Этил спиртінің құрамы

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
І. Этил спиртінің құрамы және оны өндіру әдісі
1.1.. Этил спиртінің 5
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
1.2.. Спирт өндірісінде қолданылатын 9
құрылғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

ІІ. Этил спиртін түрлі шикізаттардан өндіру технологиясы
2.1.. Картоптан этил спиртін өндірудің қазіргі 13
жағдайы ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2.. Күріш шикізатынан спирт өндіру 17
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
2.3.. Бидай дақылдарынан спирт 20
өндіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
Қолданылған әдебиеттер 28
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .

Кіріспе

Тамақ өнеркәсібінде спиртті арақ-шарап өндірісінде, тамақ
дәмдеуіштерінде және т.б. өнімдерге қолданылады.
Отандық спирт өнеркәсібі 1917ж. дейін жылына 22000 дал спирт өндіретін
шағын зауыдтарда өндірілген. Кеңес дәуірі өзінің күніне 6000 – 12000 дал
спирт өнімін өндіретін ірі кәсіпорындарының пайда болуымен белгілі. 1980
жылы Кеңес Одағында 400-ге жуық спирт өнімін өндіретін ірі кәсіпорындар, ал
спирт өндірісі 200 млн. дал құрады. Кейін спирт өндірісі күрт төмендей
бастады, әсіресе экономикалық дағдарыс пен қайта құру кезеңінде. Сонымен
қатар өндірістің төмендеуі бұл саланың заңнамасының қаталдығынан, лицензия
құнының көтерілуінен және спирт өндірісінде қалдықтарды қалдырмай толық
өңдеу жүргізу міндеттемелерінің салдарынан пайда болды. Алайда өндірістің
төмендеуінің негізгі себебі заңды түрде шығарылған өнімнің шығынды
ақтамауы, заңсыз түрде өндірілген спирт айналымының күшеюі болып табылды.
Жалпы, спирт өнімі тек қана азық-түлік саласында ғана емес, медицина,
техника, ғылым саласында да кең қолданысқа ие болып отыр. Сондықтан да,
спирттің өндірілуі – маңыздылығын жойған емес. Курстық жұмыстың мақсаты –
спирт өнімдерінің субстрактарын анықтау. Осы мақсатқа жету барысында,
аллдымызға мынадай міндеттер қоямыз:
✓ Этил спиртінің құрамы және оны өндіру әдісін анықтау;

✓ Этил спиртінің құрамына тоқталу;
✓ Спирт өндірісінде қолданылатын құрылғыларды нақты көрсету;
✓ Этил спиртін түрлі шикізаттардан өндіру технологиясын айқындау.

Гипотеза: Биотехнологиялық әдістерді қолдана отырып, тек қана бидай
дақылдарынан ғана емес, картоп, күріш т.б дақылдардан да, этил спиртін
алуға болады. Осы мақсатта, жоғары технологиялар мен биотехнологиялық
әдістерді қолдану қажет. Курстық жұмыс барысында, этил спиртін өндіру мен
оның негізгі шикізаттары жайында толық мағлұматтар берілді.
Шығу тегі биологиялық катализаторларды немесе ферменттерді қолданылуына
байланысты болғандықтан, спирт өндірісінің технологиясы - биотехнологияға
жатады. Спирт өндірісі барынша дұрыс жүргізілсе ол қауіпсіз және қалдықсыз
өндіріс болып табылады. Сонымен қатар спирттен басқа көміртегі диоксидін,
барда, эфироальдегид фракциясын, сивуш майын алады.
Курстық жұмыс барысында, отандық және шетел өнеркәсіптеріндегі спирт
өндіру технологиясының түрлі сатылары қарастырылды. Сонымен қатар, спирт
субстраттарын анықтау негізгі қағидалары қарастырылды. Курстық жұмысты жазу
кезінде, отандық және ресейлік ғалымдардың спирт және азық-түлік өндірісі
технологиясы саласындағы ғылыми еңбектері мен есеп, көрсеткіштері
қолданылды.

