Технология производства этилового спирта

Требования к зерну

Требования к злакам зависят от их предназначения. Для изготовления солода необходимы зерна определенной влажности, цвета, запаха и других характеристик. Параметры отличаются, в зависимости от культуры.

Запах должен быть естественным, характерным для конкретного вида зерна. В нем не должно быть резкости, примесей затхлости, гнили, плесени.

По качеству зерновых культур, используемых на этапе разваривания, строгих регламентаций нет:

1. Сырье должно быть здоровым – оценка на соответствие этого критерия проводится органолептическим методом.
2. Содержание крахмала высокое.
3. Влажность – не более 14-17% (процент разный у разных культур).
4. Засоренность минимальная. Очистка от примесей проводится методов воздушно-ситовой сепарации, а для удаления металлических частиц применяются промышленные магнитные сепараторы.

Оборудование, необходимое для производства

Среди оборудования для производства спирта следует выделить бродильные агрегаты цилиндрического типа, имеющие герметичный люк для предотвращения испарения спирта и выделения углекислоты в помещение завода. В общей сложности этап брожения продолжается 60 ч. На заводах по производству спирта, выпускающих исключительно спирт, введение пробирочной культуры дрожжей производится 1 раз/мес., а полностью меняют их в бродильной батарее еженедельно. На заводах, оснащенных вспомогательными цехами хлебобулочных дрожжей, получаемых из бражки, число замен возрастает до 2-3 раз в неделю.

Затем зрелая бражка направляется на дистилляцию. Этот этап технологии производства спирта является обязательным в связи со сложным компонентным составом бражки: помимо воды и спирта сюда входят сахара, минеральные элементы, различные летучие компоненты в зависимости от типа и качественных особенностей сырья, параметров переработки.

В ходе дистилляции осуществляется расщепление смеси – при кипячении более летучие элементы преобразуются в парообразное состояние. В спиртово-водном комплексе летучесть спиртовых паров независимо от температуры существенно превышает этот показатель у водяного пара, из-за чего количество спирта в спиртово-водном комплексе ниже, чем в парах.

На современных заводах по производству спирта предусматривается обязательное очищение спирта-сырца от примесей. Для этого используют специальные ректификационные аппараты постоянного действия, обуславливающие разделение смеси из нескольких элементов, температура кипения которых разнится. Очищение спирта способом дистиллирования предусматривает разность между коэффициентами ректификации (отношение объема данного компонента в парообразной фазе к объему в жидкой).

Данные коэффициенты у разнообразных примесей колеблются и тесно зависят от концентрации спирта. Для анализа необходимости очищения спирта от примесей следует сопоставить их коэффициенты испарения. В случае, когда коэффициент равен одному, дистилляция не эффективна, поскольку дистиллят в конечном результате не изменится. Когда коэффициент превышает единицу, то в объем примесей в дистилляте превышает этот показатель в начальной смеси. Когда коэффициент ниже единицы, то уровень примесей, содержащихся в дистилляте, ниже, чем первоначально.

Очищение спирта происходит в большей степени на ректификационных аппаратах непрерывного действия, где он ректификуется согласно уровням коэффициентов испарения. Данный вид оборудования применяется на таких заводах, в которых основополагающей сырьевой продукцией выступает спирт-сырец. На предприятиях ректификованный спирт производят напрямую из бражистой фазы на брагоректификационных аппаратах косвенного действия, которые включают 3 колонны: бражническую, эпюрационную и ректификационную. В 1-й из бражки получают этиловый спирт и летучие вещества, во 2-й — убирают головные примеси, в 3-й непосредственно собирают ректификованный спирт. Кроме основных аппаратов в составе присутствуют вспомогательные аппараты – сивушный и заключительный (для контрольного очищения спирта).

Изготовление спиртосодержащей продукции производится при наличии у предприятия соответственных лицензий на производство спирта. Строгий контроль за спиртопроизводством сопровождается ужесточением узкоспециального законодательства, ростом затрат на лицензированное разрешение , регламентированием норм по цельной переработке отходов.

