Спирт өндірісіне арналған шикізат.

Жоспар
Кіріспе

Кіріспе.
Спирт өндірісіне арналған шикізат.
Спиртті крахмалды шикізат– дәннен, картоптан және қызылшақантты мелассадан алады. Техникалық мақсатқа арналған спирттің аздаған мөлшерін ағаш гидролизатынан, сульфитті сілтіден және т.б. алады. Дән шикізатынан бидай, рожь, арпа, сұлы, жүгері және дәндердің басқа түрлерін де өңдейді.
Осы шикізаттан спиртті периодты және үздіксіз алады. Көптеген заводтар ашудың үздіксіз сұлбасы бойынша жұмыс істейді. Жеке заводтар спирт өңдеуде картоп және дән, басқалары қызылша мелассасын, үшіншілері – екеуінде қолдануға маманданады. Этил спиртін техникалық қажеттіліктерге – еріткіш ретінде, синтетикалық каучук өндірісінде, басқа заттар синтезіне, сонымен қатар сусындар дайындауда және медициналық қажеттіліктерге қолданады.

Пән: Ет, сүт, шарап өнімдері
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
Кіріспе. Спирт өндірісіне арналған шикізат.
1. Спирт өндірісі үшін қолданылатын микроорганизмдер.
2. Спирт алудың периодты әдісі.
3. Спирт өндірісінің үздіксіз әдісі.
4. Қалдықтарды өңдеу.

Кіріспе.
Спирт өндірісіне арналған шикізат.
Спиртті крахмалды шикізат - дәннен, картоптан және қызылшақантты мелассадан алады. Техникалық мақсатқа арналған спирттің аздаған мөлшерін ағаш гидролизатынан, сульфитті сілтіден және т.б. алады. Дән шикізатынан бидай, рожь, арпа, сұлы, жүгері және дәндердің басқа түрлерін де өңдейді.
Осы шикізаттан спиртті периодты және үздіксіз алады. Көптеген заводтар ашудың үздіксіз сұлбасы бойынша жұмыс істейді. Жеке заводтар спирт өңдеуде картоп және дән, басқалары қызылша мелассасын, үшіншілері - екеуінде қолдануға маманданады. Этил спиртін техникалық қажеттіліктерге - еріткіш ретінде, синтетикалық каучук өндірісінде, басқа заттар синтезіне, сонымен қатар сусындар дайындауда және медициналық қажеттіліктерге қолданады.

