Установка для неперервного зброджування сусла з вуглеводвмісної сировини

1 Установка для неперервного зброджування сусла з вуглеводвмісної сировини, що включає батарею бродильних апаратів, з'єднаних перетічними комунікаціями, оснащеними запірною арматурою, яка відрізняється тим, що бродильні апарати з'єднані перетічними комунікаціями виключно у верхній частині апаратів, при цьому на кожній комунікації встановлено два запірних пристрої з підводом пари між ними 2 Установка за п 1 , яка відрізняється тим, що перетічна комунікація має діаметр, який забезпечує заповнення її бражкою при перетіканні з апарата в апарат на 15-23% по відношенню до площі перерізу комунікації Винахід відноситься до харчової промисловості, зокрема до спиртової, і може бути використаний у виробництві спирту з вуглеводвмісної сировини ВІДОМІ установки для спиртового зброджування сусла із крохмалевмісної сировини, що включають батарею бродильних апаратів, з'єднаних переточними комунікаціями для бражки за принципом "верх-низ" між всіма апаратами, починаючи з першого (Технология спирта/В Л Яровенко, В А Маринченко, В А Смирнов и др , Под ред Проф В Л Яровенко -М Колос, С 1999-464) Бражка, що неперервно зброджується в батареї апаратів, перетікає по переточних комунікаціях з верхньої частини першого в нижню частину другого, потім з верхньої частини другого в нижню частину третього і т д На кожній переточиш комунікації встановлено по одному запірному пристрою Найбільш близькою до заявленого технічного рішення є установка для спиртового зброджування мелясного сусла, що включає батарею бродильних апаратів, з'єднаних комунікаціями для перетоку середовища, та окремих комунікацій для перетоку піни Комунікації для перетоку середовища встановлюють за принципом перший і другий бродильні апарати з'єднують в верхній частині, другий і третій - в нижній, третій і четвертий - в верхній і т д , а комунікації для перетоку піни встановлюють між всіма апаратами батареї в верхніх їх частинах (Технологический регламент производства этилового спирта и прессованных хлебопекарных дрожжей из мелассно-спиртовой бражки Часть 1 Брожение - Киев, ВНИИППД, 1990 Утв 18 06 1990) (прототип) На кожній комунікації перетоку бражки і піни встановлюють по одному запірному пристрою Причинами, що перешкоджають одержанню потрібного технічного результату, є наявність двох окремих комунікацій для рідини і піни, що ускладнює установку і її обслуговування При цьому діаметр переточних труб для бражки розраховано на повне заповнення їх рідиною Для перетоку піни встановлюють окремі комунікації приблизно такого ж діаметру Таким чином, частка, яку становить рідина в загальній площі перерізу обох переточних комунікацій, становить близько 50 % Як показує практика роботи спиртозаводів, часто трапляються випадки, коли піна не встигає переходити з апарата в апарат по пінопереточних комунікаціях, накопичується в апаратах і надходить в газовідвідну систему бродильної установки, що створює умови для розвитку шкідливої мікрофлори і попадання й в бражку, спричиняючи закисання останньої з витратами при цьому зброджуваних цукрів і зменшенням виходу спирту При почерговому вивільненні апаратів від бражки з наступним їх миттям і тепловою (паровою) дезинфекцією, одночасно парою обробляють також частину переточних комунікацій (для бражки О ю о ю 54050 і піни) МІЖ даним апаратом і наступним при закритих запірних пристроях на обох комунікаціях, оскільки наступний апарат в цей момент ще заповнений бражкою При цьому, коли запірні пристрої закриті, то вони обробляються парою тільки з одного боку - з боку апарату, що в даний час пропарюють Коли здійснюють пропарювання наступного по потоку бродильного апарату, парою обробляється друга частина обох комунікацій (для бражки і піни) І друга сторона запірних пристроїв, бо вони знову закриті з причини того, що попередній бродильний апарат в цей час готують до заповнення "свіжим" середовищем Таким чином, зона самого засувного елемента запірних пристроїв обох комунікацій (бражної і пінної) не пропарюється "текучою" парою, що є причиною недостатньої інактивації шкідливої мікрофлори Попадання останньої в бражку при відкриванні обох запірних пристроїв та перетіканні бражки і піни з одного апарату в наступний викликає подальший