Линия для производства этанола из зернового сырья

 

Использование: при производстве спирта из зернового сырья. Сущность изобретения: линия для производства этанола содержит сообщенные между собой системой коммуникаций и установленные в технологической последовательности накопительные бункеры, нории, шнеки, сепаратор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель-предразварник, устройство для активации ферментов зерна, включающее сборник-накопитель зерна, емкость с вращающейся турбиной и теплообменник, сообщенные между собой подводящим и отводящим трубопроводами, подключенными к сборнику-накопителю тангенциально с образованием замкнутого циркуляционного контура, контактную головку, трубчатый стерилизатор, сборник-осахариватель, дополнительные емкость с вращающейся турбиной для активации осахаривающих ферментов и теплообменник, сообщенные между собой подводящим и отводящим трубопроводами, подключенными тангециально к сборнику-осахаривателю с образованием циркуляционного контура, конденсатор, сообщенный системой трубопроводов со сборником-осахаривателем и смесителем-предразварником, подключенный к последнему пылеуловитель, теплообменник для охлаждения массы, бродильную батарею, а также систему насосов и трубопроводов. Циркуляционные контуры сообщены между собой трубопроводом через трубчатый стерилизатор. 2 ил.

Изобретение относится к спиртовой промышленности.

Известны линии для производства этанола из зернового сырья, включающие бункеры, нории, сепаратор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель-предразварник, контактную головку, паросепаратор, вакуум-камеру, осахариватель, а также систему насосов и трубопроводов.

Наиболее близкой к предлагаемой является линия для производства этанола из зернового сырья, содержащая сообщенные между собой системой коммуникаций и установленные в технологической последовательности нории, накопительные бункеры для зерна, сепаратор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель-предразварник, устройство для активации ферментов зерна, включающее сборник-накопитель замеса, емкость с вращающейся турбиной и теплообменник, сообщенные между собой подводящим и отводящим трубопроводами, подключенными к сборнику-накопителю тангенциально с образованием замкнутого циркуляционного контура, контактную головку, трубчатый стерилизатор, сборник-осахариватель, бродильную батарею, а также систему насосов и трубопроводов.

Однако данная линия недостаточно сокращает затраты труда и теплоэнергозатраты.

Цель изобретения - обеспечить экономию сырья за счет увеличения выхода спирта из 1 т условного крахмала, повысить производительность, уменьшить расход топлива и электроэнергии, снизить количество обслуживающего персонала за счет односменной работы линии и улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Для этого в линию для производства этанола из зернового сырья дополнительно включена емкость с вращающейся турбиной для активации осахаривающих ферментов и теплообменник, сообщенные между собой подводящим и отводящим трубопроводами, подключенными к сборнику-осахаривателю тангенциально с образованием замкнутого циркуляционного контура, сообщенного трубопроводом с циркуляционным контуром устройства для активации ферментов зерна через трубчатый стерилизатор, а в линию дополнительно включены конденсатор, подключенный к сборнику-осахаривателю и смесителю-предразварнику, и пылеуловитель, сообщенный со смесителем-предразварником. В сборнике-накопителе происходит создание запаса замеса с одновременной циркуляцией его через емкость с турбиной. При этом уже в самом сборнике происходит растворение сухих веществ зерна с частичным гидролизом крахмала, а при обработке в емкости с турбиной - активация ферментов зерна.

Наличие второго циркуляционного контура позволит осуществить процесс осахаривания с одновременной активацией осахаривающих ферментов, что интенсифицирует процесс, превышает производительность и снижает теплоэнергозатраты при разваривании, а также сокращает потери сырья. Осахариватель рассчитан на создание суточного запаса зерна, что экономит количество обслуживающего персонала и улучшает условия труда, так как разваривание ведется при мягком режиме без применения пара повышенного давления.

При циркуляции массы по контуру осахаривания происходит выделение пара, который за счет наличия конденсатора поступает в последний, а конденсат повторно используется, так как он возвращается в смеситель-предразварник, что ведет также к экономии теплоэнергозатрат, при этом за счет наличия в контуре теплообменника масса поддерживает необходимую регулируемую для осахаривания температуру.

Таким образом, осахариватель несет дополнительные функции - паросепаратора, охладителя и накопителя замеса, что исключает из линии наличие паросепаратора и вакуум-охладителя, а также усиливает эффект экономии теплоэнергоресурсов и сокращения обслуживающего персонала. Этот эффект еще более усиливается введением в линию конденсатора, позволяющего повторно использовать тепло, и пылеуловителя, который не только очищает воздух от мелкодробленного зерна, улучшая таким образом условия работы дробилок и обслуживающего персонала, но и обеспечивает экономию энергии за счет исключения применения вентиляционных установок.

На фиг.1 изображена линия, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Линия содержит норию 1, верхний шнек 2, накопительные бункеры 3 для зерна, нижний шнек 4, норию 5, магнитный сепаратор 6, бункер 7 для отходов, бункер 8 для зерна, дробилку 9, смеситель-предразварник 10, пылеуловитель 11, сообщенный со смесителем-предразварником трубопроводами 12, насос 13 для замеса, устройство для активации ферментов зерна, включающее сборник-накопитель 14 для замеса, емкость 15, турбину 16, подводящий трубопровод 17 с тангенциальным вводом, отводящий трубопровод 18 с тангенциальным вводом, образующие со сборником-накопителем 14 циркуляционный контур, теплообменник 19, насос 20 для обработанного замеса, контактную головку 21, трубчатый стерилизатор 22, сборник-осахариватель 23, конденсатор 24, сообщенный трубопроводом 25 со сборником-осахаривателем 23 и трубопроводом 26 - со смесителем-предразварником 10, емкость 27, турбину 28, подводящий трубопровод 29 с тангенциальным вводом, отводящий трубопровод 30 с тангенциальным вводом, теплообменник 31, образующие со сборником-осахаривателем циркуляционный контур, насос 32 для осахаренной массы, теплообменник 33, бродильную батарею 34. Циркуляционные контуры сообщены между собой трубопроводом 35. Линия содержит также насос 36, сборник 37 для отбродившей массы и насос 38 для бражки.

