RO110532B1 - PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE FABRICARE A SPIRTULUI - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un procedeu și la o instalație de fabricare a spirtului din materii prime amidonoase, cum ar fi porumbul, precum și secara, grâul și alte cereale, atunci când acestea din urmă suferă degradări și nu li se poate da o altă întrebuințare. Materia primă, măcinată foarte fin, este adusă într-un zaharificator, în prealabil pregătit, în care se află 2/3 apă caldă și unde, sub agitația permanentă a unui agitator, au loc operațiunii6 de plămădire, zaharificare, însămânțare cu cuibul de drojdie, în prealabil pregătit, precum și începerea procesului de fermentare, după care are loc procesul tehnologic clasic, pe aceleași instalații, cu singura deosebire că borhotul rezidual se prezintă ca o făină în dispersie de apă, care suferă procesul de eliminare a apei cu ajutorul unui blasser, obținându-se o făină sterilizată, care conține substanțe nutritive și proteice, fiind foarte bună în furajarea animalelor.

Description

Invenția se referă la un procedeu și o instalație de fabricare a spirtului din materii prime amidonoase, cum ar fi porumbul, grâul și alte cereale atunci când acestea din urmă suferă degradări și nu li se mai poate da o altă întrebuințare.

Este cunoscut un procedeu și o instalație de obținere a spirtului din materii prime amidonoase, unde aceste materii prime înainte de faza de fermentare se supun unor prelucrări speciale în scopul transformării amidonului pe care îl conțin în zaharuri fermentescibile (maltoz și glucoză) prin fierbere și apoi zaharificare.

Pentru a putea fi zaharificate sub acțiunea diastazei din malț, granulele de amidon sunt mai întâi cleificate și solubilizate, aceasta realizându-se prin fierberea cerealelor sub presiune într-o autoclavă denumită Henze. Amidonul astfel obținut este transformat pe cale enzimatică în zaharuri fermentescibile într-o instalație denumită industrial zaharificator, deoarece drojdiile nu conțin enzimele care să desfacă amidonul în zaharuri mai simple pe care apoi să le fermenteze. Operația de zaharificare se mai numește și plămădire și constă din amestecarea intensă, la o anumită temperatură, a masei fierte cu lapte de slad, adăugarea drojdiilor de fermentare, după o prealabilă răcire și apoi o răcire în continuare până la temperatura la care masa zaharificată se pompează în vasele de fermentare. După operația de fermentare, în prezența culturilor de drojdii, are loc operația de distilare și rafinare.

Acest procedeu și instalație aferentă prezintă o serie de dezavantaje cum ar fi, construcția deosebită a fierbătorului, datorată faptului că lucrează la temperaturi ridicate de 120-16O°C și presiuni de până la 3-5 daN/cm²; boabele nu sunt în totalitate degradate; mărirea timpului de fierbere duce la caramelizarea amidonului rezultat, făcându-l inutilizabil; au loc pierderi de amidon prin aburul de circulație; apar defecțiuni mecanice (înfundarea supapei de suprapresiune, slăbirea etanșeității capacului, care uneori poate avea urmări dezastruoase); consum ridicat de abur tehnologic; temperaturi înalte în zona de lucru; borhotul obținut având caracteristici inferioare; randamentul scăzut.

în ultimii ani a început să fie utilizat un nou procedeu de prelucrare a cerealelor în toate țările din vest, respectiv procedeul Plămădire la rece sau prescurtat procedeul KMV. Prin acest procedeu cerealele sunt măcinate în prealabil, foarte fin, după care sunt încălzite, urmează fluiditatea și zaharificarea cu un complex enzimatic, oferit de firmele furnizoare de licență. Acest procedeu are avantajul reducerii consumului de abur tehnologic și diminuarea pierderilor datorită formării substanțelor melonoide. Dezavantajele acestui procedeu constau în faptul că fierberea se face într-o instalație separată, măcinarea necesită niște utilaje speciale, utilizarea unui jettkuker, zaharificarea făcându-se cu un complex enzimatic, oferit de firmele producătoare de licență, deci dependent de acestea.

Procedeul, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că materia primă este transportată, cântărită și apoi măcinată, obținându-se o făină cu o finețe de 0,06 -0,1 .aceasta fiind amestecată cu apă la 55...60°C, în raport de greutate de 1/3, după care se introduce o enzimă de fluidificare în cantitate de 0,13 ...0,14 1/1000 kg maciniș, amestecarea continuând odată cu ridicarea temperaturii plămezii, timp de 33 - 37 min. la 83 - 87°C, după care într-un interval de 57 - 52 min. are loc o răcire lentă până la temperatura de 54 57°C, când se introduce o enzimă de zaharificare în cantitate de 0,68 ...0,72/1000 kg șarjă, continuându-se răcirea lentă în timp de 43 - 46 min. până se atinge o temperatură a plămezii de 29 - 33°C, timp în ere are loc zaharificarea amidonului și moment în care are loc însămânțarea plămezii zaharificate cu cuibul de drojdie, în prealabil preparat, în proporție de 8 - 10% din volumul plămezii zaharificate, întreg procesul durând aproximativ 10-12 min,

