Схеми на инсталации за непрекъсната ферментация с елементи под вакуум
Скоростта на непрекъсната ферментация на въглехидратите на пивната мъст и производителността на завода за алкохолна ферментация са ограничени главно от инхибитор, т.е. депресиращ ефект върху дрождите на повишени концентрации на етилов алкохол и странични продукти (естери, алдехиди, висши алкохоли, киселини), образувани по време на ферментацията, както и нелетливи компоненти на кашата.
VNIIPPD изследва ефекта на вакуума върху показателите за непрекъсната алкохолна ферментация на меласа - скоростта и степента на усвояване на въглехидратите, нивото на етилов алкохол и алкохолните продукти в кашата, натрупването на биомаса от дрожди [1]. Определен е и съставът на междинните продукти.етапна евакуация на каша - алкохолен дестилат, водно-алкохолна течност и евакуирана каша [2]. Установено е, че използването на вакуум по време на непрекъсната анаеробна ферментация на меласа с мъст с висока концентрация предотвратява отрицателното влияние на продуктите от метаболизма на дрождите върху степента на въглехидратна ферментация на тази мъст в резултат наотстраняването им и по този начин намалява коефициента на инхибиране на процеса [3].
Въз основа на резултатите от лабораторни, полуиндустриални и индустриални изследвания във ВНИИППД са разработени методи за непрекъсната ферментация на пивна мъст с повишена и висока концентрация в производството на алкохол, създадени са нови ферментационни инсталации и устройства за евакуация на ферментиращата среда и улавяне на алкохол и алкохолни продукти от ферментационни газове.
Схемата на инсталация за непрекъсната ферментация, работеща с използване на вакуум на етапа на анаеробна ферментация, беше тествана в експерименталната дестилерия в Лужанск (фиг. 1). Кашата се евакуира по време на непрекъсната анаеробна ферментация във ферментатори 1, за да се намали концентрацията на разтворен въглероден диоксид и по този начин да се намали нейният инхибиторен ефект върху скоростта на ферментация на въглехидрати и катаболизъм на дрожди [4]. Газообразен въглероден диоксид, смесен с алкохолни продукти през уловителя за пяна 2 и абсорбционно-кондензационния алкохолен уловител 3 навлиза във вакуумната помпа 4 и по-нататък за изхвърляне.
Промишлени тестове на инсталацията в експерименталната дестилерия в Лужанск с използване на вакуум (-0,03 МРа) установиха възможността за ефективна непрекъсната ферментация на мъст от меласа с повишена концентрация (30-31% DM) до концентрация на етилов алкохол в зряла варя от 11,8 12,0 об.% без да се увеличава продължителността на ферментацията и да се гарантира стандартният добив на алкохол. Използването на ферментационна инсталация за ферментация на пивна мъст с повишена концентрация позволява да се намали обемът на остатъка, разходът на чиста вода за приготвяне на пивната мъст и разходът на пара за дестилация на каша с 12-14% в сравнение с ферментацията на пивната мъст с концентрация 26 -27% при атмосферно налягане.
Фигура: 1. Схема на инсталация за непрекъсната ферментация за анаеробна ферментация на пивна мъст под вакуум
По време на експлоатацията на инсталацията количеството търгуем втечнен въглероден диоксид се увеличава с 10-15% поради увеличаване на дела на ферментиралата меласа във ферментатори и намаляване на нейните загуби в разтворена форма със зряла каша в инсталацията за ректификация на варене. Икономическият ефект от инсталирането на непрекъснат метод за ферментация на мелатовата мъст с използване на вакуум за инсталация с капацитет 6000 дал алкохол на ден е 12 000 000 рубли годишно.