Пищевой спирт

Пищевой спирт — более сложная задача чем технический, так как требует специального сырья. Если  пищевой спирт классифицировать по исходному сырью, то можно выделить следующие группы:- сахарный- зерновой- картофельный- винный- плодово-ягодный

КРАТКО О ТЕХНОЛОГИЯХ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Сахарный спирт – полученный из сахара, сахарной патоки и вообще всей мелиссы. Одному из самых простых технологий заключаемых в смешивании сахара с водой, после чего, полученный сироп сразу сбраживают. Просто и быстро. После сбраживания  сразу же перегоняют. Достоинством этого процесса является минимальное количество использования оборудования при подготовке сырья для перегонки.

Пищевой спирт из зерновых и картофеля требует более тщательной подготовки сырья перед сбраживанием. В основе производства пищевого спирта из картофеля и зерновых, два биохимических и один физический процесс.

Биохимические процессы — гидролиз (осахаривание) крахмалов содержащихся в сырье и сбраживание образующихся сахаров в спирт и углекислый газ. После физический процесс – разделение жидкостей по точкам кипения. Осахаривание крахмала проводят с помощью ферментов. Из зерновых культур используют кукурузу, ячмень, овес и пшеницу.

Производство пищевого спирта из крахмального сырья можно разделить на следующие технологические процессы:- очистка от посторонних примесей- измельчение на мельнице или экструдере- тепловая обработка (в случае экструдера не применяется)- гидролиз (осахаривание крахмала)- сбраживание- перегонка бражки.

Полученный пшеничный спирт является более качественным чем спирт из сахарного сырья, так как содержит меньшее количество примесей, так же он более дешевый в производстве.

Винный спирт так же как пищевой получают путем перегонки старого вина и пива. Очень простой процесс, сбраживать не надо. Просто вино, у которого вышел срок хранения (есть такие сорта) перегоняют на винный спирт. При этом, несмотря на простоту процесса, получается очень качественный пищевой спирт из которого позднее производят коньяк (а если из пива, то виски).

Плодово-ягодный спирт — производят из сока ягод, яблок и т. д., иногда сырьем служит старое варенье, его сбраживают, а позднее перегоняют.  Водка полученная из этого сырья обладает очень приятными вкусовыми качествами.

Так же для получения пищевого спирта использую конфеты, сгущенное молоко, джемы, варенье (у которых закончился срок годности) и другие пищевые продукты. Причем каждый продукт имеет свою технологию переработки и дает разные результаты.

Перегонка и ректификация браги

Вторая стадия предусматривает перегонку и ректификацию браги. Из неё выделяется спирт в процессе нагревания, который проходит через ректификационную колонну, где от него отделяются сивушные масла и альдегиды.

Большинство спиртзаводов имеют оборудование, позволяющее сразу отделять все примеси от спирта-сырца и получать готовый продукт — чистый этанол.

Рассмотрим, как функционирует спиртовая колонна:

Аппарат для перегонки спирта — схема

• в трубы дефлегматора подаётся насосом бражка. Здесь она подогревается до 75–90ºС за счёт конденсата спирто-водяных паров, образовавшегося в межтрубном пространстве дефлегматора;
• смесь подходит через смотровой фонарь к верхней тарелке бражной колонны вместе с флегмой из верхней спиртовой колонны;
• пройдя через все тарелки, брага спускается в выварную камеру;
• проходящий снизу вверх пар подогревает брагу до кипения при контакте с ней, и ещё больше насыщается спиртом, в то время как брага теряет его;
• остатки выпаренной браги (барда) содержат всего лишь 0.015% спирта;
• из бражной части колонны пары попадают в спиртовую часть. В результате контакта с флегмой, спускающейся навстречу, пары ещё больше обогащаются спиртом из закипевшей флегмы;
• в дефлегматоре, на выходе из спиртовой колонны, происходит частичное конденсирование паров, затем они в качестве флегмы поступают на верхнюю тарелку;
• оставшиеся пары направляются в холодильник, где происходит их конденсирование и охлаждение в змеевиках. Образовавшийся готовый продукт направляется в спиртохранилище.