І. Этил спиртінің құрамы және оны өндіру әдісі
1.1.. Этил спиртінің құрамы

Этил спирті – тағамдарда, микробиологияда, медицинада және басқа да
салаларда кеңінен қолданылатын өнім. Этил спирті түссіз, жағымсыз қатты
иісті, күйдіргіш дәмді сұйықтық. Этанолды әр түрлі көлемде сумен
араласытыруға болады. Қоспада этанол басым болған жағдайда ол- улы. Спирт
және оның сулы қатты қоспалары оңай, түтіндемей жанады. Спирт буы адам
үшін өте қауіпті. Спирт жарылуға биімді. Этил спирті гигроскопты, ауадағы
, өсімдіктер және жануарлар жасушаларындағы ылғалды өзіне сорып олардың
күйреуіне әкеп соқтырады. Химиялық таза спирт (рН= 7) бейтарап реакцияға
ие. Тамақтық спиртте органикалық қышқыл болмағандықтан әлсіз реакцияланады.
Тағамдық спирт тек тағамдық шикізаттан ғана өндіріледі.

Этил спирті
шикі тағам Техникалық
спирті 0,88% спирт

Тағамдық гидролизді сульфитті синтетикалық
тазартылған
спирт

Экстра 96%айн.

Тағамдық өндірісте қолданылады химиялық
өндірісте

қолданылады

Спирт өндіру жүйесі өзгеше болады, сондықтан алынған спирт өнімі
органолептикасына карай әртүрлі.
Спирт өндірісі үш негізгі кезеңдердне тұрады:
1. даярлау – шикізатты қоспалардан тазалау, уыт немесе көгерген
саңырауқұлақтарды даярлау;
2. негізгі – крахмалды шикізаттарды қайнату, крахмалдың
қанттандырылуы, қанттандырылған массаның ашуы, ашымақты айдау және шикі
спирттің алынуы;
3. ақырғы – ректификация(тазарту).
Тағамдық және ағаштан алынатын этил спиртін, ашытқы ферменттерінің
әсерінен қантты ашыту жолымен жүргізілетін бірдей принциптермен өндіріледі.
Айырмашылықтары тек шикізат полисахаридтерінің қанттың ашуына дейінгі
гидролиздеу тәсілдерінде: тағамдық шикізаттың крахмалын ферменттер (амилаз)
биохимиялық жолымен гидролиздендіреді, ал ағаш целлюлозасын - химиялық
тәсілмен, оған минералды қышқылдармен әсер ете отырып жүргізіледі.
Гексоздың ашыту процессі екі жағдайда да бірдей және келесі схемамен
көрсетуге болады:
гексоздар – фосфор эфирлері - гексоз-фосфотриоздары – фосфоглицеринді
қышқылдар – пировиноградная қышқылы - сірке альдегиді - этилді спирт .
Картоп түйнектерінен өндірілетін этил спиртінің негізгі екі биохимиялық
процессі бар:
- шикізат құрамындағы крахмал гидролизі (қанттандырылу), спиртке және
көмірқышқыл газына айналатын қанттың ашуы;
- қайнау нүктелеріне бөлінетін сұйықтықтардың физикалық процессі.
Крахмалды шикізаттардан алынатын спирт өндірісі келесі негізгі
технологиялық процестерден құралады:
1) шикізат дайындығы – суға шаю, бөгде қоспалардан тазалау;
2) жылулық өңдеу (езілгенше қайнату) – температурасы 120-150°С
дейін сумен қайнату, крахмалдың еруі және клетка құрылымының бұзылуы үшін
қысымы 588 кПа – дан кем болмауы тиіс;
3) езілген массаның салқындатылуы;
4) амилолититикалық ферменттердің әсерімен крахмалдың қанттандырылуы -
;
ал - және ( З - амилаз және олиго -1,6- глюкозида - зы ( декстриназы ),
ұстаушылардың миядан шығарылатын сүтте немесе көгерген саңырауқұлақтардың
таза мәдениетіне , 5-10 мина ішінде температура жанында 57-58° ;
5) құрамы 7-10% спиртті түзетін ашымақ шығатындай етіп, ашытқы
ферменттері әсерінен мальтоза мен декстриндерді (олардың мальтозаға
айналғанынан кейін) этил спирті мен көмірқышқыл газы өңделуіне дейін ашуы;
6) қоспаның ашыту процесінен алынған құрамы 88% этил спиртінен
тұратын ашымақты арнайы шикі спирт бағаналарында бумен айдау;
7) мықтылығы көлемінің 96-96,5% құрайтын тазартылған спирт алу үшін
шикі спиртті оқтын-оқтын немесе үздіксіз әрекетті тазарту аппараттарында
қайта айдау. Сол сияқты тазартылған (ректификатты) спиртті, ашымақтан
үздіксіз түрде жұмыс істейтін ашымақ тазарту аппараттарында(ол жерде шикі
спирттен әртүрлі қоспаларды тазартады) өндіріледі.
Көбею, өсу және ашытқылардың ортадағы даму қоректендіргіш заттарды
ассимиляциялау, олардың орнығу жолымен іске асыралады, ал бұл үшін химиялық
энергия клетканың өзінде өңделуі тиіс. Ассимиляциямен бірге организмде
диссимиляциялық процесс жүреді, яғни энергиямен бөлумен жүруде заттардың
ыдырауы. Ашытылу мен тыныс алуы бұл диссимиляциялық екі түрі. Ашыту
көмірсутектер біртіндеп спиртпен СО2 айналғанда ашытқы жасушаларының
анаэробты зат алмасуы болып табылады, және тыныс алудан ерекшелігі-ол сол
субстрат тотығымен СО2 мен Н2О дейін тотығуы. Екі процесте қалған
энергияның мөлшері қоршаған ортаға жылу түрінде бөлінетін синтезге
шығындалмаған экзотермиялық болады. Спиртті ашыту процесі, ашытқыны өсіру
қорытындысында этанолмен СО2 түзіп көмірсутекке айналумен қорытындалады
және келесі теңдеумен өрнектеледі:
C6H12 O6 =2C2H5OH + 2CO2 + O2
Ашыту анаэробты жағдайдағы ферментативті көмірқышқылдың ыдырауы мен
энергиялық бөлінуімен өнімнің жартылай тотығуын түзуге әкеледі.
Гликолиз-глюкозаның пируватқа ауысуы
Бірінші сатыда, глюкоза АТФ энергиясының әсерінен фосфорлинеді. Екінші
сатыда-энергияның жиналуын сипаттайтын 5 ферментактивті реакциядан тұрады.
Гликолиз химиялық өзгерудің үш түрінен тұрады.
Қоспалар (примеси) спирт өндірісіндегі ашытудың екінші және қосымша
өніміне жатады. Олардың көбі адам организміне қауіпті, сондықтан қоаспа
қалдықтарының саны мен құрамы таза спирт (спирт-ректификат) сапасына әсерін
тигізеді және одан жасалған арақ-шарап өнімдерінің спапасына да әсерін
тигізеді. Шикі спирт құрамындағы жалпы саны 0,3-0,5% құрайтын қоспаларда 50-
ге жақын қосындылар бір мөлшерде бірлестірілген. Олар төрт химиялық заттар
тобының біреуіне жатуы мүмкін: альдегидтерге және кетондарға, эфирлерге,
жоғарғы сатылы спирттерге және қышқылдарға.

