автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Обоснование технологии глубокой очистки пищевого спирта при переработке смеси злаковых культур, включающей зерно сорго

На правах рукописи

■---г и

АРТАМОНОВА Валентина Викторовна —

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ПИЩЕВОГО СПИРТА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ СМЕСИ ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ ЗЕРНО СОРГО

05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар - 2008

003457246

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Сиюхов Хазрет Русланович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Защита диссертации состоится 29 декабря 2008 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-251

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета

Авюреферат разослан 28 ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.100.05,

Агеева Наталья Михайловна;

кандидат технических наук, доцент Чич Сайда Казбековна

Ведущая организация: ГУ «Краснодарский научно-

исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии

канд. техн. наук

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность работы. При получении пищевого спирта высших сортов серьёзной проблемой является обеспечение его качества согласно ГОСТ Р 51652-2000. Наряду с высоким качеством необходимо получть максимальный выход спирта и выработать сивушное масло с соблюдением требований ГОСТ 17071-91. В рыночных условиях не менее важна задача снижения себестоимости спирта. В структуре себестоимости основной статьей являются затраты на зерновое сырье.

При решении этих проблем необходимо учесть, что в настоящее время изменились требования к качеству спирта и к качеству сивушного масла и что на территории России стало широко культивироваться зерновое сорго, стоимость которого значительно ниже, чем стоимость традиционного зернового сырья. В отечественной промышленности отсутствует опыт переработки зерна сорго на пищевой сиирт.

По действующей технологии при производстве спирта марок «Экстра» и «Люкс» увеличивают расходы отбираемых из спиртоной колонны сивушных спиртов и сивушных масел, что снижает выход спирта и отри цательно влияет на качество сивушной смеси, которая не расслаивается, не соответствует требованиям ГОСТ 17071-91 на сивушное масло и не принимается на переработку специализированными заводами. Не исследован вопрос получения высоких органолептических показателей пищевого спирта при производстве его из зерна сорго. В связи с изложенным является актуальной задача обоснования и разработки технологии глубокой очи -стки пищевого спирта при переработке смеси зерна злаковых культур, содержащей зерно сорго.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с инициативной научно-исследовательской темой Майкопского государственного технологического университета «Региональный потребительский рынок- качество, мониторинг, сертификация товаров и услуг» (№ гос. регистрации 01.2.00309344) и ГРАНТом РФФИ «Обоснование термодинамических основ и разработка новых технологических способов переработки водно-

спиртовых и углеводородных смесей с оптимальными параметрами получения биотоплива» (номер проекта 08-08-99134).

1.2 Цель исследования. Научное обоснование и разработка технологии глубокой очистки пищевого спирта при переработке смеси зерна злаковых культур, содержащей зерно сорго.

1.3 Основные задачи исследования. Для достижения поставленной деля решались следующие задачи:

- обоснование целесообразности использования зерна сорго для производства пищевого спирта на основе сравнения с традиционным зерновым сырьем;

- анализ покомпонентного состава фракции сивушного масла, выработанной из смеси зерна пшеницы, ржи и сорго и определение возможности выделения из неё пищевого этилового спирта марок «Экстра» или «Люко: с высокими органолептическими показателями;

- изучение физико-химических основ водной экстракции этанола из сивушной фракции на базе экспериментального исследования равновесия жидкость-жидкость и определение энергии парного взаимодействия в системах сивушное масло - вода;

- обоснование технологии экстрагирования спирта из фракции сивушных масел методом математического моделирования одноступенчатой экстракции и •трёхступенчатой противоточной экстракции этилового спирта водой из сивушной фракции;

- разработка технологии глубокой очистки пищевого спирта путем совмещения трёхступенчатой противоточной экстракции и брагоректифи-кации в схемах установок косвенного действия, работающих с применением нового вида зернового сырья;

- технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии.

1.4 Научная новизна. Научно обоснована и разработана технология глубокой очистки пищевого спирта при использовании зерна сорго в качестве добавки в сырьё путем совмещения способов трёхступенчатого про-гивоточного экстрагирования и брагоректификации в схемах установок

косвенного действия. Разработаны математические модели совмещенного технологического процесса брагоректификации, в том числе программные модули одноступенчатой экстракции этилового спирта водой нз сивушной фракции и трёхступенчатой противоточной экстракции. Изучены физико-химические основы водной экстракции этанола из жидких систем и на базе экспериментального исследования равновесия жидкость-жидкость определены энергии парного взаимодействия в системах компоненты сивушного спирта - вода.

