Бродильний апарат

Реферат: Бродильний апарат належить до технологічного обладнання, яке призначене для зброджування цукровмісних середовищ і може бути використаний у спиртовій галузі. Бродильний апарат складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубка підведення і відведення зброджуваного середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки. Апарат додатково устаткований розташованою в середовищі бродильного апарата вакуумною камерою з шлюзовим затвором з герметичним приводом і диспергувальною головкою рідинної фази у складі контуру рідинної фази з насосом і трубопроводом і, одночасно, вакуумного контуру у складі трубопроводів, вакуум-насоса і конденсатора пари водно-спиртової суміші. Дане технічне рішення полягає у поєднанні процесів бродіння і вилучення утворюваного спирту, зменшенні осмотичного тиску в середовищі, збільшенні середньої швидкості зброджування цукрів та продуктивності процесу бродіння, зменшенні енерговитрат на подальшому етапі перегонки. UA 104271 C2 (12) UA 104271 C2 UA 104271 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Бродильний апарат належить до технологічного обладнання, яке призначене для зброджування цукровмісних середовищ і може бути використаний у спиртовій галузі. Відомий бродильний апарат [В.О. Маринченко, В.А. Домарецький, П.Л. Шиян та ін. Технологія спирту. - Вінниця: Поділля-2000, 2003. - С. 159-165], що складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубка підведення і відведення зброджуваного середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки. Але вказаний апарат не поєднує процесів бродіння і вилучення накопичуваного спирту, наслідком чого є підвищення осмотичного тиску в бродильному середовищі і обмеження накопичення цільового продукту - спирту в межах 8-9 %; обмежує середню швидкість зброджування цукрів і загальну продуктивність; не забезпечує енергоекономічних процесів перегонки. В основу винаходу поставлена задача поєднання процесів бродіння і вилучення утворюваного спирту, зменшення осмотичного тиску в середовищі, збільшення середньої швидкості зброджування цукрів та продуктивності процесу бродіння, зменшення енерговитрат на подальшому етапі перегонки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що бродильний апарат складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубка підведення і відведення зброджуваного середовища, запобіжного клапана та клапана санітарної обробки. Згідно з винаходом бродильний апарат устаткований розташованою в середовищі бродильного апарата вакуумною камерою з шлюзовим затвором з герметичним приводом і диспергувальною головкою рідинної фази у складі контуру рідинної фази з насосом і трубопроводом і, одночасно, вакуумного контуру у складі трубопроводів, вакуум-насоса і конденсатора пари водо-спиртової суміші. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками, що пропонуються, і результатом, що очікується, наступний. Устаткування бродильного апарата розташованою в корпусі вакуумною камерою з шлюзовим затвором з герметичним приводом і диспергувальною головкою рідинної фази у складі контуру рідинної фази з насосом і трубопроводом і, одночасно, вакуумного контуру у складі трубопроводів, вакуум-насоса і конденсатора пари водо-спиртової суміші, дає можливість поєднати процеси бродіння і вилучення утворюваного спирту, зменшити осмотичний тиск в середовищі, збільшити середню швидкість зброджування цукрів та продуктивність процесу бродіння, зменшити енерговитрати на подальшому етапі перегонки. Таким чином сукупність запропонованих ознак дозволяє забезпечити в повному обсязі очікуваний технічний результат. На фіг. 1 показано бродильний апарат. Він складається з циліндричного корпусу 1 з сорочкою охолодження 2, конічного днища 3, патрубка 4 підведення та відведення зброджуваного середовища, запобіжного клапана 5, клапана санітарної обробки 6, вакуумної камери 7 з шлюзовим затвором з герметичним приводом 8 і розпилювальною головкою 9, контуру рідинної фази з насосом 10 і трубопроводом 11, контуру вакуумування з трубопроводом 12, вакуум-насосом 13 і конденсатором 14. Бродильний апарат працює наступним чином. Через патрубок 4 заповнюються об'єми конічного днища 3 і циліндричного корпусу 1 середовищем з дріжджами. У процесі бродіння відбувається перетворення цукрів у спирт і діоксид вуглецю у повному об'ємі рідинної фази. Теплота бродіння відводиться сорочкою охолодження 2. Для стабілізації концентрації спирту на заданому мінімальному рівні у роботу включається контур рідинної фази з насосом 10 і трубопроводом 11 і середовище подається у контур вакуумування. У вакуумній камері 7 здійснюється диспергування рідинної фази розпилювальною головкою 9, випаровування з неї спирту, а шлюзовий затвор з герметичним приводом 8 дозволяє виводити рідинну фазу у загальний об'єм середовища. У зв'язку зі зниженням тиску у вакуумній камері до 70 мм рт. ст. досягається кипіння і випаровування спирту при температурі 30 °C і утворення водно-спиртової суміші з концентрацією алкоголю 50…60 %. Стискання цієї суміші, що подається трубопроводом 12, у вакуум-насос 13 приводить до підвищення її температури і тиску, в результаті чого ця суміш конденсується у конденсаторі 14. Розташування конденсатора у середовищі дозволяє повернути теплову енергію, витрачену на випаровування водо-спиртової суміші у вакуумній камері, оскільки теплота випаровування і теплота конденсації між собою рівні. Сконденсована суміш подається на перегонку і завдяки високій концентрації спирту в ній досягається енергоекономічний ефект її перегонки. 1 UA 104271 C2 5 10 Завдяки видаленню спирту з середовища в ньому стабілізується осмотичний тиск, що дозволяє не обмежувати життєдіяльність мікроорганізмів (дріжджів) і подовжити технологічний процес бродіння. Утворюваний діоксид вуглецю видаляється з бродильного апарата через запобіжний клапан 5, а клапан 6 використовується для санітарної обробки апарату. По завершенню відпрацьована барда відводиться з апарату через патрубок 4. Технічний результат полягає у поєднанні процесів бродіння і вилучення утворюваного спирту, зменшенні осмотичного тиску в середовищі, збільшенні середньої швидкості зброджування цукрів та продуктивності процесу бродіння, зменшенні енерговитрат на подальшому етапі перегонки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Бродильний апарат, що має циліндричний корпус з сорочкою охолодження, конічне днище, патрубок підведення і відведення зброджуваного середовища, запобіжний клапан та клапан санітарної обробки, який відрізняється тим, що додатково устаткований розташованою в середовищі бродильного апарата вакуумною камерою з шлюзовим затвором з герметичним приводом і диспергувальною головкою рідинної фази у складі контуру рідинної фази з насосом і трубопроводом і, одночасно, вакуумного контуру у складі трубопроводів, вакуум-насоса і конденсатора пари водно-спиртової суміші. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2