Матеріальний баланс процесу
Матеріальний баланс спиртового бродіння має наступний вигляд:
Енергія субстрату в процесі бродіння розподіляється так:
90% переходить в етанол і по 5% - в біомасу і теплоту.
Вихід етилового спирту з картоплі, як правило, становить 166 л / га.
Вихід спирту в декалітрах з 1 т ум. крохмалю картоплі
За схемами виробництва:
- безперервної з мех.-фермент. Обробкою - 66,1.
Слід зазначити ідею японського вченого Ямомото - створення замкнутої безвідходної системи отримання етанолу з картоплі. Ямомото експериментально довів, що отриманий з мікроміцетів роду Rhizopus комплексний ферментний препарат, що володіє амілазной і пектіназной активністю, при додаванні до дріжджів добре конвертує крохмаль розтертої маси катофеля в етанол. Процес реалізується при рН 4,2 і температурі 25 ° С. У цій технології не потрібно розварювати картопля і окремо осахаривать масу.
Характеристика та очищення стічних вод спиртового виробництва
Кожне спиртове виробництво в залежності від своєї спеціалізації характеризується своїми, властивими лише даному виробництву, джерелами утворення стічних вод.
По виду сировини, що переробляється спиртові заводи діляться на:
2. • До другої групи належать заводи, переробні мелясу (відхід бурякового виробництва).
На спиртових заводах, що переробляють крахмалосодержащее сировину (перша група), організують виробництво ферментних препаратів, кормових дріжджів і зрідженій харчової вуглекислоти.
Джерела утворення стічних вод на різних видах виробництв і системи виробничої каналізації
На спиртових заводах першої групи стічні води утворюються:
1. • при промиванні і там замку зерна на солод;
2. • при гідротранспортування зеленого солоду;
3. • при зволоженні повітря в зволожувальні камері солодовні;
4. • при митті солодових сит;
5. • при митті технологічного обладнання;
6. • при промиванні фільтрів установок хімічної водоочистки.
При переробці картоплі додатково утворюються транспортерно-мийні води.
На крахмалопаточное заводі стічні води утворюються:
1. • при транспортуванні та миття бульб картоплі;
2. • в результаті багаторазової промивання крохмалю і мезги;
3. • при митті технологічного обладнання, сит;
4. • при змиві фільтр-прессной бруду;
5. • в процесі випарювання і уварювання сиропу (конденсат вторинної пари):
6. • при охолодженні продуктів, напівпродуктів і машин.
В даний час стічні води, які утворюються в виробничих процесах на перерахованих заводах, відводять по двох роздільним мереж каналізації:
- За мережі відпрацьованих вод (від охолодження виробничих середовищ в апаратах через поверхню теплообміну, підшипників, компресорів та повітродувних машин). За умови, що дана вода не піддалася в процесі теплообміну забруднення сторонніми домішками, її використовують повторно в системі оборотного водопостачання після охолодження і профілактичної дезінфекції.
- За мережі виробничих забруднених стічних вод відводять води зі значною концентрацією розчинних, колоїдних і зважених органічних речовин, які швидко забраживают і загнивають. Сюди відносяться води від миття технологічного обладнання та трубопроводів, підлог, замочування зерна на солод, його миття та дезінфекції, лютерная вода, продувний скидання транспортерно-мийних вод після багаторазового використання.
Крім того, на заводах, які переробляють картопля, додатково влаштовують каналізаційну мережу транспортерно - мийних вод, куди направляються стічні води від гідравлічного транспортера і від мийки бульб картоплі. Основними видами забруднень цих вод є зважені речовини (пісок, земля і т.п.), а також розчинні складові грунту і поверхневі органічні речовини бульб, кількість яких різко зростає при транспортуванні та миття пошкоджених, загнили або підморожене бульб картоплі.
Характеристика стічних вод і методи їх очищення.
Стічні води спиртових і лікеро-горілчаних виробництв
Стічні води спиртових і лікеро-горілчаних виробництв характеризуються такими показниками, зведеними в таблиці 1,2.
Табл. 1. Характеристика стічних вод спиртових заводів, що переробляють крахмалосодержащее сировину
На спиртових заводах, що переробляють картопля, очищення води здійснюється за двома самостійним лініях. Це лінія з очищення транспортерно-мийних вод (споруди механічної очистки) і лінія очищення виробничих і побутових стічних вод (споруди біологічної очистки).
У деяких випадках виробничі стічні води крохмалепатокових заводів використовують для зрошення сільськогосподарських угідь після попереднього механічного очищення.