1.2.. Спирт өндірісінде қолданылатын құрылғылар

Этил спирті – сүттен май айырғандай емес, өте күрделі процесстер арқылы
жүзеге асырылады. Нақты мәліметтерге жүгінер болсақ, су мен спирттан басқа
әртүрлі органикалық және органикалық емес қоспалардан қажетті
биотехнологиялық организмдерді бөле аламыз. Олар, мынадай заттардан тұрады:
қанттан, декстриндерден, минералды заттар, ұшатын қоспалар (эфирлер,
спирттер, альдегидтер, қышқылдар ) және т.б. Ашыту қоспасының (ботқаның)
құрамы, олардың сапасы, технологиялық процессіндегі олардың дайындалу
режимі шикізаттың түріне байланысты болады.
Спиртті бөліп алу сатысында ректификация(тазарту) қолданылады.
Ректификация деп – әртүрлі температурада қайнатылған құрамы екі немесе
одан да көп компоненттерден тұратын қоспалардың айыру процессін атаймыз.
Мұндай қоспалардың қайнату шағында компоненттер будың аса серпімділілігі
(ұшу қаблеті артады) салдарынан көп бөлігі булы фазаға көшеді, ал булы
фаза ұшу қаблеті артқан компоненттермен байытылады. Тұрақты қысымда
қайнатылған жоғарыда айтылған компоненттердің қайнау температурасы төмен
болады. Сондықтан ұшу қаблеті артқан компоненттерді қайнатқанда, булы фаза
төменгі температурада қайнау қасиеті бар компоненттермен байытылады. Сулы-
спиртті қоспаларда кезкелген температурада спирт буының серпінділігі су
буының серпінділігінен жоғары болады. Қорыта келе біз қайнаулы сулы-спиртті
ерітіндінің құрамына қарағанда будағы спирт құрамы көбірек.
Спиртті қоспалардан айдау арқылы тазалау, олардың булану
коэффициенттері ерекшеліктерінде негізделген. Булану коэффициенті деп – осы
заттың булану фазасының, заттың сұйықтық фазасына қатынасын айтамыз. Әрбір
қоспаның булану коэфициенттері әртүрлі болады және құрамындағы этилді
спирттің шамасына қарай өзгереді. Этилді спиртті қоспалардан тазарту
мүмкіндігін білу үшін, қоспалардың булану коэффициенті мен этилді спирттің
булану коэффициентін салыстыру керек.
Ректификация (тазарту) коэффициентінде бірліктер бірдей болса, дестилят
өзгеріссіз калады да айдау тиімсіз болады. Егер тазарту коэффициенті
бірліктері көбірек болса , біріншісіне қарағанда қоспада дистиллят көбірек
болады. Егер тазарту коэффициенде бірліктер азырақ болса, онда айдаушы
қоспаларға қарағанда дистиллятта қоспалар аз болады . Бастапқы қоспаларға
тазарту коэфициентінің бірлігі көп те соңғысы үшін–азырақ.
Қазіргі таңда шикізат спиртін қоспалардан тазартуды үздіксіз тазартқыш
құрылғыларында жүзеге асырады. Бұл құрылғыда шикізат спирті белгілі
коэфициенттердің байланысымен қоспадан булану арқылы бөлінеді. Мұндай
құрылғыларды негізгі шикі спирт болып келетін арақ-шарап зауыттарында
қолданады.
Спирт өндірісінде, өте күрделі биотехнологиялық құрылғылар қолданылады.
Нақты айтар болсақ:
1. Картоп ұсақтауға арналған уатқыш : А 1-ВДК; ДБ-6
