2. Расчет продуктов

Расчет продуктов для схемы производства спирта при механико – ферментативной обработке зернового сырья с использованием ферментных препаратов Амилосубти

лин ГЗх, Глюкаваморин ГЗх.

Исходные данные:

Производительность завода - 1500 дал б/в спирта ректификованного в сутки;

Очищенное от примесей сырье: рожь крахмалистостью 53,0% с массовой долей

влаги 14,5%;

Используемые ферментные препараты:

Амилосубтилин Г3х (амилолитическая активность АС 1000ед/г, расход по АС

-2,7 ед/г

условного крахмала).

Глюкавоморин Гзх (глюкоамилазная активность ГлС 330 ед/г, расход по ГлС-

7,2 ед/г условного крахмала.

Разваривание непрерывное по механико-ферментативной схеме;

Осахаривание одноступенчатое с вакуум – охлаждением.

Плановый выход спирта из 1т условного крахмала ржи, дал:

64,8+0,7-0,7=64,8,

где 64,8 нормальный выход спирта из 1 т условного крахмала ржи при непрерывной схеме;

0,7 - надбавка к выходу спирта из 1 т условного крахмала при замене солода

ФП, дал;

-0,7 вычет на полунепрерывную схему производства на 1,0 дал/т.

Примерный расчет производится на 100 дал спирта.

Крахмал.

Общий расход крахмала для получения 100 дал спирта, кг:

1000*100/64,8=1543,21

где 64,8 нормальный выход из 1 т условного крахмала ржи, дал.

Зерно.

Расход ржи для получения 100 дал спирта, кг:

1543,21*100/53,0= 2911,717

где 53 условная крахмалистость ржи,%.

Таблица 1 – Состав ржи

Замес.

Принимаем гидромодуль смеси равный 3

Расход теплой воды, поступающей на приготовление замеса в смеситель,кг:

2911,717*3,0= 8735,15

На приготовление замеса используется отработанная теплая вода от дефлегма-

торов, температура замеса 50-55 ºС.

Расход ФП Амилосубтилина Гзх для разжижения замеса в смесителе,кг:

2,7*1000*1543,2/1000= 4166,667г или 4,2кг

где 2,7 - единицы АС, требующегося для разжижения 1 т условного крахмала;

1000 - коэффициент пересчета кг в г;

1000 - амилолитическая активность препарата Амилосубтилин Гзх, ед/г;

При дозировании препарат разбавляется питьевой водой в соотношении 1:10, т.е. до 45 литров

Общее количество замеса в смесителе составляет,кг:

2911,7+8735,2+45= 11691,87

Сухих веществ в замесе содержится,%:

(2458,5+3*0,92)*100/11692= 21,05104

Где 0,92 - содержание сухих веществ в Амилосубтилине Гзх, в долях единицы.

2458,5 - общее содержание сухих веществ ржи в кг

Таблица 2 – Состав замеса

Теплоемкость замеса, кДж/кг*град:

Сзам=Сс.в.*0,213+Своды*0,787= 3,6249

где Сс.в.=1,5 удельная теплоемкость сухого вещества зерна;

Своды.=4,2 удельная теплоемкость воды,кДж/кг*град

0,213 и 0,787 - эмпирические коэффициенты.

Ферментативная обработка (1-я ступень)

Расход острого пара Р=0,6МПа для нагрева замеса в контактной головке перед

аппаратом ферментативной обработки 1 ступени от 51 до 70,5 ºС,кг.

-масса замеса,кг;

С-теплоемкость замса, кДж/кг*град;

=51º - температура в смесителе;

=70,5º - температура в контактной головке;

- энтальпия конденсата пара при 0,6 МПа,кДж/кг;

- энтальпия вторичного пара при 0,6МПа, кЖд/кг;

1,04 – коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе.

11692*3,63(70,5-51)*1,04/(2767-295,17)=347,8604

Где 2767 - теплосодержание пара при Р=0,6МПа,кДж/кг

296,17 теплосодержание конденсата пара при температуре70,5ºС,кДж/кг

1,04 - коэффициент, учитывающий потери тепла в подогревателе.

Количество массы, выходящей из аппарата ферментативной обработки 1

ступени, кг:

11692+347,8=12039,73

Ферментативно-тепловая обработка (2-я ступень).

