Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии
Метод ДИВЭ, применяемый в приготовлении сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве, позволяет интенсифицировать ресурсо- и энергосберегающие процессы при производстве этилового спирта. Метод ДІВЕ, вживаний у приготуванні сусла з сировини, що містить крохмаль, в спиртовому виробництв...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61267 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии / А.Н. Ободович, Т.Л. Грабова, А.Р. Коба, О.А. Горячев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 4. — С. 59-63. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860238124604456960 |
|---|---|
| author | Ободович, А.Н. Грабова, Т.Л. Коба, А.Р. Горячев, О.А. |
| author_facet | Ободович, А.Н. Грабова, Т.Л. Коба, А.Р. Горячев, О.А. |
| citation_txt | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии / А.Н. Ободович, Т.Л. Грабова, А.Р. Коба, О.А. Горячев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 4. — С. 59-63. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Метод ДИВЭ, применяемый в приготовлении сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве, позволяет интенсифицировать ресурсо- и энергосберегающие процессы при производстве этилового спирта.
Метод ДІВЕ, вживаний у приготуванні сусла з сировини, що містить крохмаль, в спиртовому виробництві, дозволяє інтенсифікувати ресурсо- та енергозберігаючі процеси при виробництві етилового спирту.
Method DIVE, common in preparation of wort from raw material, that contains starch, in alcoholic production, allows to intensify resource and power saving processes at production of ethyl alcohol.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:26:20Z |
| format | Article |
| fulltext |
Приготовление сусла спиртового производства
состоит из следующих технологических стадий:
приемка зерна, очистка от примесей, предвари;
тельное измельчение, сверхтонкое измельчение,
смешивание с водой, нагревание, выдерживание,
разваривание, осахаривание (табл. 1).
При приготовлении спирта по существующей
технологии потери сбраживаемых веществ крах;
малосодержащего сырья составляют 8…10% .
Наибольше потери наблюдаются на стадии
разваривания сырья, которые составляют до
4% [1].
По существующей технологии перед развари;
ванием зерно измельчают в две стадии. Первая –
грубое измельчение. Как правило, проводят на
молотковой дробилке. Размер частиц помола бо;
лее 1000 мкм составляют до 50%. Вторая – сверх;
тонкое измельчение. Размер частиц колеблется
от 1000 до 10 мкм. (Ролико;маятниковая, шаро;
вая дробилки) (табл.2).
В связи с неравномерным размером частиц за;
меса температура разваривания составляет от 110
до 150 оС [2].
При указанных температурах наблюдаются
потери сахаров, которые вызваны оксиметил;
фурфурольным разложением, меланоидинообра;
зованием, карамелизацией [3].
Учитывая вышеизложенное, мы поставили пе;
ред собой цель – усовершенствовать технологию
приготовления сусла из крахмалосодержащего
сырья, а именно:
; снизить энергозатраты на 30% при процессе
разваривания;
; сократить продолжительность процесса в 2
раза ;
; уменьшить потери сбраживаемых веществ от
8…10% до 2…4%;
; увеличить выход спирта из единицы сырья на
1,5…3,0%.
Для реализации поставленной цели необходи;
мо было решить следующие задачи:
; подобрать тепломассообменное оборудова;
ние, позволяющее готовить замес в виде однород;
ной массы с размером частиц не более 250 мкм;
; изучить зависимость температуры и продол;
жительности разваривания от скорости сдвига
потока массы;
; совершенствовать аппаратурно;технологи;
ческую схему разваривания за счет применения
роторно;пульсационных аппаратов (РПА).
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4 59
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Метод ДІВЕ, вживаний у приготу0
ванні сусла з сировини, що містить крох0
маль, в спиртовому виробництві, дозво0
ляє інтенсифікувати ресурсо0 та
енергозберігаючі процеси при вироб0
ництві етилового спирту.
Метод ДИВЭ, применяемый в приго0
товлении сусла из крахмалосодержа0
щего сырья в спиртовом производстве,
позволяет интенсифицировать ресур0
со0 и энергосберегающие процессы
при производстве этилового спирта.