розвиток мікроорганізмів-шкідників в бражці за рахунок витрат зброджуваних цукрів і спричиняє зменшення виходу спирту із сировини Крім того, відомий принцип встановлення переточних комунікацій для бражки має ще таку ваду Густина бражки, що перетікає з апарата в апарат, поступово зменшується внаслідок перетворення зброджуваних цукрів, які є основною частиною сухих речовин, в етиловий спирт, що має низьку питому густину (0,789г/см3) У випадку нижнього перетоку між апаратами, коли більш важка бражка з апарату з верхньою переточною комунікацією надходить в нижню частину наступного апарату з менш важкою бражкою, такого активного природного перемішування середовища не відбувається навіть за допомогою перемішуючих пристроїв - міксерів Далі ситуація ускладнюється тим, що з цього апарата в наступний бражка має перетікати по верхній комунікації Недостатнє природне перемішування в таких апаратах, де ввід бражки з попереднього здійснюється знизу, а ВІДВІД в наступний - з верхньої частини, не забезпечує достатнього масообміну середовища, що погіршує інтенсивність зброджування цукрів в спирт В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення установки неперервного зброджування сусла з вуглеводвмісної сировини шляхом використання запропонованих конструктивних елементів та їх взаєморозташування в установці Технічний результат, який виникає від використання винаходу, є покращання асептики процесу зброджування шляхом створення умов для активного саморуйнування піни і запобігання попадання и в газовідвідні комунікації та в газовий колектор, а також за рахунок можливості більш ефективного пропарювання запірних пристроїв на переточних комунікаціях між бродильними апаратами при проведенні профілактичної дезинфекцм бродильної установки Споживчі властивості винаходу, пов'язані з технічним результатом - спрощення установки, скорочення витрат пари на пропарювання обладнання за рахунок збільшення міжстерилізаційного періоду, а також поліпшення умов праці обслуговуючого персоналу Досягається технічний результатом тим, що в установці для неперервного зброджування сусла з вуглеводвмісної сировини, що включає батарею бродильних апаратів, з'єднаних переточними комунікаціями, оснащеними запірною арматурою, бродильні апарати з'єднані переточними комунікаціями виключно у верхній частині апаратів, при цьому на кожній комунікації встановлено два запірних пристрої з підводом пари між ними Переважно, переточна комунікація має діаметр, який забезпечує заповнення R бражкою при перетіканні з апарата в апарат на 15-23% по відношенню до площі перерізу комунікації З'єднання бродильних апаратів між собою виключно верхніми переточними комунікаціями забезпечує ввід більш важкої бражки з попереднього апарата в наступний, де густина бражки менша, що сприяє ефективному змішуванню вхідного в апарат потоку бражки з середовищем в цьому апараті Таке явище відбувається в усіх апаратах бродильної батареї від першого до останнього Встановлення однієї переточної комунікації замість двох і збільшення II діаметру до величини, що забезпечує створення значного газового простору в ній, сприяє інтенсифікації переміщування піни через пінний простір переточної комунікації разом з бражкою Збільшенню швидкості руху піни через газовий простір переточної комунікації сприяє прохід через неї і частини газів бродіння, що виділяються в кожному апараті, а більш інтенсивно - в перших двох-трьох При виході піни із переточної комунікації в черговий апарат відбувається різке розширення простору і розосередження піни по всій поверхні бражки в апараті Цей фактор сприяє самогасінню піни Наявність двох запірних пристроїв на переточиш комунікації дозволяє ефективно пропарювати кожну з них окремо "текучою" парою в період пропарювання прилеглого до кожної з них бродильного апарату При цьому виключається наявність недостатньо пропарених зон запірних пристроїв Саме запропонована установка, в якій передбачено з'єднання бродильних апаратів виключно в верхній частині апаратів переточними комунікаціями, діаметр яких забезпечує заповнення їх бражкою при перетіканні останньої з апарата в апарат на 15-23%, а решта простору призначена для перетоку піни, забезпечує ефективне самогасіння піни Це дозволяє передбачити мінімальний пінний простір в апаратах