Спирт өндіру технологиясы

МАЗМҰНЫ

 

Қысқартулар

Белгілеулер

Кіріспе..............................................................................................................3  
І. Әдебиетке шолу............................................................................................4  
ІІ Негізгі бөлім

2.1 Әртүрлі өнімдерден спиртті бөліп алу..........................................6

2.2 Спирттің ашытқыларын дайындау.................................................8

2.2 Спирттің жіктелуі...........................................................................10

 

3 Ашытқыдан таза спиртті алу технологиясы.....................................12 
          3.1 Ректификация қондырғысы және оның жұмыс

      істеу принциптері............................................................................13

3.2 Ректификациялы камералы аппараттың қызметі.........................15

3.3 Ректификационды колона...............................................................16

      3.4 Ректификация процесінде табақшалардың қолданылуы................17

          3.5 РУСЬ-1 қондырғысында ректификациялау әдісін қолдану..........18

 

ІІІ. Қорытынды................................................................................................. 19 
 
ІҮ Қолданылған әдебиеттер............................................................................20 Қосымшалар

 

                                             Қысқартулар

 

 

ФТ – колонда орналасқан табақшаларды физикалық табақшалар            

                           деп атайды

 

АҚШ –  Америка Құрама Штаттары

 

  
                                                            Белгілеулер

 

 

г – грамм

 

кг– килограмм

 

 л – литр

 

 мл – милилитр

 

 мг – милиграмм

 

% − пайыз

 

°С − Цельсий градус

 

  
                                                                         Кіріспе

 

Тазаланбаған спирт  өндірістік кезеңдерде пайдаланса да тағамдық спирттерде қолданылмайды. Тазаланбаған спиртте иістер болу мүмкін сондықтан  да спиртті фильтрден өткізіп  ректификациялау керек.

Ағаш сүрегін лигненнен  ажырату барысында алынған сульфит сақары (құрамында 1—5 %қант болады) спирт өндіруге де пайдаланылады. Әдетте сульфит сақарының реакциясы сілтілі болып келеді.  
Спирт өндіруде оңай өніп-өсетін беттік ашытқы саңырауқұлақтарды қолданады. Қазір ашу процесі жүретін барлық ендірістерде микроағзалар «таза» күйінде, яғни басқа микроағзалардың қоспасынсыз қолданылады. Бұл өндірістің өнімділігін арттырады.

Спиртті өндіру үшін шикі зат ретінде   астық  тұқымдастардың дәндері, картоп, сірне, сульфат сақары, сүрек қанты тағы басқалар қолданылады. Қолданылатын шикізаттар түрлі болғандықтан спирт өндіру технологиясы да соған сәйкес ұйымдастырылады.

Ашытқыда спирттің концентрациясы аз болады және ол 8…10% қана құрайды. Әртүрлі себептерге байланысты таза спиртті бірден алу мүмкін болмай отыр. Сондықтан да үй жағдайында немесе спирт шығаратын зауыттарда ашытқыдан таза спирт алудың негізгі екі кезеңі қарастырылған.

Бірінше кезең – дистилляциялау. Бұл процесс арқылы ашытқыдан 30…40% спирта-сырца алуға болады.

Екінші кезең –  ректификациялау. Ректификациялаудың колондары арқылы  30…40% спирта-сырцадан 96% таза спирт алуға болады.

Ректификация – коллондық  аппараттар арқылы жылу алмасу процесі. Коллонды процесте сұйықтық тізбектеліп  түтікше арқылы жүреді. Ректификациялауды  басқаша айдау арқылы тазарту  деп те айтады. Ректификацияны жүргізудің негізгі мақсаты таза өнім алу. Ректификация арқылы ашыртқыдан 90-95 пайыз таза өнім алуға болады. Ректификациядағы ең маңызды бөлік – ректификациялық колондар болып табылады.

Курстық жұмыстың мақсаты: Ректификация құрылымы арқылы спиртті тазалаудың технологиясын ашу, оның техникалық және өндірістік ерекшеліктеріне тоқталу.

Курстық жұмыстың міндеті:

• әртүрлі дақылдардан спиртті бөліп алу технологиясына тоқталу;
• спиртті тазалау процестерін саралау;
• ректификация процесін ашып көрсету;
• ректификациялық қондырғылардың жұмыс істеу принциптерін ашу.

