Технология спирта

шаблоны сайтов
joomla

Технология спирта — это наука о методах и процессах переработки различных видов сырья в этиловый спирт. В данной книге изложена технология этилового спирта из крахмалсодержащего сырья — зерна, картофеля и из сахарсодержащего сырья — свекловичной мелассы.

По современной номенклатуре технология спирта относится к биотехнологии. Основные процессы получения спирта — превращение крахмала в сахар и сахара в этиловый спирт под действием биологических катализаторов (ферментов). Так как ферменты для гидролиза крахмала до Сахаров вырабатываются плесневыми грибами и бактериями, а для превращения Сахаров в спирт — дрожжами, технология спирта неразрывно связана с технической микробиологией.

Технология спирта включает в себя следующие процессы: подготовку сырья к развариванию, разваривание зерна и картофеля с водой для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала; охлаждение разваренной массы и осахаривание крахмала ферментами солода (пророщенного зерна) или культур плесневых грибов; сбраживание Сахаров дрожжами в спирт; отгонку спирта из бражки и его ректификацию, а также приготовление солода путем проращивания зерна или культивирования плесневых грибов и бактерий для получения амилолитических и протеолитичес-ких ферментных препаратов, выведение и размножение засевных дрожжей. При получении спирта из мелассы перерабатывается содержащаяся в ней сахароза, поэтому процессы разваривания и осахаривания исключаются. В производстве кроме спирта и диоксида углерода — основных продуктов получают побочные — барду, головную эфирно-альдегидную фракцию (ЭАФ), сивушное масло.

Диоксид углерода, образующийся при спиртовом брожении, улавливают, очищают от сопутствующих примесей и превращают в жидкий или производство этанола гидратацией этилена при комплексной переработке древесины методом кислотного гидролиза и утилизации сульфитных щелоков рассматривается в других учебниках. твердый продукт («сухой лед»). Из мелассной бражки в двухпро-дуктовой схеме кроме спирта и СОг получают хлебопекарные дрожжи. Сивушное масло (смесь в основном изоамилового, изо-бутилового и и-пропилового спиртов) и головную ЭАФ, выделяющуюся в процессе ректификации этилового спирта, выпускают в виде технических продуктов. Головная ЭАФ не имеет пока квалифицированного применения, но в смеси с бензином вполне может быть использована как горючее в автотранспортном хозяйстве.

Барда — остаток после отгонки спирта из бражки. Зерно-картофельная барда содержит все составные компоненты исходного сырья, за исключением крахмала, и дрожжи. Небольшое количество азотистых веществ солода и сырья расходуется на питание дрожжей, которыми синтезируются полноценные белки, многие витамины и другие биологически важные вещества.

Поэтому натуральная зерно-картофельная барда — прекрасный сочный корм для животных. В целях сохранения состава при кратковременном летнем хранении на некоторых заводах жидкую барду используют для выращивания кормовых дрожжей, концентрируют и сушат. Мелассная барда, к сожалению, до сих пор в основном является загрязняющим природу отходом, который хранят на полях орошения, отчуждая для этого плодородные земли и загрязняя атмосферу. На некоторых заводах на барде выращивают кормовые дрожжи, но взамен получают в таком же объеме вторичную барду или вырабатывают кормовые концентраты витамина В12 (культивированием метановых бактерий). Между тем в мелассной барде содержится много глицерина, глутаминовой кислоты, бетаина, калийных солей и др., но извлекают их незначительные количества. Этиловый спирт — основной продукт — находит широкое применение.

Пищевая промышленность — его главный потребитель:

спирт используют при изготовлении ликерно-водочных изделий,

плодово-ягодных вин,

для крепления виноматериалов и купажирования виноградных вин,

в производстве уксуса,

пищевых ароматизаторов,

парфюмерно-косметических изделий.

В микробиологической и медицинской промышленности спирт необходим для осаждения ферментных препаратов из культуральной жидкости или экстракта из твердофазной культуры, для получения витаминов и других препаратов и лекарств, как дезинфицирующее средство и как вещество, предотвращающее инфицирование и порчу лечебных экстрактов (валерианы, пустырника и др.). Небольшие количества спирта расходуются в химической, машиностроительной, автомобильной и других отраслях промышленности, а также в ветеринарии и фармакопеи.