Очищення транспортерно-мийних вод
Очищення подібного роду стічних вод здійснюється шляхом відстоювання в спорудах механічної очистки. Для прискорення процесу освітлення, осадження зважених речовин і корекції реакції середовища в воду, що очищається періодично додають вапно. Після висвітлення стічні води багаторазово повертаються в гідротранспортер і використовуються для транспортування бульб картоплі або цукрових буряків. Для поновлення транспортерно-мийних вод і заповнення їх обсягу в мийку подають відпрацювали води в кількості 0,6-0,7 м2 на 1т переробляється картоплі. Набір споруд механічного очищення стоків в даному випадку представлений збіркою забруднених стоків, змішувачем для додавання гашеного вапна, пісколовки і відстійника. При цьому осад з відстійника періодично видаляють гидростатическим напором або насосом в накопичувач землі. Вода з накопичувача землі збирається в колодязях і насосом подається на споруди біологічної очистки з розрахунку 10% знаходиться в обороті, надлишок води повертається в гідрогранспортер.
Очищення виробничих забруднених стічних вод
Стічні води спиртових заводів піддають біологічному очищенню в природних або штучних умовах.
Схема біологічного очищення спиртових заводів, що переробляють крахмалосодержащее сировину:
Стічні води попередньо надходять в біоочістітель, що представляє собою блок пісколовки і біокоагулятори, куди безперервно подається надлишковий активний мул з вторинних відстійників і освітлена транспортерно-мийна вода з накопичувача землі. Освітлена вода з первинних відстійників з концентрацією завислих речовин 100-120 мг / л надходить в двоступеневі аеротенки, зблоковані з вторинними відстійниками кожен. При необхідності доочистки стічна вода з третинного відстійника подається на гравійно-піщаний фільтр (або фільтр з плаваючим завантаженням з поліуретанового наповнювача) і далі в каскад біологічних ставків з природною або штучною аерацією.
Знезараження стічних вод проводиться рідким гіпохлоритом натрію, одержуваних з хлористого натрію (повареної солі) шляхом електролізу.
Надлишковий активний мул з вторинного і третинного відстійника і контактного резервуара подається насосом в біоочістітель і ілоуплотнітелі. Тривалість ущільнення 7-8 годин. Ущільнені осад та мул подаються на знешкодження в дегельмінтератор для знешкодження їх термічною обробкою при температурі 70-75 ºС. Иловая вода з дегельмінтезатора і ілоуплотнітелі подається в аеротенки, зневоднений осад подається в накопичувач, а потім використовується як добриво.
Відходи виробництва спирту з картоплі
Поряд зі спиртом утворюється ряд побічних спиртопродукти і відходів виробництва:
- барда, що представляє собою водну суспензію органічних залишків;
- головна фракція - етиловий спирт;
- шлам від промивок устаткування;
Напрямок використання побічних продуктів вирішується в залежності від місця прив'язки типового проекту.
Барда використовується на відгодівлю сільськогосподарських тварин, використовується для отримання гліцерину, бетаїну, глютамінової кислоти, а також в якості поживного середовища для вирощування кормових дріжджів і отримання кормового вітаміну В12. З зрілої мелассного бражки відокремлюють сепаруванням дріжджі, використовувані в хлібопекарській промисловості.
Зернокартофельная барда є цінним кормовим продуктом, так як в її склад входять білкові речовини, вуглеводи, органічні кислоти, жири, вітаміни, мінеральні речовини та ін. Її використовують на кормові цілі в натуральному вигляді, як добавки до комбікормів і т. Д.
Побічні продукти ректифікації - головна фракція і сивушні масла - містять цінні речовини. Головна фракція містить до 90 об.% Етилового спирту і близько 2 - 6% домішок (в основному ефіри і альдегіди). В даний час з головної фракції отримують ректифікований спирт і концентрат головної фракції, який використовується в якості джерела вуглецю при вирощуванні кормових дріжджів.
Сивушні масла є цінним продуктом, до складу якого входять в основному вищі спирти (ізоаміловий, ізобутіл-ловий, пропіловий). Сивушні масла розганяють на складові компоненти і потім використовують для синтезу запашних речовин і медичних препаратів, в лакофарбової, фармацевтичної промисловості та ін.
На спиртових заводах також передбачено комплексне використання сировини і побічних продуктів виробництва. Поряд зі спиртом випускають рідкий або твердий діоксид вуглецю. Рідкий діоксид вуглецю знаходить широке застосування у виробництві безалкогольних напоїв, мінеральних і газованих вод; його застосовують при зварюванні, механічній обробці металів, для вибухових робіт, вогнегасників та інших цілей. Твердий діоксид вуглецю (сухий лід) використовується в якості холодоагенту.
Основні шкідливі речовини, що виділяються в приміщеннях на спиртових заводах:
Техногенний вплив - тепло.
Викиди в атмосферу забруднюючих речовин
Таблиця 3. Перелік забруднюючих речовин, взбрасиваемих виробництвом в атмосферу