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                       

 

                                                                                                                                                                                                            3

 

І Әдеби шолу

 

Айдау тәсілі мен алкоголді алғашқы алуды табуды араб алхимигі Рагезаның атымен байланыстырады, «пәлсапалық тас» шындығын іздеп, кездейсоқ этил спиртін бөліп алады. Еуропада алкоголь ХІІІ ғасырда алынып, алғашқыда жан – жақты, әмбебап әсерлі емдік дәрі ретінде қолданылды. Оны пайдалану ХIV ғасырдағы оба пандемиясы кезінде дәрігер бақылауынсыз, шектен шығып кетті. Этил спиртінің уытты әсерін зерттеуге И.М.Сеченов, И.П.Павлов, Н.П. Кравков, В.М. Бехтерев, С.С.Корсаков сияқты физиологтар, фармакологтар мен клиницистер зор үлесін қосты. Этил спиртінің жергілікті, рефлекторлы және резорбтивті әсерлері бар. Медициналық практикада негізінен жергілікті әсеріне орай қолданады. Кейбір жағдайларда сырқаттардың реконвалесценция кезінде тәбетін күшейтіп, ас жолдарының жұмысын қалпына келтіру үшін ас шарабы, сыра, қымыз түрінде аз мөлшерде береді.

Қазіргі кезде біз күнделікті ішетін шарабымыз б.ғ.д 15 000 жыл бұрын дүниеге келген. Бұл процесс гректердің Жерорта теңізі бассейнін отарлап алудан басталды. Қанның орынында шарап ағатын Дионис құдайы, жай адамдардың осы сән-салтанатты сусыннан дәм татуын қадағалады. Уакыттар еткеннен кейш гректер рим эскерлерімен отарланды. Римдіктер бұл сусынның континентінің барлық жерлеріне таратты. Рим империясы құлағаннан кейін шарап өзінің мәнін жоғалатты. Оның себебі Ислам дінімен тиым салынатын мұсылмандықтардың басып кіруі. Шарап тарихы 8000 жылға дейін созылады. Дәл 8000 жыл бұрын шарап Кіші Азиядан Жерорта теңізі елдеріне енгізіледі. Шарап жасау өнері сол уақытта Мысыр елінде белгілі болды.

Ашу - ағылшын сөзі «yeast» бұл ескі ағылшын сөзіне «gist», «gyst» «көпіру, қайнау, газ бөлу» деген сөздерінен шыққан. Ашытқылар бұлар ең алғашқы «үй организмдері» болып саналады. Адамдар мың жылдар бой бұларды ферментация мен нан пісіруде қолданған. Археологтар бұрынғы мысыр қалаларынан наубайханалармен нан пісіретін адамдардың бейнелерін тапқан. Археологардың айтуы бойынша мысырлықтар б.з.д 6000 жыл бұрын сыра қайната білген, ал б.з.д 1200 жылы ашыған нан пісіру технологиясын игерген деп есептеледі. Жаңа субстртты ашытуды бастау үшін бұрынғы қалған ашытқыларды қолданған. Осының нәтижесінде әр түрлі шаруашылықта жылдап ашытқы селекциясы жүрді және табиғатта жоқ жаңа физиологиялық рассалар пайда болды. Бұларды ең басында жеке түр деп санаған. Бұлар өсімдік сорттары сияқты, адамның өмір сүру барысында пайда болған өнімдер.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                     4

 

1680 жылы голланд натуралисті  Антони ван Левигук ең бірінші  болып микроскоп көмегімен ашытқыларды  көрді, бірақ оларды ажырата  алмады. Тек 1851 жылы француз микробиологы  Луи Пастер өзінің «Mémoire sur la fermentation alcoholique» жұмысында сптрттік ашу – бұл химиялық реакция емес (бұрын солай деп ойлаған), бұл ашытқы микроорганизмдердің көмегімен жүретін биологиялық процесс екенін дәлелдеп берді. [1]

1881 жылы  Эмиль Христиан Хансен  «Carlsberg» атты дат компаниясының лабораториясының жұмысшысы ашытқының таза культурасын бөліп алды, ал 1883 жылы бірінші рет оны сыра дайындауда қолданған болатын. ΧIΧ ғасырдың соңында Э.Х. Хансен қатысуымен ең бірінші ашытқылар классификациясын жасады. ΧΧ ғасырдың басында ашытқылар коллекциялары мен оны анықтайтын қондырғылар пайда бола бастады. Ал ΧΧ ғасырдың екінші жартысында ашытқылар туралы ғылым (зимоллогия) ашытқының практикалық жағына ғана емес оның экологиясына, цитологиясына және генетикасына көңіл бөле бастады. [2]

ΧΧ ғасырдың отасына дейін ғалымдар тек аскомицетті ашытқылардың жыныстық циклын (шеңберін) бақылаған және бұл  барлық сөмкелі саңырауқұлақтардың таксономиялық тобына тән деп  есептеген болатын. Жапон ғалымы Исао Банно  1969 жылы Rhodotorula glutinis- тің жыныстық көбею цилын (шеңберін) идуцирлеген болатын, ал бұл базидомицеттерге жатады. Қазіргі кездегі молекулалық-биологияның зерттулері бойынша, ашытқылар аскомицеттер мен базидомицеттер саңырауқұлақтары, бұлар екеуі бір таксонға жатпайды бұлар тек бір өмірлік түрге жатады. [3]

24.04.1996 жылы Saccharomyces cerevisiae-дің ең бірінші эукариотты организмнің геномын (12 млн жүп негіздер) түгелдей секвенирленгені туралы ғалымдар хабарлады. Секвенирлеу 7 жыл уақыт алды және бұған 100 жуық лабораториялар қатысқан болатын. 2002 жылы келесі геномы  секвенирленген (13,8 млн жүп негіздерден түратын) ашытқы микроорганизмы және алтыншы эукариотты организм болып Schizosaccharomyces pombe болды. [4]

          Ашытқыш  саңырауқұлақтарда белок пен  витаминдер (В, Д, Е) мол болады. Сондықтан оларды қазір тамақ және мал азығы мақсатында кеңінен қолданады [4].

