Спирт өндірісі технологиясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Тағамдық биотехнология кафедрасы

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Астықтан және картоптан этил спиртін өндіру

Орындаған: 4 курс,
группа 19-21, Биотехнология мамандығы
Сайфуллинов Тимур

Тексерген:
Ахмет Ж.

Алматы 2022
ЖОСПАР

I.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2
II.
Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3
2.1
Шикізат және қосымша материалдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3
2.2
Спирт өндірісі технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
4
2.3
Картоптан этил спиртін өндіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6
2.3.1
Табиғи полимер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
6
2.3.2
Картоптан спирт өндірудің технологиялық процесін сипаттау ... ... ... ...
8
2.3.3
Картоптан шикі спирт алудың технологиялық схемасы ... ... ... ... ... ... ...
10
III.
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
14
IV.
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
15

I. КІРІСПЕ
Этил спирті - бұл тамақ, микробиологиялық, медициналық және басқа салаларда кеңінен қолданылатын негізгі өнім.Тамақ өнеркәсібінде спирт спиртті ішімдіктер, жеміс шараптары, тамақ хош иістері және т.б. өндірісінде қолданылады.
1917 жылға дейін отандық спирт өнеркәсібі қуаттылығы жылына 22 мың декалитр спиртті ұсақ зауыттармен ұсынылды. Кеңес кезеңі қуаттылығы күніне 6000 - 12000 декалитр болатын ірі кәсіпорындардың пайда болуымен сипатталады. 1980 жылы КСРО-да 400-ге жуық ірі зауыт жұмыс істеді, ал спирт өндірісі 200 миллион декалитрді құрады. Одан әрі спирт өндірісі, әсіресе қайта құру және экономикалық дағдарыс кезеңдерінде, тұрақты түрде төмендеді. Өндірістің төмендеуіне салалық заңнаманы қатаңдатуға, лицензиялардың құнын арттыруға, спирт өндірушілер үшін жарғылық капиталға минималды шекті белгілеуге және спирт өндірісінің қалдықтарын толығымен қайта өңдеуге қойылатын талаптарды енгізу себеп болды. Бірақ құлдыраудың негізгі себебі спирттің көлеңкелі айналымы болып табылады, бұл заңды өндірісті аз пайдаға айналдырады. Қазіргі уақытта Ресейде 126 кәсіпорын жұмыс істейді, ал ішуге болатын спирттің жалпы өндірісі жылына шамамен 42 миллион декалитрді құрайды.
Спирті өндіру технологиясы биотехнологияға жатады, өйткені өндіріс биологиялық тектегі катализаторларды (ферменттерді) қолдануға байланысты. Тиісті көзқараспен спирт өндірісі қауіпсіз және қалдықсыз болады: спирт өндіруден басқа, көмірқышқыл газы, дистиллятор, эфир-альдегид фракциясы және фюзель майлары алынады.

II. НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2.1 Шикізат және қосымша материалдар
Астық шикізатына сипаттама. Кез-келген астық спиртпен өңделеді, оның ішінде тамақ және жем беру үшін жарамсыз. Өңдеудің жылдық көлемі (%): бидай 50 арпа ,20, қара бидай 12, жүгері 8, тары 5, сұлы 2 және басқа дақылдар (қарақұмық , бұршақ, күріш және т.б.)
Жүгері. Ауылшаруашылық дақылдарының ішінде спирт өндірісі үшін ең жақсы шикізат жүгері болып табылады.Оның құрамында крахмал, аз талшықты, май көп .Жүгерінің өнімділігі басқа дақылдардың түсімінен 2 -3 есе жоғары.Ресейде жүгері Солтүстік Кавказда, Төменгі Еділде, Воронеж және Курск облыстарында өсіріледі.Дәннің формасына және эндосперманың мүйізді бөлігінің даму дәрежесіне байланысты жүгері 7 ботаникалық топқа бөлінеді: кремний, дентат, крахмал, балауыз, жару, қант, қабыршақ. Спиртті өндіру үшін оңай сіңетін крахмалды және тоты жүгеріге артықшылық беріледі.
Қара бидай, арпа және сұлы. Қара бидай,бидай (Triticum), арпа (Hordeum) және сұлы Ресейде кеңінен өсіріледі: қара бидай (негізінен қыста) - солтүстік, солтүстік-батыс және орталық аймақтарда, Сібір мен Оралдың көптеген аймақтарында; бидай - Батыс және Шығыс Сібірде, Еділ бойында; арпа (негізінен көктемде) және сұлы - барлық жерде - субтропиктен Арктикаға дейін.Дәнді дақылдар аз мөлшерде өңделеді - тары, қарақұмық және күріш, кейбір азық-түлік (бұршақ) және жемшөпю.
Спирт өнеркәсібінде крахмалды капарификациялау үшін уыттан басқа мицелиалды саңырауқұлақтар мен бактериялардың дақылдарынан алынған ферментті препараттарды қолданылады. Арнайы қондырғыларда немесе дистиляторлардың мамандандырылған цехтарында өндірілген ферменттік препараттар - құрғақ заттың құрамы 50% -дан кем емес сұйықтық немесе белгілі бір ферментативті белсенділігі бар ұнтақтарды қолданады.. Спирт өндірісінде қолданылатын ферменттік препараттар Aspergillus тұқымының мициалды саңырауқұлақтарынан, Bas.mesentericus және Bas.subtilis бактерияларынан алынды. Бұл микроорганизмдер а-амилаза, ал кейбір глюкоамилаза (крахмалды глюкозаға дейін ыдырататын фермент) құрайды. Спирт өндірісінде уыт орнына микробты ферментті препараттарды қолдану уыт алу үшін жоғары сапалы астықты тұтынуды едәуір төмендетеді және спирттің шығымдылығын арттыруға көмектеседі.
Ашытқы. Спирт өнеркәсібінде ашытқы қоздырғышы ретінде сахаромицеттер тұқымдасы қолданылады. Олар ферменттер кешенін шығарады, олардың әсерінен қант қанттары этил спирті мен көмірқышқыл газына айналады. Спирт өнеркәсібінде жоғары ашыту энергиясы бар ашытқылардың нәсілдері (бірнеше ерекшеліктері бойынша ерекшеленетін сорттар) қолданылады. Біріншіден, ашытқы зарарсыздандырылған жағдайда бір ашытқы жасушасынан таза культура әдісімен таралады. Спиртті өсімдіктер таза ашытқы мәдениетін алады және оларды белгілі бір үлгі бойынша таратады.
Содан кейін олар табиғи таза культура әдісімен өсіріледі, онда ашытқылардың дамуы үшін оңтайлы жағдайлар (температура, рН, аэрация және т.б.) жасалады және сыртқы микроорганизмдер, әсіресе бактериялар үшін қолайсыз болады.
Ашытқының көбеюі үшін өсіру алаңы ретінде олардың құрамында тамақтану үшін қажетті заттар бар. Кейде ұсақталған жасыл уыт сүтке қосымша тамақтану көзі ретінде қосылады. Сыртқы микроорганизмдердің дамуын басу үшін сұлы күкірт немесе сүт қышқылымен рН 3,8 - 4,0 дейін қышқылданады. Температура 28-30 ° C температурада сақталады. Ашытқылардың көбеюі аппараттарда жүзеге асырылады. Аппарат конустық түбі бар тік баллон болып табылады, сортты жылытуға және салқындатуға арналған екі катушкалармен жабдықталған. Ашытқыны көбейту процесі партиялы немесе жартылай үздіксіз тәсілдермен жүзеге асырылады. Сақтандырғыштан мерзімді сусын ашытқыға құйылады, 70 ° C дейін қызады және пастерлеу үшін 20 минут бойы осы температурада ұсталады. Содан кейін ол 50 ° C дейін салқындатылады, күкірт қышқылымен қышқылданады, араластырылады, 30 ° C дейін салқындатылады және сусынның 10% қосылады. Ашытқыны тарату кезінде температура 30 ° C деңгейінде сақталады, оны ашытқы катушкаларына суық су беру арқылы реттейді. Сусланың концентрациясы алғашқы мөлшерден 13 азайтылған кезде ашытқы таңдалады. Ашытқы көбеюінің ұзақтығы шамамен 20 сағатты құрайды.

