установка для подготовки зернового сырья к сбраживанию при производстве этанола

Формула изобретения

Установка для подготовки зернового сырья к сбраживанию при производстве этанола, содержащая установленные в технологической последовательности и сообщенные трубопроводами сепаратор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель-предразварник, снабженный рециркуляционным контуром, узел обработки замеса, стерилизатор с установленной на его входе контактной головкой, осахариватель, вакуум-камеру для охлаждения осахаренной массы, отличающаяся тем, что она снабжена форсмесителем, емкостью для приготовления разжижающих ферментных препаратов, сообщенной с форсмесителем и смесителем-предразварником через переключатель, узел обработки замеса снабжен установленной на его входе контактной головкой и состоит из двух сообщенных между собой и подогреваемых открытым паром аппаратов для поэтапной обработки замеса при различных температурных режимах, стерилизатор выполнен в виде колонны, выход контактной головки стерилизатора сообщен с ним со стороны днища или на уровне 0,2-0,4 его высоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к оборудованию для подготовки зернового сырья к сбраживанию при производстве этилового спирта.

Известна установка того же назначения, которая включает сепаратор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель-предразварник, узел обработки замеса, который включает рециркуляционный контур, содержащий теплообменник для поддерживания температуры в заданном диапазоне (60-66°С) и емкость с турбиной для обработки замеса, трубчатый стерилизатор с установленной на его входе контактной головкой, паросепаратор, осахариватель, вакуум-камеру для охлаждения осахаренной массы (SU 1629312 А1, С 12 Р 7/06, 23.02.1991 г.).

Конструкция этой установки является наиболее близкой к заявленной.

Недостатком данной известной установки является ограниченность ее использования за счет невозможности обработки трудноразвариваемого и дефектного сырья, низкое качество получаемого сусла (большая вязкость), низкий выход готовой продукции, возможный проскок необработанного замеса сразу на стерилизацию.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание установки, которая позволила бы устранить указанные недостатки, позволила бы повысить качество и выход готового продукта в широком диапазоне используемого исходного сырья.

Это достигается тем, что установка для подготовки зернового сырья к сбраживанию при производстве этанола, содержащая установленные в технологической последовательности и сообщенные трубопроводами сепаратор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель-предразварник, снабженный рециркуляционным контуром, узел обработки замеса, стерилизатор с установленной на его входе контактной головкой, осахариватель, вакуум-камеру для охлаждения осахаренной массы, снабжена форсмесителем, емкостью для приготовления разжижающих ферментных препаратов, сообщенной с форсмесителем и смесителем-предразварником через переключатель, узел обработки замеса снабжен установленной на его входе контактной головкой и состоит из двух сообщенных между собой и подогреваемых открытым паром аппаратов для поэтапной обработки замеса при различных температурных режимах, стерилизатор выполнен в виде колонны, выход контактной головки стерилизатора сообщен с ним со стороны днища или на уровне 0,2-0,4 его высоты.

На чертеже показана схема предлагаемой установки для подготовки зернового сырья к сбраживанию при производстве этанола.

Установка содержит установленные в технологической последовательности и сообщенные трубопроводами сепаратор 1 для отделения инородных примесей, дробилку 2, узел 3 приготовления разжижающих ферментных препаратов, форсмеситель 4, смеситель-предразварник 5, насосы 6, контактную головку 7, узел обработки замеса, состоящий из сообщенных между собой аппаратов 8,9 для поэтапной гидродинамической и ферментативной обработки замеса при различных температурных режимах, насосы 10, контактную головку 11, стерилизатор 12, выполненный в виде колонны, выдерживатель 13, осахариватель 14, вакуум-камеру 15 для охлаждения осахаренной массы.

Емкость 3 для приготовления разжижающих ферментных препаратов сообщена с форсмесителем 4 и смесителем-предразварником 5 через переключатель 16.

Узел обработки замеса снабжен рециркуляционным контуром, включающим насосы 17.

Выход контактной головки 11 стерилизатора 12 сообщен с ним со стороны днища или на уровне 0,2-0,4 его высоты. Аппараты 8,9 снабжены варочными головками 18 для подачи открытого пара.

Установка работает следующим образом.

Подаваемое из зернохранилища зерно через сепаратор 1, где происходит его очистка от инородных примесей, поступает на дробилку 2.

Измельченное зерно поступает в форсмеситель 4, где смешивается с теплой водой и поступает в смеситель-предразварник 5.

Дозирующие устройства (на чертеже не показаны) регулируют с таким расчетом, чтобы видимая концентрация сусла составляла 17-19%.

В жидкий поток раздельно из узла 3 задают раствор амилолитических и при необходимости цитолитических и протеолитических ферментных препаратов.

Ферменты могут задавать как в форсмеситель 4, так и в смеситель-предразварник 5 через переключатель 16.

В форсмесителе 4 происходит тщательное смешивание размолотого зерна с водой и ферментными препаратами (при обработке отдельных видов сырья).

Применение форсмесителя исключает комкование сырья, в нем происходит полное смачивание и равномерное набухание частиц сырья.

При переработке ржи в форсмеситель 4 подают через переключатель 16 ферментные препараты с глюконазной и ксилоназной активностью, снижающие вязкость замеса.

В смесителе-предразварнике 5 устанавливают температурный режим 50-52°С. Продолжительность пребывания в нем 15-20 минут.

Далее замес через контактную головку 7 подается в первый аппарат 8, где осуществляется первая ступень гидродинамической обработки замеса (аппарат ГДФО-1) при температуре 55-65°С.

В этом аппарате 8 происходят набухание частиц зерна, частичная клейстеризация, активизируются фитазы и амилазы зерна, происходит растворение составных веществ зерна, изменяется кислотность замеса. Растворение происходит при частичной клейстери-зации, что благоприятствует протеканию процесса набухания.

После наполнения аппарата 8 замес перетекает в сообщенный с ним второй аппарат 9, где осуществляется вторая ступень гидродинамической и ферментативной обработки замеса (аппарат ГДФО-2) при температуре 65-85°С в зависимости от используемых ферментных препаратов.

При такой конструктивной связи аппаратов ГДФО исключен проскок необработанного замеса на стерилизатор. В первом аппарате 8 работают ферменты зерна, набухание проходит без полной клейстеризации, что благоприятно сказывается на протекании гидролиза сырья. Последовательность прохождения процесса позволяет перерабатывать труднорастворимое сырье (кукурузу).

После обработки замес перекачивается через контактную головку 11, где устанавливается температура 110-130°С, в зависимости от качества и вида сырья.

Подогреваемый замес направляется в стерилизатор 12 колонного типа, причем замес направляется в нижнюю часть колонны (со стороны днища или на уровне 0,2-0,4 высоты колонны). Отбор массы ведется сверху.

При такой организации движения массы существенно улучшаются гидродинамические потоки, масса находится в турбулентном режиме, в результате чего сильно снижается вязкость и увеличивается текучесть замесов.

Установка за счет ступенчатого регулирования температуры дает возможность подбирать режим для каждого виды сырья.