Комплекс оборудования, необходимого для производства спирта. Производство спирта в промышленных условиях

Как производят спирт в промышленных масштабах

Пишет блогер Сергей Анашкевич:

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «СПИРТ», написав вместо нее «C2H5OH»? А солдаты на утро были в стельку. Как же — написано ОН. Оказалось, и вправду, он!

Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО — главное сырье для водки.

Как делают саму водку — полно. От сивухи до элитных марок. А спирт — нет!

Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе — зерно из мешка, на выходе — чистейшая 96-градусная жидкость…

Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «Aquavitae» — «вода жизни», а в 1386 году, благодаря генуэзским купцам, спирт добрался и до Москвы.

Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Уоррен усыпил эфиром первого пациента.

Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.

С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта также снизилась. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличивающегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.

Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые — пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу.

Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкса» — пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» — 0,02%. Это существенно!

На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории — «Альфа».

Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на качестве конечного продукта.

Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.

Насос для «перекачки» зерна из хранилища на очистку:

Первая задача — очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня!

Далее очистка от шелухи и различного мусора. Она производится с помощью мощного потока воздуха, который разделяет тяжелое зерно и легкий мусор

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление:

Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.

Разваривание зерна происходит с целью разрушения его клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).

Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки — около 4 минут.

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, так как процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.

Когда из массы делается проба на йод, окрас сусла должен оставаться неизменным.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и углекислый газ. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.).

Процесс сбраживания проходит в огромных закрытых бродильных установках, которые предотвращают потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Вот так выглядит брага в установке. Заглядывать следует очень осторожно, чтобы не вдохнуть пары углекислого газа.

Выделяющиеся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода — 100 градусов, спирт — 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов — какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!

Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке — ректификации.

Этот процесс основан на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.

Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Хвостовые примеси отличаются повышенной температурой кипения по сравнению с этиловым спиртом. В их состав входят в основном сивушные масла и метиловый спирт.

Наиболее трудноотделяемой фракцией являются промежуточные примеси (этиловый эфир изомасляной кислоты и другие сложные эфиры).

При очистке спирта-сырца на ректификационных аппаратах производится отделение вредных примесей и повышается концентрация спирта в готовом продукте (с 88 % в спирте-сырце до 96-96,5 % в ректификате).

Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть в миг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа», а дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

zhizninauka.info

Технология производства и получения этилового спирта (более 40%)

Внимание: данная статья носит ознакомительный характер. Всегда помните о вреде алкоголя.

Производство спирта состоит из нескольких этапов, выполнять которые нужно обязательно в последовательном порядке. Для получения чистого этилового спирта (более 40%), необходима перегонка и очистка исходного сырья. Основным преимуществом данной технологии является отсутствие значительных инвестиций на приобретение оборудования и многообразия исходного сырья.

Технология получения спирта включает в себя следующие этапы:

подготовка сырья;
разваривание зерна водой;
охлаждение и осахаривание;
сбраживание;
отгонка спирта;
ректификация.

В качестве зерна могут быть использованы ячмень, рожь, овес и другие зерновые. Не допускается затхлый и плесенный запахи. Строгой регламентации зерна, которое будет подвергнуто развариванию, не существует. Рекомендуется выбирать сырье с влажностью до 17% и небольшой засоренностью. Зерно очищают от пыли, земли, мелких камней, семян сорных растений и других посторонних примесей. Далее его отделяют на воздушно-ситовом сепараторе.

Мелкие металлические примеси подлежат удалению посредством магнитных сепараторов.

Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. На сегодняшний день разваривание крахмалосодержащего сырья производят одним из трех способов: периодическим, полунепрерывным или непрерывным. Наибольшую популярность получил непрерывный метод. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки около 4 минут. Для получения более качественного результата исходное сырье рекомендуется измельчать.

Сам процесс разваривания включает операции:

Строгая дозировка зерна и воды;
Нагрев замеса до температуры варения;
Выдержка массы при заданной температуре.