Candida utilis, C.arborea – биотехнологияда  ақуыз биомасса алуға қолданылады; Torula spp. – сүт қышқыл ашытуда; Rhodotorula – тағам өнімдерін бұзады; Trichoderma cutaneus – ағынды суларды тазартуға  қолданылады; C.albicans – адамдарда  кандиоз ауруын тудырады.

Candida туыстығына жататын ашытқылар  тері өңдеу зауыттарында және  қағаз-целлюлозалық өнеркәсіп орындарында  түзілетін сульфитті ағынды суларда  өседі. Олардың ішінде уыттарды, фенолдарды тотықтыратын штамдары  бар. Ашытқылардың ішінде форель мен лосось фаршының жұмсағына, қызғылт немесе қызғылт сары түс беретін каратиноидтардың (А провитаминінің бастауыш заты) продуценті белгілі.

                                                                                                                                                                                                     5

 

 

ІІ Негізгі бөлім

 

2.1 Әртүрлі өнімдерден спиртті бөліп алу

 

Тазаланбаған спирт  өндірістік кезеңдерде пайдаланса да тағамдық спирттерде қолданылмайды. Тазаланбаған спиртте иістер болу мүмкін сондықтан да спиртті фильтрден өткізіп ректификациялау керек.

Ағаш сүрегін лигненнен  ажырату барысында алынған сульфит  сақары (құрамында 1—5 %қант болады) спирт  өндіруге де пайдаланылады. Әдетте сульфит сақарының реакциясы сілтілі болып келеді.  
Спирт өндіруде оңай өніп-өсетін беттік ашытқы саңырауқұлақтарды қолданады. Қазір ашу процесі жүретін барлық ендірістерде микроағзалар «таза» күйінде, яғни басқа микроағзалардың қоспасынсыз қолданылады. Бұл өндірістің өнімділігін арттырады.

Спиртті өндіру үшін шикі зат ретінде   астық  тұқымдастардың дәндері, картоп, сірне, сульфат сақары, сүрек қанты тағы басқалар қолданылады. Қолданылатын шикізаттар түрлі болғандықтан спирт өндіру технологиясы да соған  сәйкес ұйымдастырылады [5].

Қазіргі уақытта қант пен крахмалдың құрамындағы спирттің мөлшерін оңай есептеп шығаруға болады. Мәселен, бидайда 60% крахмал болса онда оны төмендегідей есептеуге болады:

1кг бидай => 0,6кг крахм. => 0,6х1,11=0,67кг қант. => 0,67х0,64=0,426л спирт

Жалпы негізгі деген өнімдердегі қант пен крахмал мөлшері төмендегі 1-кестеде көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                             6

 

 

1-кесте. Әртүрлі шикі  өнімдерден спиртті алу

Крахмал құрамы		Қант құрамы
Шикі өнім	Спирт, мл/кг	Шикі өнім	Спирт, мл/кг
Крахмал	710	Қанат	640
Саго	600	Сірне 50%	320
Күріш	530	Жүзім	115
Кукуруз	450	Тошала	110
бидай	430	Қызылша 16%	102
Бұршақ	390	Таңқурай	100
Тары	380	Алма	65
Қара бидай	360	Бүлдірген	58
Арпа	350	Шие	57
Сұлы	280	Өрік	55
Горох	240	Қарақат қара	54
Картоп 20%	140	Қайың суы	25

 

Спирт өндіруде де алдымен крахмалды жай қантқа ажыратып   алу керек. Бұл үшін   солод, яғни алдын   ала жылы жерде өсірілген арпа   дәндері   алынады.   Солодта   крахмалды жай қантқа оңай ажырататын амилаза ферменті   бар.

Жалпы қолданылатын солод   мөлшері   қантқа   ажыратылатын   шикі   заттың мөлшеріне шаққанда 5—10%   шамасында   болғаны   жөн.   Бұл процесс  +60°С температурада   жақсы   жүреді.   Осындай   қанты мол (25—30%) сұйықты затор деп атайды[2].

Ағаш сүрегін лигненнен  ажырату барысында алынған сульфит  сақары (құрамында 1—5 %қант болады) спирт өндіруге де пайдаланылады. Әдетте сульфит сақарының реакциясы сілтілі болып келеді.