2.2 Спирт өндірісі технологиясы
Спирт технологиясы келесі процестерді қамтиды: қайнатуға шикізатты дайындау, жасушалық құрылымды бұзу үшін астықты сумен қайнату және ерітілген крахмал, қайнатылған массаны суыту және крахмалды уыт немесе көгеру ферменттерімен қанттау, ашытқы бар қантты спиртке ферменттеу, спиртті пюреден тазарту және оны түзету. .
Ашыту. Сақталған массаны ашыту (сусланы) оған ашытқы енгізілген сәттен басталады. Ашытқы ферменттерінің әсерінен мальтоза глюкозаға дейін ыдырайды, ол содан кейін спирт пен көміртегі диоксиді - ашытудың негізгі өнімі болады. Сонымен қатар ашытудың қайталама және жанама өнімдері пайда болады: жоғары спирттер, қышқылдар және эфирлер. Моно және дисахаридтер амилолитикалық ферменттердің әсерінен ашытылғандықтан, сусын құрамындағы декстриндер мен крахмал одан әрі қантқа айналады. Ашыту ұзақтығы осы процестің жылдамдығына байланысты.
Сортты ашыту процесінде үш кезеңді бөлуге болады: ашыту, негізгі ашыту және ашыту. Бірінші кезеңде ашытқылардың қарқынды көбеюі және қанттың ашытуы жүреді. Екінші кезең қанттардың ашытуымен сипатталады және көмірқышқыл газының тез шығарылуымен қатар жүреді.Үшінші кезеңде декстрин сортының қосымша қантының әсерінен пайда болатын қанттардың баяу пісуі байқалады.

