66709 (Производство этилового спирта из картофеля), страница 3

Аспирация

Для обеспечения безопасности условий труда; а также пожаровзрывобезопасности при хранении и подработке зерна необходимо предусматривать аспирацию пылевыделяющего оборудования.

При проектировании аспирационных систем необходимо руководствоваться СНиП 2.04.05-91. Расчет и компоновка аспирационных систем выполняется согласно «Указаниям по проектированию обеспыливающих установок на элеваторах, зерноскладах и сушильно-очистительных башнях» и «Указаниям по проектированию аспирации мельниц, комбикормовых и кукурузообрабатывающих заводов» ЦНИИПромзернопроекта.

При аспирации зерноочистительных машин и транспортного оборудования средняя концентрация пыли в воздухопроводе до пылеотделителя - 3 - 6 г/м3.

При аспирации силосов, бункеров, весового оборудования средняя концентрация пыли в воздухопроводе - 0,5 г/м3.

Коэффициент пылеотделения циклонов типа ЦОЛ - 95 %,

типа БЦШ – 98 %.

Исключить возможность работы пылевыделяющего оборудования без пылеудаления, предусматривая обязательную блокировку электродвигателей вентилятора и аспирируемого оборудования с тем, чтобы пуск вентиляторов осуществлялся с опережением на 15 сек. от пуска технологического оборудования и на 2 - 3 мин. позднее его остановки.

Пылеотделители (циклоны) рекомендуется устанавливать на нагнетательной части сети. Допускается установка пылеотделителей (циклонов) на всасывающей части сети.

Перечень используемого оборудования

1. Дробилка для картофеля: А1-ВДК; ДБ-6

II. Варочное отделение

2. Смеситель ВЛ.4-591.04

3. Аппарат гидроферментативной обработки ГДФО1 (1,2)

4. Аппарат ферментативной обработки ГДФО2

5. Трубчатый стерилизатор А2-ВРА-3000/5

6. Паросепаратор

7. Испаритель-осахариватель

8. Теплообменник 101М-01

III. Бродильно-дрожжевое отделение

9. Бродильный чан

Бродильный чан с выносным теплообменником F = 70 м2 10-1М-01

10. Дрожжанка

IV. Брагоректификационное отделение

11. Брагоректификационная установка производительностью дал/сут. условного спирта-сырца.

Технологическое оборудование и цеха спиртового завода

1. Приемное устройство для клубней картофеля с автотранспорта и ж. д. и весовая.

2. В производственном корпусе :

- подработочное отделение картофеля

- отделение разваривания и осахаривания

- бродильно-дрожжевое отделение

- брагоректификационное отделение

- спиртоприемное отделение

3. Спиртохранилище:

- спиртоотпускное отделение

- спиртохранилище

4. Цех ферментных препаратов:

- склад сырья

- отделение приготовления питательной среды

- ферментационное отделение

- отделение готовой культуры

5. Бардораздаточная

6. Хранение и подработка картофеля:

- буртовое поле

- рештак

- отделение мойки картофеля

- дробильное отделение

- отделение приготовления замеса

7. Лаборатория

8. Административно-бытовой корпус

9. Подсобно-вспомогательные производства

Установка для извлечения спирта (ректификации)

• Состав линии

• Бражная колонна

• Конденсаторы

• Эпюрационная колонна

• Ректификационная колонна

Холодильники

Материальный баланс процесса

Материальный баланс спиртового брожения имеет следующий вид:

СnН₂ nОn + 0,005 NН₃ - 0,04 X + 0,49 С₂ Н₅ ОН + 0,47 СО₂ .

биомасса

Энергия субстрата в процессе брожения распределяется так:

90% переходит в этанол и по 5% - в биомассу и теплоту.

Выход этилового спирта из картофеля, как правило, составляет 166 л/га.

Выход спирта в декалитрах из 1 т усл. крахмала картофеля

По схемам производства:

• Периодической – 64,7

• Полунепрерывной – 65,0

• непрерывной – 65,7

• непрерывной с мех.-фермент. Обработкой – 66,1.

Следует отметить идею японского ученого Ямомото – создание замкнутой безотходной системы получения этанола из картофеля. Ямомото экспериментально доказал, что полученный из микромицетов рода Rhizopus комплексный ферментный препарат, обладающий амилазной и пектиназной активностью, при добавлении к дрожжам хорошо конвертирует крахмал растертой массы катофеля в этанол. Процесс реализуется при рН 4,2 и температуре 25 ?С. В этой технологии не требуется разваривать картофель и отдельно осахаривать массу.