II . Қайнату бөлімі
2. Араластырғышы ВЛ.4-591.04
3.Гидроферментативті өңдеу аппараты ГДФО1 (1,2)
4. Ферментативті өңдеу аппараты ГДФО2
5. Құбырлы стерилизатор А2-ВРА -30005
6. Бу сепараторы
7. Буландырғыш – қанттандырғыш
8. Жылкалмасу 101 М-01
III . Ашытқы ашыту бөлімі
9. Ашытқы күбі
Жылу алмасу бөлетін ашытқы күбісі Ғ-70м2 10-1М-01
10. Дрожжанка
IV. Ашымақ тазарту бөлімі
11. Өнімділігі далтәулік шикі спиртін(спирт-сырца) өндіретін ашымақ
тазарту құрылғысы.
Спирт зауыттарындағы технологиялық жабдықтар
1. Автокөліктен картоп түйнектерін қабылдауға арналған құрылғы және
таразы .
2. Өндіріс ішінде :
- картоп өңдеу бөлімі
- қанттандыру және пісіру бөлімі
- ашытқы ашыту бөлімі
- ашымақ тазарту бөлімі
- спирт қабылдау бөлімі
3. Спиртсақтау қоймасы:
- спиртжіберу бөлімі
- спирт сақтау бөлімі
4. Ферментті препараттардың цехі :
- шикізат қоймасы
- қоректендіруші орта дайындау бөлімі
- ферменттеу бөлімі
- дайын заттар бөлімі
5. Бардотаратушы
6. картопты өңдеу және сақтау:
- бурттық алаң
- рештак
- картоп жуу бөлімі
- ұсақтау бөлімі
- илеу (ботқа) даярлау бөлімі
7. зертхана
8. әкімшілік - тұрмыс корпусы
9. өндірістің қосалқы бөлімі
Спирт шығаруға арналған құрылғылар ( ректификация )
* Бағыт құрамы
* Ашыту бағаналары
* Конденсаторларлар
* Эпюрациондық бағана
* Ректификациялық бағана
* Мұздатқыштар
Процесстің материалдық балансы
Спирт ашытудың материалдық балансы келесі түрде болады :
CnH2nOn+0,005 NH3 -0,04X +0.49 C2H5 OH +0.47 CO 2
биомасса
Субстрат энергиясы ашу барысында мынадай түрде бөлінеді:
Этанолға 90% Жылуға және биомассаға- 5%дан, көшеді.
Қазіргі таңда тазартылған спиртті - спирт зауыттары тікелей жанама
түрде жұмыс істейтін ашымақ тазартушы құрылғыларда дайындалған ашымақтан
алады. Құрылғыға үш бағана кіреді: ашымақтық, эпюрациоптық және
ректификаттық. Ашымақтық бағанада ашымақтан этилді спиртті және ұшу
қаблеті бар қоспаларды бөліп алады, эпюрациоптық бағанада басты қоспаларды
бөліп алады, ректификаттық бағанада ректификатталған (тазартылған) спиртті
бөліп алады. Құрылғының құрамына екі қосалқы бағана кіреді: сивухалық және
ақырғы. Сивухалық бағанасы жоғары сапалы спирттің фракциясын бөлуге, ал
ақырғы бағана қоспадан қосымша этил спиртін бөлуге арналған.
Жанама түрде жұмыс істейтін құрылғыларды ректификация (тазарту) процесі
келесі үлгілер бойынша жүзеге асады. Ашымақты ашытқы жылытқышында 90°С
қыздырады және астынан бумен жылытулы тұрған ашыту бағанасының жоғарғы
тәрелкесіне жібереді. Булар , көтергендер бағана бражнойынан , жылытқыш
бражный арқылы конденсаторға түседі , қайда піскен ашымаққа бағананы
бражнуюда түсетін жылуды қайтарады . Конденсаторда бу толығымен
салқындатылады және алынған конденсант қаттылығы көлемнің 45-55%
эпюрациоптық бағанаға түседі.
2.. Спирт өндірісінде қолданылатын шикізат түрлері