Method DIVE, common in preparation
of wort from raw material, that contains
starch, in alcoholic production, allows to
intensify resource and power saving
processes at production of ethyl alcohol.
УДК 663.812; 538; 953
ОБОДОВИЧ А.Н., ГРАБОВА Т.Л., КОБА А.Р., ГОРЯЧЕВ О.А.
Институт технической теплофизики НАН Украины
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
СУСЛА ИЗ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В
СПИРТОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ
МЕТОДА ДИСКРЕТНО0ИМПУЛЬСНОГО ВВОДА ЭНЕРГИИ
А, k – эмпирические коэффициенты;
t – температура;
γ – скорость сдвига потока;
τ – время.
На основании проведенных исследований бы;
ла усовершенствована аппаратурно;технологи;
ческая схема для разваривания замесов крахма;
лосодержащего сырья (рис.1).
Помол зерна и воду подают в сборник замеса 1.
Частота вращения мешалки 50…60 об/мин. Тем;
пература приготовления замеса 20…40 оС. Замес
плунжерным насосом 2 направляют в экстрапа;
ровую контактную головку 3, где он мгновенно
нагревается до температуры 60 оС. Подогретый
замес самотеком поступает в расширитель 4, где
выделяется неиспользованный екстрапар, и на;
бухают частицы замеса. Далее замес поступает на
обработку методом ДИВЭ в роторно;пульсаци;
онный аппарат (РПА) 5.
Конструктивно РПА состоит из роторно;пуль;
сационного узла, насоса, электродвигателя, кор;
пуса и трубопровода для рециркуляции продукта.
Основным рабочим органом аппарата является
роторно;пульсационный узел, который включает
установленные на валу электродвигателя диск с
лопатками – своеобразное рабочее колесо цент;
робежного насоса и два статора, между которыми
находится ротор. При вращении ротора происхо;
дит поочередное совпадение пазов ротора и ста;
торов, что вызывает значительные знакопере;
менные перепады давления, высокоградиентные
течения в зазорах, а также большие градиенты
сдвиговых напряжений. Возникают локальные
скорости сдвига потока от (10 до 100) · 103 с–1 и
частоты импульсов от 3 до 30 кГц. Условия обра;
60 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Та б л . 1 . Существующая технологическая
схема приготовления сусла из крахмалосодержа;
щего сырья в спиртовом производстве
Рис. 1. Усовершенствованная аппаратурноH
технологическая схема для разваривания замесов
крахмалосодержащего сырья.
1 – сборник замеса; 2 – плунжерный насос;
3 – экстрапаровая контактная головка;
4 – расширитель; 5 – роторноHпульсационный
аппарат (РПА); 6 – остропаровая контактная
головка; 7 – разварники; 8 – паросепараторH
выдерживатель.
ботки замеса при данных режимах позволяют по;
лучить однородную суспензию с размером час;
тиц менее 250 мкм. Далее замес подается на ост;
ропаровую головку 6, где нагревается до
температуры 80 оС и поступает в разварники 7.
После разваривания масса направляется в паро;
сепаратор – выдерживатель, откуда идет на оса;
харивание.
Расход пара на разваривание сырья для полу;
чения 1000 дал спирта по существующей техно;
логии составляет 1400 кг. По предлагаемой техно;
логии – 980 кг. Вторичный пар полностью
утилизируют. Расход пара на разваривание сырья
составляет 25…30 % от всего расхода на техноло;
гические нужды. Поэтому рациональное ведение
процесса разваривания будет способствовать
значительному сокращению расхода тепловой
энергии на производство спирта.
Расход пара на разваривание сырья зависит от
следующих факторов: температуры замеса, тем;
пературы разваривания, продолжительности
процесса и степени измельчения перерабатывае;
мого сырья.
Из литературных источников известно, что
при замесе с размером частиц менее 250 мкм тем;
пературу разваривания можно снижать до 80 оС.
С учетом усовершенствования технологии за счет
обработки замеса методом ДИВЭ нами были про;
ведены исследования, позволяющие установить
зависимость температуры и продолжительности
выдерживания замеса в расширители от скорости
сдвига потока массы. При этом учитывался гра;
нулометрический состав замеса (табл.3).
