппарата начинается приток сусла, осахаренного a-амилазой и одновременно подача зрелых дрожжей. По заполнении бродильного аппарата на 20 — 25 % спускают всю глюкоамилазу, рассчитанную на бродильный аппарат.

Подачу глюкоамилазы производят в испаритель-осахариватель. Затем бродильный аппарат заливают суслом полностью и оставляют на брожение.

Сбраживание сусла, приготовленного по способу механико-ферментативной обработки сырья, осуществляется периодическим способом.

Расход дрожжей составляет 8 — 10 % по объему сбраживаемого сусла.

Брагоректификация и хранение спирта

Для обеспечения безопасности условий труда; а также пожаровзрывобезопасности при хранении и подработке зерна необходимо предусматривать аспирацию пылевыделяющего оборудования.

При проектировании аспирационных систем необходимо руководствоваться СНиП 2.04.05-91. Расчет и компоновка аспирационных систем выполняется согласно «Указаниям по проектированию обеспыливающих установок на элеваторах, зерноскладах и сушильно-очистительных башнях» и «Указаниям по проектированию аспирации мельниц, комбикормовых и кукурузообрабатывающих заводов» ЦНИИПромзернопроекта.

При аспирации зерноочистительных машин и транспортного оборудования средняя концентрация пыли в воздухопроводе до пылеотделителя — 3 — 6 г/м3.

При аспирации силосов, бункеров, весового оборудования средняя концентрация пыли в воздухопроводе — 0,5 г/м3.

Коэффициент пылеотделения циклонов типа ЦОЛ — 95 %,

Исключить возможность работы пылевыделяющего оборудования без пылеудаления, предусматривая обязательную блокировку электродвигателей вентилятора и аспирируемого оборудования с тем, чтобы пуск вентиляторов осуществлялся с опережением на 15 сек. от пуска технологического оборудования и на 2 — 3 мин. позднее его остановки.

Пылеотделители (циклоны) рекомендуется устанавливать на нагнетательной части сети. Допускается установка пылеотделителей (циклонов) на всасывающей части сети.

Перечень используемого оборудования

1. Дробилка для картофеля: А1-ВДК; ДБ-6

II. Варочное отделение

2. Смеситель ВЛ.4-591.04

3. Аппарат гидроферментативной обработки ГДФО1 (1,2)

4. Аппарат ферментативной обработки ГДФО2

5. Трубчатый стерилизатор А2-ВРА-3000/5

8. Теплообменник 101М-01

III. Бродильно-дрожжевое отделение

9. Бродильный чан

Бродильный чан с выносным теплообменником F = 70 м2 10-1М-01

IV. Брагоректификационное отделение

11. Брагоректификационная установка производительностью дал/сут. условного спирта-сырца.

Технологическое оборудование и цеха спиртового завода

1. Приемное устройство для клубней картофеля с автотранспорта и ж. д. и весовая.

2. В производственном корпусе :

— подработочное отделение картофеля

— отделение разваривания и осахаривания

4. Цех ферментных препаратов:

— отделение приготовления питательной среды

— отделение готовой культуры

6. Хранение и подработка картофеля:

— отделение мойки картофеля

— отделение приготовления замеса

8. Административно-бытовой корпус

9. Подсобно-вспомогательные производства

Установка для извлечения спирта (ректификации)

Материальный баланс процесса

Материальный баланс спиртового брожения имеет следующий вид:

СnН2 nОn + 0,005 NН3 — 0,04 X + 0,49 С2 Н5 ОН + 0,47 СО2 .

Энергия субстрата в процессе брожения распределяется так:

90% переходит в этанол и по 5% — в биомассу и теплоту.

Выход этилового спирта из картофеля, как правило, составляет 166 л/га.

Выход спирта в декалитрах из 1 т усл. крахмала картофеля

По схемам производства:

непрерывной с мех.-фермент. Обработкой – 66,1.

Следует отметить идею японского ученого Ямомото – создание замкнутой безотходной системы получения этанола из картофеля. Ямомото экспериментально доказал, что полученный из микромицетов рода Rhizopus комплексный ферментный препарат, обладающий амилазной и пектиназной активностью, при добавлении к дрожжам хорошо конвертирует крахмал растертой массы катофеля в этанол. Процесс реализуется при рН 4,2 и температуре 25?С. В этой технологии не требуется разваривать картофель и отдельно осахаривать массу.

После мойки картофель измельчают на терке и проводят одностадийную ферментацию (рис. 3). Этанол дистиллируют, а барду вместе с ботвой направляют на метановое брожение. Биогаз используют для дистилляции этанола, а ферментированную жидкую фракцию после метанового брожения со всеми минеральными компонентами урожая возвращают на поле в качестве удобрения. Согласно данной технологии с 1 га поля можно получить 270 л этанола за один цикл. Из

Похожие рефераты:

Сырье и производство ликероводочных изделий. Ассортимент и правила продажи. Показатели качества ликероводочных изделий, розлив и хранение. Общая характеристика видов спиртных напитков. Случаи не допущения розничной реализации алкогольной продукции.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Департамент кадровой политики и образования МИЧУРИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Понятие картофеля как пищевого растения, его разновидности и формы клубней. Химический состав и питательность данного корнеплода, основные показатели и порядок оценки его качества. Сорта картофеля и их отличительные признаки, правила и сроки хранения.