Спирт-сырец должен иметь крепость не ниже 88%.

Спирт-сырец с хорошим показателем крепости

Обзор основных вопросов, связанных с началом производства спирта

Но, прежде чем предпринимать какие-то конкретные шаги и начинать строить собственное производство, связанное с таким непростым занятием, как изготовление спирта, нужно получить ответы на ряд важных вопросов. Касаются они следующих тем:

• снабжение своего производства (источники);
• сбыт готовой продукции (каналы и конечные потребители);
• метод, по которому будет осуществляться производство этанола;
• вид спирта, который планируется изготавливать (питьевой либо технический);
• оснащение своего цеха или завода (оборудование);
• возможность получения лицензии (сбор необходимых документов).

Только после того, как будут получены четкие и подробные ответы на все вышеперечисленные вопросы, можно приступать к организации собственно производства. А именно: покупать/арендовать цех или завод, приобретать оборудование по производству спирта и сырье, приступать к изготовлению пробных партий и т. п. В данной статье мы постараемся разобрать основные моменты, связанные с началом ведения спиртового бизнеса. Они лягут в основу вашего бизнес-плана, без которого невозможно начать предпринимательскую деятельность (а тем более такую специфическую) и сделать ее действительно успешным и слаженно работающим производством.

Характеристика сырья и продукции

Для производства этилового спирта используется крахмалсодержащее сырье – различные виды зерна (пшеница, рожь, ячмень овес) и картофель. Зерно по влажности классифицируют на сухое (13,5…14,0 %), средней сухости (13,5…16 %), влажное (15…18 %), сырое (свыше 18 %). По содержанию сорной примеси товарное зерно подразделяют на чистое (до 1…2 %), средней чистоты (2…4 %), сорное (свыше 4 %).

Картофель наиболее полно отвечает технологическим требованиям спиртового производства, так как быстро разваривается, образует достаточно подвижную массу, содержащую необходимые количества азотистых веществ для питания дрожжей, дает наиболее высокий выход спирта. Количество воды в картофеле колеблется от 64 до 86 %, крахмала – 8…30 % в зависимости от сорта, размера клубней, степени их зрелости. Для производства спирта картофель по внешнему виду клубней должен быть целым, сухим, без заболеваний, непроросшим, однородным или разнородным по окраске. По форме и размеру картофель может быть любой формы, с размером по наибольшему поперечному диаметру не менее 30 мм.

В спиртовом производстве используется вода питьевая и техническая. По бактериологическим показателем вода, подаваемая в водопроводную сеть, должна соответствовать следующим нормам: общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды – не более 100, коли-индекс – не более 3, коли-титр – не более 300. В зависимости от объекта применения к воде предъявляются различные требования, например, для приготовления замеса перед развариванием используется техническая вода с температурой не более 50 °С, рН = 4,5…5,5, жесткостью не выше 12 мг·экв/л. Не допускается присутствия в ней солей тяжелых металлов (ртути, свинца, бария и т.д.), а также солей азотистой кислоты.

В качестве осахаривающих материалов в спиртовом производстве применяются ферментные препараты микробиологического происхождения в виде поверхностных и глубинных культур, а также концентрированных препаратов.

Спирт, вырабатываемый из зерно-картофельного сырья, обладает специфическим запахом, обусловленным присутствием в нем относительно небольшого количества различных примесей: карбоновых кислот, эфиров, альдегидов, компонентов сивушного масла и других соединений. Температура плавления составляет (замерзания) –114,6 °С, кипения (при 101,08 кПа) – 78,4 °С, вспышки – 130 °С.

