Производство этилового спирта (этанола) является важной составляющей в мировом промышленном производстве. Производятиз любого сырья, которое содержит полисахариды, дисахариды и моносахариды. Этанол разделяют по видам в зависимостиот конечной цели дальнейшего использования: ректификат, дегидратированый, спирт-сырец, дистилляты. Ректификованныйэтанол используют для производства алкогольных напитков (водка, настойки), фармацевтике, парфюмерии.Дегидратированый спирт используют в основном для производства топлива (Е5-Е85). Спирт-сырец и дистилляты используютдля производства виски, коньячных спиртов, бренди, коньяка, текилы, рома и т.д. Качество этанола (концентрацияпримесей и органолептическая оценка) регламентируется соответствующими нормативными актами (EN, ГОСТ, ДСТУ и т.д.)

Ниже приведен пример технологии производства этанола из крахмалсодержащего сырья.

Приемка и подготовка зерна к переработке

Зерно принимается на выгрузочное устройство. Все сырье, которое поступает на предприятие, очищается от органических иминеральных примесей. Этот процесс осуществляют на зерноочистительных машинах различного типа.

Измельчение зерна

Эффективность переработки сырья при гидроферментативной обработке зависит от степени его деструкции. Для измельчениязерна рекомендованы к применению устройства (дробилки), гарантирующие помол 96…98 % — проход через ситос диаметром отверстий 1 мм.

Приготовление замеса

Эта операция производится путем смешивания полученного помола с водой в специальном устройстве, которое установленонепосредственно над сборником для приготовления замеса. В этом сборнике происходит активное перемешивание среды припомощи перемешивающего устройства (мешалки) различной конструкции и конфигурации. Температура замеса поддерживаетсяпутем использования для его приготовления фильтрата барды и/или горячей воды. На этой стадии начинается процесснабухания крахмальных зерен и разрежения крахмала сырья вследствие действия разрежающего ферментного препарата— Альфа-Амилаза, содержащего термостабильную α-амилазу.

Гидродинамическая и ферментативная обработка замеса

Основной процесс распада и декстринизации крахмала проводится в двух последовательно соединенных аппаратах,снабженных устройствами для перемешивания. Температурный режим обработки замеса на этой стадии поддерживаетсяавтоматически путем подачи пара в барботер аппарата ГДФО №1. С аппарата ГДФО №1 через переливной трубопровод суслопоступает в аппарат ГДФО №2 и далее в отделение ферментации.

Дрожжегенерация

Данный процесс состоит из двух этапов:

• разведение чистой культуры (сухих) дрожжей (лабораторная стадия);
• выращивание производственных дрожжей

Также возможно использование сухих дрожжей непосредственно в процессе ферментации.
Выращивание производственныхмикроорганизмов длится до накопления продукта в них в пределах 3,0-4,5% об., что соответствует видимой плотностипроизводственных микроорганизмов - 2/3 - 1/2 от начальной концентрации сухих веществ в сиропе.
Перемешиваниесреды в производственных аппаратах при выращивании - сокращает продолжительность процесса почти вдвое.
сева, аоставшийся объем передают на ферментацию.

Ферментация

Основными продуцентами спирта при переработке крахмалосодержащего сырья являютсямикроорганизмы Sacharomyces cerevisiae. Для выращивания производственных микроорганизмов используют охлажденнуюразваренную массу после гидродинамической ферментативной обработки добавляют ферментный препарат глюкоамилазногодействия.

Ферментация предусматривает процесс накопления алкоголя в бражке в специальныхаппаратах (ферментерах) и реализовывается в батарее ферментеров периодического или непрерывного действия.

Продолжительность ферментации зависит от способа ее проведения, вида и качествасырья, концентрации сусла, температуры среды, дозирования ферментного препарата и составляет 48…72 часа.

Дистилляция и ректификация

Бражку после подогрева в подогревателе бражки и отделения углекислого газа всепараторе СО2 направляют на питательную тарелку бражной (дистилляционной) колонны, далее — БК.

В БК происходит отделение летучей части бражки от нелетучей. Бражка,освобожденная от летучей части, выводится с нижней части БК в виде послеспиртовой барды. С ней отводятсяэкстрактивные вещества, взвешенные, значительное количество воды и хвостовых примесей. Летучая часть бражки,содержащая этиловый спирт, воду, сопутствующие летучие примеси, в виде бражного дистиллята направляют на тарелкупитания эпюрационной (гидроселекционной) колонны, далее —ЭК.

В ЭК выделяются головные примеси в виде ФГЭС (фракция головная этилового спирта)и из нижней части выводят эпюрат, который подают на питательную тарелку ректификационной колонны, далее — РК.

В РК происходит дальнейшая очистка с выделением головных, концевых примесей— в виде непастеризованого спирта, и промежуточных примесей — в виде сивушного масла и укрепления(концентрация) этанола до нормируемых показателей. Из нижней части РК выводится лютерная вода, обогащеннаяхвостовыми примесями, а из верхней части отбирают ректифицированный спирт.

Для получения спирта высокого качества («Люкс») ректификованый спирт направляютна питательную тарелку колонны окончательной очистки (метанольную)– далее ККО. В ККО происходит окончательнаяочистка спирта от концевых примесей в виде непастеризованого спирта и промежуточных примесей в виде части спирта,отбираемого из куба ККО. Из верхней части ККО отбирают ректификованный спирт.

Для увеличения выхода спирта, относительно теоретического, сивушную фракцию,ФГЭС, непастеризованый спирт направляют в сборник и затем на питательную тарелку разгонной колонны – далее РзК.

В РзК спирт извлекается из смеси сивушной фракции и ФГЭС и концентрируют примесив виде СЭАК – сивушно-эфиро-альдегидного концентрата. Кубовый остаток РзК (содержанием алкоголя 6…12% об.)направляют в БК.

Дегидратация

Для получения дегидратованого этанола используют процесс адсорбции на молекулярных ситах. Спирт сырец направляюпоочередно в специальные емкости, заполненные специальной насадкой. Проходя через слой насадки этанол, освобождаетсяот влаги и конечное содержание воды сокращается до 0,05% об.

Мебранная очистка послеспиртовой барды (DDGS)

Вся барда из БК последовательно поступает на:

• декантерную установку, где происходит ее разделение на фильтрат барды и кек
• мембранную установку, где происходит выделение из фильтрата барды дрожже-белкового концентрата (ДБК)

Отсепарарованый кек и ДБК смешивают с получение белково-витаминного концентрата (БВК).
БВК далее сушат и в сухомвиде направляют в склад и на реализацию, а очищенный фильтрат барды после рН коррекции используют для приготовлениязамеса.

Сушка БВК

Для сушки БВК использовать воздушно-сушильный агрегат, использующий в качестве теплоносителя острый пар, природныйгаз или твердое топливо.