Измельченное зерно следует смешать с водой в количестве 3 литра на 1 кг. зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и диоксид углерода. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.). Данный процесс должен проходить в закрытой бродильной установке, которая предотвратит потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Выделяющийся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

При подогревании браги до 90°С пары начинают подниматься по колоне в конденсатор, где они полностью охлаждаются. После этого чистый спирт поступает в специализированную колонну, имея крепость 50-55 об.%

Поделитесь статьей с друзьями:

vproizvodstvo.ru

Технология производства водки на ликероводочных заводах

В этом деле нет мелочей, каждая деталь по-своему важна и влияет на конечный вкус. У большинства производителей есть секреты, касающиеся очистки и фильтрации, но в целом технология производства водки одинакова у всех. Мы рассмотрим основные этапы, которые проходит наш национальный напиток, прежде чем попасть в продажу.Многие считают, что между магазинной водкой и самогоном нет никакой разницы. На самом деле это не так. Самогон делают путем дистилляции (перегонки через самогонный аппарат), а водка является продуктом ректификации (тепловой очистки) спирта. При полном соблюдении технологии производства водка намного лучше очищается от сторонних примесей, чем самогон. Классическая схема изготовления водки представлена на рисунке.

Этапы производства водки

1. Подготовка воды. Сначала технологи корректируют солевой состав, содержание солей должно быть минимальным. Затем воду очищают методами отстаивания, аэрации и фильтрации через угольные фильтры и (или) кварцевый песок. На некоторых предприятиях применяется дополнительная молекулярная и ультрафиолетовая очистка. Воду нельзя кипятить или дистиллировать, иначе водка получится жесткой и потеряет свой уникальный вкус.

2. Получение и очистка спирта. Основным сырьем для производства водочного спирта является пшеница. В сусло также может добавляться небольшое количество ячменя, кукурузы, проса, гороха или другого пищевого крахмалосодержащего сырья.

Злаки перемалывают на муку, потом заваривают под давлением в специальных колоннах. Далее сусло поступает в чаны для брожения, туда же добавляют дрожжи. Готовая брага подается в перегоночные колоны для получения спирта-сырца, а затем в ректификационные для его очистки.

В производстве водки разрешено использовать только три класса этилового спирта: «Высшей очистки», «Экстра» и «Люкс». Многие компании имеют собственные мощности для получения спирта, другие – заказывают его непосредственно на спиртзаводах, но там контролировать качество несколько сложнее.

3. Сортировка. Это процесс получения водно-спиртовой смеси. Спирт и вода в нужных пропорциях подаются в закрытые сортировочные чаны, где смешиваются специальными устройствами. Затем добавляются другие ингредиенты, если они предусмотрены рецептурой. Например, для получения лимонной водки следует добавить в состав лимонный сок или химические ароматизаторы, заменяющие его.

4.Фильтрация смеси. В большинстве случаев используется кварцевый песок. Смесь воды и этилового спирта поступает из бака на специальный очистной фильтр, после чего перетекает в следующий чан. По мере накопления осадок начинает мешать нормальной фильтрации. Спустя некоторое время кварцевые фильтры нуждаются в чистке. Этот момент определяют по высоте слоя осадка.

5. Очистка от вредных примесей. На данном этапе формируются органолептические характеристики водки. Угольными фильтрами напиток очищают от альдегидов и эфиров. В зависимости от желаемого качества готового продукта фильтрацию активированным углем могут проводить несколько раз.

6. Ассимиляция. Процесс отстаивания готовой спиртоводной смеси. Согласно стандартам ассимиляция должна длиться не менее 2-х суток. Но опытные технологи утверждают, что это слишком короткое время, и на многих ликероводочных заводах отстаивание длится до 7 суток.

7. Разлив в бутылки. Каждая бутылка проверяется на целостность, затем ополаскивается водой. Для наполнения используются специальные автоматические линии. Сначала водка наливается в бутылку, которая потом закупоривается специальной пробкой. Заключительная стадия – нанесение этикетки.Подробнее о технологии производства водки рассказывается на видео.

alcofan.com

Оборудование + Технология изготовления 2018

Спиртовая промышленность занимается производством этилового спирта из пищевого или не пищевого сырья.

Этиловый спирт, который производится из пищевых сырья, далее идет в производство алкогольных напитков, на изготовление автомобильного топлива и нужд радиоэлетроники.

В качестве сырья для получения пищевого спирта используется картофель, зерновые, корнеплоды, сахарная патока или меласса, плодово-ягодное сырье и виноградные продукты – материал, который богат углеводами.

