Бродильний апарат

Реферат: Бродильний апарат складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубків підведення живлення і відведення збродженого середовища та запобіжного клапана, причому бродильний апарат устаткований контуром середовища з насосом, трубопроводом і вакуумною камерою з диспергувальною головкою і шлюзовим затвором з герметичним приводом, контуром вакуумування з вакуумним насосом, теплообмінникомрекуператором рідинного і парогазового потоків та конденсатором парової суміші. UA 107407 C2 (12) UA 107407 C2 UA 107407 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Бродильний апарат належить до технологічного обладнання, яке призначене для зброджування цукровмістких середовищ і може бути використаний у спиртовій галузі. Відомий бродильний апарат [В.О. Маринченко, В.А. Домарецький, П.Л. Шиян та ін. Технологія спирту. "Поділля-2000", 2003, стор. 159-165], що складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубків підведення живлення і відведення збродженого середовища та запобіжного клапана. 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 %, обмеження середньої швидкості зброджування цукрів і загальної продуктивності. Також не забезпечуються енергоекономічні процеси бродіння та перегонки. В основу винаходу поставлено задачу поєднання процесів бродіння і вилучення утворюваного спирту, зменшення осмотичного тиску в середовищі, збільшення середньої швидкості зброджування цукрів та продуктивності процесу бродіння, зменшення енерговитрат на забезпечення бродіння та на подальшому етапі перегонки. Поставлена задача досягається за рахунок того, що бродильний апарат складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубків підведення живлення і відведення збродженого середовища та запобіжного клапана. Згідно винаходу бродильний апарат устаткований контуром середовища з насосом, трубопроводом і вакуумною камерою з диспергувальною головкою і шлюзовим затвором з герметичним приводом, контуром вакуумування з вакуумним насосом, теплообмінникомрекуператором рідинного і парогазового потоків та конденсатором парової суміші. Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками, що пропонуються, і результатом, що очікується, наступний. Устаткування бродильного апарата контуром середовища з насосом, трубопроводом і вакуумною камерою з диспергувальною головкою і шлюзовим затвором з герметичним приводом, контуром вакуумування з вакуумним насосом, теплообмінником-рекуператором рідинного і парогазового потоків та конденсатором парової 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 етапі бродіння та на подальшому етапі перегонки. Таким чином сукупність запропонованих ознак дозволяє забезпечити в повному обсязі очікуваний технічний результат. На кресленні показано бродильний апарат. Він складається з циліндричного корпусу 1 з сорочкою охолодження 2, конічного днища 3, патрубків підведення живлення 4 та відведення збродженого середовища 5, запобіжного клапана 6, контуру середовища з насосом 7, трубопроводом 8, вакуумною камерою 9 з диспергувальною головкою 10 і шлюзовим затвором з герметичним приводом 11, контуру вакуумування з вакуумним насосом 12, теплообмінникомрекуператором 13 рідинного і парогазового потоків та конденсатором 14 парової суміші. Бродильний апарат працює наступним чином. Через патрубок підведення живлення 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 стабілізується сорочкою охолодження 2. Для стабілізації концентрації спирту на заданому мінімальному рівні у роботу включається контур середовища з насосом 7, трубопроводом 8, вакуумною камерою 9 з диспергувальною головкою 10 і шлюзовим затвором з герметичним приводом 11 і середовище подається у вакуумну камеру 9, в якій рідинна фаза диспергується, з неї випаровується спирт, а шлюзовий затвор з герметичним приводом виводить рідинну фазу у середовище бродильного апарата. У зв'язку зі зниженням тиску у вакуумній камері до 70 мм рт. ст. досягається кипіння і випаровування спирту при температурі 30 °С і утворення водно-спиртової суміші з концентрацією алкоголю 50…60 %. Стискання цієї суміші вакуум-насосом 12 приводить до підвищення її температури і тиску в результаті чого ця суміш нагрівається і подається у теплообмінник-рекуператор 13 рідинного і парогазового потоків, у якому здійснюється нагрівання рідинного потоку, часткове охолодження парогазового потоку. Передавання останнього у конденсатор 14 забезпечує повну конденсацію водоспиртової суміші і повернення теплової енергії у бродильне середовище. Сконденсована суміш подається на перегонку і завдяки високій концентрації спирту в ній досягається енергоекономічний ефект її перегонки. 1 UA 107407 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 6. По завершенню відпрацьована барда відводиться з апарату через патрубок відведення збродженого середовища 5. 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 етапі бродіння та подальшому етапі перегонки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Бродильний апарат, що складається з циліндричного корпусу з сорочкою охолодження, конічного днища, патрубків підведення живлення і відведення збродженого середовища та запобіжного клапана, який відрізняється тим, що він устаткований контуром середовища з насосом, трубопроводом і вакуумною камерою з диспергувальною головкою і шлюзовим затвором з герметичним приводом, контуром вакуумування з вакуумним насосом, теплообмінником-рекуператором рідинного і парогазового потоків та конденсатором парової суміші. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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