2.1.. Картоптан этил спиртін өндірудің қазіргі жағдайы

Жер үсітндегі сабағы мен жапырағы жыл сайын влетін көп жылдық өсімдікке
, жатады. Бірақ қоңыр салқын аймақтарда, қыстың қаттылы-ғынан өсетін түйнек
бүршіктері өлетін болғандықтан.бір жыл-дықөсімдік ретінде өсіріледі.
Картоптың тамыр жүйесі көбінесе то-пырақтың жыртылатын қабатында
орналасады. Өсе бастаған сабақ түйнегінде көп кідірмей-ақ екінші және
негізгі тамыр пайда болады да, артынан жылан бутақ тамырлар өседі.

Сабағы тік бұтақтанған, 3-4 қырлы, орташа биіктігі 0,5-0,8 м, кейде
қызылт антацион түсті. Әр түптегі сабақ саны 4-8 же-теді. Сабақтың жер
астында-ғы бөлігінде өсімдіпнің түрі өзгешелеу, ұзындығы 4-50 см-ге же
тетін өркендер - столондар пайда болады. Әр түптегі мұндай бұтақ саны 4-5
жетіп, бәрі де түйнекпен аяқталады.

Картоп түйнегінің өркенге жалғанатын жері ойықтау, оны кіндік бөлімі
деп, оған қарама-қарсы көздері көп, өнуге өте икем жағын түйнектің ұшы деп
атайды. Түйнек төменгі және жоғарғы жағы деп бөлінеді. Теменгі жағының
көздері тегістеу болса, жоғарғы жағы көп көзді дөңестеу келеді. Ең тез
өсетін бүрлер түйнектің ушы - жоғарғы жағындағы кездерден шығады.

Картоптың түйнегі деңгелек,сопақ, ұзынша түсі ақ, қызыл, сары болады.

Түйнекті көлденеңнен немесе ұзыннан кесіп қарағанды тығынды қабықтан,
түйнек қабығын өткізуші сақиналаррдан, орталықулпалар қабығынан тұратынын
көреміз. Түйнек қабығы және өткізуші сақина арасында камбий қабаты
орналасады. Тығынды қабық түйнекті кеуіп қалудан және ауыру қоздыршштардан
сақтайды.
Картоп қазіргі уақытта спирт өндірісінде жақсы өсімдік шикізат түрі
болып саналады. Заманауи өндірістерде спирт шығару үшін жоғары крахмалды
және ұзақ сақталатын жоғары сортты картоп қолданылады.
Картоптан өндірілген спирт өнімі медецинада, парфюмерияда және арақ-
шарап өндірістерінде кеңінен қолданылады.
Картоптан спирт өндіру кестесі
Картоп

Тазалау және
жуу

Су
Шикізатты
әбден пісіру
Бу

Заторды
қанттандыру ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.