В качестве сырья для получения технического спирта используются отходы деревоперерабатывающей или нефтеперерабатывающей отраслей. Последнее время все больше внимание уделяется использованию растительной биомассы в качестве исходного материала для получения спирта. Их подвергают кислотному гидролизу. Полученный продукт содержит большое количество вредных примесей и поэтому в пищевой промышленности технический спирт категорически запрещен к использованию.

Оборудование для производства спирта

Оборудование для производства состоит из трех отделов – бражной колонны, эпюрационной колонны и ректификационной колонны.

Основная линия производства состоит из следующего оборудования: нория, бункер надвесовой, весы дозатор, бункер подвесовой, шнековый дозатор, дробилка, смесители, чанок замеса, краны трехходовые, краны шаровые, вентиля, задвижки, трубопроводы ,насос центробежный, контактная головка, варочный аппарат, (низкотемпературное разваривание), насосы для перекачки сусла, насос дозатор, теплообменник сусла, краны трехходовые и шаровые с обратными клапанами, бродильные аппараты, дрожжанки, ловушка и маточник, насос для подачи бражки и дрожжевой, мерник серной кислоты, спиртоловушку, емкость промывных вод, подогреватель бражки, водяная секция подогревателя, конденсаторы, сепаратор, бардорегулятор, спиртоловушка, дефлегматор, конденсатор и холодильник, пеноловушка, вакуумпрерыватель, гидрозатвор, маслоотделитель, сборник сивушного масла, фонарь спиртовой.

Технология производства спирта + видео как делают

«Технология производства, в целом, состоит из трех последовательностей:

Очистки сырья от различных примесей, подготовка солода или культуры специально подобранных плесневых грибов;
Разваривания крахмалосодержащего сырья, процесс осахаривания крахмала, далее идет сбраживание осахаренного продукта и перегонка полученной бражки – это будет сырой спирт.
И затем сырой спирт подвергается ректификации.

Ректификация – это очистка полученного первоначального сырого спирта. Содержание примесей в сыром спирте настолько высоко, что непосредственное его использование в пищевой промышленности недопустимо.

Вредные примеси, которые образуются в процессе производства этилового спирта – метиловый спирт — как продукт распада пектина, содержащегося в растительных тканях; сивушные масла – или смесь высших спиртов – их провоцирует изначально гидролиз белка, и последующее дезаминирование аминокислот, плюс некоторые промежуточные продукты спиртового брожения также могут провоцировать появление сивушных масел; сложные эфиры, фурфурол. Сложные эфиры также появляются в результате процессов брожения, когда этиловый спирт взаимодействует с сивушными маслами и органическими кислотами.

Все примеси классифицируются как промежуточные, хвостовые или головные.

Во время очистки используется разница кипения спиртов и эфиров. У этилового спирта температура кипения выше по сравнению с головными примесями – уксусным альдегидом, сложными эфирами. И в то же время у этилового спирта температура кипения ниже по сравнению с хвостовыми примесями – сивушными маслами и метиловым спиртом. Самую большую сложность представляют в процессе очистки именно промежуточные примеси.

Во время ректификации готовый продукт насыщается спиртом с восьмидесяти восьми процентов до 90-90,5%.

Кроме сивушных масел, в процессе производства этилового спирта получают еще барду и углекислый газ.

Сивушные масла перегоняют и получают высшие спирты, которые в дальнейшем будут использоваться в различных отраслях промышленности – медицинской, парфюмерной или лакокрасочной.

Углекислый газ очищается и сжижается или идет на производство сухого льда.

Послеспиртовая барда просушивается и идет на производство кормовых дрожжей, которые применяются в животноводстве в качестве кормовой добавки.

Классификация первоначального спирта-сырца идет в зависимости от содержания в нем посторонних примесей: Альфа, Люкс, Экстра, базис, высшей очистки, 1 сорт.

Технология гидролиза получила распространение по причине сокращения ископаемого органического сырья. Гидролиз позволяет получать спирт из растительной биомассы, которая является возобновляемым биоресурсом. Кроме гидролизного спирта выделяют еще и синтетический спирт. Его производство основывается на смешивании газа этана с водой под высоким давлением. При этом вода и газ не очищаются, в результате реакции образовываются побочные продукты, которые токсичны для организма человека.