1. Спирт өндірісі үшін қолданылатын микроорганизмдер.
Спиртті ашу - жақсы зерттелген биохимиялық процесс. Спиртті ашуды көбінесе ашытқылар, аздап кейбір бактериялар (Sarcina) және зең саңырауқұлақтар (Mucor) тудырады. Өндірісте ашытқыларды әдетте жоғарғы және төменгі деп бөледі. Жоғары ашытқылар ашуды интенсивті түрде жүргізеді және қиын тұнады. Оларға спирт және нан пісіретін Saccharomyces cerevisiae ашытқылары, сонымен қатар Saccharomyces elipsoideus түріндегі вино ашытқылары жатады. Төмен ашытқыларға сыра қайнату өндірісінде қолданылатын түрлері жатады. Өндірісте ашу процесін 2-3 тәулік жүргізеді.
Ашу кезінде көмірсулар этил спиртіне, көмірқышқыл газына және суға дейін ыдырайды. Кезең аралық өнім - ацетоальдегид. Егер қоректік ортаға ацетоальдегидті байланыстыратын сульфитті қосса, ашу кезінде өндірісте қолданылатын глицериннің көп мөлшерін алуға болады. Бұл жағдайда, ашудағы соңғы негізгі өнім - үшатомды спиртті глицерин. Спиртті ашу процесі кезінде изоамилды, амилды және изобутилды спирттер (сивуш майлары) жиналуы мүмкін. Кейбір ашытқылар және бактериялар бутанолды, сонымен қатар 2,3 - бутандиолды продуцирлейтін қабілеті бар. Бұл өнімдерді әдетте мұнайдан синтездейді, бірақ этанолды және басқа да спирттерді микробты жолмен алу үлкен қызық тудырады.
Россияда этанолдың көп бөлігі өсімдік шикізатынан микробиологиялық жолмен алынады. Шикізат ретінде ағаш гидролизаты, меласса, крахмал, сүт сарысуы болуы мүмкін. Этанол өндірісіндегі қалдықтар құрамында ақуыздар, көмірсулар, рибофлавин және т.б. витаминдер болады және оларды жем қоспасы ретінде қолдануға болады.
Ағаштан спирт алу кезінде гидролиздеуден бұрын ағашты қалыңдығы 3 мм, ені 10-70 мм және ұзындығы 25 мм болатындай ұсақ бөлшектерге ұнтақтайды. Гидролиз, ұсақ бөлшектермен толтырылатын, 0,5 % H2SO4 ерітіндісін қосатын және 1-1,2 МПа қысыммен бу жіберетін үлкен (50 м3 дейін) гидролизді аппараттарда жүреді. Қайнату 40-50 мин жүреді. Ағаштын құрғақ массасынан 45-48% қант алынады. Гидролизаттан алынған орта реакциясы қышқыл, рН 1,8-2,2, сондықтан гидролизатты құрамында 1,1-1,2 кгл әк бар әкті сүтпен нейтрализдейді; гидролизатта азот және фосфор аз болады, сондықтан гидролизаттың әрбір куб метріне 0,3 кг суперфосфат және 0,15 кг аммоний сульфатын қосады. 850С температурада гидролизат арқылы ауа үрлейді, ортаның рН-ы 5-6. Гипсты тұндырады, ал гидролизаттың мөлдір бөлігін салқындатқаннан кейін ашытуға қолданады. Спиртті мелассадан да алады. Алдын ала қоректік ортаны дайындап, өте қарапайым мелассаны араластырып, қоректік тұздарды қосады. Сусындар дайындау үшін тек бидай шикізаттарынан алынған спиртті қолданады. Техникалық қажеттіліктер үшін ағаш гидролизатынан және сульфитті сілтіден алынған спирттер қолданылады.
Микробиологиялық этанолды алу жолдары басқа да мемлекеттерде қарастырылуда. Ашытқыларға қарағанда, көмірсуларды этанолға 2 есе жақсы ашытатын Zymomonas mobilis бактериялары табылды. Бразилиядағы жанармайлы спирт өндірісі мемлекеттің энергия балансына көптеген үлесін тигізеді және миллиард метрлерді құрайды.
Майқышқылы ашуын тудыратын Clostridium acetobutilicum-нің әртүрлі түрлері және де басқа бактериялармен меласса ферментациясынан тек қана этанол емес, сондай-ақ ацетоальдегид, сірке қышқылы, этилацетат және диэтил эфирін алу үшін де қолданылуы мүмкін. Мұндай ашудың субстраты дәнді, меласса дәнді заторлар немесе меласса болуы мүмкін. Егер ортаны дәннен дайындаса, мысалы, жүгеріні, онда алдымен ірі ұнтақты ұн алады және 6-8 кг ұнға 100л су қосу арқылы оны сумен араластырады. Содан кейін заторды 0,2 МПа қысыммен 2 сағат қайнатады және стерилдейді. 37-42 0С дейін салқындатылған массаны 2 тәулік бойы ашытады, ортаның рН-ы 5-7. Ашу процесі кезінде глюкозадан құрамында бутил спиртінің 6 бөлігі, этил спиртінің 1 бөлігі және ацетонның 3 бөлігі бар қоспа түзіледі. Ағаш гидролизатынан және сульфитті сілтіден ацетон мен бутил спиртін алу тәсілдері дайындалады. Ацетон - бутилды ашудың бірінші кезеңінде сірке және майлы қышқыл түзіледі және сутегі мен көмірқышқыл газы бөлінеді. Одан кейін май қышқылы бутил спиртіне айналады.
Біріншілік метаболиттердің штамм - продуценттерін индуцирленген мутагенез жолымен алады. Зат алмасудың бұзылуы микроорганизмдердің бәсекелестігінің және өміршендігінің төмендеуіне әкеледі. Біріншілік метаболиттер, олардың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін ғана қажет табиғи микроорганизмдермен синтезделеді. Микроорганизмдердің мутантты формалары амин қышқылын 100 гл концентрацияға дейін синтездей алады.