Данные таблицы свидетельствуют о том, что
однородную массу с размером частиц менее
250 мкм можно получить при скорости сдвига
потока 20·103 с–1 за 10 мин при температуре 50 оС
и за 5 мин при температуре 90 оС. При увеличе;
нии скорости сдвига потока от 20·103 до 40·103 с–1
температурные и временные режимы обработки
замеса снижаются. Экспериментальные данные
позволяют сделать вывод о том, что наиболее це;
лесообразно проводить обработку замеса при
температуре 60 оС за 1 мин (цикл) при скорости
сдвига потока 40·103 с–1.
По полученным данным была построена эм;
пирическая функция, определяющая зависи;
мость продолжительности процесса от скорости
сдвига потока:
τ = Aexp (–kt),
где
A = 0,36 (γ · 10–3) – 17,21 (γ · 10–3) + 224,1;
k = 0,0001315 (γ · 10–3) – 0,0053 (γ · 10–3) + 0,0707.
Сравнение результатов расчета продолжитель;
ности процесса с результатами эксперимента
представлено на рис. 2.
Нами установлено, что экспериментальные дан;
ные от расчетных отличаются не более, чем на 5 %.
Проведенные исследования условий развари;
вания сырья на мельницах различного типа по
сравнению с использованием РПА позволяют
сделать вывод, что дисперсность помола крахма;
лосодержащего сырья существенно влияет на ре;
жим его разваривания и выход спирта [4]. Опре;
деленная часть процессов по ослаблению
механической прочности частичек помола и
крахмала происходит при обработке замеса в
РПА. Крахмал, подвергнутый механическому
диспергированию посредством метода ДИВЭ,
теряет свойственную ему морфологическую
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4 61
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Та б л . 2 . Гранулометрический состав помолов зерна, полученных на различных измельчающих
устройствах
структуру и в результате нарушения внутренних
связей в молекуле, приобретает свойство раство;
римого крахмала.
Эти изменения крахмала зависят от степе;
ни его измельчения и механической актива;
ции вследствие перехода части энергии в ве;
щество [5].
Разваривание замесов, полученных с приме;
нением РПА с размером частиц менее 250 мкм
увеличивает выход спирта, в зависимости от вида
62 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Та б л . 3 . Зависимость гранулометрического состава замеса от температуры и продолжительности
выдерживания при скорости сдвига потока от 20 · 103 до 40 · 103 с–1
зерна, на 2…5 %. Это объясняется тем, что при
тонком диспергировании зерна подвергаются де;
струкции не; крахмальные полисахариды с обра;
зованием сбраживаемых сахаридов, за счет чего
выход спирта резко увеличивается.
Выводы
Совершенствование технологии приготовле;
ния сусла из крахмалосодержащего сырья в спир;
товом производстве с применением метода
ДИВЭ позволит:
; снизить энергозатраты на 30% при процессе
разваривания;
; сократить продолжительность процесса в 2
раза;
; уменьшить потери сбраживаемых веществ от
8…10% до 2…4%;
; увеличить выход спирта из единицы сырья на
1,5…3,0%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мальцев П.М. Технология бродильных
производств. – М.: Пищевая промышленность,
1980. – 560 с.
2. Полуянова М.Т., Устинников Б.А. Режимы
тепловой обработки замесов из тонкодисперги;
рованного зерна // Фермент. и спирт. пром;сть. –
1973. – № 2. – С. 11 – 13.
3. Швец В.Н., Слюсаренко Т.П. Влияние про;
дуктов реакций меланоидинообра;зования и ка;
рамелизации сахаров на дрожжи Saccharomyces
cerevisiae // Прикл. биохимия и микробиология. –
1976. – Т. 12, Вып. 1. – С. 73 – 78.
4. Колосков С.П., Важова Г.В., Зотов В.Н., и
др. Пути повышения эффективности использо;
вания топлива и тепловой энергии на спиртовых
заводах, перерабатывающих крахмалистое сырье
// Спирт. и ликеро;водоч. пром.;сть. – 1980. –
Вып. 6. – С. 52.
