Отримання із паростків протиолітичного ферментного препарату
Солодові паростки розмелюють, заливають водою, отриману суспензію настоюють потім центрифугують.Фугат охолоджують і дві доби витримують при мінусовій температурі, розчин концентрують шляхом виморожування, лід відділяють центрифугуванням. Розчин підлужнюють до 6,3 і обробляють етиловим спиртом. Осад відділяють на друк – фільтрі, промивають і висушують при температурі 30-32˚С до вмісту сухих речовин 97%. Порошок розфасовують в герметично закриваючі банки. [1]
Інститутом розроблена технологія виробництва екстрактів із солодових паростків з наступним використанням їх у вигляді азотистого живлення в дріжджовому виробництві і випіканні хліба. Водяна витяжка готується шляхом настоювання подрібнених паростків з водою на протязі 2г при гідромодулі 1:10, температура 50˚С і періодичному перемішуванні. При цій температурі проявляють свою дію ферменти, що сприяють більш повному переході у витяжку азотистих речовин і вуглеводів. Вміст сухих речовин у витяжці – 4-5 %, що обмежує можливість її використання. Не дивлячись на те, що розроблено ряд методів їх антисептування – за допомогою біоміцина, цитилпиридинний хлорида, а також термічної обробки, зберігати витяжку на протязі довгого періоду часу неможна. Паростки після паростковідбійної машини надходять в приймальний бункер і дальше в бункер для зберігання, звідти їх направляють на переробку. Паростки зважують на автоматичних вагах, зволожують у зволожувачі, подрібнюють на вальцьовій дробарці. Помелені паростки настоюють з водою в екстракторі з мішалкою при температурі 50˚С і гідромодулі 1:10 на протязі 2 г. [10]
7.4. Особливості технології утилізації СО2 із газів бродіння у пивоварному виробництві
Пивоварні заводи, маючи достатні ресурси оксиду вуглецю (IV), дуже мало використовують їх через відсутність високоефективних вуглекислотних установок потрібної потужності. А для задоволення своїх потреб (при виробництві пива, карбонізації безалкогольних напоїв і мінеральних вод) купують рідкий диоксид вуглецю невисокої якості, одержаний із димових газів або інших джерел.
Розрахунки й результати досліджень показують, що із загальної кількості оксиду вуглецю (IV), який утворюється при зброджуванні пивного сусла, можна утилізувати 60% СО2, а це становить 3000 т для заводу потужністю 11 млн дал пива на рік. Цієї кількості повністю вистачає для задоволення власних потреб із карбонізації напоїв та мінеральних вод.
Основна кількість газоподібного диоксиду вуглецю при зброджуванні екстрактивних речовин пивного сусла виділяється на стадії головного бродіння. Утилізація СО2 потребує повної герметизації бродильних апаратів, що усуває можливість інфікування пива з приміщення, а також дає змогу досягти вищих дегустаційних показників.
Деяка кількість диоксиду вуглецю виділяється на стадії доброджування пива внаслідок вмісту залишкової кількості зброджуваного екстракту. Однак утилізація СО2 із шпунтованого пива на цьому етапі небажана, оскільки можливе зниження шпунтового тиску, що призведе до декарбонізації пива, виділення з нього вуглекислоти яка знаходиться у метастабільному стані.
З метою визначення оптимальних умов утилізації СО2 в пивоварному виробництві проводили дослідження щодо складу газів бродіння у різні його пе ріоди й нарізних пивзаводах України. Для обгрунтування відповідності газоподібного оксиду вуглецю (IV) вимогам стандарту визначали вміст органічних домішок в одержаному СО2. Проби відбирали з бродильних апаратів (із першої до сьомої доби) при одержанні пива за класичною схемою. Коцентрацію СО2 визначали відповідно до вимог діючого стандарту. Результати досліджень показали, що гази бродіння пивного сусла, крім основних продуктів бродіння – оксиду вуглецю (4) й етилового спирту, містять значну кількість інших продуктів бродіння, таких як органічні кислоти, ефіри, альдегіди. [1]
Альдегіди та вищі спирти є продуктами нормального метаболізму дріжджів. Складні ефіри утворюються при бродінні й доброджуванні пива з летких і нелетких кислот та спиртів у результаті реакцій, каталізаторами яких є ферменти з групи естераз. На склад і кількість утворених спиртів, кислот, ефірів впливають хімічний склад сусла, раса дріжджів і спосіб бродіння. При бродінні сусла з вищою концентрацією та сусла, одержаного із застосуванням замінників солоду, більше утворюється складних ефірів. Значна кількість ефірів міститься у молодому пиві, виготовленому із сусла, яке при затиранні підкислюють. [4]
Як показали дослідження, концентрація СО2 у газах бродіння коливається від 92-96 за першу добу бродіння до 97—99 % у наступні п'ять діб.