2. Спирт алудың кезеңді әдісі.
Спирт өңдірудің бұл әдісі келесідей стадиялардан тұрады: шикізатты қайнатуға дайындау, қанттандыру материалдарын дайындау, крахмалды материалдарды қайнату және қанттандыру, ашытқыларды культивирлеу, ашу, ашыған спиртті жою және оны брагоперегонды мен брагоректификационды аппараттарда тазалау.
Дәнді қайнату мен қанттандыруға дайындау келесідей әдіспен жүргізіледі.
Өлшендімен өлшенген дәнді 1:3,5 қатынаста сумен араластыратын және 900С температураға дейін бумен қыздырылатын, қыздырылғаннан кейін қайнатқыштарға түсетіндей, қайнатқыш бункерлерге бөлінеді. Мұнда қоспа дән түріне байланысты жоғары қысыммен және 135-150 0С температурада 90-120 минут аралығында қайнайды. Қайнатылған дән қанттандыруға үрленеді, 60-610С дейін салқындатылады және 15-20 минут солодты сүтпен (7-8 % солодты өңделген дәннің масса бойынша) өңделеді, содан кейін насоспен 20-250С-ге дейін салқындатылатын жылуалмастырғышқа беріледі. Осыған ашытқылардан қанттандырылған сусло көлемі бойынша 6-8 % мөлшерінде егінді ашытқылар беріледі.
Жасыл солод 96 % дейін өсуге қабілеті бар арпа, сұлы дәнінен өңделеді. Дән ығалдылығы 40-42 % суда 1 тәулік бойы әрбір 6-8 сағат сайын суда ұстайды және суды төгуді кезекпен жүргізу арқылы ылғалдандырады. Ылғал дәнді ылғалдандыру аппараттарынан түсіреді және де үйінді өздігінен қызу нәтижесінде 1 тәулік ішінде олар өсе бастайды.
Мынадай қалыпты температураны ұстап тұрады: арпа үшін 17-ден 200С-ге дейін, сұлы үшін 25-тен 300С-ге дейін (құрамында кондиционирленген ылғалдылығы бар ауа үрлену жолымен).
Спиртте арпаның өсу ұзақтығы 8 тәулік. Егудің аяқталуын көрінетін белгілері бойынша анықтайды: өсінді дәнінің бір ұзындығына тең болғанда.
Аналитикалық мәліметтер бойынша солодтың қанттандыруы ОС=4-т-6 ед.г, амилолитикалығы - АС=20-г-35 ед.г құрайды. Технологиялық инструкциясы бойынша солод дәннің үш түрінен жасалған болу керек: 50:25:25 қатынастағы арпа, сұлы және проса.
Фермент қоры жиналып болғаннан кейін дәннің өсуі тоқтайды және жасыл солод түрінде ол гидравликалық әдіспен су бөлгіш ситке беріледі. Жуылған жасыл солод одан кейін ұнтақтағышта ұнтақталынып, сумен 6-8% құрғақ зат концентрациясына дейін ыдырайды.
Егінді ашытқыларды пробиркадан стерильді суслосы бар колбаларға ауыстыратын және 18 сағат өңдеуден кейін қайта пастерленген суслосы бар тазы культура аппараттарына ауыстырылатын таза культурада дайындалады, содан кейін егінді материал ретінде бродильді аппараттарға енгізіледі.
Дайын ашытқыларды микроскоппен қарағанда бөгде микроорганизмдер - сүтқышқылды және басқа бактериялар көрінбеуі керек.
Егу алдында ашытқы суслосының концентрациясында құрғақ зат 10-12% құраса, ал ашытқыда 16-18% болады.Егінді ашытқыларда ашудың аяқталуы олардың бродильді аппараттарға ауысуына жағдай жасайды.
Ашу процесі 3 кезеңнен тұрады: ашыту (20-24 сағ), басты ашу (24-30сағ) және ашу (18-24сағ).
Ашыту кезінде ашытқылар көбейеді, олардың биомассасы жинақталады, олар температурасы 28-29 0С дейін көтерілетін ортаға бейімделеді, сонымен қатар суслоның көміртегінің 20%ашытады.
Басты ашу кезеңінде суслоның көміртегісінің 60-65% ашиды, ашытылған спирттің негізгі мөлшері жиналады, және жылу реакциясында глюкоза мен мальтозаның спиртке айналуы жүретін жылу алмастырғышқа беріледі. 300С температурада ұстап тұрады, ашып жатқан масса қозғалыста болады, спирт бөлінеді.
Ашу кезеңінде көміртегінің 15-20% жуығы ашиды, ашытылған спирт мөлшері 8-9% жетеді, 280С қалыпты температура болады. Ашып жатқан масса аз қозғалады, кезеңнің соңында қозғалыс тоқтайды. Ашудың аяқталуын массаның сыртқы көрінісі бойынша (көмірқышқыл газының бөлінуі тоқтаған кезде), редуцирлейтін заттар мөлшері (ашындының 100 мл фильтріне 0,25-0,45 г қалыпта) және спирт мөлшері бойынша (8-9 об.%) анықтайды.
Спиртті айдау басында бродильді аппараттардағы жетілген ашытқы берілгіш резервуарларда жиналады және насоспен дефлегматор арқылы ашыту колоннасына беріледі, ал осы кезде алынған барда колоннадан шығарылып, жемдік мақсаттарға қолданылады. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.