Расход острого пара Р=0,6 Мпа на нагрев крахмалистой массы в аппарате

ферментативной обработки 2 ступени от температуры 70,5°С до 93°С .

=12040,2*3,63*(93-70,5)*1,04/(2767-389,37)=429,5209;

где 389,37 - теплосодержание конденсата пара при температуре 93°С.

Количество крахмалистой массы, выходящей из аппарата ферментативной

обработки 2 ступени, кг:

12040,2+430,14=12469,25 или 12 кг

Расход острого греющего пара Р=0,6МПа, поступающего в контактную головку

для стерилизации массы при температуре 105ºС кДж/кг

12470,3*3,63*(105-93)*1,04/(2767-439,6)=242,3706

где 439,6 теплосодержание конденсата пара при температуре 105ºС.

Количество стерилизованной массы, выходящей из трубчатого стерилизатора и поступающей в паросепаратор, кг:

12470,3+242,7=12711,62

Удельный расход острого греющего пара на ферментативно-тепловую обработку крахмалистой массы (по массе зерна),%:

(348,2+430,14+242,7)*100/2875,5=35,46346

где 2875,5 количество ржи,необходимое для получения 98,8 дал б/а спирта сырца.

Вакуум-охлаждение крахмалистой массы до температуры осахаривания.

Количество вторичного пара, образующегося в испарителе-осахаривателе при

перепаде температур от 105ºСдо58ºС,кг:

12713*3,63*(105-58)/(2359,8-3,63*58)=1007,502

Где 2359,8 теплота парообразования при 58ºС,кДж/кг.

Объем выделяющегося пара в испарителе, м³:

1007,502*8,45=8513,394

Где 8,45 объем 1 кг вторичного пара при температуре 58ºС,м³.

Расход воды на конденсатор,кг:

1007,502*(2608,6-4,2*45)/4,2*(45-24)=27638,92конденсатор соответственно, ºС.

Количество массы в испарителе-осахаривателе, кг:

12713-1007,502=11704,12

Осахаривание крахмалистой массы

Расход ФП Глюкавамарин Г3х для осахаривания крахмалистой массы в испари

теле- осахаривателе,кг:

7,2*1543,2*1000/330=

33669,82

33,7

кг

Где 7,2 - единицы ГлС, требующиеся для осахаривания 1г условного крахмала;

1543,2 количество условного крахмала,кг;

1000 коэффициент пересчета кг в г;

330 глюкоамилазная активность препарата Глюкаваморин Г3х,ед/г.

ФП Глюкаваморин Г3х перед применением разводится питьевой водой до

объема 300л.

Всего в испаритель-осахариватель поступает крахмалистой массы и суспензии

Глюкаваморина Г3х,кг:

11703,8+350=12054,12

Где 350 общая масса суспензии, кг.

На приготовление производственных дрожжей из испарителя-осахаривателя

отбирается 8% сусла, что составляет, кг:

12053,8*0,08=964,3293

Количество сусла с температурой 58 ºС, поступающего в теплообменный аппарат

на охлаждение до температуры складки, составит,кг:

12053,8-964,3= 11089,79

Сбраживание сусла

В бродильное отделение поступает:

сусло, охлажденное до температуры складки (24ºС)-11089,79 кг;

производственные дрожжи-964,3 кг;

Всего в бродильное отделение поступит (с учетом промывных вод), кг:

(11089+964,3)*0,025+11089,5+964,3=12355,47

Где 0,025 коэффициент, учитывающий объем промывных вод, расход 2,5% по

массе продукта

Выход диоксида углерода составит,кг/100 дал:

789,3*0,955= 753,7815

Где 789,3 масса 100 дал безводного спирта,кг;

0,955 выход СО₂ по отношению к безводному спирту,кг.

Зрелая бражка

Выход зрелой бражки составит, кг:

12355,15-753,8= 11601,69

С учетом водно-спиртовой жидкости из спиртоловушки, количество зрелой

бражки составит, кг:

11601,3+11601,3*0,025= 11891,73

где 0,025 количество водно-спиртовой жидкости по объему бражки

Объем зрелой бражки при плотности 1,0126 составит,л

11891,3/1,0126=11743,76

Потери спирта с бардой составляют 0,015% или 0,2% по спирту.

