RU2115704C1

RU2115704C1 - Installation for boiling soft starch raw material in food ethanol production

Info

Publication number: RU2115704C1
Application number: RU98100958A
Authority: RU
Inventors: Виктор Давыдович Калугин; Виктор Николаевич Зотов; Анатолий Ильич Замараев; Вячеслав Захарович Злобин; Сергей Степанович Верхотуров; Наталья Александровна Порохова
Original assignee: Виктор Давыдович Калугин; Виктор Николаевич Зотов; Анатолий Ильич Замараев; Вячеслав Захарович Злобин; Сергей Степанович Верхотуров; Наталья Александровна Порохова
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: alcohol production. SUBSTANCE: installation contains interconnected and installed in process sequence crusher, mixer, apparatus for heating batch by secondary steam and controlling its viscosity, contact head, tubular soft boiler, primary and secondary holders, steam separator with secondary steam pipeline, and vacuum system. Apparatus for heating batch communicates with vacuum system and is constructed in the form of vertical vessel separated along its height into two sections by partitions with central canal. The sections are interconnected by pipeline with pump to form batch circuit. Secondary steam pipeline of steam separator and secondary holder are connected, respectively, to upper and lower vessel sections. EFFECT: enhanced process efficiency, reduced power consumption, and improved operation safety. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно - к установке для разваривания крахмалистого сырья при производстве пищевого этилового спирта, используемого, в частности, для производства высококачественных водок и других алкогольных напитков, а также в медицине. The invention relates to the alcohol industry, and in particular to an apparatus for digesting starchy raw materials in the production of edible ethyl alcohol, used, in particular, for the production of high-quality vodka and other alcoholic beverages, as well as in medicine.

Известна установка для разваривания крахмалистого сырья в спиртовом производстве, состоящая из смесителя, предразварника, контактной головки острого пара, трубчатого разварника, выдерживателей, а также паросепаратора (Колосков С.П. Оборудование спиртовых заводов. - Москва, 1975, с.111-112). A known installation for boiling starchy raw materials in the alcohol industry, consisting of a mixer, pre-weld, contact head of hot steam, a tubular boil, soakers, as well as a steam separator (Koloskov S.P. Equipment of distilleries. - Moscow, 1975, p. 111-112) .

Недостатками данной установки являются: большие расходы тепловой энергии, недостаточная производительность и повышенная опасность в связи с высоким давлением и температурой в выдерживателях. The disadvantages of this installation are: high consumption of thermal energy, insufficient productivity and increased danger due to high pressure and temperature in the restraints.

Известна установка для разваривания крахмалистого сырья в спиртовом производстве, содержащая сообщенные между собой системой коммуникаций и установленные в технологической последовательности: дробилку, контактную головку, трубчатый разварник, выдерживатель, паросепаратор с коллектором вторичного пара, вакуум-систему, а также трубопроводы и насосы (авт.св. СССР N 787461, кл. С 12 С 7/06, 1977). A known installation for boiling starchy raw materials in the alcohol industry, containing interconnected communications system and installed in the technological sequence: crusher, contact head, tubular razvarnik, incubator, steam separator with a secondary steam collector, vacuum system, as well as pipelines and pumps (ed. St. USSR N 787461, class C 12 C 7/06, 1977).

Однако данная установка только частично использует вторичный пар на отдельных стадиях технологического процесса, например в смесителе-предразварнике, и требует высоких теплоэнергозатрат. However, this installation only partially uses secondary steam at certain stages of the technological process, for example, in a pre-weld mixer, and requires high heat and energy consumption.

Разваривание происходит при высоких температурах и недостаточно эффективно, что ведет к потерям крахмала и снижению производительности. Digestion occurs at high temperatures and is not effective enough, which leads to starch losses and reduced productivity.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса и уменьшения теплоэнергозатрат, повышение безопасности работы аппаратов. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the process and reduce heat and energy consumption, increase the safety of the apparatus.