Цель проведения экспертизы качества алкогольных напитков. Показатели качества вино-водочных изделий. Фальсификация алкогольных напитков: подделка букета вина, фальсификация способа производства. Категории ассортиментного ряда колбасных изделий.

Характеристика сахаров, как одного из основных источников энергии. Проблемы, связанные с получением сахара, повышением урожайности культур, являющихся источниками получения сахара и др. Альтернативные источники получения сахара.

Характеристика кумыса – кисломолочного напитка из коровьего молока, его свойства, рецептура молочной смеси. Сущность технологического процесса его производства. Состав закваски для кумыса. Приготовление первичной лабораторной и производственной закваски.

Классификация вина: в зависимости от качества и сроков издержки; в зависимости от содержания углекислоты. Получение и сбраживание сусла в производстве спирта. Химический состав зрелой бражки. Особенности приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья.

Исследование действия заквасок, с введением мицелиальных грибов при производстве сыра «Рокфор». Характеристика реакций, вызываемых пропионово-кислыми и молочнокислыми бактериями. Анализ видов аэробных микроорганизмов, окисляющих азотосодержащие вещества.

Обработка крахмалосодержащих продуктов, их изменение в процессе приготовления кулинарных изделий. Производство полуфабрикатов из рубленного мяса. Ассортимент, требования к качеству. Приготовление супов-пюре из овощей, круп, бобовых и мясных продуктов.

Химический состав водки, ее пищевая ценность и воздействие на организм. Требования к ее качеству согласно нормативной документации. Факторы, определяющие качество водки: технология производства и упаковка. Классификация и характеристика ассортимента.

Значение и состояние новой отрасли продуктов питания из картофеля. Сырьевая база и типы предприятий по производству продуктов питания из картофеля. Преимущества картофелепродуктов по сравнению со свежим картофелем. Развитие производства.

Столовый картофель, особенности химического состава. Классификация чая, виды, торговые сорта, признаки доброкачественности. Сырьё для производства колбасных изделий. Характеристика основных семейств промысловых рыб (осетровых, лососевых, камбаловых).

Принципы производства алкогольных напитков. Классификация сортов и типов пива. Технология производства сидра. Основные стадии получения уксуса. Классификация вина в зависимости от качества и сроков выдержки. Получение напитков путем спиртового брожения.

Суть аэробного и анаэробного дыхания плодов и овощей, влияние его интенсивности на величину потерь, формула процесса. Характеристика, ассортимент и экспертиза качества натуральных, специальных, особых виноградных вин. Расчет емкости картофелехранилища.

Экскурс в давнюю историю возникновения, развития и усовершенствования искусства винокурения в Украине. Описание некоторых стародавних приемом и особенностей изготовления спиртных напитков. Исследование производства украинского «первака» и «ерофеича».

Понятие и причины денатурации фибриллярных белков. Ознакомление с химической формулой и основными свойствами крахмальных полисахаридов. Выделение способов стабилизации витаминов. Изучение процесса изменения цвета продуктов под воздействием ферментов.

Цель и сущность технологии получения коньяка. Характеристика и виды сырья и виноматериалов, операции его подготовки и основные требования. Управление технологическим процессом и особенности его стадий. Основные показатели качества готового продукта.

Состав, виды и свойства молочной сыворотки, ее положительное влияние на организм человека. Характеристика тепловых, центробежных, биологических и мембранных методов переработки сыворотки, их достоинства и недостатки. Обработка ферментными препаратами.

Основные биохимические процессы, протекающие при выработке кисломолочных продуктов. Характеристика процессов молочнокислого и спиртового брожения молочного сахара, протеолиза, коагуляции казеина и гелеобразования. Биотехнология в переработке молока.

Понятие приправ, их виды и отличия от пряностей. Поваренная соль, ее классификация, влияние на организм человека и особенности проведения экспертизы. Способы производства столового уксуса. Понятие, основные виды, физико-химические свойства и нормы соусов.

Источник: http://xreferat. com/46/840-1-proizvodstvo-etilovogo-spirta-iz-kartofelya. html

Производство этилового спирта из картофеля

Современное состояние производства этилового спирта из картофеля. Характеристика этилового спирта и используемого сырья. Технологический процесс производства спирта. Технологическое оборудование и цеха спиртового завода. Материальный баланс процесса.

Рубрика Кулинария и продукты питания
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.02.2011
Размер файла 2,2 M
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www. allbest. ru/

Размещено на http://www. allbest. ru/

Московский государственный университет инженерной экологии

Кафедра «Экологическая и промышленная биотехнология»

Курсовая работа по дисциплине «Пищевые производства»

«Производство этилового спирта из картофеля»

Студент: Смирнова Анастасия

Преподаватель: Поляков А. Н.