Подача газу на утилізацію з високим вмістом повітря (неконденсуючі домішки) призводить до надмірного підвищення тиску на компресорі, а це пов'язано зі збільшенням втрат СО2. Тому гази бродіння потрібно подавати на утилізацію оксиду вуглецю (IV), коли його вміст становить не менше 96 %. Такої концентрації СО2 досягають у кінці другої — на початку третьої доби бродіння.
Відповідно до вимог діючого стандарту диоксид вуглецю не повинен містити органічних сполу , що погіршують якість карбонізованих напоїв. Тому запропоновано новий, ефективніший, каталітичний спосіб очищення диоксиду вуглецю від органічних домішок. Він полягає у тому, що вихідні домішки в результаті хімічних перетворень на поверхні спеціального каталізатора не переходять у цільовий продукт диоксид вуглецю. При некаталітичних способах домішки виводяться з газової суміші й викидаються в атмосферу, а каталітичний спосіб очищення практично усуває забруднення навколишнього середовища. Іншими, не менш важливими перевагами даного способу є безперервність, значно більші об'ємні швидкості, високий ступінь очищення при стабільній роботі каталізатора протягом тривалого часу.[10]
УкрНДІ спиртбіопрод розробив установку для одержання діоксиду вуглецю з газів бродіння пивоварного виробництва, що включає каталітичне очищення СО2 від органічних домішок. Комплект установки складається з компресора сухого ходу з ущільнювальними та направляючими кільцями, виготовленими із спеціальног о стійкого проти зношування матеріалу, який повністю виключає можливість потрапляння масла у газ.
Потужність компресора відповідає об'ємам СО2, що утворюються на пивоварних за водах. Робота установки передбачається під тиском 7,36 МПа (75 кгс/см2) із безперервною подачею газоподібного диоксиду вуглецю до заводських споживачів. При відсутності споживачів або наявності надлишку газоподібний СО2 буде надходити на конденсацію, а потім — на заповнення балонів чи ізотермічних резервуарів-нагромаджувачів.
Використання компресора сухого ходу, застосування ефективного спосіб сушіння й екологічно чистого каталітичного способу очищення від супутніх Продуктів бродіння дають змогу одержати диоксид вуглецю високої чистоти, що забезпечить випуск високоякісних карбонізованих напоїв.
Установки по підготовці СО2, розроблені фірмою "Хупп-манн", широко використовують на пивоварних заводах для зрідження газоподібного СО2 таким чином, щоб він задовольняв вимоги щодо його чистоти і міг нагромаджуватися для зберігання найменшому об'ємі.
Виділений при бродінні СО2 знаходиться у закритих бродильних апаратах і відбирають його з верхньої їх частини. У процесі бродіння пива, яке триває приблизно 4 - 6днів, генерується до 3 кгСО2 на 1 гл молодого нива. На початку бродіння газоподібний СО2 змішується з повітрям. Ця суміш викидається в атмосферу доти, доки за допомогою вимірювального приладу не зафіксується концентрація СО2 99,5 % об. Відразу після цього процесу підготовки ста є промислове доцільним. Потік вуглекислого газу, який виходить із бродильного апарата, направляється у регенераційну установку.