1.5 Практическая значимость. Разработана технология получения спирта ректификованного марки «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000 и сивушного масла по ГОСТ 17071-91 из смеси зерна пшеницы, ржи и сорго. Реализован принцип совмещения способов трёхступенчатого нротивоточкого экстрагирования и брагоректификации. Разработана технологическая схема и определен оптимальный технологический режим работы брагорсктк-фикационной установки непрерывного действия.

Высокое качество спирта, выработанного из смеси зерна пшеницы, ржи и сорго, подтверждено хроматографическим анализом, органолеита-ческие показатели апробированы в аккредитованной испытательной лаборатории переработки винограда ГНУ «Северо-Кавказский научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства» Россельхозз-кадемии г. Краснодара и внедрены на предприятии ООО «КХ Восход».

1.6 Реализация результатов исследования. На стендовой установке получен из сивушной фракции, выработанной из зерновой смеси, состоящей из пшеницы, ржи и нового компонента — зерна сорго, пищевой ректификованный спирт по ГОСТ Р 51652-2000, соответствующий марке «Люкс». На производственной установке косвенного действия ОО «КХ Восход» получен пищевой ректификованный спирт, соответствующий марке «Люкс», с характерным запахом без посторонних тонов. Обеспечено снижение себестоимости спирта за счет удешевления зернового сырья при добавке в него зерна сорго, увеличения выхода спирта, выработки стандартного сивушного масла, уменьшения расхода экстракционной воды.

Экономический эффект составляет 14,5 млн. руб. в год на установке, перерабатывающей 90 тонн зерна в сутки.

1.7 Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 10-ти летаю кафедры «Технология и организация питания» (г. Челябинск, 2007 г.); на I Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2007 г.); на десятой международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2007 г.); на Всероссийской научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов (г. Майкоп, 2008 г.); на III научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования» (г. Магнитогорск, 2008 г.); на II Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза, 2008).

1.8 Публикации результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, и Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

1.9 Структура и объем работ ы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы, приложений. Основной текст диссертации изложен на 118 страницах компьютерного текста, содержит 19 рисунков и 31 таблицу. Список использованной литературы включает 135 наименований, из них 26 - зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследований. В соответствии с поставленной целью и задачами в качестве объектов исследований использовали зерновое сырьё для производства пищевого спирта, включающее пшеницу, рожь и новую добавку - зерно сорго; сивушную фракцию, выработанную на трёхколонной брагоректификационной установке косвенного действия из зернового сырья, включающего пшеницу, рожь и новую добавку зерно сорго, а также

промышленные технологические схемы и технологические режимы БРУ косвенного действия. Для исследования равновесия в системах этанол -года - сивушное мясгто были взяты чистые компоненты изобутанол но ГОСТ 6016-77, изоамилол по ГОСТ 5830-79, дистиллированная вода но ГОСТ 6709-72.

2.2 Методы исследований. При выполнении работы использованы современные методы анализа покомпонентного состава спиртовых смесей на хроматографе Кристалл 2000 М и современные методы моделирования сложных химико-технологических систем. При проведении экспериментальных исследований зерна сорго использованы методы анализа: влажность - ГОСТ 28561-90; жир - ГОСТ 8756.21-89; зола - ГОСТ 25.555.4-91; белок - фотометрический метод; крахмал - поляриметрический метод: клетчатка - метод Кюршнера.

Трехступенчатая противоточная экстракция сивушного масла водой рассмотрена с позиций термодинамического анализа равновесия жидкость - жидкость и методов группового состава иМРАС, ЦМОиАС, МЯТЬ. Алгоритмы расчёта равновесия жидкость - жидкость и противоточной экстракции сивушного масла водой реализованы в среде Вог1аш1 Га.чса1 с при менением численных методов анализа.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Определение физико-химических показателей зерна сорго, выращенного в Краснодарском крае и используемом на ООО «КХ Восхода для получения пробной партии пищевого спирта, проводили по следующим показателям: влажность, жир, зола, белок, крахмал, клетчатка (таблица 1). Полученные данные стали основой для обоснования возможности использования зерна сорго в качестве добавки к зерновому сырью для получения пищевого этилового спирта высших сортов. Высокий показатель крахмала, высокая засухоустойчивость и низкая стоимость зерна сорго говорят о целесообразности возделывания и использования его в качестве добавки в зерновое сырье для производства пищевого спирта.