Содержание

Введение. Современное состояние производства этилового спирта из картофеля

Характеристика этилового спирта

Характеристика используемого сырья

Описание технологического процесса производства спирта

Технологическая схема производства спирта-сырца из картофеля

Технологическое оборудование и цеха спиртового завода

Материальный баланс процесса

Характеристика и очистка сточных вод спиртового производства

Отходы производства спирта из картофеля

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ

Современное состояние производства этилового спирта из картофеля

Когда средневековые алхимики впервые отогнали спирт из виноградного вина, они назвали полученную жидкость Spiritus vini, т. е. духом вина. Отсюда и возникло название «спирт», которое вошло во многие языки мира. Долгое время спирт получали исключительно из вина. Затем был найден способ сбраживания зерна, а по мере распространения картофеля в дело пошел и он. В настоящее время картофель занимает видное место в сырьевом балансе спиртовой промышленности наряду с зерном и мелассой Меласса, или кормовая патока — отход свеклосахарного производства, содержащий около 50% сахара. и даже считается наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме того, картофель отличается от зерновых повышенной урожайностью — с единицы посевной площади картофеля можно получить спирта в 2-3 раза больше, чем с такой же площади зерновых.

Поэтому в настоящее время лучшим видом растительного сырья для спиртовой промышленности признан картофель. В современных производствах для переработки на спирт применяют высокоурожайные технические сорта картофеля, обладающие высокой крахмалистостью, устойчивые при хранении.

Данное сырьё используют и в зарубежном производстве. Например, в Польше водка в большинстве своем производится из картофеля, о чем честно сообщается на этикетке.

Спирт из картофеля незаменим в фармацевтической, парфюмерной и ликероводочной промышленности.

Характеристика этилового спирта

Этиловый спирт (этанол) — это бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом и жгучим вкусом. Этанол смешивается с водой в любых соотношениях, в больших дозах ядовит. Спирт и его крепкие водные растворы легко воспламеняются и горят некоптящим пламенем. Пары спирта вредны для человека, предельно допустимая их концентрация в воздухе 1 мг/л. Спирт взрывоопасен. Этиловый спирт гигроскопичен, поглощает влагу из воздуха, из растительных и животных тканей, вызывая их разрушение. Химически чистый спирт имеет нейтральную реакцию (рН = 7). Пищевой спирт из-за присутствия органических кислот имеет слабокислую реакцию. Пищевой спирт производится только из пищевого сырья.

Рис. 1. Виды и способы получения этилового спирта.

этиловый спирт картофель

В зависимости от степени очистки спирт этиловый ректификованный бывает четырех сортов:

ь экстра — 96,5% об.,

ь высшей очистки — 96,2

ь и 1-го сорта — 96% об.

Для производства алкогольных напитков используется спирт «Люкс», «Экстра» и высшей очистки. Спирт «Люкс» и «Экстра» вырабатывают из различных видов зерна (кроме бобовых культур) и смеси зерна и картофеля. Количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35% при выработке спирта «Люкс» и 60% при выработке спирта «Экстра».

Спирт высшей очистки в зависимости от исходного сырья вырабатывают:

¦ из зерна, картофеля или из зерна и картофеля;

¦ из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы сахара-сырца и другого сахаро — и крахмалосодержащего пищевого сырья в различных соотношениях;

В спирте высшей очистки и 1-го сорта количество примесей допускается соответственно до 0,1 и 0,15 г/дм3. Помимо крепости в ректификованном спирте всех трех сортов нормируется содержание альдегидов (соответственно не более 2, 4 и 10 мг в 1 л безводного спирта), сивушного масла (не более 3, 4 и 15 мг/дм3), эфиров (не более 25, 30 и 50 мг/дм3), свободных кислот (не более 12, 15 и 20 мг/дм3). Он должен выдерживать пробу на метиловый спирт с фуксинсернистой кислотой. Содержание фурфурола не допускается.

Этиловый спирт всех сортов должен быть бесцветным и прозрачным, без посторонних частиц. Вкус и запах должны быть характерными для этилового спирта, изготовленного из соответствующего сырья. Посторонние привкусы и запахи не допускаются.

Характеристика используемого сырья

Картофель…

Было время, когда ни в Европе, ни в Северной Америке, ни в Азии не знали о существовании картофеля. Теперь даже трудно себе представить, как люди могли обходиться без него. Ведь среди всех продовольственных культур, за исключением разве пшеницы, нет ни одной, которая занимала бы столь важное место в жизни человека, как картофель.

Использование картофеля на технические цели имеет очень большое значение. Он является ценным сырьем для пищевой промышленности. Из него вырабатывают крахмал и спирт, из которых в свою очередь производят патоку и глюкозу, клей, витамин С, синтетический каучук, медикаменты и десятки других ценных продуктов.

Из 1 т картофеля можно получить 170 кг крахмала или 80 кг глюкозы. При переработке в крахмал 1 т картофеля дает 1 т мезги, используемой на корм скоту. Из той же тонны картофеля можно выработать 112 л этилового спирта, 55 кг жидкой углекислоты и в качестве отхода получить еще 1500 кг барды, тоже используемой на корм.

Картофельный крахмал дает более высокий выход спирта.

