Збагачення меляси живильними речовинами для дріжджів

Для кращого харчування дріжджів при бродінні до меляси у змішувачі дода­ють ортофосфорну кислоту, сечовину, інколи дІамонійфосфат. Як антисептики до­дають розведену сірчану або соляну кислоту, а також інші речовини, які забезпечу­ють біологічну чистоту бродіння.

Витрати 70 %-ної ортофосфорної кислоти G_p (кг на 1000 дал спирту):

де F - вміст у зрілій бражці дріжджів вологістю 75 %, т; Р - вміст Р₂0₅ у дріжджах, % (біля 1%); 0,3 - коефіцієнт, що враховує 30%-ні витрати Р₂О₅ на обмінні реакції; М-витрати меляси, т; - вміст Р₂О₅ в мелясі, %; 1,97 -коефіцієнт перерахунку Р₂0₅ на 70 %-ну ортофосфорну кислоту, яка містить 50,7 % Р₂О₅ (100:50,7).

Формулою можна користуватися для розрахунку витрат будь-якого джерела фосфору, змінивши відповідно значення коефіцієнта 1,97.

Норма витрати 70 %-ної ортофосфорної кислоти на виробництво спирту ста­новить 13 кг на 1000 дал, на виробництво хлібопекарських дріжджів - 5 кг/т. Для підвищення виходу дріжджів рекомендується встановити єдину (загальну) витрату ортофосфорної кислоти - 0,06 % до маси меляси, або 21,5 кг на 1000 дал спирту.

При дефіциті у мелясі засвоюваного азоту вносять сульфат амонію або сечо­вину. Діамоній фосфат, який містить азот і фосфор, використовують досить рідко. У сечовині азоту міститься у 2,2 рази більше, ніж у сульфаті амонію, відповідно менші і її витрати. При засвоєнні дріжджами азоту сечовини не звільнюється кис­лотний залишок, внаслідок чого рН зброджуваного сусла не знижується.

Витрати речовин, які містять азот, (кг на 1000 дал спирту):

де n₁ - вміст азоту у дріжджах 75 %-ної вологості, % (звичайно біля 2 %); 0,07 -коефіцієнт, що враховує 7 %-ну втрату азоту на обмінні реакції; N₂ - вміст засвою­ваного азоту у мелясі, %; К - коефіцієнт перерахунку азоту на джерело азотистого живлення.

Нормальна витрата сульфату амонію 40 кг, сечовини 9-20 кг на 1000 дал спирту. Застосовують їх у вигляді декантованих розчинів з п'яти - шестикратною кількістю води.

Живильні речовини і кислоту змішують з мелясою у змішувачі, аналогічному зображеному на рис. 3.1.

Співробітниками Воронезького об'єднання спиртової промисловості запропо­нована установка для безперервного підкислювання, асептування меляси і збага­чення її живильними солями. Установка складається із чотирьох чи більше цилінд­ричних посудин з конічним дном, які з'єднані переточними трубами. Загальна міс­ткість усіх цистерн розрахована на добовий запас меляси.

Перша посудина розташована на 0,6... 1 м вище наступних і призначена для змішування меляси з розчинами соляної чи сірчаної кислоти, антисептиків і живи­льних солей. У нижній частині збірника знаходиться повітряний барботер для пе­ремішування, аерування і видалення легких органічних кислот з меляси, Для кра­щого перемішування і підвищення ступеня використання повітря на внутрішні поверхні циліндричної частини змішувача закріплено п'ять - шість гвинтоподіб­них направляючих із листової сталі, що має товщину 5...6 мм і ширину 200...250 мм. У другому збірнику - відстоювані - осідають гіпс та інші нерозчинені домішки. На внутрішній поверхні наступних (не менше двох) посудин - витримуваній під кутом 40...45° приварені дві такі ж гвинтоподібні пластини, як і у змішувачі. Вони придають обертальний рух мелясі, що сприяє усуненню застоїв біля стінок. Для розділення меляси на кінцях перетокових труб встановлені розсікані.

Меляса з вагів надходить у змішувач, куди одночасно дозуються кислота та інші допоміжні речовини. Змішуючись з ними, меляса послідовно проходить по перетокових трубах у відстоювач і витримувані, потім подасться у напірний збір­ник асептованої меляси. Осади виводять із відстоювача при дезінфікації обладнан­ня. Установка дозволяє покращити асептування меляси і впровадити автоматиза­цію на цій ділянці.

Змішування меляси з водою

Кількість меляси і води, потрібні для приготування сусла, розраховують на основі рівняння балансу сухих речовин.

При однопотоковому способі зброджування мелясного сусла баланс сухих речовин:

де М - кількість меляси, кг; С- вміст сухих речовин у мелясі, %; V - об'єм меляс­ного сусла, л; d - відносна густина сусла; - вміст сухих речовин у суслі, %.