После мойки картофель измельчают на терке и проводят одностадийную ферментацию (рис. 3). Этанол дистиллируют, а барду вместе с ботвой направляют на метановое брожение. Биогаз используют для дистилляции этанола, а ферментированную жидкую фракцию после метанового брожения со всеми минеральными компонентами урожая возвращают на поле в качестве удобрения. Согласно данной технологии с 1 га поля можно получить 270 л этанола за один цикл. Из ферментированного субстрата с содержанием этанола 6-10% об. последний выделяют в перегонных аппаратах, получая технический продукт (сырец) с содержанием этанола 85 % об. После ректификации получают продукт, содержащий 96,5% этанола. В среднем для получения 1 л этанола тратится 4 кг пара. В скором будущем предполагается снизить расход пара до 2,2 кг.

Характеристика и очистка сточных вод спиртового производства

Каждое спиртовое производство в зависимости от своей специализации характеризуется своими, присущими только данному производству, источниками образования сточных вод.

Поэтому, прежде чем описывать схемы очистки данной категории производств, приведу классификацию самих производств в зависимости от перерабатываемого и выпускаемого сырья.

По виду перерабатываемого сырья спиртовые заводы делятся на:

1. • Перерабатывающие крахмалосодержащее сырье (картофель и зерновые культуры). Назовем условно эту категорию первой группой.

2. • Ко второй группе относятся заводы, перерабатывающие мелассу (отход свекольного производства).

На спиртовых заводах, перерабатывающих крахмалосодержащее сырье (первая группа), организуют производство ферментных препаратов, кормовых дрожжей и сжиженной пищевой углекислоты.

Источники образования сточных вод на различных видах производств и системы производственной канализации

На спиртовых заводах первой группы сточные воды образуются:

1. • при промывке и замочке зерна на солод;

2. • при гидротранспортировке зеленого солода;

3. • при увлажнении воздуха в увлажнительной камере солодовни;

4. • при мойке солодовенных сит;

5. • при мойке технологического оборудования;

6. • при промывке фильтров установок химической водоочистки.

При переработке картофеля дополнительно образуются транспортерно-моечные воды.

На крахмалопаточном заводе сточные воды образуются:

1. • при транспортировании и мойке клубней картофеля;

2. • в результате многократной промывки крахмала и мезги;

3. • при мойке технологического оборудования, сит;

4. • при смыве фильтр-прессной грязи;

5. • в процессе выпаривания и уваривания сиропа (конденсат вторичного пара):

6. • при охлаждении продуктов, полупродуктов и машин.

В настоящее время сточные воды, образующиеся в производственных процессах на перечисленных заводах, отводят по двум раздельным сетям канализации:

• По сети отработавших вод (от охлаждения производственных сред в аппаратах через поверхность теплообмена, подшипников, компрессоров и воздуходувных машин). При условии, что данная вода не подверглась в процессе теплообмена загрязнению посторонними примесями, ее используют повторно в системе оборотного водоснабжения после охлаждения и профилактической дезинфекции.

• По сети производственных загрязненных сточных вод отводят воды со значительной концентрацией растворимых, коллоидных и взвешенных органических веществ, которые быстро забраживают и загнивают. Сюда относятся воды от мойки технологического оборудования и трубопроводов, полов, замачивания зерна на солод, его мойки и дезинфекции, лютерная вода, продувочный сброс транспортерно-моечных вод после многократного использования.

Кроме того, на заводах, перерабатывающих картофель, дополнительно устраивают канализационную сеть транспортерно – моечных вод, куда направляются сточные воды от гидравлического транспортера и от мойки клубней картофеля. Основными видами загрязнений этих вод являются взвешенные вещества (песок, земля и т.п.), а также растворимые составляющие почвы и поверхностные органические вещества клубней, количество которых резко возрастает при транспортировании и мойке поврежденных, загнивших или подмороженных клубней картофеля.

Характеристика сточных вод и методы их очистки.

Сточные воды спиртовых и ликероводочных производств

Сточные воды спиртовых и ликероводочных производств характеризуются следующими показателями, сведенными в таблицы 1,2.

Табл. 1. Характеристика сточных вод спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалосодержащее сырье

Объем и концентрация производственных сточных вод при получении спирта представлены в табл. 22, составленной на основании «Рекомендаций по замкнутому циклу очистки и использования в обороте производственно-загрязненных сточных вод по бессточной схеме водоиспользования для спиртовых заводов, перерабатывающих крахмалосодержащее сырье».

Таблица 2

Как видно из приведенных выше данных, сточные воды спиртовых заводов характеризуются высоким содержанием взвешенных веществ и большим содержанием органических загрязнений.

На спиртовых заводах, перерабатывающих картофель, очистка воды осуществляется по двум самостоятельным линиям. Это линия по очистке транспортерно-моечных вод (сооружения механической очистки) и линия очистки производственных и бытовых сточных вод (сооружения биологической очистки).

В некоторых случаях производственные сточные воды крахмалопаточных заводов используют для орошения сельскохозяйственных угодий после предварительной механической очистки.

Очистка транспортерно-моечных вод