Строение и химический состав клубня картофеля

Если разрезать клубень, можно невооруженным глазом различить несколько слоев, состоящих из различных тканей. Молодой клубень покрыт тонкой кожицей, которую называют эпидермисом. По мере созревания растения на клубне образуется многослойная покровная ткань — перидерма (кожура). Она состоит из нескольких слоев (от 9 до 17) омертвевших клеток, пропитанных жироподобным пробковым веществом — суберином. Благодаря этому кожура надежно защищает клубень от высыхания и проникновения микроорганизмов. Но клубень — это живой организм. Он дышит, в нем постоянно протекают процессы обмена веществ. При дыхании клубень поглощает кислород, а выделяет углекислый газ и воду. Для этого в пробке клубня имеются особые отверстия» так называемые чечевички. Через них осуществляются газообмен и испарение воды. Далее, под кожурой, расположена особая ткань — кора. Она состоит из плотно прилегающих одна к другой клеток без больших межклеточных пустот. Кора заполнена основным питательным веществом картофельного клубня — крахмалом.

Под корой расположен камбиальный слой или, как иногда говорят, камбиальное кольцо. В этом слое находятся сосудистые пучки, по которым во время роста растения питательные вещества из надземной части растения — стебля и листьев — поступают в клубень. И, наконец, внутреннюю часть клубня составляет так называемая сердцевина. Сердцевина неоднородна: различают внешнюю и внутреннюю сердцевину. Внешняя граничит с камбиальным кольцом. По своему строению эта ткань сходил с корой клубня. Внутренняя сердцевина отличается меньшей плотностью; в ней содержится меньше крахмала и других сухих веществ и соответственно больше воды.

Из всего сказанного выше следует, что для промышленной переработки важно, чтобы кожица клубней была возможно тоньше, но достаточно опробковевшей, а внутренняя сердцевина — минимальной.

Очень большое значение имеют также форма и размеры клубней. Чем больше клубни, тем меньше отходов получается при их переработке и, прежде всего, при очистке. Форма играет существенную роль при механической очистке клубней — желательна округлая, шаровидная форма.

Важным показателем качества клубней является также число глазков и глубина их залегания. Клубни тем лучше, чем меньше на них глазков и чем менее глубоко они залегают. Нормальным считается наличие на клубне не более пяти глазков. Цвет кожицы практического значения не имеет, так как она при подготовке картофеля удаляется.

Химия клубня

И все же главным показателем качества и ценности картофеля является его химический состав, т. е. содержание в нем основных питательных веществ.

Химический состав клубней колеблется в довольно широких пределах и зависит от ряда факторов: сорта, степени зрелости, почвенных и климатических условий, количества и качества удобрений и т. д. Так, содержание воды в клубнях колеблется от 64 до 86%, соответственно содержание сухих веществ равно 14-36%. Такие же колебания наблюдаются и в отношении отдельных компонентов. Поэтому я приведу средние и округленные данные — их вполне достаточно для суждения о пищевой ценности картофеля.

Из сухих веществ клубня можно выделить следующие основные компоненты: 18,5% крахмала, 0,8% сахара, 1,5% пентозанов и пектиновых веществ, 1,0% клетчатки, 2,0% азотистых веществ, 0,2% жира и 1,0% золы (минеральные соли). Крахмал, сахара, пентозаны, пектиновые вещества и клетчатка относятся к одной группе химических соединений — к углеводам.

Сахара картофеля представлены главным образом глюкозой (виноградный сахар). Меньше в картофеле сахарозы (свекловичный сахар) и совсем немного фруктозы (плодовый сахар). Повышенное содержание сахаров в клубнях нежелательно. Во-первых, они ухудшают вкус картофеля, во-вторых, при переработке ведут к увеличению потерь, так как растворяются в воде, и, в-третьих, соединяясь с продуктами распада белков (с аминокислотами), образуют темноокрашенные соединения — меланоидины.

Клетчатка — тоже высокомолекулярный углевод — образует кожицу картофеля.

Азотистые вещества картофеля состоят, прежде всего, из белков. К сожалению, содержание белка в картофеле очень мало (примерно 1,5%). Жира в картофеле содержится настолько мало, что он практически не имеет значения для характеристики пищевой ценности клубней.

И, наконец, о минеральных солях, вернее о золе, поскольку при сжигании картофеля все органические вещества сгорают и только минеральные соли остаются, образуя золу. В золе картофеля найдено более 20 минеральных элементов. Некоторые из них (например, фосфор, калий, магний, железо, кальций и др.) играют большую роль в процессе обмена веществ. Особое физиологическое значение имеют такие элементы, как фосфор и калий. Кроме того, в золе картофеля найдено около 10 микроэлементов (медь, марганец и др.), менее 1 мг каждого из них в 100 г сухого вещества картофеля.

Ферменты (биологические катализаторы, вещества белковой природы, регулирующие ход химических реакций в растительных и животных продуктах) играют очень важную роль как в обмене веществ клубня, так и в других процессах, происходящих, например, при хранении картофеля. Всем известно, что если разрезать клубень картофеля, то он на срезе быстро темнеет. Этот процесс происходит под влиянием фермента тирозиназы, которая вызывает окисление аминокислоты тирозина кислородом воздуха и образование темноокрашенного соединения.

