Файл: Курсач.doc

При циклическом способе брожения производительность бродильной установки увеличивается примерно на 15-20% по сравнению с периодическим способом. Циклический способ занимает промежуточное положение между периодическим и непрерывно-поточным.

Наиболее совершенным и эффективным способом является непрерывно-поточный способ брожения. Этот способ характеризуется непрерывным перемещением сбраживаемого сусла по потоку из аппарата в аппарат. Осахаренное сусло поступает в первый и второй бродильные аппараты, называемые головными. Главное брожение проходит в основном в головных аппаратах, а дображивание в последующих аппаратах. Из последнего чана бродильной установки зрелая бражка непрерывно отводится и направляется на перегонку. Установка для ведения брожения по непрерывно-поточному способу состоит из двух механизированных дрожжанок, возбраживателя и 8-10 бродильных аппаратов. Дрожжанки предназначены для разведения дрожжей: в одной из них приготовляют засевные дрожжи, а в другой осуществляется первая стадия размножения производственных дрожжей. Возбраживатель предназначен для осуществления второй стадии размножения производственных дрожжей.

Когда первый бродильный аппарат заполнится суслом, начинается переток сбраживаемого сусла по переточной трубе во второй головной аппарат и т.д. Из последнего аппарата зрелая бражка подается насосом на перегонку. Продолжительность брожения с момента поступления производственного сусла в первый головной аппарат до выхода зрелой бражки из последнего аппарата бродильной батареи составляет 60-62 часа. Температуру бражки в головных аппаратах поддерживают в пределах 26-27⁰С, в третьем аппарате 29-30⁰С, в последующих 27-28⁰С.

В первом головном аппарате сбраживается до 73% сахара, во втором до 13%, остальные 14% сахара сбраживаются в последующих аппаратах – дображивателях. Так как основная масса сахаров сбраживается в первых четырех аппаратах бродильной батареи, то температуру бражки в них поддерживают посредством пропуска ее через выносные теплообменники, а в остальных аппаратах выделяется незначительное количество тепла, и охлаждение бражки в них производят посредствам змеевиков, установленных внутри аппаратов. Основным условием эффективности ведения брожения по непрерывно-поточному способу является такая скорость притока сбраживаемых углеводов в бродильную установку со свежим суслом, которая соответствует количеству сброженных углеводов в отводимой зрелой бражке. Поэтому к моменту выхода зрелой бражки из бродильной установки все процессы осахаривания крахмала и декстринов и сбраживания сахаров должны заканчиваться.

При дальнейшем совершенствовании непрерывно-поточного способа был разра-ботан способ рециркуляции сбраживаемой среды из 2, 3, и 4-го аппаратов в первый аппарат батареи. Таким способом из аппаратов 1-4 образуется рециркуля-ционный контур, в котором можно создать нужную скорость разбавления и боль-ше и этим воздействовать на повышение удельной скорости роста микрооргани-змов при стабилизации этих показателей в отдельной части (5-10 аппаратах) батареи. Объем рециркулируемой сбраживаемой среды составляет 100% от исход-ного притока сусла в батарею, что позволяет включить дополнительный приток этого сусла в количестве 40 об. % от основного. Технологические показатели зрелой бражки при этом составляют:

Содержание сбраживаемых углеводов, г/100мл 0,19

Видимая плотность по сахарометру, град - 0,1

Нарастание кислотности, град 0,01

Концентрация дрожжевых клеток в головном

аппарате, млн/мл 71,0

Содержание спирта, об.% 8,96

Видимая плотность сусла в головном аппарате

по сахарометру, град 5,4

Продолжительность брожения, град 51

Благодаря меньшему нарастанию кислотности в процессе брожения межстерилизационный период удлиняется с двух до трех суток, производительность бродильной батареи повышается на 40%, выход спирта увеличивается при продолжительности брожения 60 ч на 0,8 дал/т крахмала, а при 48 ч – на 1,2 дал/т.

В результате рециркуляции снижается унос дрожжей, происходящий при непрерывно- поточном брожении, обеспечивается повторное использование дрожжей, а следовательно, уменьшается расход сахара на синтез их биомассы, что сопровождается повышением выхода спирта на 0,1 дал/т крахмала.

Таким образом, учитывая определенные недостатки периодического и циклического способа сбраживания, следует предусматривать внедрение непрерывно-поточного способа с рециркуляцией сбраживаемой среды, в значительной степени устраняющего эти недостатки. Непрерывный способ брожения обеспечивает повышение производительности бродильных отделений, так производительность оборудования или, как принято называть, съем спирта с единицы емкости бродильной аппаратуры, составляет при периодическом способе 2 дал/сут., при циклическом 2,3 дал/сут., при непрерывно-поточном 2,6-2,7 дал/сут. При этом отпадает необходимость в специальных дрожжевых отделениях, сокращается расход солода на 15% для приготовления дрожжей и уменьшается расход воды на 40-50%.

1.2Описание технологической схемы

Очищенное и отсортированное зерно поступает автотранспортом при помощи автомобилеразгрузчика ГУАР -30 (поз. 1) в приемный бункер для зерна (поз. 2), из бункера поступает на ленточный конвейер (поз. 3) и транспортируется на норию (поз. 4). Норией зерно подается на цепной конвейер (поз. 6), а далее при помощи поворотных труб (поз. 5) поступает в силоса (поз. 7) на хранение. Далее зерно из нижней части силосов поступает на цепные транспортеры (поз. 8) и норию (поз. 9).