RO 110532 Bl sub agitație continuă, celulele de drojdie fiind uniform răspândite, fermentația declanșându-se simultan în toată masa plămezii, după care are loc trimiterea plămezii în linul de fermentare, concentrația plămezii fiind de 17 - 19° BLLG, aici are loc fermentarea plămezii zaharificate sub acțiunea drojdiilor, timp de 72 h, urmărindu-se scăderea BLLG-ului până la - 0,15...-0,25° BLLG, obținânduse o tărie alcoolică a plămezii de 8-8,9 SALL, după terminarea fermentării, plămada fermentată este distilată când are loc obținerea alcoolului brut, care apoi urmează procesul de rafinare discontinuă, unde se obțin frunțile, spirtul rafinat, cozile, apa de luter și borhotul rezidual, format din făină în dispersie de apă, necaramelizată, fără amidon, care după procesul de extracție a apei se transformă într-o făină sterilizată, bogată în substanțe nutritive și proteimce.

Instalația, conform invenției, cuprinde un depozit pentru materia primă, prevăzut cu un șibăr manual de golire, o ecluză dozatoare golire celulă, un transportor elicoidal de golire celulă, un elevator, un transportor elicoidal, care face alimentarea unui buncăr pentru balanță, o balanță, un buncăr sub cântar, un transportor elicoidal care face alimentarea unei mori cu valțuri în cascadă, transportul măcinișului de la moara cu valțuri în cascadă realizându-se prin intermediul unui șnec elicoidal, a unui elevator vertical pentru măciniș, în niște buncăre de așteptare pentru zaharificare, iar prin intermediul unei duze de dispersie, cu rol de a elimina producerea de cocoloașe, este descărcat într-un zaharificator sau plămăditor, după terminarea ciclului tehnologic, plămadă astfel obținută este transportată într-un lin de fermentare cu ajutorul unei pompe pentru plămada dulce, prevăzut cu o instalație de captare, spălare și îmbuteliere a C0₂, după fermentare plămada fiind transportată din linul de fermentare într-un lin tampon prin intermediul unei pompe cu șurub și de aici cu ajutorul unei pompe de debit cu șurub se alimentează o coloană de distilare, rafinare a alcoolului brut realizându-se într-o instalație de rafinare discontinuă.

Avantajele invenției constau în aceea că :

- procedeul conduce la reducerea consumului specific de materii prime amidonoase necesare pentru fabricarea spirtului, ajungându-se la o valoare sub cea teoretică și eliminarea procesului intermediar de fierbere într-un utilaj separat;

- în procedeul, conform invenției, plămezile fermentate ajung la o concentrație alcoolică de 8 - 8,9° SALL, cu menținerea unor randamente ridicate superioare în alcool, în comparație cu procedeul clasic, ceea ce conduce la un consum mai redus de abur în faza de distilare;

- aplicarea invenției are ca efect și obținerea unui borhot rezidual de o calitate superioară din care se extrage apa și se obține o făină sterilizată cu conținut de substanțe nutritive și proteinice mai puțin amidon, foarte bună în furajarea animalelor;

- prin renunțarea la etapa de fierbere se fac niște economii foarte mari de abur tehnologic, eliminându-se pericolul de accidentare și de întrerupere a procesului tehnologic din cauza defecțiunilor acestuia;

- instalația este mult simplificată față de cea clasică, atât din punct de vedere constructiv și funcțional și nu necesită un personal numeros de manipulare;

- procesele de preplămădire, fludificare, zaharificare, plămădire, însămânțare și fermentare au loc într-un singur utilaj (zaharificatorul).

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a procedeului și instalației, conform invenției, în legătură cu fig.1 și 2, care reprezintă :

- fig.1, schema tehnologică a procedeului;

-fig.2, schema simplificată a instalației.

Instalația de fabricare a spirtului din cereale amidonoase, conform invenției, se compune dintr-un depozit de ce

RO 110532 Bl reale 1, prevăzut cu un șibăr manual 2 de golire celulă , de unde materia primă trece într-o ecluză dozatoare 3 de golire celulă , iar cu ajutorul unui transportor elicoidal 4, a unui elevator 5 și a unui transportor elicoidal 6, se face alimentarea unui buncăr pentru balanță 7. După cântărire cu ajutorul unei balanțe 8, materia primă (șarja) trece într-un buncăr 9, sub cântar de unde cu ajutorul unui transportor elicoidal 10 este dusă la o moară cu valțuri în cascadă 11, unde are loc o măcinare fină, obținându-se o făină cu o finețe cuprinsă între 0,06 și 0,1. După măcinare șarja exactă de 2800 kg este transportată cu ajutorul unui șnec elicoidal 12 și a unui elevator vertical pentru măciniș 13, în niște buncăre 14 de așteptare pentru zaharificare. Din buncărele de așteptare pentru zaharificare 14, șarja de măciniș este descărcată într-un utilaj de plămădire sau zaharificare 15, prin intermediul unei duze de dispersie 18, cu rol de a elimina producerea de cocoloașe.