Соланин — сложное вещество, состоящее из молекулы сахара (глюкозы) и физиологически очень активного вещества — алкалоида соланоидина. Достаточно съесть за один раз 200 мг соланина (всего 0,2 г!), как наступит отравление. Однако содержание соланина в нормальных здоровых клубнях не превышает 2-10 мг в 100 г картофеля. Значит, чтобы отравиться картофелем, надо за один раз съесть не менее 3,5-4 кг. Но надо учитывать, что количество соланина резко увеличено в зеленых частях клубня, образующихся при неправильном хранении картофеля. Потому все позеленевшие части клубней необходимо тщательно удалять еще до начала тепловой обработки.

Природный полимер…

Итак, самым главным веществом картофеля является крахмал. Он составляет около 80% всего сухого вещества клубня и, естественно, определяет пищевую ценность картофеля, а также его свойства как сырья для технической переработки. Крахмал необходим организму человека как источник энергии. Он легко переваривается в желудочно-кишечном тракте человека, отличается сравнительно высокой калорийностью (около 4 ккал в 1 г вещества). При сгорании в организме 1 г крахмала дает 16,75 кДж энергии.

Содержание крахмала в клубнях тоже колеблется в довольно широких пределах: от 8 до 29%, в среднем составляет 18%. Крахмал находится в клетках коры и сердцевины клубней в виде круглых или овальных зерен. Зерна картофельного крахмала наиболее крупные (от 0,05 до 0,1 мм). Крахмал в картофеле (как, впрочем, и повсюду) легко обнаруживается йодной реакцией. Если на срез клубня капнуть йодом, крахмал сразу же окрашивается в синий цвет.

По своей химической природе крахмал относится к классу углеводов. Его формула (С 6Н10 О5 )n. Это значит, что каждая молекула крахмала состоит из n (число это точно не определено) групп(С 6Н10 О5 )n. Группа (С 6Н10 О5 )n — это глюкоза, лишенная молекулы воды (Н2 О). Таким образом, можно сказать, что молекула крахмала состоит из некоторого количества соединенных между собой глюкозных остатков. Из этого следует, что крахмал — природный полимер. Слово «полимер» образовано из двух греческих слов: poll — много и meros — частица.

Установлено, что крахмал неоднородное вещество, оно состоит из двух компонентов: амилозы и амилопектина. Они различаются строением молекулы и тем, что амилопектин содержит фосфор. Эти различия определяют разные физические и химические свойства амилозы и амилопектина. Амилоза легко растворяется в воде и при нагревании со щелочью полностью распадается. Амилопектин в воде не растворим, а образует студень, или суспензию. В картофельном крахмале содержится от 17 до 25% амилозы и от 75 до 83% амилопектина. От соотношения этих частей зависят физические свойства картофельного крахмала.

В целом крахмал в воде не растворяется, а при нагревании с водой при температуре около 65°С клейстеризуется. При этом сильно увеличивается вязкость образованного клейстера. Клейстер удерживает значительное количество влаги.

В результате разложения воды образовались водород и кислород. Водород вступил в реакцию с углекислым газом, а кислород выделился в окружающую атмосферу, а образовавшийся в листьях сахар (глюкоза) полимеризуется и превращается в крахмал. По мере накопления в листьях избытка крахмала последний разлагается, превращается в сахар, который по бесчисленным каналам стеблей спускается вниз, под землю. Здесь в подземных стеблях (столоны) сахар снова преобразуется в крахмал и накапливается в клубнях. Так непрерывно в летнее время совершается в растении процесс образования сахара и крахмала.

Картофель как сырьё для производства спирта

На спиртовых заводах перерабатывают технические сорта картофеля, удовлетворяющие следующим требованиям:

ь высокая крахмалистость,

ь высокая урожайность,

ь стойкость к заболеваниям,

ь устойчивость при хранении.

К основным сортам, перерабатываемым на спирт, относятся:

ь Немешаевский юбилейный,

ь Вольтман и другие.

Картофель, поступающий на спиртовые заводы, сортируют на полноценные клубни, закладываемые на хранение, и поврежденные, отправляемые на переработку. Хранят картофель преимущественно в буртах.

Требования основным и вспомогательным материалам и готовой продукции

Вода — один из основных компонентов сырья для получения спирта. Вода, должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к питьевой воде (СанНиП 2.1.4.559-96), кроме того, нежелательно использовать воду с высокой карбонатной жесткостью и щелочностью.

Ферментные препараты: Амилосубтилин Г3х, Амилосубтилин Гх, Амилоглюкаваморин Гх, Глюкаваморин Гх.

Формалин технический (ГОСТ 1625-89Е)

Кислота серная техническая (ГОСТ 2184-77* или ГОСТ 667-73)

Монохлорамин ХБ технический (взамен хлорной извести) (ГОСТ 14193-78)

Карбамид (мочевина) (ГОСТ 2081-75**Е)

Фракция головная этилового спирта (ОСТ 18-121-80)

Вспомогательные материалы — серная кислота, формалин и хлорная известь — расходуются соответственно для подкисления дрожжевого сусла, асептирования солодового молока и суспензии микробных ферментных препаратов, для общесанитарного пользования.

