Разработка методов утилизации послеспиртовой мелассной барды

   Изложенным  критериям будет удовлетворять золотая середина: что-то взять от имеющихся технологий переработки барды, что-то от очистки сточных вод. Наиболее разумным с учетом вышеперечисленных ограничений следует признать путь по предлагаемой схеме:

   1. Механическими способами разделяют  барду на влажный осадок нерастворимых веществ (дробину) и фильтрат с растворенными в нем веществами.

   2. Дробину сушат простыми и надежными способами, желательно без дополнительных затрат пара, так как не все котельные осилят дополнительную нагрузку.

   3. Жидкий фильтрат разделяют мембранными (тоже механогидравлическими) способами на 25%-ный сметанообразный коричневый концентрат растворенных веществ (16 т) и чистую горячую воду (74 т).

   4. Белковый концентрат также подлежит сушке на ином типе сушильного устройства с более высокой напряженностью пространства сушилки по влаге.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   2 Технологическая  часть 

   2.1 Характеристика сырья  для производства этилового спирта 
 

   При переработке свеклы на сахар все несахаристые вещества свеклы, не удаленные с жомом и дефекационным шламом, накапливаются в маточном растворе, получающемся после фуговки последнего продукта.

   В связи с наличием  значительного количества несахаров, затрудняющих кристаллизацию сахара, этот продукт, называемый мелассой, является отходом свеклосахаренного производства.

   Выход мелассы составляет примерно 4,6% по весу свеклы, а содержание сахара в ней 2,4% к весу свеклы. Выход мелассы колеблется в очень широких пределах и зависит от многих причин.

   Меласса является побочным продуктом в производстве сахара. В зависимости от вида сырья, перерабатываемого на сахарных заводах, меласса бывает нескольких видов:

• свеклосахарная — при переработке сахарной свеклы;
• тростниковая — при переработке сахарного тростника на сахар-песок;
• рафинадная — при производстве сахара-рафинада из сахара-песка.

   В странах СНГ для производства спирта используется преимущественно свеклосахарная меласса.

   Свеклосахарная  меласса представляет собой темно-коричневую вязкую жидкость со специфическим запахом  продуктов карамелизации сахарозы и три-метиламина, содержащегося в ней в малых количествах [8]. Плотность мелассы 1,30—1,42.

   Цветность мелассы по отношению к светопропусканию воды составляет 20—60% при разбавлении мелассы 1 : 10. С повышением содержания инвертного сахара цветность мелассы увеличивается. Так, при хранении мелассы в первом полугодии цветность колеблется в пределах 12—44% (в среднем 31%), во втором — 30—64% (в среднем 48%) к светопропусканию воды. Вязкость нормальной мелассы колеблется в пределах 3600—5600 сп.  С повышением плотности (% СВ) увеличивается ее вязкость.

   Химический  состав мелассы зависит главным  образом от сорта и качества сахарной свеклы, почвенно-климатических условий ее произрастания.  На физико-химические и технологические показатели мелассы влияют методы ведения производства на сахарных заводах, а также продолжительность сезона сахароварения (таблица 1).

   Меласса содержит 75-85 % сухих веществ, из которых  около 54-63% (по весу сухих веществ) сахарозы, 14,8% азотистых веществ, 16,7% безазотистых веществ (кроме сахара) органических веществ и 8,5% золы.

   При содержании около 20% воды меласса в  среднем содержит 50% сахара и 30% несахаристых веществ, которые в свою очередь  можно разделить на неорганические, главным образом соли калия 10%, и органические 20%.

   Кроме сахарозы, нормальная меласса содержит в небольшом количестве (до 0,25%) инвертный сахар, а также раффинозу (до 2 %). 

Таблица 1

Химический  состав и технологические показатели качества свеклосахарной мелассы 

 

   В состав углеводов мелассы, кроме  сахарозы и инвертного сахара, входят также трисахариды — раффиноза (0,01 — 2%) и кестоза (в незначительном количестве). Раффиноза состоит из одной молекулы сахарозы и одной молекулы галактозы. При действии инвертазы дрожжей или при слабом кислотном гидролизе раффиноза частично разлагается с образованием мелибиозы и фруктозы. Последняя сбраживается спиртовыми дрожжами. Кестоза состоит из двух молекул фруктозы и одной молекулы глюкозы, на спирт она не сбраживается [9].

   С увеличением срока хранения сахарной свеклы уменьшается содержание общего и формольно-титруемого азота мелассы (табл. 2), а также аминокислот (табл. 3). 

   Таблица 2

   Изменение содержания общего и формольного  азота мелассы

   в зависимости от продолжительности сезона сахарного производства 

 

 

      Таблица 3

Содержание  микроэлементов в мелассах сахарных заводов  

 

   Количество  сахара к сухим веществам (доброкачественность) меласс в значительной степени зависит от условий произрастания свеклы и изменений ее состава при хранении.

   По  мере повышения доброкачественности  меласс содержание азота в них  падает. Содержание азота в мелассах зависит исключительно от содержания вредного азота в  свекле.

   Из  азотистых органических веществ в мелассе содержится главным образом бетаин, аспаргиновая и глютаминовая кислота [10]. Из общего количества азота в мелассе (около 1,5% по ее весу) примерно 2/3 приходится на бетаин.

   Глютаминовая  кислота находится в мелассе  в форме полиамида глютаина. При отщеплении аммиака от глютаминовой кислоты образуется пирролидонкарбоновая кислота, которая под действием кислот и щелочей снова превращается в глютаминовую кислоту; ее количество составляет около 2,7% от общего количества аминокислот [11].

   Инфицирование мелассы.

   Меласса часто инфицирована различной микрофлорой. В ней обнаружены следующие основные бактерии — наиболее опасные вредители спиртового брожения:

• спороносные — Вас. subtillis, Вас. mesentericus, Вас. megatherium,  Вас. globigil ,    Bac. mesentericus flavus;
• неспороноспые — Leuconostoc mesenteroies, Leuconostoc agglutiaaum

   Технологическая оценка качества мелассы, в зависимости  от характера и степени ее инфицированности, приведена в таблице 4.  

Таблица 4  

Оценка  качества мелассы в зависимости от характера и степени ее инфицированности