|
Предварительное сухое шелушение
|
Созданные президентом Путиным ОАО Росспиртпром и Росалкогольрегулирование в кратчайшие сроки смогли обанкротили 137 спирто-водочных предприятий по всей России, некоторые из которых занимались производством более 100 лет. При этом чиновники оставили себе на кормление 7 заводов официально и ещё столько же по договору, с которых и получают административную ренту, производя спирт с себестоимостью в 120 руб/дал и реализуя его по цене, устанавливаемой Росалкогольрегулированием в 700 руб,/дал. Прикарманивая 500 рублей с каждого декалитра (10 литров) через собственную транспортную компанию живут вполне успешно: полной утилизацией послеспиртовой барды не занимаются (естественно с молчаливого согласия Росалкогольрегулироваия) и не платят НДС от ее реализации. Бюджет таким образом недополучает несколько миллиардов, но это же происходит за ширмой Путина. У тебя есть ширма в лице Президента? Нет? Тогда сиди и молчи. .
Но у оставшихся 137 вновь обанкроченных спиртовых заводов возник вопрос о рациональном использовании освобождающихся производственных мощностей. Одним из перспективных направлений в решении этой проблемы является глубокая и комплексная переработка кукурузного зерна для комбинирования производства бутилового спирта
(как автомобильного топлива в чистом виде) и производства крахмалопродуктов из кукурузы (крахмал, патока, глютен).
Опыт глубокой переработки картофеля на крахмал и бутиловый спирт у производственников имеется [1]. Однако предложения по аналогичной глубокой и комплексной переработке зернового сырья [2] пока не получили широкой поддержки в спиртовой промышленности. Между тем сочетание кукурузо-крахмального и
производства бутилового спирта как автомобильного топлива (при себестоимости 120 руб/дал или 12 руб/литр) открывает благоприятные перспективы комплексного и рационального использования зернового сырья [3], позволяя упростить технологическую схему и аппаратурное оформление как крахмального, так и спиртового
производств. Для крахмального производства глубокая переработка зерна исключает необходимость тщательного отмывания крахмала от измельченной клетчатки — мелкой мезги, которая передается на производство спирта. Для спиртового производства - в лучшую сторону изменяется характер сырья, непосредственно поступающего на переработку, так как его основную долю составляет смесь тонкоизмельченной клетчатки и крахмальных зерен в виде легко перекачиваемой по трубам суспензии.
Кроме того, за счет повышенной
крахмалистости уменьшается доля послеспиртовой барды, а такие компоненты
кукурузного зерна, как зародыш и крупная мезга, выпускаются в виде обезвоживаемых прессованием побочных продуктов, легко реализуемых в качестве сырого корма даже в летний период. Значительная часть нерастворимого кукурузного белка (проламин или зеин) также минует спиртовое производство и выводится в виде сгущенной до 5—10 % глютеновой суспензии, которая может быть использована как жидкий корм отдельно или вместе с бардой.
Целесообразность упрощения технологии получения крахмала и соответственно число выпускаемых побочных продуктов определяются суточным объемом переработки зерна. Например, в Венгрии одно из предприятий, перерабатывающее в сутки 450 тонн кукурузы, работает по классическому сернистокислотному способу производства крахмала, используя для получения спирта частично промытую мелкую мезгу и часть очищенной от белка и растворимых веществ крахмальной суспензии, основное количество которой используется в производстве крахмальной патоки [4]. При этом спиртовой завод получает сырье с высоким содержанием крахмала и резко уменьшенным содержанием белка и жира.
В нашем случае при суточной
переработке 50 — 100 тонн
кукурузы крахмальное производство должно давать около половины основной продукции. К тому же работа крахмального цеха не должна нарушать нормального хода технологического процесса получения спирта, что обусловливает необходимость исключения реагентов, особенно сернистой кислоты, при замачивании зерна. С учетом практики специализированных
кукурузокрахмальных заводов и данных лабораторных, полупроизводственных и промышленных исследований можно рекомендовать следующую технологию получения сырого кукурузного крахмала, предназначенную для совмещения со спиртовым производством (рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема производства сырого кукурузного крахмала
1 - замочный чан,
2 - гидроциклон для отделения тяжелых примесей, 3 - сито, 4 - отстойник, 5 - дробилка, 6 - гидроциклон,
7 - сито, 8 - дезинтегратор, 9 - агрегат противоточной промывки, 10 -
дуговое сито для крупной мезги и зародыша, 11 - винодельческий пресс, 12 -
прессованный сырой корм из крупной кукурузной мезги и зародыша, 13 -
осадительная шнековая центрифуга, 14 - дуговое сито, 15 - центрифуга, 16 -
крахмальная суспензия для производства крахмалопродуктов, 17 - исходный
продукт для спиртового сбраживания, 18 - осветлитель, 19 - глютеновая
суспензия
Зерно, очищенное от минеральных
и зерновой примесей, по непрерывному или периодическому способу замачивают
в чане 1. Замочной жидкостью служит нагретая до 55 — 60 °С процессовая вода. Реагенты типа сернистой
кислоты или ее производных, способствующие ослаблению связей между
компонентами кукурузного зерна, но подавляющие спиртовое брожение, исключаются. Температура в
замочном чане поддерживается на уровне 45 — 50 °С подогревом циркулирующей замочной воды. Для
частичного набухания зерна и придания зародышу эластичности,
обеспечивающей его целостность при дроблении, достаточно 9 — 12 часов замачивания, в течение
которого зерно интенсивно поглощает влагу (рис. 2). Выделение зародыша при
аналогичных условиях замачивания протекало удовлетворительно [5].