Линия работает следующим образом. Очищенное зерно из зерносклада норией 1 перегружается в верхний шнек 2, которым распределяется по накопительным бункерам 3, откуда зерно выгружается нижним шнеком 4 и норией 5 подается на магнитный сепаратор 6, где происходит повторная очистка зерна от металлических примесей. Примеси самотеком перегружаются в бункер 7 для отходов, а зерно - в бункер 8 для зерна, откуда поступает на дробилку 9. Пылеуловитель 11 и трубопровод 12 обеспечивают аэродинамическую разгрузку дробилки, очистку воздуха от зерновой пыли. Для этого в пылеуловитель 11 подается вода, улавливающая мелкодробленое зерно, поступающее затем в смеси с водой в смеситель-предразварник 10, в который мука и теплая вода подаются в соотношении 1:(3-4,5).

Замес температурой 60-66^оС перекачивается насосом 13 в сборник-накопитель 14 для замеса, включающий суточный запас замеса, который обрабатывается турбиной 16, для чего замес поступает из сборника-накопителя 14 в емкость 15 по подводящему трубопроводу 17. Турбина 16 одновременно с обработкой замеса обеспечивает циркуляцию обработанного замеса по отводящему трубопроводу 18.

Подводящий 17 и отводящий 18 трубопроводы присоединены к сборнику-накопителю 14 тангенциально для обеспечения вращательного движения замеса с целью предотвращения отслаивания тяжелой фракции. Установленный на отводящем трубопроводе 18 теплообменник 19 обеспечивает поддержание температуры обработанного замеса в заданном диапазоне температур (60-66^оС).

При движении замеса по замкнутому циркуляционному контуру сборник-накопитель 14, подводящий трубопровод 17, емкость 15 с турбиной 16, отводящий трубопровод 18 с теплообменником 19, сборник-накопитель 14 происходит растворение сухих веществ зерна с частичным гидролизом крахмала при одновременной активации ферментов зерна. Из сборника-накопителя 14 насосом 20 обработанный замес перекачивается через контактную головку 21, где нагревается до 75-85^оС, трубчатый стерилизатор 22 в сборник-осахариватель 23, вмещающий суточный запас замеса, который обрабатывается турбиной 28, для чего замес поступает из сборника-осахаривателя 23 в емкость 27 по подводящему трубопроводу 29. Турбина 28 одновременно с обработкой замеса обеспечивает циркуляцию обработанного замеса по отводящему трубопроводу 30.

Подводящий 29 и отводящий 30 трубопроводы присоединены к сборнику-осахаривателю 23 тангенциально для обеспечения вращательного движения замеса. Установленный на отводящем трубопроводе 30 теплообменник 31 обеспечивает поддержание необходимой для осахаривания температуры 55-58^оС. При движении замеса по замкнутому циркуляционному контуру сборник-осахариватель 23, подводящий трубопровод 29, емкость 27 с турбиной 28, отводящий трубопровод 30 с теплообменником 31, сборник-осахариватель 23 происходит выделение пара из замеса, охлаждение его до 55-58^оС, осахаривание при одновременной активации осахаривающих ферментов. Выделяющийся пар по трубопроводу 25 поступает из сборника-осахаривателя 23 в конденсатор 24, а конденсат циркулирует по трубопроводу 26 в смеситель-предразварник 10 для повторного использования.

Осахаренная масса из сборника-осахаривателя 23 насосом 32 прокачивается в бродильную батарею 34 через теплообменник 33, охлаждающий массу до температуры складки, а затем насосом 36 - в сборник 37, вмещающий суточный запас бражки, и насосом 38 - на ректификацию.

Изобретение обеспечивает экономию сырья за счет увеличения выхода спирта из 1 т условного крахмала на 2,1-2,3%, снижение количества обслуживающего персонала и улучшение условий его работы за счет исключения вечерних и ночных смен, что приводит к повышению производительности труда в 2,5-3,0 раза, улучшению условий труда обслуживающего персонала за счет снижения запыленности участка дробления зерна, а также сокращение расхода энергии за счет исключения использования аспирационной установки на участке дробления зерна на 3-4%.

Формула изобретения

ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛА ИЗ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ, содержащая сообщенные между собой системой коммуникаций и установленные в технологической последовательности накопительные бункеры, нории, шнеки, сеператор для отделения инородных примесей, дробилку, смеситель - предразварник, устройство для активации ферментов зерна, включающее сборник-накопитель зерна, емкость с вращающейся турбиной и теплообменник, сообщенные между собой подводящим и отводящим трубопроводами, подключенными к сборнику-накопителю тангенциально с образованием замкнутого циркуляционного контура, контактную головку, трубчатый стерилизатор, сборник-осахариватель, теплообменник для охлаждения массы, бродильную батарею, а также систему насосов и трубопроводов, отличающаяся тем, что она снабжена установленными после сборника-осахаривателя дополнительными емкостью с вращающейся турбиной для активации осахаривающих ферментов и теплообменником, сообщенными между собой подводящим и отводящим трубопроводами, подключенными тангенциально к сборнику-осахаривателю с образованием циркуляционного контура, конденсатором, сообщенным системой трубопроводов со сборником осахаривателем и смесителем-предразварником, и подключенным к последнему пылеуловителем, при этом циркуляционные контуры сообщены между собой трубопроводом через трубчатый стерилизатор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2