Utilajul de plămădire sau zaharificare 15, este pregătit în prealabil, în el fiind introdusă o cantitate de apă caldă egală cu 2/3 din volumul său și având o temperatură cuprinsă între 55 și 60°C. Aici are loc o amestecare intensă a masei fierte cu ajutorul unui agitator propriu 17 al utilajului de plămădire 15, în care se introduce o enzimă de fluidificare, termamyl în cantitate de 0,38 0,40 l/șarjă, după care urmează tot sub agitație continuă ridicarea temperaturii plămezii la 83...87°C, impusă de modul optim de lucru al enzimei într-un timp de 33..,37 min, cu ajutorul unui difuzor de abur 18, amplasat la partea inferioară a zaharificatorului 15. Structural amidonul nu este o substanță omogenă, fiind alcătuită din două componente principale, amiloza și amilopectina.

în apa caldă, amilopectina formează un clei geleficându-se. Vâscozitatea masei de cereale fierte .înainte de zaharificare se datorește amilopectinei.

După ce plămada a fost adusă la temperatura de 83 - 87°C, urmează un proces de răcire lentă a acesteia până la temperatura de 54...57°C, unde β amiloza are optim de activitate, timp de

57.. .62 min, când se introduce o enzimă de zaharificare SANSUPER, în cantitate de 1,90...2,0 l/șarjă. Se continuă răcirea lentă timp de 43...46 min, până se atinge temperatura de

29.. .33°C, temperatură la care drojdiile sunt active, timp în care are loc zaharificarea amidonului prin scindarea lui în zaharuri (maltoză) accesibile drojdiilor (zaharificare principală).

Când se ajunge la această temperatură de 29...33°C, cu ajutorul unei pompe cu debit constant 19, se pompează cuibul de drojdie aflat într-un vas tampon 20 și preparat în prealabil într-un preparator drojdii, nefigurat. Procesul de injectare, (însămânțare) a cuibului de drojdie durează aproximativ

10.. .12 min și este în proporție de

8.. .10% din volumul plămezii zaharificate. Deoarece introducerea drojdiei are loc sub agitație continuă, celulele de drojdie sunt uniform răspândite în plămadă, astfel neexistând zone fără drojdie, fermentația se declanșează simultan în toată masa plămezii. După introducerea drojdiei are loc operația de trimitere a plămezii zaharificate din zaharificatorul 15 într-un lin de fermentare 21, cu ajutorul unei pompe 22. Concentrația plămezii zaharificate care este trimisă în linul de fermentare 21 trebuie să fie de 17...19° BLLG, ceea ce face să crească tăria alcoolică a acesteia.

în linul de fermentare 21 are loc procesul de fermentare declanșat încă din zaharificatorul 15 când a fost introdusă drojdia și răspândită în întreaga masă de plamadă. Procesul de fermentație are ca rezultat transformarea maltozei în alcool și C0₂.C0₂ este captat, spălat și îmbuteliat cu ajutorul unei instalații 22 montată deasupra linului de fermentare 21.

întrucât în procesul de zaharificare nu se poate forma mai multă maltoză decât în proporție de 66%, acumu

RO 110532 Bl larea în aceasta proporție frânând activitatea amilazei, după ce are loc procesul de fermentare, amilaza remanentă sub acțiunea drojdiei reia activitatea de scindare a dextrinelor care au rămas nezaharificate (zaharificare secundară], acesta desfășurându-se mult mai lent decât în zaharificator. Timpul maxim de fermentare este de aproximativ 72 h.

în timpul fermentării se urmărește scăderea BLLG-ului până la 0,15...

0,25° BLLG, atingându-se o tărie alcoolică de 8...8,3° SALL.

Pentru menținerea constantă a temperaturii linului de fermentare 21, acesta este prevăzut cu o serpentină interioară de răcire 23 și cu o răcire suplimentară cu ajutorul unei perdele de apă de răcire pe mantaua exterioară a linului (nefigurată).