Описание технологического процесса производства спирта

Система производства спирта из картофеля несколько отличается от зерновой, и поэтому полученные спирты отличаются по органолептике.

Производство спирта состоит из трех основных этапов:

1. подготовительного — очистка сырья от примесей, приготовление солода или культур плесневых грибов;

2. основного — разваривание крахмалистого сырья, осахаривание крахмала, сбраживание осахаренной массы, перегонка бражки и получение сырого спирта;

3. завершающего — ректификация.

Этиловый спирт из пищевого сырья и древесины получают по одному и тому принципу путем сбраживания сахаров под действием ферментов дрожжей. Отличие состоит лишь в способах гидролиза полисахаридов сырья до сбраживаемых сахаров: крахмал пищевого сырья гидролизуют биохимическим путем с помощью ферментов (амилаз), а целлюлозу древесины — химическим способом, воздействуя на нее минеральными кислотами. Процесс же сбраживания гексоз в том и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой:

гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—уксусный альдегид—этиловый спирт.

В основе производства этилового спирта из клубней картофеля лежат два биохимических процесса:

ь гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся сахаров в спирт и углекислый газ,

ь и физический процесс разделения жидкостей по точкам кипения.

Производство спирта из крахмалистого сырья складывается из следующих основных технологических процессов:

1. ¦ подготовки сырья — мойки, очистки от посторонних примесей;

2. ¦ тепловой обработки (разваривания) с водой при температуре 120—150°С и давлении не менее 588 кПа (6 атм) для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала;

3. ¦ охлаждения разваренной массы;

4. ¦ осахаривания крахмала под действием амилолитических ферментов — а — и (З-амилаз и олиго-1,6-глюкозида-зы (декстриназы), содержащихся в солодовом молоке или чистой культуре плесневых грибов, в течение 5—10 мин при температуре 57—58°С;

5. ¦ сбраживания мальтозы и декстринов (после превращения их в мальтозу) в этиловый спирт и углекислый газ под действием ферментов дрожжей для получения зрелой бражки, содержащей 7—10% спирта;

6. ¦ выделения из бражки путем ее перегонки с паром в специальных колонках спирта-сырца, содержащего 88% об. этилового спирта и получаемые в процессе брожения примеси;

7. ¦ повторной перегонки спирта-сырца на ректификационном аппарате периодического или непрерывного действия для получения ректификованного спирта крепостью 96— 96,5% об. Спирт-ректификат получают также непосредственно из бражки на непрерывно действующих брагоректификационных аппаратах, где из спирта-сырца выделяют примеси.

Примеси являются вторичными и побочными продуктами спиртового брожения. Большинство их оказывает вредное воздействие на организм человека, и поэтому остаточное количество и состав примесей влияют на качество спирта-ректификата и вырабатываемых из него ликеро-водочных изделий. При общем содержании примесей в спирте-сырце 0,3—0,5% в их составе идентифицировано более 50 соединений, которые могут быть отнесены к одной из четырех групп химических веществ: альдегидам и кетонам, эфирам, высшим спиртам (сивушные масла) и кислотам.

Очистка (ректификация) спирта-сырца от примесей является обязательным условием последующего использования спирта для приготовления водок и ликеро-водочных изделий. Ректификация путем перегонки спирта-сырца основана на различных точках кипения при нагревании этилового спирта и загрязняющих его примесей. В зависимости от степени летучести эти примеси бывают головными, хвостовыми и промежуточными.

Головные примеси кипят при температуре ниже температуры кипения этилового спирта. Это альдегиды (уксусный и др.), эфиры (муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др.), метиловый спирт. К хвостовым относят примеси, кипящие при температуре выше температуры кипения этилового спирта. Это в основном сивушные масла, т. е. высшие спирты — пропиловый, изо-пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоа-миловый и др. К хвостовым примесям относятся также фурфурол, ацетали и некоторые другие вещества.

Промежуточные примеси представляют собой наиболее трудноотделимую группу соединений. В зависимости от условий перегонки они могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу примесей входят изомасляноэтиловый, изовалерианоэтиловый, уксусноизоамиловый, изова-лерианоизоамиловый эфиры.

В некоторых случаях спирт-сырец перед ректификацией предварительно подвергают химической обработке для освобождения от примесей: раствором NaOH омыляют сложные эфиры и превращают их в соли летучих кислот; раствором КмnO4 окисляют альдегиды в непредельные соединения.

Технологическая схема производства спирта-сырца из картофеля

Хранение и транспортировка картофеля

Под буртовое поле отводится ровная площадка с низким уровнем стояния грунтовых вод, имеющая естественную защиту от господствующих холодных (главным образом, северных) ветров.

Тип, размеры, способ укрытия буртов определяются местными условиями, а также качеством картофеля, закладываемого на хранение.

Емкость бурта рекомендуется в пределах 100ё200 тонн и более при хорошем качестве картофеля.