Теоретично кількість вуглекислого газу, що виділяється під час бродіння (екзотнрмічний процес), можна визначити за таким рівнянням:
С6Н12О6= 2 С2Н5ОН +2 СО2 + 56 ккал/кг
У результаті розрахунків за молекулярними масами одержують теоретичну кількість 0,464 кг СО2/кг збродженого екстракту. За формулою Балінга із 2,0655 і стракту утворюється 1 г спирту, 0,9565 г СО2 і 0,11 г дріжджів. Виходячи з цих рахунків, також одержують теоретичну кількість СО2, яка становить 0,464 кг на 1 кг збродженого екстракту.
Одержані в результаті даних розрахунків величини теоретичної кількості СО2 не можуть бути досягнуті на виробництві. Практично на пивоварних заводах може утилізуватися така приблизна кількість СО2: закриті стандартні бродильні місткості — від 1,8 до 2,1 кг СО2/гл молодого пива; в циліндро-конічних апаратах 2,1 до 2,5 кг СО2/гл молодого пива.
СО2 для повторного використання потребує ретельного очищення. При цьому якість оцінюють за такими критеріями: загальний ступінь чистоти - > 99,97 Vol краще 99,998 VoL %; концентрація 02 - 50,0 РРт; точка роси-> 50 °С.
Основною домішкою під час очищення є H2S і DMS. Виходячи з досвіду, необхідного ступеня очищення СО2 досягають за допомогою видалення саме цих рідких субстратів із СО2, тоді як інші органічні компоненти знаходяться в СО2 у допустимих концентраціях.
Лінія очищення й стиснення СО2 типу RBN-500 належить до ліній із низьким тиском, тобто рідкий диоксид вуглецю зберігається під тиском 15 бар і температурі ЗО °С. Газ СО2 одержаний у процесі бродіння,
направляється до піновловлювача, де звільняється від піни потім надходить до скрубера, в якому очищається від різних домішок. Газ стискається до 15 бар за допомогою двоступеневого сухого компресора, забезпеченого проміжним та кінцевим охолодниками. Стиснений С02 очища ється у подвійному фільтраті з активним вугіллям. З фільтра видаляються також леткі компоненти (альдегіди тощо).
Вугільний фільтр регенерується парою в ході технологічного процесу. Регенерацію проводять раз у два тижні залежно від чистоти вихідного газу. Очищений і висушений газ СО2 конденсується в конденсаторі холодильної машини при температурі до 30 С. Дія холодильної машини конденсується за тиском вуглекислого газу у конденсаторі. Зріджена, глибокоохолоджена вуглекислота надходить в ізольовану місткість для зберігання.[1]
Технічна характеристика технологічної лінії
очищення СО2 типу RBH500 фірми UNION:
Таблиця 7.2.
| Мінімальна продуктивність, кг/год
|
| | Температура неочищеного СО2 на вході, С
|
| | Тиск неочищеного СО2 на вході, мм рт. ст.
| 0-200
| | Ступінь чистоти вхідного СО2, %
| 99,5
| | Орієнтовний кінцевий ступінь стиснення СО2, бар
|
| | Кінцевий ступінь очищення СО2 (визначений у
рідкому СО2), %
| 99,95
| | Габаритні розміри (А*В*Н), м
| 16,5*10,5*6,9
| | Орієнтовна чиста маса лінії, кг
|
|
8. С | Способи очищення стічної води
| ПОСОБИ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНОЇ ВОДИ
Пивоварне виробництво пов’язане з великими витратими води, основна кількість якої утворює виробничі стоки. Стічні води пивоварного виробництва містять розбавлені розчини цукрів, білків, неорганічних солей, в них також знаходяться частки землі та зерна. Кількість стічних вод, концентрація їх забруднень залежать, в першу чергу, від потужності підприємства та прийнятої технології. Кількість стічних вод, що утворюються при виробництві 1 дал пива при оборотній системі водопостачання з послідовним використанням води складає 0,13 м3, в тому числі виробничих 0,7 м3, господарсько-побутових 0,01 м3 та умовно-чистих 0,05 м3. Стічні води пивоварної промисловості є концентрованими по органічним забрудненням. Кількість забруднень за БСК коливається від 550 до 1200мг/л. Концентрація забруднень від окремих цехів (варочний, бродильний та розливу продукції) сягає до 5000 мг/л за БСК.