Для того чтобы выделить технический спирт и сделать его непригодным для использования в пищевых целях, в его состав добавляют ингредиенты, которые изменяют его вкус и цвет с запахом – цвет чаще получается с синефиолетовым оттенком. К добавкам, которые используются в качестве денатурата, предъявляются определенные требования – низкая токсичность, чтобы снизить риск отравления и смертельного исхода, специфичность вкуса и цвета, стойкость в качестве маркера, чтобы его было сложно отделить от этилового спирта с применением современных технологических процессов и оборудования.

Видео как делают на водочном производстве:

На сегодняшний день большинство гидролизных заводов на территории России входят в состав министерства медицинской и микробиологической промышленности.

Технология и оборудование для производства спирта

С давних пор популярны напитки, изготовленные на основе этанола. На Руси гнали самогон самыми разными способами, некоторые из которых применяются до сих пор. Существуют и более совершенные методы, есть современное оборудование.

В настоящее время производство и сбыт алкогольной продукции не находятся под запретом государства. Они доступны любому желающему.

Что такое этанол

Этанол — это всем известный из химии одноатомный этиловый спирт, имеющий формулу С2Н5ОН.

В составе алкогольных напитков он является психоактивным веществом, оказывающим угнетающее действие на центральную нервную систему человека.

Этиловый спирт применяется ещё в спиртовых термометрах, в качестве растворителя, как дезинфицирующее средство, при изготовлении косметических средств.

Этанол

Как образуется этанол

Этиловый спирт получается в результате брожения продуктов, содержащих углеводы, под влиянием дрожжей и бактерий. Содержание этанола в получаемом растворе (бражке) не превышает 15%, при большей концентрации дрожжи гибнут.

Для увеличения концентрации этанола и его очистки производят дистилляцию — испарение спиртовой жидкости и охлаждение паров с целью их конденсации.

Сырьём для получения бражки может служить любой пищевой продукт, содержащий сахар или крахмал. Чем больше сахара или крахмала содержит продукт, тем плотнее получается бражка, и тем больше спирта можно из неё получить.

Как образуется этанол

Самый большой выход спирта получается из сахара, затем идёт с уменьшением:

пшеница;
патока;
сахарная свёкла;
яблоки.

Сырьё сбраживают с помощью обычных хлебопекарных дрожжей, для ускорения процесса добавляют ферменты.

В полученной бражке содержится некоторый процент сивушных масел и альдегидных спиртов. Они отделяются от чистого спирта в процессе ректификации. Меньше всего сивушных масел и альдегидов получается при использовании пшеницы в качестве сырья.

Особенности процесса производства

Процесс изготовления спирта несложный, но надо иметь представление о технологии его изготовления, чтобы знать, какие аппараты потребуются на том или ином этапе производства.

Основное оборудование состоит из следующих элементов.

Нержавеющая ёмкость для приготовления браги — бражной бак. В бак загружается сырьё. Он имеет:

сливной кран;
гидрозатвор.

Хорошая бражная колонна

Перегонная установка, в которую входят:

бражная колонна, в которой происходит перегонка браги;
ректификационная спиртовая колонна, в которой происходит очищение спирта.

Перегонная установка

К вспомогательному оборудованию относятся:

Определённые требования предъявляются к помещениям, в которых располагаются перегонные установки. Эти требования минимальны.

Производство этилового спирта

Помещение должно быть отапливаемым, иметь принудительную вентиляцию, водопровод и канализацию. Высота помещения должна соответствовать высоте оборудования.

Большинство спиртовых заводов используют аппараты для ректификации браги, которые работают бесперебойно и сразу отделяют примеси от спирта-сырца. На выходе получается готовый очищенный этиловый спирт.

Спиртовая жидкость перегоняется с целью разделения фракций. При этом используется тот факт, что жидкости кипят при разных температурах.

Спирт является более летучим, чем вода, он имеет температуру кипения 78 градусов, поэтому его пары, образующиеся при нагреве, являются более концентрированными, чем спиртовая жидкость.

Оборудование для производства спирта

Спиртовое оборудование представлено двумя видами:

С одной колонной. В этой установке бражка и флегма, которая подаётся из дефлегматора, вывариваются в одной колонне. Сама колонна поделена на две секции: бражную и спиртовую.
С двумя колоннами, установленными раздельно. Одна из них — бражная, другая — спиртовая.