Всего спирта в бражке с учетом потерь будет 100,2 дал или кг:

100,2*7,8927=790,8786

Где 7,893 масса 1 дал безводного спирта,кг

Концентрация спирта в зрелой бражке с учетом максимальных потерь, % об.

100,2*10*100/11743,4= 8,532192

Где 100 пересчет на 100дал

Всего бражки поступит на брагоректиыфикацию с учетом разбавления ее водой при заполаскивании бродильных аппаратов,л

11743,4+11743,4*0,5/100=11802,48 л, или 11802,48*1,0126=11951,19 кг

Где 0,5 % промывные воды

100 коэффициент пересчета

Расчет расхода формалина

Норма расхода формалина составляет 25 л на 1000 дал спирта или 2,5 л/100 дал

С ФП вносится, л:

С Амилосубтилином ГЗх:

45*0,1/100=0,045

где 0,1 концентрация формалина в суспензии Амилосубтилина ГЗх,%;

100 коэффициент пересчета

С Глюкаваморином ГЗх:

350*0,5/100=1,75

Где 0,5 концентрация формалина в суспензии Глюкаваморина ГЗх,%;

Всего с ФП, л:

0,045+1,75=1,795

При плотности формалина 1,0865 кг/л его масса составит, кг

1,795*1,086=1,950268

Недостающее количество формалина, кг:

2,5-1,95=0,549733 должно вводиться непосредственно в сусло через отдельный

сборник формалина

Таблица 3 - Сводная таблица продуктов спиртового производства

Продукты

На 100 дал б/а спирта-сырца

На 100 дал ректификованного спирта

На суточную производительность

кг

м³

кг

м³

кг

м³

Рожь (ρ=800кг/м³)

2911,7

3,64

3028,2

3,78

43423

56,7

Замес

(ρ=1030 кг/м³)

11,692

11,35

12159,7

11,8

182395,5

177

Масса замеса, вых. из АФО-1

12040,2

-

12521,8

-

187827,12

-

Масса замеса, вых. Из АФО-2

12470,3

-

12969,1

-

194536,7

-

Масса, вых. Из трубчатого стерилизатора и пост. В паросепаратор

12713

-

13221,5

-

198322,8

-

Разваренная масса после испар. Части воды в осахаривателе

(ρ=1028кг/м³)

11703,8

11,38

12172

11,84

182579,3

177,61

Глюкаваморин Г3х

(ρ=1088кг/м³)

33,7

0,031

35,05

0,032

525,72

0,48

Продолжение таблицы 3 - Сводная таблица продуктов спиртового производства

Продукты

На 100 дал б/а спирта-сырца

На 100 дал ректификованного спирта

На суточную производительность

кг

м³

кг

м³

кг

м³

Амилосубтилин Г3х(ρ=1086кг/м³)

4,166

0,038

4,33

0,04

65

0,06

Сусло, пост. В т/о на охлаждение

(ρ=1024кг/м³)

11089,5

10,83

11533,08

11,26

17299,62

168,94

Сусло, зрелые дрожжи с промывными водами

(ρ=1012,6кг/м³)

12355,15

12,04

12849,4

12,52

192740,3

187,86

Зрелая бражка в брагоретифик. Отделение

(ρ=1012,6кг/м³)

11891,3

11,7503

12367

12,2203

185504,3

18330,45

Формалин

(ρ=1,0865кг/м³)

1,7

1,56

1,768

1,63

26,52

24,4

Расход острого пара на нагрев замеса перед АФО -1

348,2

-

362,1

-

5431,9

-

Расход острого пара в АФО-2

430,14

-

447,3

-

6710,2

-

Продолжение таблицы 3 - Сводная таблица продуктов спиртового производства

Продукты

На 100 дал б/а спирта-сырца

На 100 дал ректификованного спирта

На суточную производительность

кг

м³

кг

м³

кг

м³

Расход острого пара в контактной головке

242,7

-

252,4

-

3786,12

-

Втор.пар, образующийся в испарителе-осахаривателе

1009,2

-

1049,6

-

15743,5

-

Вода для приготовления замеса

8735,2

-

9084,6

-

136269

-