Норией зерно подается в емкость для зерна (поз. 9). Из емкости зерно поступает на молотковую дробилку (поз. 11), которая обеспечивает качество помола не менее 75-80% по проходу частиц через сито 1 мм. Остаток на сите 2,5 мм не должен превышать 0,6%. Измельченное сырье накапливается в емкости для помола (поз. 12), откуда поступает в сборник приготовления замеса (поз. 13), дозирующее устройство регулирует подачу воды и измельченного зерна с таким расчетом, чтобы видимая концентрация сусла составляла 17-19%.

В жидкий поток раздельно задают раствор амилолитических ферментов Амилосубтилин Г3х при помощи сборника-дозатора ферментных препаратов (поз. 14), куда они поступают при помощи насоса (поз. 34) из сборника приготовления ферментов (поз. 33). Продолжительность пребывания массы в смесителе 15-20 минут, температура 50-52ºС. Далее замес через ловушку (поз. 15) плунжерными насосами (поз. 16) подается в контактную головку (поз. 17). В контактной головке замес быстро подогревается до 65-70 ºС и поступает в аппарат гидродинамической и ферментативной обработки первой ступени (ГДФО-1) (поз. 18), где выдерживается в течение 120-150 мин при постоянном перемешивании, осуществляемом мешалкой и рециркуляцией с помощью насоса (поз. 19).

Готовый замес через переливной патрубок непрерывно поступает в аппарат гидроферментативной обработки 2 ступени (поз. 20). В аппарате ГДФО 2 ступени замес подогревается до 80-95 ºС и выдерживается в непрерывном потоке при перемешивании в течение 30-40 минут. Из аппарата ГДФО 2 ступени масса насосами (поз. 22) через ловушку (поз. 21) подается на контактную головку (поз. 23), где подогревается острым паром до 105 ºС, а при необходимости и до 130ºС. Это необходимо для обеспечения микробиологической чистоты процесса. При этой температуре масса проходит трубчатый стерилизатор (поз. 24) и через регулирующий клапан выдувается в паросеператор – выдерживатель (поз. 25). Он предназначен для выдержки массы в течение 15-20 минут и отделении вторичного пара от массы и охлаждается до 62-63 ºС. Далее масса поступает в вакуум –осахариватель (поз. 26), куда одновременно из емкости для ферментов поступает Глюкаваморин Г3х. При этом температура понижается до 56-58 ºС, смесь выдерживается в течение 30-35 минут. Антисептирование сусла осуществляется за счет поступающего из емкости для антисептика формалина (поз. 35) при помощи насоса (поз. 36). Кроме этого формалин присутствует и в ферментных препаратах.

Пар, выделившийся в вакуум – осахаривателе, поступает в барометрический конденсатор (поз. 27), конденсируется холодной водой. Вакуум создается при помощи водокольцевого насоса (поз. 29). Конденсат пара с водой сливается в барометрический сборник (поз. 28).

Готовое осахаренное сусло через ловушку (поз. 30) насосами (поз. 31), поступает в теплообменник типа “труба в трубе” (поз. 32) для охлаждения до температуры “складки”. По внутренней трубе движется масса, а по кольцевому сечению между внутренней и наружной трубами - вода. Движение массы и воды противоточное.

Сусло, охлажденное до температуры складки (22-24⁰С), из барометрических сборников перекачивается насосами в бродильное отделение, и для приготовления дрожжей в возбраживателе. Сбраживание зерно-картофельного сусла осуществляется непрерывно-поточным способом в бродильных чанах, соединенных переточными коммуникациями в батарею, с рециркуляцией сбраживаемой среды из 2, 3, и 4-го аппаратов в первый аппарат батареи. Таким способом из аппаратов 1-4 образуется рециркуляционный контур.

Для приготовления дрожжей используется сусло температурой 60⁰С с большим количеством осахаривающего материала, которое периодически откачивается из осахаривателя и по отводной коммуникации поступает в дрожжанки. Для приготовления дрожжей предназначены маточник (поз. 37) вместимостью 25% от объема дрожжанки и три дрожжанки (поз. 40) каждая вместимостью по 25% от объема возбраживателя (поз. 42). Вместимость возбраживателя (поз. 42) составляет не менее 50% от вместимости бродильного чана. Для приготовления дрожжевого сусла предусмотрена подача в дрожжанки серной кислоты и питательных солей.

Маточник (поз. 37) используется для приготовления дрожжей в начале производства, а также для периодической очистки засевных дрожжей. Сначала чистая культура дрожжей из пробирки разводится до объема одной дрожжанки (поз. 40) . В процессе производства приготовления дрожжей в дрожжанке (поз. 40) ведется на пастеризованном, подкисленном сусле по методу естественно чистой культуры. Температура во время сбраживания дрожжевого сусла не должна подниматься выше 30⁰С.

Дрожжи, созревшие в первой дрожжанке (поз. 40), используются в качестве засевных для двух других дрожжанок (поз. 40), которые должны быть наполовину заполнены предварительно пастеризованным, подкисленным и охлажденным до температуры 30⁰С суслом. Засевные дрожжи из первой дрожжанки (поз. 40)перекачиваются во вторую и третью дрожжанки (поз. 40) (50% в одну и 50% в другую).