У лівій частині рівняння виражена кількість сухих речовин меляси, у правій частині - сухих речовин сусла.

Величину d знаходять по таблицях залежності між вмістом сухих речовин і відносною густиною мелясних розчинів.

Маса сусла (кг):

Кількість води, яка додасться до меляси: (М_с - М) (кг або л). При двопотоковому способі зброджування мелясного сусла баланс сухих речовин виражається такими рівняннями: для основного сусла -

для сусла для дріжджів -

де - кількість меляси для основного і сусла для дріжджів, кг;

вміст сухих речовин у мелясі для основного і сусла для дріжджів, %; -

об'єми основного і еусла для дріжджів, л; - відносна густина основного і

сусла для дріжджів; - вміст сухих речовин у основному і суслі для

дріжджів, %.

В умовах безперервного зброджування мелясного сусла особливу увагу слід приділити безперервному приготуванню сусла. Одержання однорідного за концен­трацією сухих речовин еусла - необхідна умова для розмноження дріжджів з метою рівномірного розподілу його між дріжджогснераторами, нормальної дії приладів системи автоматичного регулювання роботи дріжджобродильного відділення та під­тримання стабільних умов життєдіяльності дріжджових клітин.

Для розведення меляси використовують безперервнодіючі змішувачі двох ти­пів: з механічним розмішуванням і без нього. Конструкція змішувача першого типу така ж як і в описаного вище механічного змішувача.

Із змішувачів без розмІшувачів найбільш досконалий аппарат конструкції Укр-НДІ спиртбіопроду (к. УкрНДІСП) (рис. 3.3). Він має вигляд вертикальної цилінд­ричної посудини 5, у його нижній частині є патрубки 7, 6 і 2 для підводу відповідно меляси, гарячої і холодної води. Кільцеву гребінку 3 закріплюють до нижньої кри­шки 1 так, щоб утворилася камера, у яку надходить меляса, а також вода для кра­щого перемішування і нагрівання меляси. Перемішуванню сприяють також танге-нціально встановлений патрубок холодної води. У верхній частині змішувача роз-

ташовані від 8 до 10 ситчастих та­рілок: 4 з вирізами, які по черзі розташовані з протилежного боку. Тарілка має 24.. .26 отворів діаме­тром 15... 20 мм. Завдяки розташу­ванню вирізів з протилежних бо­ків подовжується шлях прохо­дження мелясного сусла і покра­щується перемішування внаслідок зустрічі повздовжніх і попопере-чних напрямів сусла. У нижній частині змішувача є вентиль 8 для його випорожнення.

З метою зменшення витрати артезіанської води і кількості ви­робничих стоків для розведення меляси можна частково викорис­товувати післяспиртову мелясну барду, воду після промивання си­вушного масла, конденсатів парів мелясної барди та промивні води з цеху хлібопекарських дріжджів.

Рис. 3.3 Змішувач меляси з водою

Можливості повернення піс-ляспиртової барди на розведення меляси на спиртових заводах, які

виробляють хлібопекарські дріжджі, дуже обмежені - біля 10 % від загальної ви­трати води на приготування сусла. При більшому поверненні знедріждженої барди вихід спирту зменшується і погіршується якість хлібопекарських дріжджів.

При додержуванні повних умов - нетривале перебування у збірниках, біологі­чна чистота транспортних пристроїв і комунікацій - барда не викликає закисання бражки. Продукти автолізу дріжджових клітин, які містяться у нездріждженій піс-ляспиртовій барді, активують процес головного бродіння.

Ректифікований спирт, одержаний із бражки з бардою, відповідає вимогам до ректифікованого спирту вищої очистки. Вихід спирту при поверненні у виробни­чий цикл до 40 % нездріждженої барди не змінюється протягом декількох місяців.

Повернення первинної мелясної барди на розведення меляси дозволяє змен­шити витрати артезіанської води на приготування мелясного сусла , кількість важ-коочисних стоків, площу полів фільтрації.

Співробітниками УкрНДІ спиртбіопроду встановлено, що використання кон­денсатів парів первинної і вторинної мелясної барди для розведення меляси не впли­ває негативно на процес спиртового бродіння, розмноження дріжджів і вихід спир­ту. Витрати конденсату парів вторинної мелясної барди складав 43 % від витрат артезіанської води на розведення меляси.

Велика кількість спиртових заводів не має достатніх джерел артезіанської води і тому для розбавлення меляси вимушені використовувати ставкову воду, яку небхі-дно піддавати знезараженню і очистці. A.M. Кривчун розробив спосіб очистки ста­вкової води методом електрокоагуляції і електрофлотації з метою використання її для технологічних цілей у спиртовому виробництві.