у на 3%.
Цікавим напрямком по шляхи енергозбереження в процесі ректифікації спирту є використання турбокомпресора. При конденсації парів, що виходять зверху ректифікаційної колони, втрачається значна частина тепла. Представляється перспективним використовувати це тепло вдруге у випарнику куба колони, але температура парів вгорі колони завжди нижче, ніж в кубі. За допомогою компресора стискають ці пари, і температура піднімається вище температури в кубі, після чого стислі пари направляють у випарник куба колони. Застосування турбокомпресора дозволяє утилізувати теплоту конденсації ввідно-спиртових парів зміцнювальною колони, використовувати її повторно для обігріву розгінної і епюраційні колон і тим самим більш, ніж на 40% скоротити енерговитрати на процес вилучення етилового спирту з головної фракції етанолу [3].
1.4 Теоретичні основи технологічних процесів
Ферментативний гідроліз крохмалю і його осахаривание
Основними компонентами сировини для отримання етилового спирту є вуглеводи рослинного походження. Якщо в плодах, ягодах, овочах, цукровому очереті та ін. Вуглеводи представлені, як правило, ди- і моносахаридами, готовими до зброджування, то в зерні і картоплі міститися полісахариди, які перед зброджуванням необхідно розкласти до моно- і дисахаридів.
Молекула крохмалю - основного полісахариду, що входить до складу зерна і картоплі, - являє собою ланцюг спіральної структури, утворену залишками глюкози, які з'єднані? - глюкозидні зв'язки. При цьому глюкопіранозние ланки в молекулі крохмалю мають конформацію «крісла»:
Ступінь полімеризації в молекулі крохмалю досягає 1300. При цьому в крохмалі міститися як лінійні молекули амілози (20-30%), де є лише 1,4 - Зв'язку, так і розгалужені молекули амілопектину, що містить додатково 1,6 - Зв'язки між залишками глюкози.
Додатковим джерелом для отримання спирту із зерна може служити такий полісахарид, як целюлоза. У молекулі целюлози залишки молекул глюкози пов'язані? - Глюкозидні зв'язки. Особливістю целюлози є те, що, її довгі молекули об'єднані в пучки, стабілізовані водневими зв'язками. Ступінь полімеризації глюкози на порядок вище, ніж у крохмалю [6].
У технології отримання спирту процес перетворення полісахаридів сировини в зброджувані вуглеводи, як правило, поділяється на дві стадії: перша стадія - витяг полісахаридів і переведення їх у розчинний стан; друга - гідроліз до зброджуваний цукрів (осахаривание).
Перша стадія процесу («розрідження крохмалю») в традиційних виробництвах спирту проводиться шляхом розварювання сировини у воді під тиском при температурах до 150 ° С.
Розвиток ферментної промисловості дозволило значно інтенсифікувати цю стадію, причому проводити її при атмосферному тиску і більш низьких температурах [7].
В даний час основою інтенсивних технологій розкладання полісахаридів сировини до зброджуваний вуглеводів є гідроферментатівная обробка сировини. Хімізм процесу полягає в розриві полімерної ланцюжка полісахариду у водному середовищі з приєднанням по кінцях розриву іонів водню і гідроксилу:
Розрив полімерного ланцюга, тобто гідроліз полісахариду, як і будь хімічна реакція, вимагає подолання певного енергетичного бар'єру (енергії активації). Ферменти, що є каталізаторами реакції гідролізу, значно знижують величину енергетичного бар'єра і збільшують швидкість реакції на 9-12 порядків.
Для збільшення ступеня доступу молекул води до молекул крохмалю сировину долно бути измельчено. Дослідження процесу гідролізу крохмалю показують, що чим тонше помел зерна, тим швидше і повно відбувається перехід крохмалю в розчинний стан (табл. 1.2).
Для використання сучасних технологій обробки зерна дисперсність частинок після помелу не повинна перевищувати 1 мм. Останнім часом все більшого значення надають не тільки тонине, але і рівномірності помелу.
Для скорочення технологічних втрат і зниження теплоенергозатрат необхідне отримання помелу з високим ступенем дисперсності й однорідності. Це особливо важливо, для зниження гидромодуля замісу, тобто співвідношення зерна і води, визначального обсяг продуктового потоку, концентрацію напівпродуктів, включаючи вміст спирту в зрілої бражке, і технологічні витрати як за стадіями, так і по процесу виробництва в цілому [8, 10].
Таблиця 1.2
Вплив Тоніна помелу зерна на динаміку розчинення сухих речовин сусла
Тривалість обробки, ч.Концентрація сухих речовин у фільтраті,% Відношення сухих речовин у фільтраті до сухих речовин сусла,% Концентрація сухих речовин у фільтраті,% Відношення сухих речовин у фільтраті до сухих речовин сусла,% Концентрація сухи...