Ферментация процесі жабық ашыту аппараттарында алкогольдің жоғалуын және өндіріс бөлмесінде көмірқышқыл газының шығуын болдырмас үшін жүзеге асырылады. Герметикалық герметикаландырылған ферментер - сфералық немесе конустық түбі бар тік цилиндр, ферменттеу сортын салқындату үшін оның ішінде катушкалар орнатылған.
Машинадан спиртті тазарту және оны түзету. Ашыту нәтижесінде алынған піскен пюресі күрделі құрамға ие. Су мен спирттен басқа құрамында әр түрлі органикалық және бейорганикалық қосылыстар бар: қант, декстриндер, минералдар, ұшпа қосылыстар (эфирлер, спирттер, альдегидтер, қышқылдар) және басқалар. Қоспалардың құрамы мен құрамы шикізат түріне, оның сапасына және оны өңдеу режиміне байланысты. технологиялық процесс.
Ректификация спиртті пюреден бөліп алу және оны тазарту үшін қолданылады. Ректификация - екі немесе одан да көп компоненттердің қоспасын әртүрлі температурада қайнату процесі. Мұндай қоспаны қайнатқан кезде бу қысымы жоғарырақ (ұшпа) компонент бу фазасына салыстырмалы түрде көп мөлшерде өтеді, ал бу фазасы ұшпа компонентпен байытылады. Бұл компоненттің тұрақты қысым кезінде қайнау температурасы төмен болады. Сондықтан, ұшпа компоненттердің қоспасын қайнатқанда, бу фазасы төменгі қайнау температурасы бар компонентке байытылады. Су-спирт ерітіндісінде кез-келген температурада спирттің бу қысымы судың бу қысымынан әлдеқайда жоғары. Нәтижесінде будағы спирт мөлшері қайнаған су-спирт ерітіндісіне қарағанда көп болады.
Спиртті дистилляция арқылы қоспалардан тазарту олардың булану коэффициенттерінің айырмашылығына негізделген. Булану коэффициенті - бу фазасындағы берілген зат концентрациясының сұйық фазадағы концентрацияға қатынасы. Жеке қоспалардың булану коэффициенттері бір-бірінен ерекшеленеді және этил спиртінің құрамына байланысты өзгереді. Этил спиртін қоспалардан тазарту мүмкіндігін анықтау үшін қоспалардың булану коэффициентін этил спиртінің булану коэффициентімен салыстыру қажет.Бірге тең түзету коэффициентінде дистилляция тиімсіз болады, өйткені дистиллят кейін өзгермейді. Егер түзету коэффициенті бірлікке қарағанда үлкен болса, онда дистиллятта бастапқы қоспадан гөрі көп қоспалар болады. Егер түзету коэффициенті бірліктен аз болса, онда дистилляттың қоспасы дистилденген қоспадан аз болады. Бас қоспалары үшін дистилляция коэффициенті бірлікке қарағанда көп, ал қалдықтар үшін - аз.Қазіргі уақытта шикі спиртті қоспалардан тазарту көбінесе булану коэффициенттерінің мәндеріне сәйкес шикі спирт қоспалардан босатылатын үздіксіз айдау қондырғыларында жүзеге асырылады. Мұндай өсімдіктер тазарту зауыттарында қолданылады, мұнда негізгі шикізат - шикі спирт.Қазіргі уақытта тазартылған спирт жанама ректификациялау қондырғыларында тікелей айдау қондырғыларында алынады.Этил спирті мен ұшпа қоспалар қайнату бағанындағы саңылаулардан бөлінеді, бастың қоспалары эпюрация бағанында, ал тазартылған бағаннан түзетілген спирт алынады.Орнату қосымша екі бағаннан тұрады - фюзель және финал.
Фюзель мұнарасы жоғары спирттер фракциясын (фюзель майы) және олардың концентрациясын оқшаулауға арналған, ал соңғы баған этил спиртін қоспалардан босату үшін қолданылады.
Жанама қондырғыда түзету процесі келесідей жүзеге асырылады. Пышақты 90 ° C дейін қыздырады да, қыздыру буы төменнен ағатын кір жуғыш бағананың үстіңгі тақтайшасында қызмет етеді. Машина бағанынан көтерілген булар конденсаторға қыздырғыш жылытқыш арқылы кіреді, ол жерде пульс бағанына еніп піскен пюреге жылынады. Конденсаторда бу толығымен конденсацияланады және беріктігі 45 - 55 вольт алынған конденсат сүрту бағанына енеді.

2.3 Картоптан этил спиртін өндіру
Қолданылатын шикізаттың сипаттамасы. Еуропа да, Солтүстік Америка да, Азия да картоптың бар екенін білмеген кез болды. Қазір адамдар онсыз қалай істейтінін елестету тіпті қиын. Шынында да, бидайды қоспағанда, барлық азық-түлік дақылдарының ішінде адам өмірінде картоп сияқты маңызды орын алатын бірде-бір өсімдік жоқ.
Картопты техникалық мақсатта пайдаланудың маңызы зор. Ол тамақ өнеркәсібі үшін бағалы шикізат болып табылады. Одан крахмал мен спирт өндіріледі, одан өз кезегінде меласса мен глюкоза, желім, С витамині, синтетикалық каучук, дәрі-дәрмек және басқа да ондаған бағалы өнімдер шығарылады.
1 тонна картоптан 170 кг крахмал немесе 80 кг глюкоза алуға болады. Крахмалға өңдегенде 1 тонна картоп мал азығына жұмсалатын 1 тонна целлюлоза береді. Сол бір тонна картоптан 112 литр этил спирті, 55 кг сұйық көмірқышқыл газын өндіруге болады, ал қалдық ретінде азық-түлікке де пайдаланылатын тағы 1500 кг өлексе алуға болады. Картоп крахмалы алкогольдің жоғары өнімін береді.

2.3.1 Табиғи полимер
Сонымен, картоптың ең маңызды заты - крахмал. Ол түйнектің жалпы құрғақ затының шамамен 80% құрайды және, әрине, картоптың тағамдық құндылығын, сонымен қатар техникалық өңдеуге арналған шикізат ретіндегі қасиеттерін анықтайды. Крахмал адам ағзасына энергия көзі ретінде өте қажет. Ол адамның асқазан-ішек ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.