Tehnologii de Fabricare a Alcoolului din Materii Prime Amidonoase

1. Tema de proiect

Să se dimensioneze o instalaţie de obţinere a alcoolului etilic, din care ştiind că parametrii implicaţi sunt :

- cantitatea de porumb prelucrată /oră este 1000 + 20 N tone, unde N = 63

- compoziţia porumbului în prelucrarea este umiditatea u% = 10,8 + 0,1 N

- impurităţi ip% = 2%

- amidon a = 56,6 + 0,1 N

- substanţă uscată s.u% =(100 – u + a + ip)

La fluidizarea se foloseşte, abur cu următoarele caracteristici 5 kg abur/kg debit porumb intrat; tabur = 110 oC.

Faza de precurăţire ser elimină continutul de 2% impurităti, iar reacţiile de zaharificare şi fermentare, decurg cu un randament de 90%.

Să se afle:

- toţi parametrii implicaţi în bilanţ de materiale şi cel termic

- să se aleagă utilaje tehnologiceşi să se calculeze costul de fabricare şi cel de vănzare pentru 1litru de alcool rafinat, ştiind că toate cheltuielile de investiţie trebuie amortizate în 5 ani.

2. OBIECTUL PROIECTULUI

2.1. Denumirea obiectului proiectului

Lucrarea are ca obiect prezentarea unei tehnologii de fabricare a alcoolului din materii prime amidonoase şi anume din cereale.Structura lucrării urmăreşte succesiv procesul tehnologic de obţinere a alcoolului din materii prime amidonoase , cu prezentarea materiilor prime şi auxiliare necesare, prezentarea variantelor tehnologice de obţinere a alcoolului ca produs finit care permite justificarea metodelor aplicate.Procesul utilizat pentru realizarea producţiei este cel de fabricare cu fierbere sub presiune.

Industria spirtului ocupă un loc important în cadrul industriei fermentative prelucrătoare de materii prime agricole vegetale (cartofi, cereale, melasă etc.).Aceste industrii se bazează pe însuşirea unor microorganisme (drojdii selecţionate) care prin enzimele ce le conţin, transformă substanţele utile din materii prime prelucrate, în anumite condiţii tehnologice în alcool sau masă de drojdii ca produse principale şi dioxid de carbon ca produs secundar.

Distilarea şi rectificarea îşi găsesc aplicaţii în industria fermentativă pentru obţinerea de băuturi alcoolice naturale tari şi a spirtului. Prin distilare simplă se mai lucrează în industria băuturilor, în timp ce rectificarea şi fracţionarea se aplică în industria spirtului. Terminologia întrebuinţată uzual nu corespunde terminologiei operaţiilor tip. În industria spirtului şi a băuturilor prin distilare se înţelege o rectificare, iar prin "rafinare" o rectificare combinată cu o fracţionare.

Produsele supuse operaţiilor de distilare, rectificare şi fracţionare din industria fermentativă sunt amestecuri cu mai multe componente, componentele de calcul fiind alcoolul etilic şi apa. Atât alcoolul etilic cu apa, cât şi alte componente cu apa, dau amestecuri homoazeotrope şi heteroazeotrope. Datorită acestei caracte¬ristici, prin metodele obişnuite de distilare, rectificare şi fracţionare, în industria spirtului nu se poate obţine alcool etilic absolut, ci un amestec cu concentraţia maximă a amestecului azeotrop (95,57% alcool). Pentru obţinerea unei concentraţii mai mari, sau a alcoolului absolut, trebuie să se aplice metode speciale (distilare azeotropă cu amestec ternar: benzen - alcool etilic - apă sau eliminarea apei sub substanţe higroscopice.

2.2. Capacitatea de producţie

Capacitatea totală de producţie este de 2260 tone/an.

2.3. Descrierea materiei prime auxiliare şi a produsului finit

Alcoolul etilic se produce pe plan mondial, în cea mai mare parte, prin fermentarea lichidelor care conţin zahar, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obţinut pe cale biotehnologică mai poarta denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel de alcoolul etilic de sinteză.

Astfel alcoolul etilic rafinat denumit si spirt rafinat,care se obtine ca produs principal în fabricile de spirt are o concentratie alcoolica de aproximativ 96% vol.In tehnologia spirtului mai întalnim noţiunea de alcool etilic absolut sau anhidru prin care se intelege de fapt substanta chimica ca atare (alcoolul etilic 100%).

În funcţie de natura substanţelor utile pe care le conţin, materiile prime folosite la fabricarea alcoolului şi a drojdiei se pot clasifica astfel:

Materii prime amidonoase:

­ cereale: porumb, secară, grâu, orz, ovăz, orez, sorg, etc;

­ cartofi;

­ rădăcini şi tuberculi de plante tropicale: rădăcini de manioc, tuberculi de batate, etc.

Materii prime zaharoase:

­ sfecla şi trestia de zahăr;

­ melasa din sfeclă şi trestie de zahăr;

­ struguri, fructe, tescovine dulci, etc.

Materii prime celulozice:

­ deşeuri din lemn de brad, molid, fag, etc.;

­ leşii bisulfitice rezultate de la fabricarea celulozei.

Materii prime care conţin inulină şi lichenină:

­ tuberculi de topinambur;

­ rădăcini de cicoare;

­ muşchi de Islanda.

Materiile prime prezentate nu epuizează totalitatea materiilor prime posibile a fi folosite la fabricarea alcoolului şi drojdiei, se fac cercetări pentru descoperirea de noi surse de materii prime din care să se poată obţine în condiţii economice alcool şi drojdie. În continuare se prezintă numai materiile prime utilizate în fabricile de alcool şi drojdie din ţara noastră.

Cele mai utilizate materii prime sunt melasa, cerealele şi cartofii.