1.Выбор, обоснование и описание аппаратурно-технологической схемы

1.1 Выбор и обоснование технологической схемы

Разваривание – главнейший технологический процесс спиртового производства; от правильного проведения его в значительной мере зависит успешность последующих процессов и, в конечном итоге, - выход спирта. Основная цель разваривания заключается в полном нарушении клеточной структуры сырья и растворении крахмала.Таким образом, разваривание – это подготовка сырья к осахариванию амилолитическими ферментами солода или микробных препаратов.

На отечественных спиртовых заводах применяют следующие способы разваривания:

1. периодические – одноступенчатые и трехступенчатые;

2. непрерывное разваривание.

Первые аппараты для непрерывного разваривания были разработаны советскими специалистами: И.П.Бобриком и А.Г.Логиновым (1932г.), А.Л.Малченко (1936г.) и другими. Значительные работы по усовершенствованию схем непрерывного разваривания были проведены после Великой Отечественной Войны ВНИИПрБ, УкрНИИСПоми работниками промышленности. В результате этих работ в настоящее время разработано и введено несколько схем непрерывного разваривания, различающихся способом и степенью измельчения сырья, конструкцией варочного аппарата и режимом разваривания.

В качестве типовых приняты две схемы непрерывного разваривания: схема ВНИИПрБ (ее также называют Мичуринской) и схема УкрНИИСПа (Мироцкая). Для заводов, располагающих греющим паром до 0,8 МПа (8 ат), рекомендована схема ВНИИПрБа, выше 0,8 МПа - схема УкрНИИСПа. Некоторые заводы работают по Чемерской и Загородной схемам. Во всех схемах непрерывного разваривания предусмотрена установкапаросепаратора для отделения пара от разваренного сырья./10/

1.1.1Периодическое одноступенчатое разваривание.

По периодической схеме разваривание крахмал содержащего сырья проводят в аппаратах, называемых разварниками Генце. Разварник изготовляется из стали, имеет цилиндрическую форму и состоит из корпуса, загрузочного люка и выдувной коробки.

Разваривание проводят насыщенным водяным паром при избыточном давлении 0,4-0,5 МПа (4-5 ат). Пар подводится в верхнюю и нижнюю часть разварника. При разваривании его подают в нижнюю часть разварника, при выдувании разваренного сырья и последующем пропаривании разварника – через верхний патрубок.

На паропроводе к разварнику устанавливают обратный клапан. Его назначение состоит в том, чтобы в случае падения давления в паропроводе ниже давления в разварнике, развариваемое сырье не могло попасть в трубопровод и в паровой котел.

При периодическом разваривании перерабатывают цельное сырье обрушенное или грубодробленое зерно пленчатых культур.

Разваривание картофеля. В разварник набирают воду в количестве 0,2-0,5 л на 1 кг картофеля (в зависимости от его крахмалистости) с таким расчетом, чтобы концентрация затора составляла 16-18%. Затем разварник полностью загружают картофелем, плотно закрывают верхний люк, впускают пар в нижнюю часть разварника. Для выхода воздуха открывают циркуляционный вентиль. Когда весь воздух выйдет из разварника, циркуляционный вентиль закрывают, поднимают избыточное давление в разварнике до 0,35-0,4 МПа (3,5-4 ат) и варят картофель 15-20 мин. При разваривании нижние слои картофеля развариваются сильнее (т.к. пар поступает снизу), а верхние медленее. Для того чтобы разваривание происходило равномерно, рекомендуется прм варке картофеля провести 2-3 циркуляции продолжительностью по 1-2 мин. Циркуляцией называется перемешивание разваренного сырья путем быстрого выпуска пара открытием циркуляционного вентиля; при этом давление снижается на 50 кПа, происходит самоиспарение и поднимающиеся вверх пузырьки пара перемешивают сырье. Циркуляция должна быть быстрой и энергичной; циркуляционный вентиль следует открывать на полный оборот и немедленно закрывать его. Общая длительность варки картофеля 45-60 мин. Готовность картофеля определяется по его цвету, который должен быть светло-коричневый с зеленоватым оттенком. Разваренное сырье выдувают паром в осахариватель. Так как имеющегося в разварнике пара не достаточно для выдувания, то некоторое количество его подают через верхний штуцер. После выдувания всего разваренного сырья в осахариватель следует тщательно продуть паром разварник и выдувную трубу, чтобы нигде не осталось частичек сырья.

Разваривание зерна. При разваривании зерна в разварник прежде всего набирают воду в количестве 2,5-3,5 л на 1 кг зерна (в зависимости от его крахмалистости) с таким расчетом, чтобы концентрация затора составляла 16-17%, а затем засыпают зерно. Температура воды должна быть 75-80ºС при переработке целого зерна и около 55ºС – для подработанного зерна. Допускается замена 25% воды грубым фильтратом барды с целью повышения концентрации барды. Одновременно с засыпкой зерна в разварник впускают пар через нижний паровой вентиль.

После загрузки зерна разварник должен оставаться недогруженным на 0,7-0,8 м по высоте. Засыпав зерно, плотно закрывают верхний люк, открывают циркуляционный вентиль для выпуска воздуха. Когда весь воздух выйдет из разварника, циркуляционный вентиль закрывают и поднимают давление в разварнике до установленной величины в зависимости от культуры зерна (от 0,4 МПа до 0,55 МПа).

По достижению в разварнике давления 0,35 МПа через каждые 5-7 минут начинают проводить энергичные циркуляции продолжительность по 1-1,5 мин. По указанному режиму разваривают нормальное зерно, зерно I и II степени дефектности. Цвет готового разваренного зерна должен быть темно-желтым со светло-коричневым оттенком.

Продолжительность разваривания колеблется от 70-75 мин (рожь) до 90-100 мин (целое просо и кукуруза). Зерно кукурузы разваривают по более жесткому режиму, т.к. оно по сравнению с зерном пржи и пшеницы значительно медленнее поглощает воду и набухает; клейстеризация кукурузного крахмала начинается при более высокой температуре (65ºС), структура эндосперма кукурузного зерна более прочная, чем у других зерновых культур.