Подача картофеля из рештака на производство осуществляется гидротранспортом. Гидранты устанавливаются с интервалом 8ё15 м.

Картофелехранилище состоит из подработочного отделения и рештака.

Подработочное отделение — многоэтажное здание с подвалом, выполняется в железобетонном, металлическом каркасе или в кирпиче.

Рештак — бункерная заглубленная конструкция открытого или закрытого типа.

Рис. 2. Схема механизации картофелехранилища: а — загрузка хранилища; б — разгрузка хранилища; 1 — самосвал; 2 — приёмный бункер; 3 — лопастной транспортёр; 4 — загрузчик; 5 — выгрузной транспортёр (помещен в вентиляционном канале); 6 — сортировальная машина; 7 — ленточные транспортёры.

Подработка картофеля

Подработка картофеля заключается в отделении и удалении мусора от сырья, мойке и дроблении.

На транспортировку и мойку расходуется 700 — 800 %* воды по весу сырья.

Расход может быть снижен при повторном использовании воды.

Продолжительность пребывания картофеля в мойке — 10ё14 минут, остаточная загрязненность после мойки — 0,25 %.

Транспортировку картофеля на стадии подработки рекомендуется вести следующим оборудованием:

ь ленточными и винтовыми конвейерами,

Угол наклона ленточного транспортера не должен превышать 24°.

Степень измельчения картофеля должна характеризоваться полным отсутствием частиц, остающихся после промыва кашки на сите с диаметром отверстий 3 мм.

Потери на стадии подработки — 0,2 %.

Разваривание, осахаривание и охлаждение сырья

Водно — тепловая обработка сырья на действующих заводах принята непрерывным способом в агрегатах колонного типа.

Приготовление замеса предусматривается в смесителе — предразварнике. В смесителе поддерживается температура 40 — 45° — в предразварнике — 60 — 65° с выдержкой замеса 6 — 7 мин. Картофельная кашка нагревается не выше 45°.

При приготовлении замеса расход воды 2,5 — 3 литра на 1 кг зерна, что обеспечивает концентрацию сусла 16 — 17° по сахарометру.

Режим разваривания картофеля

Продолжительность = 40 мин.

Осахаривание принято непрерывное с одноступенчатым вакуум-охлаждением.

Первая ступень охлаждения до температуры 60 — 62° происходит в испарителе при вакууме в пределах 0,08 — 0,081 МПа.

Для осахаривания крахмала применяется солодовое молоко или ферментные препараты.

Продолжительность осахаривания 15 мин. при температуре 58 — 60°.

Расход солодового молока на осахаривание составляет 15 — 16 % от массы крахмала сырья.

Вторая ступень охлаждения до температуры складки 18 — 20° производится в теплообменнике холодной водой с температурой 10 — 12°.

В настоящее время рекомендован к внедрению способ механико-ферментативной обработки крахмалистого сырья на спиртовых заводах, применяющих ферментные препараты взамен солода.

Применяются препараты микробных ферментов: б-амилазы и глюкоамилазы на стадиях разжижения, осахаривания и брожения.

В качестве осахаривающих материалов используются жидкие глубинные культуры микроорганизмов — продуцентов амилолитических ферментов, которые выращиваются в ферментных цехах при спиртовых заводах по соответствующим регламентам.

Рекомендуемая схема механико-ферментативной обработки крахмалистого сырья

Начальная стадия разжижения крахмала происходит в смесителе при температуре 55 — 60° за счет действия б — амилазы ферментного препарата амилосубтилина Гх, дозируемого из расчета 1,5 ед. АС на 1 г условного крахмала.

Дальнейшее разжижение крахмала производится в аппаратах гидроферментативной обработки 1 ступени — ГДФО-1 при температуре 65 — 70° (при переработке кукурузы при 75°).

Продолжительность выдержки — 3 — 4 часа. Величина рН массы составляет 5,5 — 6,0.

Интенсивная клейстеризация крахмала происходит в аппарате гидроферментативной обработки 2-ой ступени ГДФО-2, разделенном на 3 отсека.

Первая секция — температура 68 — 70°,

время выдержки 15 — 16 мин.

Вторая секция — температура 72 — 75°,

время выдержки 15 — 16 мин.

Третья секция — температура 85 — 95°,

время выдержки 15 — 16 мин.

Осахаривание стерилизованной массы происходит в испарителе-осахаривателе, где масса смешивается с ферментным препаратом б — амилазы — амилосубтилином Гх.

Дозировка б — амилазы составляет 0,5 — 1,0 ед. АС/г условного крахмала сусла, продолжительность выдержки сусла при температуре 58 — 60° составляет 30 — 35 мин.

Приготовление дрожжей и сбраживание сусла

На спиртовых заводах при внедрении механико-ферментативного способа обработки крахмалистого сырья процесс дрожжегенерации заключается в разведении производственных дрожжей из чистой культуры или захоложенных засевных дрожжей.

После подготовки бродильного аппарата начинается приток сусла, осахаренного a-амилазой и одновременно подача зрелых дрожжей. По заполнении бродильного аппарата на 20 — 25 % спускают всю глюкоамилазу, рассчитанную на бродильный аппарат.

