Малоотходные и энергосберегающие технологии выделения этанола из бражки

Совмещенная технология получения пищевого спирта и кормовой сухой барды с использованием теплоты вторичных паров выпаривания для обогрева колонн брагоректификационной установки (БРУ) и при разваривании зернового замеса обеспечивает снижение расхода греющего пара с 643 до 539 ГДж/сут. и расхода электроэнергии с 31 до 29 ГДж/сут. при производительности 3000 дал/сут. ректификованного спирта и 17,58 т/сут. кормовой сухой барды. Из кукурузной бражки, крепостью 10,6 % об. на спиртзаводе ООО «КХ Восход» (г. Майкоп) по разработанной технологии выработан пищевой ректификованный спирт марки «Люкс» крепостью 96,9 % об. с содержанием альдегидов 1,32 мг/дм3, сивушного масла 1,82 мг/дм3 и метанола 0,0078 % об., что меньше, чем предусматривает ГОСТ Р 51652-2000 для каждой из этих примесей. Определено, что полученная при выпаривании и сушке сухая барда обладает высокой кормовой ценностью. При содержании сухих веществ 95 % она содержит: сырого протеина 30,6 %, жира 11,5 %, водорастворимых углеводов 19,5 %. Кормовая ценность сухой барды составляет 91,16 кормовых единиц в 100 кг продукта, энергетическая ценность ‒ 1168 кДж/100 г.
Ожидаемый экономический эффект от использования совмещенной технологии составляет за счет энергосбережения и реализации кормовой сухой барды ‒ 29,641 млн руб./год, что на 3,749 млн руб./год выше, чем при использовании технологии раздельного производства в расчете на установку производительностью 3000 дал/сут. пищевого ректификованного спирта. При этом срок окупаемости дополнительных капитальных вложений сокращается с 1,7 до 1,05 года.

Одна из важнейших проблем повышения эффективности спиртового производства — комплексное использование материальных ресурсов путем совершенствования технологических процессов, внедрения безотходной технологии, расширения переработки вторичных ресурсов и утилизации отходов. Наиболее полное использование отходов позволяет экономить полноценное сырье, обеспечить защиту окружающей среды от загрязнения. Как известно, на спиртовых заводах ежегодно образуется достаточно большое количество вторичных сырьевых ресурсов. Значительное место среди них занимает послеспиртовая зерновая барда — быстрозакисающая жидкость, которая, тем не менее, обладает питательной ценностью. В настоящее время на спиртовых предприятиях Республики Беларусь сложилась сложная ситуация с утилизацией послеспиртовой барды. Малый срок хранения послеспиртовой барды и неравномерность ее потребления животными в течение года вызывают необходимость либо направлять ее на очистные сооружения, либо сливать на поля орошения и в водоемы, что приводит к загрязнению воздушного и водного бассейна.
Поэтому вопрос рационального использования послеспиртовой зерновой барды становится все более актуальным.

1. Научно обоснована и разработана энергосберегающая совмещенная технология получения высококачественного пищевого спирта и кормовой сухой барды из зерна кукурузы. Показана экономическая целесообразность рекуперации теплоты вторичных паров выпаривания для обогрева колонн БРУ и разваривания, использование части фильтрата барды на стадии приготовления зернового замеса и увеличения крепости бражки.
2. Разработана сложная химико-технологическая система (ХТС) совмещенных и взаимосвязанных установок разваривания, брагоректификации, выпаривания и сушки барды. Разработана математическая модель ХТС, обеспечившая параметрическую и структурную оптимизацию совмещенной технологии. Решена задача энергосбережения за счет комплекса мероприятий: использование теплоты вторичных паров выпаривания на брагоректификации и разваривании, рециркуляция фильтрата барды на стадию разваривания зернового замеса, увеличение содержания сухих веществ в осахаренном сусле и, как следствие, повышение крепости бражки и процента сухих веществ в барде.
3. Разработана модель кинетики сушки упаренной барды для периодов: прогрева, удаления свободной и связанной влаги. Разработана программа расчета нестационарной диффузии сеточным методом по неявной схеме. Доказано, что удаление связанной влаги из упаренной барды протекает по диффузионному механизму.
4. В производственном эксперименте при переработке зерна кукурузы выработана бражка крепостью 10,6 % об. на ООО «КХ Восход» (г. Майкоп) и произведен пищевой ректификованный спирт марки «Люкс» крепостью 96,9 % об. с низким содержанием примесей, определяющих его качество: альдегидов 1,32 мг/дм3, сивушного масла 1,82 мг/дм3, метанола 0,0078 % об.
5. Исследование физико-химических показателей упаренной и сухой кукурузной барды показывает, что в процессе переработки кормовая ценность в основном сохраняется на прежнем уровне.
6. Экспериментально установлено, что при упаривании барды до содержания сухих веществ 30,8 % мас. в ней содержится в расчете на сухое...