Способ производства спирта этилового

В этой установке флегма подаётся из дефлегматора во вторую колонну. Бражная колонна предназначена для образования водно-спиртовых паров. Спиртовая колонна собирает эти пары в верхней части колонны, а в нижней её части завершается процесс вываривания флегмы (лютера).

За счёт использования двух колонн брага получается более концентрированной.

Спиртовое оборудование с одной колонной содержит в своём составе:

Схема спиртового оборудования с одной колонной

колонну;
двухбарабанный дефлегматор;
холодильник для спирта;
регулятор барды;
прочее оборудование.

Колонна является основой этого аппарата и служит для извлечения спирта из браги путём сложной перегонки. Внутри колонну разделяют на секции колпачки или ситчатые тарелки в количестве 16–18 штук. Они служат для обеспечения тесного соприкосновения пара с жидкостью, которые движутся навстречу друг другу.

Нижнюю часть колонны называют истощающей (бражной), а верхнюю — укрепляющей (спиртовой).

В самой нижней части колонны, называемой выварной камерой, завершается процесс вываривания спирта из бражки, а также происходит вывод остатков (барды) из колонны.

Назначение дефлегматора — конденсация части проходящей паровой смеси и направление полученного конденсата (флегмы) обратно в аппарат навстречу пару.

Назначение дефлегматора

Материал для производства

Сырьё для производства этилового спирта нужно выбирать с учётом конечного продукта, который необходимо получить. Для изготовления этанола класса Экстра и Люкс необходимы зерновые культуры, для высшего и первого сорта возможно использование любого продукта с содержанием крахмала.

Получение гидролизного спирта

Виды сырья для переработки довольно разнообразны. Самым продуктивным из них является сахар, из 10 кг этого сырья получают 5 и более кг чистого спирта. Однако сахар — дорогой продукт.

Можно использовать зерновые культуры, в том числе рис и кукурузу. Из пшеницы получают до трёх литров спирта.

Сахарная свёкла, картошка и фрукты (виноград, сливы, яблоки) являются наименее производительным сырьём, они дают всего один литр спирта.

Можно использовать разное сырьё, но нужно учесть, что бражки разных видов нельзя смешивать при изготовлении питьевого спирта.

Технология производства спирта

Подготовительные операции включают промывку, очистку, разваривание сырья, приготовление солода.

Первая стадия производства спирта заключается в переработке сырья, содержащего сахар или крахмал, в бражку — содержащую спирт жидкость. Сахар, содержащийся в бражке, преобразуется в алкоголь под действием дрожжей.

Бродильные ёмкости из нержавейки лучшего всего подойдут для приготовления спирта

Для проведения этого процесса используют бродильные ёмкости. Они могут быть:

стальными;
пластиковыми;
деревянными;
алюминиевыми.

Лучшим вариантом является ёмкость из нержавеющей стали.

Процесс брожения длится в течение недели.

Перегонка и ректификация браги

Вторая стадия предусматривает перегонку и ректификацию браги. Из неё выделяется спирт в процессе нагревания, который проходит через ректификационную колонну, где от него отделяются сивушные масла и альдегиды.

Перегонкой называют процесс выделения этанола из готовой браги, а получаемый продукт называется спиртом-сырцом. После этого процесса остаётся барда.

Большинство спиртзаводов имеют оборудование, позволяющее сразу отделять все примеси от спирта-сырца и получать готовый продукт — чистый этанол.

Рассмотрим, как функционирует спиртовая колонна:

Аппарат для перегонки спирта — схема

в трубы дефлегматора подаётся насосом бражка. Здесь она подогревается до 75–90ºС за счёт конденсата спирто-водяных паров, образовавшегося в межтрубном пространстве дефлегматора;
смесь подходит через смотровой фонарь к верхней тарелке бражной колонны вместе с флегмой из верхней спиртовой колонны;
пройдя через все тарелки, брага спускается в выварную камеру;
проходящий снизу вверх пар подогревает брагу до кипения при контакте с ней, и ещё больше насыщается спиртом, в то время как брага теряет его;
остатки выпаренной браги (барда) содержат всего лишь 0.015% спирта;
из бражной части колонны пары попадают в спиртовую часть. В результате контакта с флегмой, спускающейся навстречу, пары ещё больше обогащаются спиртом из закипевшей флегмы;
в дефлегматоре, на выходе из спиртовой колонны, происходит частичное конденсирование паров, затем они в качестве флегмы поступают на верхнюю тарелку;
оставшиеся пары направляются в холодильник, где происходит их конденсирование и охлаждение в змеевиках. Образовавшийся готовый продукт направляется в спиртохранилище.