В спиртовом производстве из зерна и картофеля вырабатывают спирт-сырец, спирт этиловый ректификованный I сорта, спирт этиловый ректификованный высшей очистки и спирт этиловый ректификованный «Экстра». На производство спирта этилового ректификованного «Экстра» используются все виды кондиционного зерна (пшеница, рожь, ячмень и т.д.), а в отдельных случаях, например, при выработке водки «Русская» — до 35 % здорового картофеля.

Определение качества напитка

Уровень цвета спирта определяют при помощи обычного стакана: наличие белесого оттенка говорит о плохой очистке и присутствии сивушных масел. Если брага кипела слишком активно — напиток будет иметь мутный цвет. Сивушные масла можно удалить дополнительной очисткой и перегонкой. Для проверки запаха и вкуса немного спирта наливают в бутыль и разбавляют холодной водой (1 к 3). Размешивают и пробуют.

Крепкий алкоголь в домашних условиях хранят в закрытой бутылке, в холодильнике. Срок хранения спирта — не более 5 лет. На его основе изготавливают различные настойки на ягодах, кореньях, травах, плодах и цветах, варенье, фруктах и корнеплодах. Используют его и для приготовления таких благородных напитков, как коньяк, виски, абсент, ликеры, джин. Многие медицинские настойки от гипертонии, простудных заболеваний, расстройства желудка и других болезней также делаются на его основе.

https://youtube.com/watch?v=-fi7qxeG8KY%3Ffeature%3Doembed

Технология производства спирта: основные этапы

1. Сырье (сахар или полученное из других продуктов сахарное сусло) и дрожжи загружают в специальный бражной бак. Готовится брага в течение недели, в результате чего процесс содержания спирта в ней должен достичь 15% (если будет больше, процесс брожения прекратится).
2. Далее готовая брага отправляется в перегонный аппарат. В первой части происходит собственно ее перегонка: нагревание (испаряется этанол) и охлаждение паров (конденсация).
3. Во второй части этанол очищается от сивушных масел. Процесс называется фракционной перегонкой. В результате и получается тот самый готовый продукт — чистый этиловый спирт.

Так как брага готовится в течение 7 дней, то в перегонный аппарат загружается недельная норма сырья. Это нужно учитывать для обеспечения непрерывности производственного процесса. Таким образом, емкостей потребуется примерно в 7 раз больше, чем составляет мощность ректификационного аппарата.

В целом можно сказать, что технология довольно проста и понятна. Разобраться в процессе изготовления этила под силу каждому. Это не производство метилового спирта, которое требует серьезных познаний в области химии и может быть очень опасным при неправильной организации. Однако шутить в обоих случаях не стоит, в данном процессе соблюдение всех норм, технологии и техники безопасности является залогом успешного производства и отсутствия несчастных случаев. Кстати, нужно ведь еще получить соответствующую лицензию. Об этом далее.

Рентабельность производства

Практика показывает, что для того, чтобы начать собственный легальный бизнес, вам понадобится порядка 2–3 миллионов рублей. В эту сумму включены все возможные расходы на открытие, включая аренду помещения, коммунальные расходы, налоги, зарплата сотрудникам, закупка сырья и прочее. Окупаемость вложений в среднем составляет 16–20 месяцев. Она зависит от того, насколько качественно организован процесс, какие объемы вы изготавливаете, как быстро продается готовая продукция, как организована логистика и пр.

Если вы будете делать все правильно и ваша продукция будет отвечать ГОСТам, то никаких проблем у вас не возникнет. Производство спирта в России хоть и налажено, но его потребление постоянно растет. В последнее время даже появились автомобили, которые ездят на спирте, как на экологически чистом и безопасном топливе, поэтому проблем со сбытом у вас не возникнет. Единственное, что мы порекомендуем: правильно оценивать свои силы и возможности. Если вы поставите установку на 15 литров в час, то потом ее невозможно будет поменять на 30–50 литров. Вам придется или устанавливать оборудование в другое помещение либо продавать эту установку и покупать новую.

https://youtube.com/watch?v=9sbN-QbbaOc

Что представляет собой этанол

Этиловый спирт – бесцветная жидкость, легкоподвижная с плотностью 806 кг/м3 при 0оС, имеет температуру кипения – 78,3оС. Этиловый спирт получается в результате перегонки сброженных продуктов, которые содержат углеводород. Этанол используется как основное сырье для производства ликероводочных напитков. Применяется как вспомогательный продукт в более чем 160 производствах разных отраслей хозяйствования.