După terminarea fermentării, plămada fermentată este trimisă (pompată) din linul de fermentare 21 cu ajutorul unei pompe cu șurub 24, într-un lin tampon 25, în atmosferă închisă pentru a se evita infectarea plămezii. Linul tampon 25 are rolul de a alimenta o coloană de distilare 26. Alimentarea coloanei de distilare 26 se face cu ajutorul unei pompe de debit cu șurub 27, prevăzută cu un variator de turație, nefigurat, pentru a da posibilitatea reglării debitului de alimentare cu plămadă fermentată a coloanei de distilare 26.

în coloana de distilare 26, în procesul de distilare se obține alcoolul brut, care urmează procesul de rafinare într-o instalație de rafinare discontinuă 28, unde se obțin frunțile, spirtul rafinat, cozile și apa de luter. Tot în procesul de distilare se mai obține și borhotul rezidual format din făină în dispersie de apă, fără amidon, care se depozitează într-un bazin 29, de unde urmează procesul de eliminare a apei cu ajutorul unui blasser 30, obținându-se o făină sterilizată care conține substanțele nutritive și proteice mai puțin amidonul, fiind foarte bună în hrana animalelor.

Claims (3)

1. Revendicări

   1. Procedeu de fabricare a spirtului din materii prime amidonoase.caracterizat prin aceea că materia primă este transportată, cântărită și apoi măcinată, obținându-se o făină cu o finețe de 0,06 - 0,1 aceasta fiind amestecată cu apă la 55...60°C, în raport de greutate de 1/3, după care se introduce o enzimă de fluidificare în cantitate de 0,13...0,14 1/1000 kg maciniș, amestecarea continuând odată cu ridicarea temperaturii plămezii, timp de 33 37 min. la 83 - 87°C, după care într-un interval de 57 - 62 min. are loc o răcire lentă până la temperatura de 54 - 57°C, când se introduce o enzimă de zaharificare în cantitate de 0,68 ...0,72/ 1000 kg șarjă, continuându-se răcirea lentă în timp de 43 - 46 min, până se atinge o temperatură a plămezii de 29 33°C, timp în care are loc zaharificarea amidonului și moment în care are loc însămânțarea plămezii zaharificate cu cuibul de drojdie, în prealabil preparat, în proporție de 8 - 10% din volumul plămezii zaharificate, întreg procesul durând aproximativ 10-12 min, sub agitație continuă, celulele de drojdie fiind uniform răspândite, fermentația declanșându-se simultan în toată masa plămezii, după care are loc trimiterea plămezii în linul de fermentare, concentrația plămezii fiind de 17 - 19° BLLG, aici are loc fermentarea plămezii zaharificate sub acțiunea drojdiilor, timp de 72 h, urmărindu-se scăderea BLLG-ului până la 0,15 - 0,25° BLLG, obținându-se o tărie alcoolică a plămezii de 8 - 8,9 SALL, după terminarea fermentării, plămadă fermentată este distilată când are loc obținerea alcoolului brut, care apoi urmează procesul de rafinare discontinuă,

   RO 110532 Bl unde se obțin frunțile, spirtul rafinat, cozile, apa de luter și borhotul rezidual format din făina în dispersie de apă, necaramelizată, fără amidon, care după procesul de extracție a apei se transformă, într-o făină sterilizată bogată în substanțe nutritive și proteice.
2. 2. Instalație pentru realizarea procedeului de la revendicarea 1, caracterizată prin aceea că, este alcătuită dintr-un depozit (1) pentru materia primă, prevăzut cu un șibăr manual de golire (2), o ecluză dozatoare golire celula (3), un transportor elicoidal de golire celula (4). un elevator (5), un transportor elicoidal (6], care face alimentarea unui buncăr pentru balanța (7), o balanță (8) un buncăr sub cântar (9), un transportor elicoidal (10), care face alimentarea unei mori cu valțuri în cascadă (11), transportul macinisului de la moara cu valțuri în cascada se realizându-se prin intermediul unui șnec elicoidal (12), a unui elevator vertical pentru macinis (13), în niște buncăre de așteptare pentru zaharificare (14), iar prin intermediul unei duze de dispersie (16), cu rol de a elimina producerea de cocoloașe este descărcat într-un zaharificator sau plămăditor (15), după terminarea ciclului tehnologic, plămada astfel obținută este transportată într-un lin de fermentare (21) cu ajutorul unei pompe pentru plămada dulce (22), prevăzut cu o instalație de captare, spălare și îmbuteliere a CO₂, după fermentare plămada fiind transportată din linul de fermentare într-un lin de tampon (25) prin intermediul unei pompe cu șurub (24) și de aici cu ajutorul unei pompe de debit cu șurub (27) se alimentează o coloană de distilare (26) rafinarea alcoolului brut realizânduse într-o instalație de rafinare discontinuă (28).
3. 3. Instalație pentru realizarea procedeului, conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că, apa din borhotul rezidual rezultat în urma procesului de distilare și depozitat în bazinul de depozitare borhot (29) se extrage cu ajutorul unui blaser (30).