Спирт-сырец должен иметь крепость не ниже 88%.

Спирт-сырец с хорошим показателем крепости

Особенности бизнеса по производству спирта

Для обеспечения собственных нужд не нужно какого-то сложного оборудования и лицензии. Небольшую установку можно поместить в гараж.

А для развития бизнеса нужно и помещение больше, и оборудование посолиднее.

Прежде чем предпринять шаги по организации собственного производства, необходимо выяснить следующие вопросы:

Процессы брожения и гниения

источники снабжения сырьевыми материалами;
возможности сбыта готовой продукции;
возможности приобретения оборудования;
получение лицензии.

Только после анализа всех вопросов можно приступать к поиску помещения, закупке оборудования, сырья, начинать изготовление пробной продукции.

Продукция пользуется широким спросом. Спирт используется не только для изготовления алкогольных напитков. Он нужен фармацевтическим, химическим и другим заводам, производителям парфюмерии и косметики.

Видео по теме: Бизнес-план по производству спирта

promzn.ru

Как производят спирт

спирт

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «спирт», написав вместо нее C2H5OH? А солдаты на утро были в стельку. Как же – написано ОН. Оказалось, и вправду, он!Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО – главное сырье для водки. Как делают саму водку – полно. От сивухи до элитных марок. А спирт – нет!Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории – «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время Перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе зерно из мешка, на выходе чистейшая 96-градусная жидкость…

спирт

Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384—320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «дух вина» (от латинского «spiritus vini»).Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «aquavitae» – «вода жизни», а в 1386 году благодаря генуэзским купцам спирт добрался и до Москвы.Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии, в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Варрен усыпил эфиром первого пациента.

спирт

Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая стоимость была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта так же снизилось. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн. дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн. дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличившегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

спирт

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые — пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса. Значительно реже используются плодово-ягодные, виноградные материалы, топинамбур и другое богатое углеводами сырье.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу. Технический спирт содержит повышенное количество вредных примесей, поэтому использование его для пищевых целей запрещено.Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкс» — пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» — 0,02%. Это существенно!На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории – «Альфа».

спирт

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на итоговом качестве конечного продукта.

спирт

Насос для «перекачки» зерна с хранилища на очистку.

спирт

Первая задача – очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

спирт

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

спирт

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня дня!

спирт

Далее очистка от шелухи и различного мусора. Она производится с помощью мощного потока воздуха, который разделяет тяжелое зерно и легкий мусор.

спирт

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление.

спирт

Зернопровод от сепаратора на дробилку.

спирт

Разваривание зерна происходит с целью разрушения их клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки около 4 минут.

спирт

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, т.к. процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

спирт

Сам процесс разваривания включает три операции: строгая дозировка зерна и воды, нагрев замеса до температуры варения, выдержка массы при заданной температуре.Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

спирт

Когда из массы делается проба на йод, то окрас сусла должен оставаться неизменным.

спирт

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

спирт

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

спирт

Кстати, повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

спирт

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода – 100 градусов, спирт – 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

спирт

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов – какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

спирт

А в ректификационном зале жарко!!!Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке — ректификации.

Удаление вредных примесей осуществляется в процессе ректификации, основанном на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

спирт

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть вмиг…

спирт

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа» и дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

Источник

Сморите также: Производство авиадвигателей в России

ribalych.ru

Технология производства спирта из зернового сырья

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное учреждение высшего профессионального образования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИИ

"КАЛМЫЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Кафедра аграрных технологий и переработки сельскохозяйственной продукции

Технология производства спирта из зернового сырья

Курсовая работа по переработке продукции животноводства

студента 5 курса о/о

специальности "ТППСХП"

Проверил:

Элиста 2010

Содержание

Введение

Сырье и дополнительные материалы

Технология производства спирта

Выводы

Список использованной литературы

Этиловый спирт - основной продукт, находящий широкое применение в пищевой, микробиологической, медицинской и других отраслях промышленности.

