Установка для получения этилового спирта из крахмалистого сырья Советский патент 1979 года по МПК C12C11/08 

1

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

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

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

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

Эта цель достигается за счет того, что устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы, осахаривания ее, охлаждения осахаренной массы и сбраживания бродильной смеси представляют собой единую трубу с зонами, соответствующими стадиям технологического процесса, установленную с гидравлическим уклоном от 1 до 15 см на погонный метр, при этом соотношение длин зон трубы предпочтительно соответственно составляет 16:1:2: : 2 : 288, пропорционально продолжительности технологических процессов.

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

Кроме того, зона разваривания снабжена барботером для перемешивания массы, а зоны охлаждения разваренной и осахаренной массы снабжены вертикальными трубчатыми теплообменниками, причем зоны осахаривания и сбраживания размещены соответственно между трубчатыми теплообменниками и после них и снабжены лучекольцевыми распределителями ферментных препаратов и дрожжей, а также барботерами инертных газов.

На фиг. 1 схематически изображена установка для получения этилового спирта из

крахмалистого сырья; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 11 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А на фнг. 1.

Установка выполнена в виде трубы, монтируемой с дифференцированным гидравлическим уклоном, состоящей из расиоложенных по ходу технологического процесса зон 1, 2, 3, 4 и 5, соответственно для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы до 60°С, осахаривания разваренной массы ферментами, для охлаждения разваренной массы до 18°С н для сбраживания. Зона 1 снабжена барботером 6 для ввода пара и углекислоты, зона 2 - вертикальным трубчатым теплообменником 7, зона 3 -лучекольцевым распределителем 8 для ввода в охлажденную разваренную массу осахаривающих ферментов, барботером 9 для подачи инертных газов и устройствами для улавливаиия и отвода газов.

Эти устройства состоят на закрытого сверху полого цилиндра 10, датчика 11 уровня, связанного с исполнительным механизмом двухпозиционного клапана 12, смонтированного на газопроводе 13, сообщающем полость цилиндра со спиртоловушкой (на чертеже не показано). Зона 4 снабжена вертикальиым трубчатым теплообменником 14, зона 5 - лучекольцевым распределителем 15 для ввода дрожжей и барбатером 16.

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

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

Работа установки состоит в следующем. Замес, приготовленный из тонкоизмельченного крахмалистого сырья, например зерна, подается в подогреватель 30 и паром подогревается до 100°С, после чего поступает в зону 1 на разваривание, в процессе которого массу перемешивают паром и горячими углекислым газом, вводимым попеременно через барботер 6. Наличие вертикального колена 31 секции 1 и размещение ее с уклоном обеспечивает создание необходимого гидравлического нанора для перемещения продукта через все зоны. Разваренная масса поступает в зону 2 и охлаждается до 60°С при помощи трубчатого теплообменника 7, затем в зоне 3 смешивается с осахаривающими ферментами, вводимыми в массу через лучекольцевой распределитель 8. Интенсификация перемешивания достигается нри помощи углекислого или другого инертного газа, подаваемого через барботер 9 под избыточным давлением.

Улавливание и отвод газов, расходуемых на перемешивание и образующихся при брожении, нроизводят следующим образом. При наконлении газа в полом цилиндре 10 уровень массы в нем понижается, в результате чего освобождаются контакты датчика 11 уровня, сигнал поступает в исполнительный механизм двухпозиционного клапана 12, который сбрасывает избыток газа но газонроводу 13 в спиртоловушку.

Осахаренная масса поступает в зону 4 и охлаждается трубчатым теплообменником 14 до 18°С, после чего смешивается при поМОН1И газа, вводимого через барботер 16 с дрожжами, ноступаюшими через лучекольцевой распределитель 15. Подготовленная таким образом бродильная смесь поступает на сбраживание через шланговый клапан 23, нережимные ролики 24 которого перекрывают клапан с частотой 5 раз в минуту, обеспечивая таким образом пульсирующий режим брожения. Частота пульсации задается регулятором 27.

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

Бражка через патрубок 20 направляется на последующие технологические операции. Пуск установки ироизводится при закрытом шланговом клапане 23, установленном на входе в секцию 17. Постепенно заполнив массой зоны 1, 2, 3, 4 и 5 открывают шланговый клапан 23, оставляя закрытым такой клапан на входе в участок 21 и т. д.

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

При остановке устройства прекращают подачу замеса в подогреватель 30 и после освобождения от продукта зон 1, 2, 3, 4 и 5 перекрывают шланговый клапан 23. Затем производят мойку и стерилизацию этих зон. Поочередно освобол-:дая участки бродильной зоны и перекрывая соответствующие клапана 23, производят автономную мойку каждого из них.

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

Формула изобретения

1. Установка для получения этилового спирта из крахмалистого сырья, содержащая устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы, осахаривания се, охлаждения осахаренной массы и сбраживания бродильной смеси, отличающаяся тем, что, с целью получения спирта из тонкоизмельченного сырья, увеличения выхода спирта и повышения его качества, снижения расхода пара и обеспечения стерильности процесса, устройства для разваривания замеса, охлаждения разваренной массы, осахаривания ее, охлаждения осахаренной массы и сбраживания бродильной смеси представляют собой единую трубу с зонами, соответствующими стадиям технологического процесса, установленную с гидравлическим уклоном от 1 до 15 см на погонный метр, при этом соотнощение длин зон трубы предпочтительно соответственно составляет 16:1:2:2: 288, пропорционально продолжительности технологических процессов. 2. Установка по п. 1, отличающаяся

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

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что зона разваривания снабжена барботером для перемешивания массы, а зоны

охлаждения разваренной и осахаренной массы снабжены вертикальными трубчатыми теплообменниками, причем зоны осахаривания и сбраживания размещены соответственно мел-еду трубчатыми теплообменНиками и после них снабжены лучекольцевыми распределителями ферментных препаратов и дрожжей, а также барботерами инертных газов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Колосков С. П. и др. Оборудование спиртовых заводов. М., 1975, с. 110-111.

1(/шЗагып} 15,6 5

«

фиг.ИU

-&S

Фм-5