Спосіб рекуперації вторинних теплових потоків при виробництві ректифікованого спирту

1. Спосіб рекуперації вторинних теплових потоків при виробництві ректифікованого спирту, що включає технологічні стадії змішування подрібненого зерна із водою та приготування замісу, термоферментативної обробки замісу та отримання розрідженого сусла, брагоперегонки, епюрації, ректифікації та кінцевої очистки ректифікованого спирту, який відрізняється тим, що нагрів бражки перед брагоперегонкою здійснюють послідовно безпосередньо за рахунок рекуперації теплоти барди з температурою 102-105 °С після брагоперегонки, розрідженим суслом температурою 88-92 °С після стадії термоферментативної обробки за U 2 (19) 1 3 За цією установкою з метою зменшення енерговитрат передбачено рекуперативне використання вторинної теплоти водно-спиртової пари бражної колони для обігріву епюраційної колони через рекуперативний кип'ятильник-випаровувач. Недоліком цієї установки є незначна різниця температур між водно-спиртовою парою бражної колони та кубовою рідиною епюраційної колони і, як наслідок, недостатній температурний напір в рекуперативному кип'ятильнику-випаровувачі, що не дозволяє використати в повній мірі теплоту конденсації водно-спиртової пари бражної колони. Як найближчий аналог вибрано за найбільшою кількістю співпадаючих суттєвих ознак та досягнутим результатом спосіб одержання спиртових бражок із крохмалевмісної сировини, який передбачає підігрів замісу разом з розріджуючим ферментом в рекуперативному теплообміннику за рахунок теплоти післяспиртової барди, яку подають з кубової частини бражної колони, а воду, яка виходить з теплообмінного апарату подають у змішувач для приготування замісу [Патент України № 70423. м. Kл. 7C12FЗ/00, опубл. 15.10.2004, бюл. № 10]. Цей спосіб дозволяє зменшити витрати гріючої пари за рахунок часткового використання вторинної теплоти післяспиртової барди з бражної колони та охолоджуючої води після теплообмінного апарату на стадії приготування замісу. Але недоліком цього способу є значна кількість вторинних енергетичних потоків, яка відводиться з процесу. В способі не передбачено використання вторинної теплоти водно-спиртової пари бражної колони та не в повній мірі використовується теплота післяспиртової барди, що збільшує загальні питомі витрати енергоносіїв на одиницю ректифікованого спирту. Спільним з технологічним рішенням, що заявляється є такі суттєві ознаки найближчого аналога: нагрів зернового замісу післяспиртовою бардою з бражної колони, та рекуперативне використання вторинної теплоти розрідженого замісу в технологічному циклі. В основу технічного рішення, що заявляється, поставлена задача створення способу рекуперації вторинних теплових потоків при виробництві ректифікованого спирту шляхом введення в технологічний процес рекуперативних теплообмінників, нової взаємодії теплообмінних процесів, послідовності їх виконання та сукупності технологічних параметрів, що дозволяє забезпечити підвищення ефективності рекуперативного використання вторинних теплових потоків при виробництві ректифікованого спирту та досягти зниження питомих енерговитрат на одиницю ректифікованого спирту. Поставлена задача вирішується тим, що у способі рекуперації вторинних теплових потоків при виробництві ректифікованого спирту, який передбачає технологічні стадії - змішування подрібненого зерна із водою та приготування замісу, термоферментативну обробку замісу та отримання розрідженого сусла, брагоперегонку, епюрацію, ректифікацію та кінцеву очистку ректифікованого спирту, згідно корисної моделі, нагрів бражки пе 57034 4 ред брагоперегонкою здійснюється безпосередньо за рахунок рекуперації вторинної теплоти з температурою 102-105 °С після брагоперегонки, а також розрідженого сусла з температурою 88-92 °С після стадії термоферментативної обробки замісу та частки водно-спиртової пари стадії брагоперегонки при температурі 86-95 °С; а підігрів замісу перед його термоферментативною обробкою до температури 75-90 °С забезпечується подальшою рекуперацією теплоти барди, крім того для збільшення температурного напору стадії епюрації та кінцевої очистки ректифікованого спирту здійснюється при тиску 70-90 кПа, а попередній нагрів замісу здійснюється на стадії змішування подрібненого зерна з дефлегматорною водою, нагрітою шляхом рекуперації теплоти водно-спиртової пари до температури 65-73 °С на стадії ректифікації спирту, при цьому дефлегматорна вода нагріта до температури 50-60 °С шляхом рекуперації вторинної теплоти стадій брагоперегонки, епюрації та кінцевої очистки ректифікованого спирту підведена до системи опалення виробничих приміщень. Практичне здійснення заявленого рішення в промислових умовах відповідно до формули корисної моделі ілюструється наступними прикладами. Приклад № 1 Дроблену зернову сировину змішують з водою, після чого зерновий заміс піддають термоферментативній обробці з отриманням розрідженого (оцукреного) сусла, яке зброджується спиртовими дріжджами, до утворення зрілої бражки. Спиртова бражка нагрівається до температури брагоперегонки послідовно в рекуперативних теплообмінниках за рахунок рекуперації тепла барди з температурою 103 °С безпосередньо після стадії брагоперегонки, тепла розрідженого сусла з температурою 90 °С після стадії термоферментативної обробки зернового замісу та частки тепла водно-спиртової пари після стадії брагоперегонки при температурі 90 °С. Підігрів зернового замісу до 88 °С перед термоферментативною обробкою забезпечується подальшою рекуперацією теплоти барди. Необхідна кількість тепла для забезпечення технологічного процесу на стадіях епюрації та кінцевої очистки ректифікованого спирту забезпечується рекуперацією вторинної теплоти водно-спиртової пари брагоперегонки при температурі 93 °С. Приклад № 2 Спосіб здійснюється так як і наведено в приладі № 1 за винятком того, ще для збільшення температурного напору при рекуперації тепла водно-спиртової пари брагоперегонки на стадії епюрації та кінцевої очистки ректифікованого спирту відбувається при тиску 70-90 кПа, а попередній нагрів зернового замісу здійснюється на стадії змішування подрібненого зерна з гарячою дефлегматорною водою, нагрітою за рахунок рекуперації тепла водно-спиртової пари на стадії ректифікації спирту. Дефлегматорна вода з температурою 5565 °С після стадій брагоперегонки, епюрації та кінцевої очистки ректифікованого спирту застосовується для опалення виробничих приміщень. Для порівняння в Таблиці наведені дані за 5 57034 найближчим аналогом для заводу потужністю 3000 дал спирту на добу. Наведені у Таблиці дані підтверджують досягнення технічного результату. 6 Спосіб може бути реалізований на типовому обладнанні і не потребує значних капіталовкладень. Таблиця Витрати теплової енергії по стадіях технологічного процесу в МДж/год Способи виробництва Заявлений Прототип Приготування замісу Термоферментативна обробка Брагоперегонка 2340 176 1229 6215 6215 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Епюрація Ректифікація 4238 5650 5650 Підписне Кінцева очистка спирту Загальна витрата теплової енергії на виробництво МДж/год 1978 12041 21650 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601