Рис. 2. Изменение массы кремнистой кукурузы и ее
компонентов при замачивании в воде при 50 °С:
1 — целое зерно; 2 — эндосперм;
3 — зародыш
Замоченное зерно подают через
отделитель тяжелых примесей 2, например гидроциклон, на сито 3
с шириной щели около 3 мм. Отделившаяся на сите замочная вода
возвращается в чан 1 через отстойник 4, остаток из которого
непрерывно или периодически отводится в сборник продукта, предназначенного
для использования в спиртовом производстве.
Отцеженную кукурузу измельчают
на дробилке 5 типа Ш5-ПДК,
разрушая связи между эндоспермом и зародышем. Преобладающая часть
освобожденного в результате дробления зародыша отделяется на гидроциклоне
6 типа ГЗ-4 или ГЗ-250 с верхним сходом.
Нижний сход гидроциклона 6,
содержащий диспергированные в крахмальном молоке частицы дробленого
зерна, направляется на сито отцеживания кашки 7 типа СД-1М, экипированное
колосниковой решеткой с шириной щели около 0,3 мм. Отцеженную кашку
подвергают тонкому измельчению на дезинтеграторе 8 типа Ш5-ПМШ-5
или Ш5-ПМ2-К-150. Принимая во внимание вышеописанные условия замачивания,
можно ожидать, что фракционный состав кашки после тонкого измельчения
будет близок к данным табл. 1, в которой приведены результаты анализа
продукта одного из специализированных кукурузокрахмальных заводов,
полученные при грубом нарушении режимов замачивания по концентрации
сернистой кислоты и температуре. Однако доля крупных фракций должна
увеличится за счет зародыша, эффективность выделения которого из массы
дробленого зерна в рассматриваемом случае ниже, чем на специализированных
предприятиях, имеющих более сложные схемы дробления и выделения зародыша.
Так как перерабатывать на спирт
продукты, содержащие менее 10 % крахмала, нецелесообразно, кашку после
тонкого измельчения объединяют с верхним сходом гидроциклона 6 и
направляют на ситовой агрегат 9 типа Ш5-ПСЗ-200.
С учетом данных, приведенных в
таблице 1, можно рекомендовать размер щели между колосниками для этого
агрегата 1 — 1,2 мм. После противоточной промывки
на агрегате 9 смесь крупной мезги и зародыша разбавляют процессовой
водой и отцеживают на дуговом сите 10 типа СД-1М, экипированном
колосниковой решеткой с шириной щели 1,2 — 1,6 мм, после чего обезвоживают
на винодельческом прессе 11 типа ВПНД-10.
Обезвоженный продукт 12
реализуют в качестве сырого корма, который отличается высокой кормовой
ценностью, так как содержит около 25 % жира к массе сухих веществ.
Возврат крахмального молока,
отделившегося при отцеживании и противоточной промывке зародыша и крупной
мезги на агрегате 9, на разбавление кашки после дробления позволяет
стабилизировать в количественном и качественном отношении исходный продукт
перед гидроциклоном б, что способствует более четкому отделению
зародыша. Циркулирующая с крахмальным молоком мелкая мезга в конце концов
с нижним сходом гидроциклона 6 поступит на сито 7 и уйдет с
подситовым продуктом.
Крахмальное молоко с сита 7
концентрацией 12 — 15 %
разделяют на осадительной шнековой центрифуге 13 типа ZW-02
(польского производства)
или РЗ-ПЦО-30.