В пищевой промышленности спирт используют при изготовлении ликерно-водочных изделий, плодово-ягодных вин, пищевых ароматизаторов и т.д.

Отечественная спиртовая промышленность до 1917 г. была представлена мелкими заводами мощностью около 22 тыс. дал спирта в год. Советский период характеризуется появлением крупных предприятий с мощностью 6000 - 12000 дал в сутки. В 1980 г. в СССР действовало около 400 крупных заводов, а производство спирта составило 200 млн. дал. Далее производство спирта неуклонно снижалось, особенно в периоды перестройки и экономических кризисов. Также снижение производство обуславливалось ужесточением отраслевого законодательства, увеличением стоимости лицензий, установлением минимальных порогов по уставному капиталу для производителей спирта, введением требования о полной переработке отходов спиртового производства. Но главной причиной снижения является большой теневой оборот спирта, делающий легальное производство менее рентабельным.

На данный момент в России действуют 126 предприятия, а суммарное производство пищевого спирта составляет около 42 млн. дал в год.

Технология производства спирта относится к биотехнологии, так как производство связано с использованием катализаторов (ферментов), имеющих биологическое происхождение. При должном подходе производство спирта является безопасным и безотходным: в производстве кроме спирта получают диоксид углерода, барду, эфироальдегидную фракцию, сивушные масла.

Характеристика зернового сырья. На спирт перерабатывают любое зерно, в том числе и непригодное для пищевых и кормовых целей. Ежегодный объем переработки составляет (%): пшеницы 50 (преимущественно дефектной), ячменя 20, ржи 12, кукурузы 8, проса 5, овса 2 и прочих культур (гречиху вики, гороха, риса и др.) 3. Для приготовления солода употребляют кондиционное высококачественное зерно.

Кукуруза. Из зерновых культур лучшим сырьем для производства спирта является кукуруза (Zeamays). В ней содержится относительно больше крахмала, меньше клетчатки, больше жира (что повышает кормовое достоинство барды). Урожайность кукурузы в 2...3 раза выше урожайности других зерновых культур.

В России кукурузу возделывают на Северном Кавказе, Нижней Волге, в Воронежской и Курской областях.

В зависимости от формы зерна и степени развитости роговидной части эндосперма кукурузу подразделяют на 7 ботанических групп: кремнистая, зубовидная, крахмалистая, восковидная, лопающаяся, сахарная, чешуйчатая. Для производства спирта предпочтительнее легко развариваемая крахмалистая и зубовидная кукуруза.

Рожь, пшеница, ячмень и овес. Рожь (Secale), пшеница (Triticum), ячмень (Hordeum) и овес (Avena) широко возделыва-ются в России: рожь (преимущественно озимая) - в северных, северо-западных и центральных районах, во многих районах Сибири и Урала; пшеница - в Западной и Восточной Сибири, Поволжье; ячмень (преимущественно яровой) и овес - повсеместно - от субтропиков до Заполярья.

В небольших количествах перерабатывают крупяные культуры - просо, гречиху и рис, некоторые продовольственные (горох) и кормовые (вику).

Солод и ферментные препараты. Для осахаривания крахмала па спиртовых заводах используется солод и ферментные препараты.

Солодом называют зерно, которое проросло в определенных условиях. При прорастании в зерне образуются амилолитические, протеолитические и другие ферменты. Солод па спиртовых заводах получают из ячменя, ржи, пшеницы, овса и проса по следующей схеме:

1) очистка зерна;

2) замачивание;

3) проращивание;

4) измельчение;

5) смешивание с водой.

Для осахаривания крахмала в спиртовом производстве кроме солода используются ферментные препараты, получаемые из культур мицелиальных грибов и бактерий. Выпускаемые специальными заводами или специализированными цехами спиртовых заводов ферментные препараты представляют собой либо жидкости с содержанием сухого вещества не менее 50%, либо порошки с определенной стандартной ферментативной активностью. Ферментные препараты, используемые в спиртовой промышленности, получают из мицелиальных грибов рода Aspergillus, бактерий Вас. mesentericus, Вас. subtilis и других. Эти микроорганизмы образуют а-амилазу, а некоторые глюкоамилазу (фермент, расщепляющий крахмал до глюкозы). Применение ферментных препаратов микробного происхождения в спиртовой промышленности взамен солода позволяет существенно снизить расход высококачественного зерна на получение солода и способствует повышению выхода спирта.