Таблица 1 - Физико-химические показатели зерна сорго

Показатели (ВД) Влажность (ГОСТ 28561-90) Жир (ГОСТ 8756.21-89) Зола (ГОСТ 25.555.4-91)

Значение, % 14,59 3,6 2,5

Продолжение таблицы 1

Показатели (ИД) Белок (фотометрический метод) Крахмал (поляриметрический метод) Клетчатка (метод Кюршнера)

Значение, % 8,8 66,62 3,8

3.2 Определение возможности выделения из сивушной фракции пищевого спирта марки «Люкс» с высокими органолептическимн показателями. Несмотря на то, что показатели зерна сорго по содержанию целевого компонента (крахмала) и сопутствующих с точки зрения производства спирта белков, жиров и клетчатки очень близки к показателям зерна пшеницы, при его добавлении в общую зерновую смесь возникли проблемы глубокой очистки пищевого спирта. Решение этих проблем потребовало определения причин ухудшения качества продуктов брагоректифи-кацип. Как показывает опыт определение этих причин эффективно использование фракционирования сивушной фракции методом четкой ректификации на колонне периодического действия с получением ректификованного спирта и последующим его хроматографическим и органолепти-ческим анализом. При переработке бражки, полученной из зерновой смеси пшеницы, ржи и сорго, на БРУ косвенного действия ООО «КХ Восход» для обеспечения требуемого качества спирта в повышенном количестве отбиралась сивушная фракция. Она характеризуется (таблица 2) большим содержанием эганола (51 % об.), изоамилола (48 г/дм3) и 2-пропанола (6 мг/дм3). Нами экспериментально исследована возможность получения из выработанной сивушной фракции пищевого этилового спирта марки «Люкс» с высокими органолептическимн показателями..

Таблица 2 - Покомпонентный состав сивушной фракции ООО «КХ Восход», полученной при переработке бражки, выработанной из зернового сырья, включающего пшеницу, рожь и сорго

Наименование ООО

компонента «КХ Восход»,

мг/дм3

Ацетальдегид 14,572

Ацетоин 3,1172

Фурфурол 1,5272

2,3-бутнленгликоль 4,1560

Этилформиат 0,3057

Метилацетат 2,8377

Этилацетат 1,8421

Этилвалериат 1,0302

Изоамилацетат 20,326

Метилкаприлат 0,6643

Этилкаприлат 1,6505

Этиллактат 4,2673

Метилкапринат 6,2389

Этилацеталь 0,0653

Метанол 117,14

2-пропанол 5,9586

2-бутанол 46,968

1-пропанол 13405

Изобутанол 13979

1-бутанол 97,117

Изоамилол 47919

1 -амилол 6,3994

1-гексанол 103,68

Этанол, % об. 51,231

Уксусная 20,330

Пропионовая 8,9180

Изомасляная 0,8159

Масляная 264,47

Изовалериановая 0,7499

Валериановая 1,9736

Каприловая 21,044

Каприновый альдегид 9,2849

Фенилэтанол 7,2882

На стендовой установке осуществлена перегонка 100 л сивушной фракции ООО «КХ Восход». Получен пищевой ректификованный спирт по Г ОСТ Р51652-2000, соответствующий марке «Люкс» с характерным запахом без посторонних тонов (таблица 3).

Полученные образцы спирта-ректификата прошли органолептическую оценку в аккредитованной испытательной лаборатории научно-исследовательского института садоводства и виноградарства г. Краснодара. В протоколе испытаний отмечено, что по органолептическим показателям представленные образцы не уступают спиртам зерновым. Качество проанализированных образцов спирта характеризуется следующими показателями, в мг/дм3: альдегиды не превышают 2; эфиры 4; сивушные спирты и сивушные масла 3. Крепость полученного спирта около 96,7 % об.

Таким образом, хроматографический и органолептический анализы показывают, что из сивушной фракции, выработанной из зернового сырья с добавлением зерна сорго, полученный спирт отвечает нормам ГОСТ Р 51652-2000, предъявляемым к пищевому спирту и характеризуется высокими орпшолентическими показателями.

