Виробництво етилового спирту з крохмалевмісної сировини

Вуглевод крохмаль с полімером глюкози і відноситься до гру­пи полісахаридів. В клітинах рослин крохмаль міститься в ви­гляді зерен характерної для даної рослини форми. Розмір цих зе­рен змінюється від 2 до 150 мікронів. Зерно картопляного крох­малю еліптичної форми має розмір (15... 120) мк. Зерна крохмалю злаків мають менші розміри (2...35) мк. Переробка крохмалевміс­ної сировини в спирт проводиться в декілька стадій і підготовка сировини до переробки, розварювання, оцукрювання, зброджу­вання сусла, вилучення спирту із бражки та його очищення. На деяких заводах одночасно проводять і допоміжні операції: одер­жання оцукрюючих матеріалів та культивування дріжджів.

Для того, щоб дріжджі змогли використовувати крохмаль, крохмалевмісну сировину необхідно піддати попередній обробці: звільнити її від оболонок механічним засобом із клітини рослин:, піддати тепловій обробці і гідролізу під впливом ферментів. Кінцевою метою цієї обробки є перетворення крохмалю в цукри, які легко засвоюються дріжджами. На рис. 21.1 наведено функ­ціональну схему переробки крохмалевмісної сировини на спирт.

При підготовці зерна і картоплі до переробки на спирт вони повинні бути очищені від домішок і подрібнені. Подріб.тена маса повинна бути розбавлена водою до певного вмісту сухих речо­вин. Така маса в подальшому підлягає розварюванню. Підготов­ка сировини на сучасних спиртових заводах проводиться на апа­ратах безперервної дії. Картоплю миють в мийках. Звільнену від землі, соломи, бараболшшя і камінців сировину піддають подріблепню на картоплегерочпих машинах з мстою розірвати

Рис. 2J.I. Узагальнена функціональна схема комплексної переробки

крохмалевміспої сировини на спирт та інші продукти

клііипи коренеплоду і вивільнюй зерна крохмалю. Каргоплсіс-рочпа машина уявляє собою обертальний барабан, поверхня якого складається з вкладених між прокладками пиловидних зубців. Барабан закритий кожухом з завантажувальною ворон­кою. Кореїісплоди притискуються до барабану притискуваль­ного колодкою і стираються. Зернова сировина після очистки від домішок дробиться на молоткових чи вальцових дробарках.

Подрібдене зерно чи картоплю направляють в змішувач, де змішують з водою. На 1кг зерна додають (2,5...3,5) л води, на 1 кг картоплі — (0,2...0,5) л. Після перемішування одержану масу підігрівають і направляють її аппарат для розварювання.

Розварювання сировини

Механічним подрібнюванням вдається розкрити тільки час­тину клітини. Основна мета розварювання заклточасться в по­дальшому руйнуванні кліткової структури та розчиненні крохма­лю. Розварювання проводять насиченою парою при температурі (135... 155) °С. Крім руйнування кліткових стінок в процесі розва­рювання відбувається ряд складних структурно-механічних і хімічних змін, які готують середовище до подальшої фермента­тивної обробки. Розварювання на сучасних спиртових заводах проводиться в апаратах безперервної дії.

Оцукрювання — фермнтативний процес, який проходить за до­помогою амілолітичних ферментів солоду чи плісневих грибів. Со­лод, який використовують на спиртових заводах, містить значну кількість амілолітичпих ферхМентів, які мають оцукрюючу здат­ність. При переробці крохмалистої сировини ферменти виробля­ються в спеціальних цехах завода — солодовнях. Пророщене зерно ячменю чи інших культур підлягає подрібненню. В розбавленому водою вигляді цей продукт називається солодовим молоком. Соло­дове молоко направляють у розварену і охолоджену масу замісу.

Культури пліснявих грибів вирощують на пшеничних висів­ках, відходах спиртових заводів (барді) і картопляних лушпиннях. Плісеневі гриби містять різноманітний комплекс ферментів та інтенсивно оцукровують крохмаль перетворюючи його у зброд-жуваємі цукри. Плісеневі гриби культивують або на спеціальних підприємствах, або в окремих цехах спиртових заводів.

Оцукрювання крохмалевміспої сировини здійснюють безпе­рервним способом при додаванні солодового молока чи фер-

менших препаратів при певних умовах. В процесі оцукрювання коли 67% крохмалю перетворюється в цукри — мальтозу і 33° в продукти: розпаду молекули крохмалю — декстрини. Мальто­за — це зброджуваємий дріжджами цукор. Декстрини при бродінні дооцукровуються ферментами середовища в збраджуємі цукри. Процес оцукрювання складається з ряду послідовних опе­рацій — охолодження розвареної маси до необхідної темпера ту­ри, змішування охолодженої маси з солодовим молоком чи з культурою плісеневих грибів, оцукрювання крохмалю, охолод­ження оцукреної маси до початкової температури бродіння, пе­редача одержаного середовища (сусла) в бродильне відділення.