Для этого установка для разваривания крахмалистого сырья в спиртовом производстве, содержащая сообщенные между собой системой коммуникаций и установленные в технологической последовательности, дробилку, смеситель, предразварник, контактную головку, трубчатый разварник, выдерживатель, паросепаратор с трубопроводом вторичного пара и вакуум-систему, согласно изобретению установка дополнительно снабжена выдерживателем с трубопроводом вторичного пара, последовательно установленным после основного выдерживателя и сообщенного с ним и паросепаратором, а также устройством для дополнительного подогрева замеса и регулирования его вязкости, сообщенным с вакуум-системой и выполненным в виде вертикальной емкости, разделенной горизонтальной перегородкой по высоте с центральным каналом на две секции, сообщенные между собой трубопроводом с насосом с образованием циркуляционного контура для замеса, при этом трубопроводы вторичного пара паросепаратора и выдерживателя подключены соответственно к верхней и нижней секции емкости. To do this, a device for boiling starchy raw materials in the alcohol industry, containing interconnected communication systems and installed in the technological sequence, a crusher, mixer, pre-weld, contact head, tube welder, soaker, steam separator with a secondary steam pipe and a vacuum system, according to the invention, installation is additionally equipped with a fuse with a secondary steam pipeline, sequentially installed after the main fuse and communicated with it and a separator, as well as a device for additional heating of the batch and regulating its viscosity, connected with the vacuum system and made in the form of a vertical tank, divided by a horizontal partition in height with a central channel into two sections, connected by a pipeline with a pump with the formation of a circulation loop for kneading while the pipelines of the secondary steam of the steam separator and curing device are connected respectively to the upper and lower sections of the tank.

Целесообразно секции устройства снабдить барбатерами и мешалками. It is advisable to provide sections of the device with barbators and mixers.

На чертеже изображена предлагаемая установка. The drawing shows the proposed installation.

Установка содержит дробилку 1, смеситель 2, устройство для прогрева замеса вторичным паром и регулирования вязкости замеса, выполненное в виде емкости с верхней секцией 3 и нижней 4, разделенные перегородкой 5 с каналом 6 и сообщенные между собой циркуляционным контуром, включающим трубопровод 7 и насос 8, контактную головку 9, трубчатый разварник 10, основной и дополнительный выдерживатели 11 и 12, паросепаратор 13, трубопроводы вторичного пара 14 и 15, а также вакуум-систему, состоящую из барометрического конденсатора 16 и вакуум-насоса 17. The installation comprises a crusher 1, mixer 2, a device for heating the kneading with secondary steam and regulating the viscosity of the kneading, made in the form of a tank with an upper section 3 and a lower 4, separated by a partition 5 with a channel 6 and communicated between each other by a circulation circuit including a pipeline 7 and a pump 8 , a contact head 9, a tubular weld box 10, primary and secondary containment devices 11 and 12, a steam separator 13, secondary steam pipelines 14 and 15, as well as a vacuum system consisting of a barometric condenser 16 and a vacuum pump 17.

Внутри секций 3 и 4 установлены паровые барбатеры 18 и 19 и мешалки 20 и 21. Секция 3 сообщена с барометрическим конденсатором 16 и вакуум-насосом 17. Inside sections 3 and 4, steam bubblers 18 and 19 and mixers 20 and 21 are installed. Section 3 is in communication with the barometric condenser 16 and the vacuum pump 17.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Измельченное зерно из дробилки 1 поступает в смеситель 2, где смешивается с водой в соотношении 1:2,5-3,0, затем замес направляют в верхнюю секцию 3, где он подогревается до 60-75^oС вторичным паром, поступающим из паросепаратора 13 по трубопроводу 14 через барботер 18, при этом осуществляют перемешивание массы мешалкой 20. Замес перетекает в нижнюю секцию 4 через каналы 6 и насосом 8 по трубопроводу 7 циркулирует в верхнюю секцию 3. В нижнюю секцию 4 подают вторичный пар через барбатер 19 по трубопроводу 15 из выдерживателя 12 при перемешивании массы мешалкой 21.The crushed grain from the crusher 1 enters the mixer 2, where it is mixed with water in a ratio of 1: 2.5-3.0, then the batch is sent to the upper section 3, where it is heated to 60-75 ^o With the secondary steam coming from the steam separator 13 through the pipeline 14 through the bubbler 18, while the mass is mixed with a mixer 20. The batch flows into the lower section 4 through the channels 6 and is pumped through the pipe 7 to the upper section 3 by the pump 8. Secondary steam is supplied to the lower section 4 through the bubbler 19 through pipe 15 from incubator 12 while stirring the mass 21.