Технологическая схема производства спирта

До недавнего времени производство спирта было сосредоточено в государственных компаниях и крупных заводах, теперь же его отдали и в руки малого бизнеса. Домашний мини-завод по производству этанола – это довольно прибыльное дело, спрос на продукцию очень высокий. Однако перед началом деятельности необходимо получить государственную лицензию, дающую право производить спирт.

Классифицируют этанол по видам сырья, из которого он получен:

• технический, при производстве используется:
  • древесина;
  • солома;
  • торф;
  • мох;
• пищевой – получаемый из сырья растительного происхождения, богатого крахмалом:
  • картофель;
  • злаковые зерна;
  • из сахаросодержащего сырья:
  • меласса – отходы сахарного производства;
  • сахарная свекла;
  • сахарный тростник;
  • плоды ягод, отходы винодельческого производства.

Сбыт товара

При налаженном производстве его рентабельность составляет 240%. Но для этого надо наладить сбыт товара. Для привлечения клиентов необходимо, чтобы у готового продукта был высокий уровень качества

Также важно своевременное выполнение заказов и приемлемые конкурентные цены

Налаживанием каналов сбыта должен заниматься маркетолог, используя рекламу в СМИ, современные технологии продвижения продукции.

Питьевой спирт можно сбывать на пищевые производства, в косметические компании, а также в производства по изготовлению парфюмерии. Технические виды спирта заинтересуют производства по изготовлению лаков, красок, некоторые другие виды химической промышленности.

Производство спирта – прибыльный бизнес с высокой рентабельностью, но и высокой конкуренцией. Поэтому в такое производство необходимо хорошо вложиться, чтобы готовый продукт по качеству и цене был вполне конкурентоспособен. Рекомендуем посмотреть существующих производителей спирта и произвести конкурентную разведку.

19.02.2020

ОАО Арзамасспирт — Главная

Тел: +7 (83147) 5 83 25 Факс: +7 (83147) 5 83 40

Дисциплина и профессионализм — основа нашего успеха!

Девиз завода.

Спиртовая промышленность

– отрасль с бурной историей, повидавшая все крайности – от антиалкогольных государственных запретов до алкогольного «беспредела», когда «старые» предприятия вынужденно уступают рынки сбыта моментально возникшим заводам-однодневкам с сомнительной технологией производства спирта из сырья низкого качества. Народная мудрость не относится к этим «заводам», часто являющимся подпольными цехами, производящими спирт, не соответствующий ГОСТам или хотя бы ТУ. Мудрость в другом – в новых условиях продолжать выпускать хорошую продукцию с соблюдением «старых» экологичных технологий: из натурального сырья, на чистой воде, с соблюдением русских традиций.

Так считают руководители и сотрудники Ломовского спирт) – предприятия, имеющего 140-летний стаж по выпуску качественного этилового спирта. Основатель завода – стремительно разбогатевший крепостной крестьянин Алексей Будылин – неспроста организовал винокуренное производство в селе Ломовка Арзамасского уезда, в окружении лесов, что гарантировало чистый воздух и родниковую воду, но недалеко от почтового тракта на Нижний Новгород, что удобно для покупателей. С 1869 года начинается долгая история предприятия, пережившего революционные бунты и погромы в 1917 году, тяжелые годы Великой Отечественной Войны, неурожайные 80-е годы, антиалкогольную компанию М.Горбачева, закончившуюся крахом. И годы перехода на новые рыночные условия, которые проредили ряды «старых» спиртзаводов, не выдержавших конкуренции с новыми производителями. Ломовский спиртовой завод имеет 140-летнюю «выдержку». Он по-прежнему находится среди лесов и использует в производстве чистую воду. И, конечно, качественное натуральное сырье, что является залогом получения хорошего спирта. А еще – стабильный коллектив и мудрых, энергичных управленцев.