Під час виготовлення пива вода використовується як сировина, а також на охолодження сусла в холодильнику; під час гідравлічного видалення солодової та хмелевої шротини; на миття обладнання, тари і трубопроводів; на миття підлоги та стін заводу; на потреби холодильно-компресорної станції.
Вода після охолодження сусла надходить до бачків з гарячою водою, звідки одна частина її повторно використовується для потреб гарячого водопостачання заводу а також котельні, інша ж через перелив надходить в систему незабруднених вод.
Система водопостачання холодильно-компресорної станції повторна, з охолодженням на градирні.
Водопостачання здійснюється трьома системами: свіжою технічною водою; повторною охолодженою водою; господарсько-протипожежною водою. Інколи здійснюють єдиний господарсько-протипожежний та промисловий водопровід, постачаючи воду з системи міста.[12]
Вся вода після миття обладнання, тари , трубопроводів, підлоги та стін надходить в систему забруднених промислових стоків. Вода після охолодження апаратів, а також переливна з баків холодної та гарячої води надходить в систему промислово-ливневих вод.
При виробництві солоду вода витрачається на технологічні потреби; миття, замочування та пророщування зерна; гідравлічне транспортування зерна; миття обладнання; для холодильно-компресорної станції, а також на кондиціювання повітрю.Система водопостачання кондиційованого повітря повторна.
Всі стічні води надходять в загальну каналізацію побутових та промислових стоків.
Існує ряд способів утилізації стічних вод пивоварного виробництва, а саме: з них виділяють пивні дріжджі для медичних та кормових цілей, початі дослідження по вирощуванню водоростей на стічних водах з метою отримання біомаси для відгодівлі худоби. Але промислове виробництво їх здійснено лише на окремих підприємствах.
Також одним з способів вилучення органічних речовин з стічних вод пивоваріння є коагуляція, де в якості коагулянтів застосовують солі амонію, заліза, поліакрилові кислоти. Коагулянти утворюють гідрофобні колоїдні системи, які при коагуляції дають пластівці, що сорбують та захоплюють в процесі осадження частки речовин. Недоліком цього методу є утворення невідновлюваних відходів та низький ефект очистки від органічних домішок. Незважаючи на існування різноманітних технологій утилізації відходів пивоварної промисловості, більшість стічних во д скидаються у відстійники. Тому пошук аль тернативних заходів утилізації та ефективного очищення таких стічних вод є актуальним для пивоварної промисловості.
Важливим аргументом для вирішення цієї проблеми є підвищення вимог до екологічного стану підприємств та необхідності сплати коштів за розміщення відходів згідно до діючого законодавства України.
При використанні методу анаеробно-аеробної ферментації значення ХСК стічних вод зменшується: на 65 % при анаеробному зброджуванні та майже на 25 % при аеробній ферментації, тобто сумарне зменшення вмісту органічних речовин складає біля 90 %.
Ефективного анаеробного очищення стічної води досягають використанням з додаткової теплоти, яку можна отримати із сусло варильного апарата технічним стисненням пари. Відомо, що з урахуванням потреб підприємства в теплій воді її використання для технологічних цілей становить близько 70 %. Таким чином, більше 30 % теплої води, одержаної при використанні відпрацьованої теплоти сусловарильного апарата, необхідно направляти на станції анаеробного очищення стічної води, які ефективно функціонують у мезофільній (35—38 °С) або термофільній (52—55 °С) зонах, коли активність мікроорганізмів найвища.
Крім того, при анаеробному очищенні стічної води з використанням лишків теплоти підприємство може одержати велику кількість біогазу. ХПК (хімічна потреба кисню) у стічній воді не повинна перевищувати 4,5 г/л. Розклад органічних речовин у метан здійснюють змішані культури анаеробних і факультативно анаеробних мікроорганізмів (бактерії, плісеневі гриби та одноклітинні).[13]
Високоефективну систему очищення стічної води харчових підприємств розробили в Україні доктор технічних наук, професор С. П. Циганков (в анаеробних і аеробних умовах), академіки П. Й. Гвоздяк та Г. О. Нікітін (в анаеробних умовах), а також вчені УкрНДУ спіртбіопроду. [13]
|
Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