В процессе циркуляции и нагрева вторичным паром осуществляется снижение вязкости замеса. Подогретый частично разваренный замес насосом 23 перекачивает в контактную головку 9 по трубопроводу 24, нагревают острым паром до 125-150^oС, затем замес подается через трубчатый разварник 10 в основной выдерживатель 11, где выдерживается при этой температуре, а затем перетекает в выдерживатель 12, где в результате снижения давления происходит снижение температуры массы до 120-126^oС и образуется вторичный "мятый" пар, используемый для подогрева замеса в секции 4.In the process of circulation and heating with secondary steam, the viscosity of the batch is reduced. Heated partially boiled batch with a pump 23 is pumped to the contact head 9 through a pipe 24, heated with hot steam to 125-150 ^o C, then the batch is fed through a tube razvarny 10 in the main stand 11, where it is kept at this temperature, and then flows into the stand 12, where as a result of pressure reduction, the temperature of the mass decreases to 120-126 ^o C and a secondary "crushed" steam is formed, used to heat the batch in section 4.

Давление "мятого" пара 0,1-0,15 мПа. Разваренную массу из выдерживателя 12 выдувают в паросепаратор 13, где поддерживают разряжение до 0,025 МПа, а температуру массы - 90-100^oС. Образовавшийся при этом вторичный пар из паросепаратора по трубопроводу 14 отводят в секцию 3 для подогрева замеса. Секция 3 работает под разрежением, создаваемым конденсатором 16 и трубопроводом 22 и вакуум-насосом 17 в комплексе с отбором тепла замесом в камере 3.The pressure of the “crushed” steam is 0.1-0.15 MPa. The boiled mass from the holder 12 is blown into the steam separator 13, where the vacuum is maintained up to 0.025 MPa, and the mass temperature is 90-100 ^o C. The resulting secondary steam from the steam separator is taken through line 14 to section 3 for heating the batch. Section 3 operates under the vacuum created by the condenser 16 and the pipe 22 and the vacuum pump 17 in combination with heat removal by kneading in the chamber 3.

Из паросепаратора 13 разваренную массу направляют на вакуум-охлаждение и осахаривание (на чертеже не показано). From the steam separator 13, the boiled mass is sent to vacuum cooling and saccharification (not shown in the drawing).

Технический эффект обеспечивают за счет следующих факторов:
а) наличие устройства для снижения вязкости замеса ускоряет и интенсифицирует процесс разваривания, что повышает производительность установки;
б) впервые в предлагаемой установке используют вторичный пар разных параметров: из паросепаратора с давлением 0,075-0,1 МПа и из выдерживателя 0,1-0,15 МПа, так называемый "мятый" пар, что на 30-35% сокращает теплоэнергозатраты, полностью используется вторичное тепло и интенсифицируется процесс тепломассообмена, так как тепловая обработка проводится при активной циркуляции массы и ее подогреве в процессе массообмена, что ведет к ускорению дальнейших технологических процессов при производстве спирта, а именно предотвращению потерь крахмала при разваривании и осахаривании как следствие к повышению выхода спирта. Этому способствует также оригинальное подключение трубопроводов к устройству для регулирования вязкости.The technical effect is provided due to the following factors:
a) the presence of a device to reduce the viscosity of the batch accelerates and intensifies the process of boiling, which increases the productivity of the installation;
b) for the first time in the proposed installation, secondary steam of different parameters is used: from a steam separator with a pressure of 0.075-0.1 MPa and from a soaking agent 0.1-0.15 MPa, the so-called “crushed” steam, which reduces heat and energy consumption by 30-35%, secondary heat is fully used and the heat and mass transfer process is intensified, since heat treatment is carried out with active circulation of the mass and its heating during mass transfer, which leads to acceleration of further technological processes in the production of alcohol, namely, the prevention of starch loss during ra brewing and saccharification as a result of increasing the yield of alcohol. The original connection of pipelines to a device for regulating viscosity also contributes to this.

Claims

1. Installation for boiling starchy raw materials in the production of food ethyl alcohol, containing interconnected communications and installed in the technological sequence, a crusher, mixer, contact head, tubular boiler, curing unit, steam separator with a secondary steam pipeline and a vacuum system, characterized in that the installation equipped with an additional fuse with a secondary steam pipeline, sequentially installed after the main fuse and communicated with it and steam separator m, as well as a device for heating the batch with secondary steam and regulating its viscosity, connected with the vacuum system and made in the form of a vertical tank, divided by height by a partition with a central channel into two sections, connected by a pipeline with a pump with the formation of a circulation loop for kneading while the pipeline of the secondary steam of the steam separator and the additional cooler are connected respectively to the upper and lower sections of the tank.

2. Installation according to claim 1, characterized in that each section of the tank is equipped with a steam bubbler and an agitator installed inside along its geometric axis.