Арпаны жууға және жібітуге арналған қондырғылар. Пневматикалық уыт өндіру қондырғылары

Этил спиртін техникалық қажеттіліктерге – еріткіш ретінде, синтетикалық каучук өндірісінде, басқа заттар синтезіне, сонымен қатар сусындар дайындауда және медициналық қажеттіліктерге қолданады.

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 шарап 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. Кезеңнің аралық өнімі – 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.

Спирт алудың үздіксіз әдісі. Спирт өңдірудің бұл әдісі келесідей кезеңдерден тұрады:

- шикізатты қайнатуға дайындау;

- қанттандыру материалдарын дайындау;

- крахмалды материалдарды қайнату және қанттандыру;

- ашытқыларды өсіру,

- ашыту;

- ашыған спиртті айдау және оны брагоперегонды мен брагоректификационды аппараттарда тазалау.

Дәнді қайнату мен қанттандыруға дайындау келесідей әдіспен жүргізіледі. Таразымен өлшенген дәнді 1:3,5 қатынаста сумен араластыратды және 90 ⁰С температураға дейін бумен қыздырады, 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, 60-61 ⁰С дейін салқындатылады және 15-20 минут уытты сүтпен (7-8 % уытты өңделген дәннің масса бойынша) өңделеді, содан кейін насоспен 20-25 ⁰С-ге дейін салқындатылатын жылуалмастырғышқа беріледі.

Осыған ашытқылардан қанттандырылған сусло көлемі бойынша 6-8 % мөлшерінде өсірілген ашытқылар беріледі. Жасыл уыт 96 % дейін өсуге қабілеті бар арпа, сұлы дәнінен өңделеді. Дәнді ығалдылығы 40-42 % суда 1 тәулік бойы әрбір 6-8 сағат сайын 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. Спиртте арпаның өсу ұзақтығы 8 тәулік. Фермент қоры жиналып болғаннан кейін дәннің өсуі тоқтайды және жасыл уыт түрінде ол гидравликалық әдіспен су бөлгіш елеуішке беріледі. Жуылған жасыл уыт одан кейін ұнтақтағышта ұнтақталынып, сумен 6-8% құрғақ зат концентрациясына дейін ыдырайды. Дайын ашытқыларды микроскоппен қарағанда бөгде микроорганизмдер – сүтқышқылды және басқа бактериялар көрінбеуі керек. Өсіру алдында ашытқы сусласының концентрациясында құрғақ зат 10-12% құраса, ал ашытқыда 16-18% болады.

Өсірілген ашытқыларда ашудың аяқталуы олардың ашыту 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 сусланың көміртегісінің 20% ашиды. 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. Ары қаай 30 ⁰С 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.

Ашытуды кезеңді (периодты) немесе үздіксіз әдіспен жүзеге асырады. Уытты үздіксіз–ағынды ашытудың технологиялық тәсімі 8.1–суретте берілген.

Ашықтықлар екі үлкен емес бактарда 1 дайындалып алады, ол жерден олар үлкен бакқа жіберіледі және сонда көбейеді. Бұл бактар ашып жатқан уытты суытуға арналған су айналымы жүретін жыланшалармен жабдықталған. Ашытқы үлкен бактан 2 өздігінен ағу арқылы басты ашыту жабдығына келіп түседі. Ол уытпен толған кезде ашып жатқан орта келесі жабдыққа өтеді. Батарея 10 жабдықтан тұрады. Ашымақ зауыттың ректификациялық бөліміне спиртті бөліп алу үшін жіберіледі.


Сурет 8.1 - Уытты үздіксіз–ағынды ашытудың технологиялық тәсімі
1 – бак, 2- үлкен бак, 3 – ашыту жабдығы, 4 - тасмалдау құбыры, 5 – спирт ұстағыш; Б – жетілген ашымақ; В – су, ВС – сулы-спиртті ерітінді; Д – ашытқы; О – қантсыздандырылған масса; П- бу
Ашу барысында бөлінетін көміртегі қостотығы спирт ұстағышқа 5 келіп түседі, мұнда спирт сумен ұсталады, ал тазаланған көміртегі тотығы жағу үшін көмірқышқылды цехқа беріледі. Жабдықтың барлық батареялары ашыған уыт, су мен стерилизация үшін берілетін бу ағатын құбырмен жабдықталған.

Уытты ашыту барысында алынған жетілген ашымақтың құрамы күрделі. Жалпылама алғанда оны екі топқа бөлуге болады: ұшатын және ұшпайтын. Ұшқыш құрам бөліктерге этл спирті, су, органикалық қышқылдар, эфирлер, альдегидтер, жоғары спирттер – жалпы 50 ден астам заттар жатады. Ұшқыш емес құрам бөліктерге ашытқы, тұз, ашымаған көмірсулар, глицерин және т.б. жатады. Спиртті айдау барысындағы басты міндет осы күрделі қосылыстан ұшқыш қосылыстарды бөліп алу және де жоғары қаттылық пен тазалықтағы спирт алу болып саналады. Спирт өндірісі барысындағы қалдық барда болып саналады, ол жануарлар үшін таптырмас мал азығы.

Спиртті бөліп алу спирт пен оның қоспаларының түрлі ұшқыштығына негізделген. Қоспалардың ұшқыштығы этанолдың ортадағы концентрациясына байланысты болады. Этанолдың ұшқыштығына қатысты қоспалардың ұшқыштығын бағалау үшін булану мен ректификациялану коэффициенті қолданылады. Егер де будағы этанолдың мөлшерін (салмақтық үлесін) А деп белгілесек, ал сұйықтықтағы мөлшерін Q - десек, спирттік булану коэффициенті келесіге тең:
κ_сп = А/Q
қоспалардың ұшқыштық коэффициенті үшін олардың будағы және сұйықтықтағы мөлшерінің қатынасын аламыз, сәйкесінше α және β. Бұл ретте:
κ_пр = α/β

мысалы, сұйықтықтағы этанолдың салмақтық үлесі 10% -ке тең болған кезде, будағы спирттің салмақтық үлесі 52,5 %болса, онда сәйкесінше