Таким образом, спиртовая промышленность тесно связана, с одной стороны, со многими отраслями народного хозяйства, для 4 которых спирт служит сырьем, основным и вспомогательным материалами, с другой — с сельским хозяйством. Получая от сельского хозяйства растительное сырье и извлекая из него и из мелассы наименее ценную часть — углеводы, спиртовая промышленность возвращает ему белковые витаминизированные корма. Она является единственной отраслью промышленности, способной превращать дефектные (порченые) зерно и картофель в доброкачественные продукты.

Отечественная спиртовая промышленность до 1917 г. была представлена мелкими заводами, каждый из которых в среднем вырабатывал около 22 тыс. дал спирта в год. Большая часть спирта выпускалась в виде вина (водки).

Постепенно производство спирта и водки разделилось, причем спиртовые заводы остались в зоне сельскохозяйственного сырья, а водочные (именовавшиеся тогда казенными винными складами) сосредоточились в городах — местах наибольшего сбыта алкогольных напитков.

С началом первой мировой войны резко снизилось производство спирта, а выработка водки вовсе прекратилась. В первые годы советской власти работало небольшое число спиртовых заводов, удовлетворявших только неотложные нужды народного хозяйства. В 1925—1926 гг. началось восстановление спиртовой промышленности, в это время действовало около 370 заводов с общей выработкой спирта 16 млн дал в год.

В последующие годы производство спирта неуклонно возрастало, реконструировались заводы и увеличивались мощности действовавших предприятий. Для этого времени характерно строительство и ввод в эксплуатацию новых большой мощности (6000... 12000 дал/сут) комбинатов-гигантов — Лохвицкий, Докшуклыкский, Петровский, Ефре-мовский, Мариинский и др. Суммарная годовая мощность в 1940 г. составила 145 млн дал. Во время Великой Отечественной войны значительная часть спиртовых заводов оказалась на временно оккупированной территории и была разрушена.

В первый мирный 1946 г. было выработано всего 32,2 млн дал спирта. С 1947 г. началось восстановление промышленности, характеризовавшееся быстрыми темпами и широкой реализацией новейших научно-технических достижений. В 1980 г. производство спирта достигло 200 млн дал, что вызывалось потребностью в увеличении его расхода на крепление вин в виноделии. До 1985 г. по выработке спирта-ректификата б. СССР стоял на первом месте. С начала антиалкогольной кампании в 1985 г. за три года объем вырабатываемого спирта был сокращен до 70 млн дал в год, а многие заводы перепрофилированы на выпуск другой продукции и частично закрыты. Резко сократился выпуск вина и водочной продукции, расширилось самогоноварение.

В конце 1988 г. антиалкогольные ограничения 5 начали постепенно отменяться, увеличивалось производство спирта, ликерно-водочных изделий, вина и другой продукции. В 1990 г. восстанавливается производство спирта на ранее закрытых заводах и выработка его за весь год составила более 146 млн дал. Спиртовая промышленность представляет собой одну из крупных технически развитых отраслей. Широко освоены непрерывные технологические процессы разваривания зерна и картофеля, осахаривания разваренной массы и ее вакуумное охлаждение, проточное сбраживание сусла. Построены и работают цехи получения глубинной культуры микромицетов, представляющей собой ферментный препарат глюкаваморин Гх, содержащий а-амилазу и глюкоамилазу и полностью заменяющий солод.

Такая замена солода осуществлена на большинстве заводов, вырабатывающих более 90 % общего количества спирта в стране. Внедрено также непрерывное спиртовое брожение с рециркуляцией дрожжей и его совмещением с полной заменой солода ферментными препаратами. Общий уровень механизации в основном производстве составляет свыше 90 %, погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских (ПРТС) работ — около 80 %.

На зарубежных заводах все процессы (за исключением перегонки бражки и ректификации спирта), как правило, проводятся в периодически действующих аппаратах. Технология спирта как наука прошла длинный путь развития, прежде чем достигла высокого современного научно-технического уровня, в создании и совершенствовании ее участвовали выдающиеся ученые и инженеры многих стран, в том числе и отечественные.

Получение спирта как самостоятельного продукта относится к более позднему времени, чем приготовление алкогольных напитков посредством брожения, что было известно с глубокой древности. О строительстве винокурни в России упоминалось в Вятской летописи в 1174 г.

В Италии впервые спирт становится товаром в XIII в. Спустя два века его стали вырабатывать и в других странах. Однако до второй половины XIX в. способы получения спирта были примитивными и технологии как науки еще не существовало.