Таблица 1
|
Показатели |
Остаток на сите
с размером ячеек,
мм |
|
4 |
2 |
1 |
0,5 |
0,25 |
0,1 |
|
Количество фракции,
% мас. |
0 |
21 |
20 |
22 |
20 |
17 |
|
Связанный крахмал, % |
— |
6 |
10 |
18 |
35 |
44 |
Нижний сход центрифуги
разбавляют чистой водой до концентрации 10 — 15% и выделяют из него мелкую мезгу на дуговых ситах 14
типа Ш5-ПРД-1 с капроновой сеткой № 52-58 по ОСТ 17-46—82. После
очистки на центрифуге 15 получают крахмальную суспензию 16
концентрацией около 40 %, предназначенную для использования в производстве
крахмалопродуктов.
Верхний сход центрифуги 15
направляют на разбавление кашки после тонкого измельчения. Верхний
сход центрифуги 13 разделяют на осветлителе дисперсий 18
типа ПОД-1 на глютеновую (процессовую) воду, использующуюся на предыдущих
стадиях процесса, глютеновую суспензию 19 концентрацией 5 — 8 %, которую реализуют в качестве
жидкого корма с высоким содержанием белка (около 60 % к массе сухих
веществ), и обогащенную крахмалом фракцию, направляемую на производство
спирта.
Таким образом, исходный продукт
для сбраживания 17 представляет собой смесь отцеженной на сите
14 мелкой мезги, частиц дробленого зерна из отстойника 4 и
крахмальной фракции, выделенной из глютенового схода центрифуги 13
на осветлителе 18.
Примерный состав продукта
следующий, % к массе сухих веществ:
-
крахмал
65 — 72
-
белковые вещества 12 —
16
-
растворимые углеводы 5 — 6
-
минеральные вещества 2
-
клетчатка и пентозаны 8 — 10
-
жир
1
Ориентировочное распределение
продуктов при переработке 1 т безводного зерна кукурузы представлено в
табл. 2. Установленная мощность основного и вспомогательного оборудования
для крахмального цеха производительностью 100 т кукурузы в сутки
составляет 400—500 кВт.
Таблица 2
|
Позиция на рис 1 |
Продукт |
Содержание СВ,
% мас |
Масса продукта,
кг |
Масса крахмала,
кг |
| |
Кукурузное зерно |
87 |
1150 |
700 |
|
Вода |
0 |
3350 |
0 |
|
Всег o |
|
4500 |
700 |
|
16 |
Крахмальная
суспензия |
43 |
700 |
290 |
|
17 |
Продукт для
сбраживания |
22 |
2500 |
390
|
|
12 |
Сырой корм |
33 |
300 |
10 |
|
19 |
Глютеновая
суспензия |
5 |
1000 |
10 |
Утилизация полученной
крахмальной суспензии несколько осложняется из-за сниженного качества
крахмала, обусловленного несовершенством процесса замачивания В частности,
следует ожидать роста массовой доли протеина в крахмале до 2 % против 0,8
% по стандарту. Поэтому простейшее завершение технологической цепочки
выпуском сухого кукурузного крахмала исключается.
Наиболее целесообразным
способом использования сырого крахмала сниженного качества является выпуск
модифицированного крахмала на основе этого сырья [3]. В частности,
перспективно окисление крахмала перекисью водорода в слабощелочной среде,
так как этот способ прост, не предъявляет повышенных требований к
материалу оборудования и не дает вредных сбросов [6]. Окисленный перекисью
водорода крахмал можно применять в бумажной промышленности (проклейка
офсетной бумаги) и текстильном производстве (шлихтование), позволяя, кроме
прочего, существенно сократить удельный расход крахмала.
Список использованной литературы
1. Лишанин П. Е. Итоги комплексной переработки картофеля на
крахмал и спирт в Рязанской области.— Сахарная промышленность 1961,
№ 8.
2. Абрагам Д. Р. Комбинирование производства зернового крахмала
с производством спирта.— Сахарная промышленность, 1962, № 5.
3. Деулин В. И. Перспективы развития технологии кукурузного
крахмала.— ЦНИИТЭИпищепром, 1985.
4. Особенности производства крахмалопродуктов в Венгерской
Народной Республике [М. Г. Губин, Н. Г. Гулюк, Т. А. Ладур и др.].
— М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1982.
5. Жушман А. И., Лунгина Г. П. Исследовании возможности
ускорения процесса замачивания зерна в кукурузокрахмальном производстве. —
Сахарная промышленность, 19 № 8.
6. Деулин В. И., Вилутис И. Г., Захаренко А. И.
Вискозиметрическое изучение процесса окисления крахмала перекисью
водорода.— Сахарная промышленность, 1979, № 8.
7. В 2014 г. российская торговая компания «Опттрейд» построит в Краснодарском крае крахмально-паточный завод.
8. Таблица Пищевые добавки на основе крахмала Е1000 -Е1999.
|