Бардо-цех.

Уже год, как на заводе работает цех по переработке барды. Сейчас в России имеется немного спиртовых заводов, которые перерабатывают отходы спиртового производства (барду). Учитывая, что с 1 января 2010 года в силу вступит закон, обязывающий иметь на каждом заводе переработку барды, мы с оптимизмом смотрим в будущее, зная, что наш завод не остановиться по причине отсутствия цеха по переработке барды.

«Новый» Ломовский спиртзавод

– это не забытые «старые» рецептуры и качественная, как встарь, продукция. И при этом – современный подход к сбыту продукции, гибкая ценовая политика, соблюдение партнерских обязательств. Ценности не стареют…

Мы ценим мнение наших партнеров

arspirt.ru

Применение биотоплива

По сравнению с бензином у биотоплива (спирта, полученного из переработанных отходов) есть как преимущества, так и недостатки.

Вот основные преимущества:

• высокое (105–113) октановое число;
• меньшая температура горения;
• отсутствие серы;
• меньшая цена.

Благодаря высокому октановому числу можно увеличить степень сжатия, повысив мощность и экономичность мотора.

Меньшая температура сгорания:

• увеличивает срок службы клапанов и поршней;
• снижает нагрев двигателя в режиме максимальной мощности.

Благодаря значительно менее высокой цене (если не считать акцизы), биотопливо серьезно экономит семейный бюджет.

Есть у биотоплива и недостатки:

• агрессивность по отношению к резиновым деталям;
• низкое массовое соотношение топливо/воздух (1:9);
• слабая испаряемость.

Биотопливо повреждает резиновые уплотнители, поэтому во время переделки мотора для работы на спирту все резиновые уплотнители меняют на полиуретановые детали.

Из-за меньшего соотношения топливо-воздух для нормальной работы на биотопливе необходима перенастройка топливной системы, то есть установка жиклеров большего сечения в карбюратор или перепрошивка контроллера инжектора.

Из-за слабой испаряемости затруднен пуск холодного двигателя при температуре ниже плюс 10 градусов.

Чтобы решить эту проблему, биотопливо разбавляют бензином в соотношении 7:1 или 8:1.

Для работы на смеси бензина и биотоплива в соотношении 1:1 никакой переделки двигателя не требуется.

Если же спирта будет больше, то желательно:

• заменить все резиновые уплотнители на полиуретановые;
• прошлифовать головку блока цилиндров.

Шлифовка необходима для увеличения степени сжатия, что позволит реализовать более высокое октановое число. Без такой переделки двигатель будет терять в мощности при добавлении в бензин спирта.

В таких устройствах можно обойтись без шлифовки головки, потому что небольшая потеря мощности компенсируется увеличением подачи топлива. Кроме того, потребуется перенастройка карбюратора или инжектора, это сможет сделать любой специалист по топливным системам.

Более подробно о применении биотоплива и переделке моторов для работы на нем читайте в этой статье (Применение биотоплива).

Выводы

Выполняя выше изложенную работу,
я следующие выводы, касающиеся технологии производства спирта:

Производство качественного
пищевого спирта в нужных объемах нуждается в постоянном наличии сырья, будь то
зерно или картофель.

Технология производства спирта —
это многоэтапный технологический процесс.

Технология производства спирта
состоит из различных по характеру и происхождения операциям от механических (подготовка
сырья) до тепло-массообменных (ректификация), а также использование ферментов
микробиологического и биологического происхождения вместе с дрожжами.

Не смотря на давность
становления технологии производства, существует множество способов
усовершенствования производства и увеличения выхода и качества продукции: модернизации
старого оборудования, разработка новых аппаратов, улучшение штаммов
микроорганизмов и дрожжей, ведение селекционной работы по получению
высококачественного сырья.