бродильної батареї, тобто збільшити робочий об'єм апаратів, що дає змогу підвищити продуктивність установки в порівнянні з відомою установкою Крім того, встановлення переточних комунікацій у верхній частині апаратів забезпечує активне змішування потоку бражки, що надходить в апарат, з бражкою в кожному наступному апараті В результаті такого ефективного масообміну відбувається глибоке зброджування цукрів у бражці Встановлення на кожній переточиш комунікації двох запірних пристроїв з підводом пари між ними поліпшує ефективність дезинфекцм обладнання і забезпечує попередження розвитку шкідливої мікрофлори в бражці, в результаті чого збільшується міжстерилізацшний період роботи установки та зменшуються питомі витрати пари на пропарю 54050 вання обладнання Установка включає бродильні апарати 1 бродильної батареї, переточні 2 комунікації, запірні пристрої 3, ПІДВІД 4 пари, (див Фіг) Заявлена установка працює таким чином При сталій роботі бродильної батареї сусло з цукро- або крохмалевмісної сировини надходить в перший бродильний апарат 1, а бражка по переточиш 2 комунікації, на якій відкриті обидва запірні пристрої 3, неперервно перетікає в другий, де змішується з середовищем, що знаходиться в ньому Далі бражка таким же чином перетікає з другого апарату в третій, з нього - в четвертий і т д Піна, яка утворюється в апаратах, по тій же комунікації 2, що має пінний простір, переходить з апарату в апарат і поступово гаситься В період профілактичної дезинфекцм обладнання тимчасово припиняють приток сусла і дріжджів в перший апарат 1, закривають другий запірний пристрій 3 на переточиш 2 комунікації бражки в другий апарат, звільняють перший апарат від бражки, миють його і пропарюють Одночасно з пропаркою апарату пропарюють і перший запірний пристрій 3 разом з ділянкою комунікації між першим і другим запірними пристроями шляхом пропускання пари з трубопроводу 4, який підведено між ними Після завершення пропарювання першого апарату і одного запірного пристрою останній за кривають, а коли для пропарювання буде підготовлено другий апарат, то відкривають другий запірний пристрій на комунікації між першим і другим апаратом та перший запірний пристрій між другим і третім апаратами Ці запірні пристрої пропарюють разом з другим апаратом, після чого їх закривають При пропарюванні третього і всіх наступних апаратів виконують ті ж операції, що і при пропарюванні другого Таким чином апарати пропарюють одночасно з прилеглими до них запірними пристроями і ділянками комунікацій між запірними пристроями Діаметр переточних комунікацій для переробки цукро-і крохмалевмісної сировини підібрано шляхом теоретичних розрахунків та експериментальних досліджень і становить Потужність заводу по Діаметр переточних комуспирту, дал/добу нікацш, мм 1000 150-160 2000 210-220 3000 250-280 Технологічні показники, що підтверджують досягнення технічного результату та переваги запропонованої установки в порівнянні з прототипом, наведені в таблиці Таблиця Показники КІЛЬКІСТЬ комунікацій для перетоку бражки і піни з одного апарата в наступний КІЛЬКІСТЬ запірних пристроїв на одній переточиш комунікації піни і бражки Збільшення міжстерилізацшного періоду роботи бродільної установки, % Скорочення витрат пари на стерилізацію обладнання установки, % Як видно з таблиці, заявлена установка забезпечує процес зброджування сусла при наявності однієї замість двох переточних комунікацій (в порівнянні з прототипом) при однаковій загальній КІЛЬКОСТІ запірних пристроїв Збільшення міжстерилізацшного періоду, яке досягається за рахунок більш ефективного пропарювання запірних пристроїв на переточних комунікаціях і ділянок комунікацій між ними, обумовлює скорочення витрат пари на стерилізацію облад Установка-прототип Заявлена установка 2 1 2 2 30-35 22-26 нання установки В цілому від використання запропонованої установки підвищується економічність процесу зброджування вуглеводвмісної сировини внаслідок покращання масообміну середовища в бродильних апаратах, створення умов для посилення боротьби з шкідливою мікрофлорою і зменшення втрат зброджуваних цукрів за рахунок запобігання розвитку шкідливої мікрофлори При цьому поліпшуються умови праці обслуговуючого персоналу 54050 Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24