Дрожжи. В спиртовом производстве в качестве возбудителей брожения используются дрожжи семейства сахаромицетов. Они продуцируют комплекс ферментов, под действием которого сахара сусла превращаются в этиловый спирт и диоксид углерода. В спиртовом производстве применяют расы (разновидности, отличающиеся несколькими особенностями) дрожжей верхового брожения, обладающие высокой энергией брожения. Они образуют максимальное количество спирта, сбраживают моно- и дисахариды и часть декстринов. Дрожжи, используемые в производстве спирта из мелассы, должны быстро сбраживать субстрат в среде с высоким осмотическим давлением (осмофильные дрожжи).

Вначале дрожжи размножают по методу чистой культуры из одной дрожжевой клетки в стерильных условиях. Спиртовые заводы получают чистую культуру дрожжей и размножают их по определенной схеме. Далее их культивируют по методу естественно чистой культуры, при котором создаются оптимальные условия для развития дрожжей (температура, рН, аэрация и др.) и неблагоприятные для посторонних микроорганизмов, в первую очередь бактерий.

В качестве питательной среды для размножения дрожжей служит сусло, содержащее вещества, необходимые для их питания. Иногда в сусло добавляют дробленый зеленый солод в качестве источника дополнительного питания. Для подавления развития посторонних микроорганизмов сусло подкисляют серной или молочной кислотой до рН 3,8 - 4,0. Температуру поддерживают на уровне 28 - 30 °С. Размножение дрожжей осуществляют в аппаратах - дрожжанках. Аппарат представляет собой вертикальный цилиндр с коническим днищем, снабженный двумя змеевиками для нагрева и охлаждения сусла. Процесс-размножения дрожжей ведут периодическим или полунепрерывным способами. При периодическом сусло из осахаривателя перекачивают в дрожжанку, нагревают до 70 °С и выдерживают при этой температуре 20 мин с целью пастеризации. Затем охлаждают до 50 °С, подкисляют серной кислотой, перемешивают, охлаждают до 30°С и вносят 10% дрожжей от объема сусла. При размножении дрожжей поддерживают температуру на уровне 30°С, регулируя ее путем подачи в змеевики дрожжанки холодной воды. При снижении концентрации сусла на 1/3 от первоначальной производят отбор дрожжей. Длительность размножения дрожжей около 20 ч.

Полунепрерывный способ размножения дрожжей проводят в установке из двух дрожжанок и пастеризатора, в котором пастеризуют, подкисляют и охлаждают сусло. Подготовленное сусло подают в одну из дрожжанок, вводят в нее дрожжи и оставляют на 6 - 8 ч при 28 °С. Затем половину объема дрожжей переводят во вторую дрожжанку и обе доливают суслом из пастеризатора. Через 6 - 8 ч зрелые дрожжи из одной дрожжанки спускают в бродильный аппарат. Свободную дрожжанку моют и стерилизуют, после чего половину дрожжей из второй дрожжанки переводят в свободную, доливают оба аппарата суслом из пастеризатора и процесс повторяется.

Технология спирта включает в себя следующие процессы: подготовка сырья к развариванию, разваривание зерна водой для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала, охлаждение разваренной массы и осахаривание крахмала ферментами солода или культур плесневых грибов, сбраживания сахаров дрожжами в спирт, отгонку спирта из бражки и его ректификацию.

Прием зерна. Для приготовления солода используют высококачественные ячмень, рожь, овес и просо, которые должны удовлетворять требованиям, приведенным в таблице №1. Цвет ячменя светло-желтый, допускается потемневший; овса белый или желтый; проса желтый, красный, серый, белый; ржи желтый и зеленый разных оттенков; запах, свойственный зерну; не допускается затхлый, плесенный и другие посторонние запахи.

Таблица №1. Характеристика качества зерна

Качество зерна, идущего на разваривание, не регламентируется. Желательно, чтобы зерно было здоровое, высокой крахмалистости, влажностью 14 - 17% в зависимости от культуры и с небольшой засоренностью. Предварительно здоровое зерно оценивают органолептически.

mirznanii.com