Подачу глюкоамилазы производят в испаритель-осахариватель. Затем бродильный аппарат заливают суслом полностью и оставляют на брожение.

Сбраживание сусла, приготовленного по способу механико-ферментативной обработки сырья, осуществляется периодическим способом.

Расход дрожжей составляет 8 — 10 % по объему сбраживаемого сусла.

Брагоректификация и хранение спирта

Аспирация

Для обеспечения безопасности условий труда; а также пожаровзрывобезопасности при хранении и подработке зерна необходимо предусматривать аспирацию пылевыделяющего оборудования.

При проектировании аспирационных систем необходимо руководствоваться СНиП 2.04.05-91. Расчет и компоновка аспирационных систем выполняется согласно «Указаниям по проектированию обеспыливающих установок на элеваторах, зерноскладах и сушильно-очистительных башнях» и «Указаниям по проектированию аспирации мельниц, комбикормовых и кукурузообрабатывающих заводов» ЦНИИПромзернопроекта.

При аспирации зерноочистительных машин и транспортного оборудования средняя концентрация пыли в воздухопроводе до пылеотделителя — 3 — 6 г/м3.

При аспирации силосов, бункеров, весового оборудования средняя концентрация пыли в воздухопроводе — 0,5 г/м3.

Коэффициент пылеотделения циклонов типа ЦОЛ — 95 %,

Исключить возможность работы пылевыделяющего оборудования без пылеудаления, предусматривая обязательную блокировку электродвигателей вентилятора и аспирируемого оборудования с тем, чтобы пуск вентиляторов осуществлялся с опережением на 15 сек. от пуска технологического оборудования и на 2 — 3 мин. позднее его остановки.

Пылеотделители (циклоны) рекомендуется устанавливать на нагнетательной части сети. Допускается установка пылеотделителей (циклонов) на всасывающей части сети.

Перечень используемого оборудования

1. Дробилка для картофеля: А1-ВДК; ДБ-6

II. Варочное отделение

2. Смеситель ВЛ.4-591.04

3. Аппарат гидроферментативной обработки ГДФО1 (1,2)

4. Аппарат ферментативной обработки ГДФО2

5. Трубчатый стерилизатор А2-ВРА-3000/5

8. Теплообменник 101М-01

III. Бродильно-дрожжевое отделение

9. Бродильный чан

Бродильный чан с выносным теплообменником F = 70 м2 10-1М-01

IV. Брагоректификационное отделение

11. Брагоректификационная установка производительностью дал/сут. условного спирта-сырца.

Технологическое оборудование и цеха спиртового завода

1. Приемное устройство для клубней картофеля с автотранспорта и ж. д. и весовая.

2. В производственном корпусе :

— подработочное отделение картофеля

— отделение разваривания и осахаривания

4. Цех ферментных препаратов:

— отделение приготовления питательной среды

— отделение готовой культуры

6. Хранение и подработка картофеля:

— отделение мойки картофеля

— отделение приготовления замеса

8. Административно-бытовой корпус

9. Подсобно-вспомогательные производства

Установка для извлечения спирта (ректификации)

ь Бражная колонна

ь Эпюрационная колонна

ь Ректификационная колонна

Материальный баланс процесса

Материальный баланс спиртового брожения имеет следующий вид:

Энергия субстрата в процессе брожения распределяется так:

90% переходит в этанол и по 5% — в биомассу и теплоту.

Выход этилового спирта из картофеля, как правило, составляет 166 л/га.

Выход спирта в декалитрах из 1 т усл. крахмала картофеля

По схемам производства:

ь Периодической — 64,7

ь Полунепрерывной — 65,0

ь непрерывной — 65,7

ь непрерывной с мех.-фермент. Обработкой — 66,1.

Следует отметить идею японского ученого Ямомото — создание замкнутой безотходной системы получения этанола из картофеля. Ямомото экспериментально доказал, что полученный из микромицетов рода Rhizopus комплексный ферментный препарат, обладающий амилазной и пектиназной активностью, при добавлении к дрожжам хорошо конвертирует крахмал растертой массы катофеля в этанол. Процесс реализуется при рН 4,2 и температуре 25?С. В этой технологии не требуется разваривать картофель и отдельно осахаривать массу.

После мойки картофель измельчают на терке и проводят одностадийную ферментацию (рис. 3). Этанол дистиллируют, а барду вместе с ботвой направляют на метановое брожение. Биогаз используют для дистилляции этанола, а ферментированную жидкую фракцию после метанового брожения со всеми минеральными компонентами урожая возвращают на поле в качестве удобрения. Согласно данной технологии с 1 га поля можно получить 270 л этанола за один цикл. Из ферментированного субстрата с содержанием этанола 6-10% об. последний выделяют в перегонных аппаратах, получая технический продукт (сырец) с содержанием этанола 85 % об. После ректификации получают продукт, содержащий 96,5% этанола. В среднем для получения 1 л этанола тратится 4 кг пара. В скором будущем предполагается снизить расход пара до 2,2 кг.

Источник: http://knowledge. allbest. ru/cookery/3c0b65625b2ad78b4d53b89421206d27_0.html