5. Маринченко В.А., Кислая Л.В. Интенсифи;
кация процессов осахаривания и сбраживания
крахмалосодержащего сырья, подвергнутого ме;
ханохимической деструкции // Фермент и спирт.
пром;сть. – 1978. – № 8. – С. 29 – 32 .
Получено 03.05.2007 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4 63
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 2. Эмперическая функция, выражающая заH
висимость времени от скорости сдвига потока:
1 – γ =20 · 10–3с–1; 2 – 30; 3 – 40.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61267 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:26:20Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ободович, А.Н. Грабова, Т.Л. Коба, А.Р. Горячев, О.А. 2014-04-29T16:34:24Z 2014-04-29T16:34:24Z 2007 Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии / А.Н. Ободович, Т.Л. Грабова, А.Р. Коба, О.А. Горячев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 4. — С. 59-63. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61267 663.812; 538; 953 Метод ДИВЭ, применяемый в приготовлении сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве, позволяет интенсифицировать ресурсо- и энергосберегающие процессы при производстве этилового спирта. Метод ДІВЕ, вживаний у приготуванні сусла з сировини, що містить крохмаль, в спиртовому виробництві, дозволяє інтенсифікувати ресурсо- та енергозберігаючі процеси при виробництві етилового спирту. Method DIVE, common in preparation of wort from raw material, that contains starch, in alcoholic production, allows to intensify resource and power saving processes at production of ethyl alcohol. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Теория и практика сушки Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии Perfection of the technology of preparation of wort from starch-containing raw material in alcohol production with the use of the method of discrete-impulsive input of energy Article published earlier |
| spellingShingle | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии Ободович, А.Н. Грабова, Т.Л. Коба, А.Р. Горячев, О.А. Теория и практика сушки |
| title | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии |
| title_alt | Perfection of the technology of preparation of wort from starch-containing raw material in alcohol production with the use of the method of discrete-impulsive input of energy |
| title_full | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии |
| title_fullStr | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии |
| title_full_unstemmed | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии |
| title_short | Совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии |
| title_sort | совершенствование технологии приготовления сусла из крахмалосодержащего сырья в спиртовом производстве с применением метода дискретно-импульсного ввода энергии |
| topic | Теория и практика сушки |
| topic_facet | Теория и практика сушки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61267 |
| work_keys_str_mv | AT obodovičan soveršenstvovanietehnologiiprigotovleniâsuslaizkrahmalosoderžaŝegosyrʹâvspirtovomproizvodstvesprimeneniemmetodadiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT grabovatl soveršenstvovanietehnologiiprigotovleniâsuslaizkrahmalosoderžaŝegosyrʹâvspirtovomproizvodstvesprimeneniemmetodadiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT kobaar soveršenstvovanietehnologiiprigotovleniâsuslaizkrahmalosoderžaŝegosyrʹâvspirtovomproizvodstvesprimeneniemmetodadiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT gorâčevoa soveršenstvovanietehnologiiprigotovleniâsuslaizkrahmalosoderžaŝegosyrʹâvspirtovomproizvodstvesprimeneniemmetodadiskretnoimpulʹsnogovvodaénergii AT obodovičan perfectionofthetechnologyofpreparationofwortfromstarchcontainingrawmaterialinalcoholproductionwiththeuseofthemethodofdiscreteimpulsiveinputofenergy AT grabovatl perfectionofthetechnologyofpreparationofwortfromstarchcontainingrawmaterialinalcoholproductionwiththeuseofthemethodofdiscreteimpulsiveinputofenergy AT kobaar perfectionofthetechnologyofpreparationofwortfromstarchcontainingrawmaterialinalcoholproductionwiththeuseofthemethodofdiscreteimpulsiveinputofenergy AT gorâčevoa perfectionofthetechnologyofpreparationofwortfromstarchcontainingrawmaterialinalcoholproductionwiththeuseofthemethodofdiscreteimpulsiveinputofenergy |