Таблица 3 - Покомпонентный состав образцов спирта, выработанных

из сивушной фракции ООО «КХ Восход»

Наименование Образец Образец Образец

компонента № 4 №6 №7

мг/дм3

Ацетальдсгид 1,1668 1,3302 1,7767

Метклацетат - 0,6038 1,0667

Этилацетат 3,3836 2,2153 1,6747

Метанол, % об. 0,0038 0,0200 0,0169

2-пропанол 2,0117 1,5933 1,1901

1-пропанол - 0,1156 0,4142

Изобутанол - 0,5652 0,3370

Изоамиловый 0,1328 - -

Крепость, % об. 96,95 96,91 96,87

3.3 Изучение физико-химических основ водной экстракции этанола из сивушной фракции на базе экспериментального исследования равновесия жидкость-жидкость. Определение энергии парного взаимодействия в системах сивушное масло — вода. Технология водной экстракции играет существенную роль в части повышения выхода спирта и качества сивушного масла. Точность моделирования водной экстракции этанола из сивушной фракции, моделирование ректификации спирта и определение состава получаемого сивушного масла требует надежного описания равновесия в системе сивушное масло - этанол - вода. Для повышения точности определения энергий парного взаимодействии (энергетических параметров), которые используются в моделях группового состава, требуется исследование смесей, состоящих из чистых компонентов.

В таблицах 4 и 5 приведены собственные экспериментальные данные по составам лёгкой и тяжёлой фаз систем изобутанол - вода и изоамнлол -вода. На фазовых диаграммах (рисунок 1) представлены бинодальные кривые с гомогенной и гетерогенной областями.

Таблица 4 - Составы лёгкой и тяжёлой фаз системы изоамило л - вода при 21 °С.

Лёгкая фаза (верхняя) Тяжёлая фаза (нижняя)

Изоамилол Вода Изоамилол Вода

% об. % мае. % об. % мае. % об. % мае. % об. % мае.

90 88,1 . 10 11,9 6 4,99 94 95,01

Таблица 5 - Составы лёгкой и тяжёлой фаз системы изобутанол - вода при 21 °С

Лёгкая фаза (верхняя) Тяжёлая фаза (нижняя)

Изобутанол Вода Изобутанол Вода

% об. % мае. % об. % мае. % об. % мае. % об. % мае.

84 80,88 16 19,12 12 Г 9,9 88 90,1

Этанол, % об.

а)

Этанол, % об.

б)

а - экспериментальные данные;

1 - расчёт по известным параметрам; 2 - расчёт по уточнённым параметрам а) изобутанол - вода; 6) изоамилол - вода

Рисунок 1 - Фазовые диаграммы системы сивушное масло - этанол - вода

3.4 Моделирование технологических приёмов и режимов переработки сивушных масел при производстве пищевого спирта. Наиболее распространённым на спиртовых заводах технологическим приемом извлечения спирта водой из сивушных фракций является жидкостная экстракция. Применяется одноступенчатая или многоступенчатая последовательная экстракция. Противоточная экстракция практически не используется на БРУ, хотя имеет принципиальные преимущества но селективности разделения. Поэтому смоделированы технологические приемы водной экстракции, основанные на экстрагировании водой из сивушной фракции этилового спирта в процессе массообмена: одноступенчатая экстракция этилового спирта водой из сивушной фракции, трёхступенчатая экстракция этилового спирта с подачей воды на каждую ступень и трёхступенчатая противоточная экстракция этилового спирта из сивушной фракции. Освобожденное от этилового спирта сивушное масло с водой расслаивается на две жидкие фазы, верхняя фаза представляет собой сивушное масло, а нижняя, являющаяся экстрактом, - подсивушную воду. Проведено сравнение указанных технологических приёмов с целью совершенствования технологических схемы и режима работы БРУ.

Расслаивающиеся смеси спиртового производства, содержащие сг-вушные масла, являются многокомпонентными. В общем случае при анализе фазового равновесия расслаивающиеся многокомпонентные системы характеризуются весьма сложным фазовым портретом. Опыт разделения этих смесей показывает, что они не образуют при расслаивании более двух жидких фаз, большинство компонентов в них имеют низкую концентрацию, являясь примесными, сивушные масла состоят в основном из н-пропанола, изобутанола, изоамилола, этанола и воды. Согласно правилу фаз Гиббса число степеней свободы такой системы равно числу компонентов. При решении задачи расслаивания исходной смеси появляется ещё две неизвестных: количества фаз, получающихся при равновесном расслаивании. Поэтому при задании давления, температуры, состава и количества

исходной смеси задача равновесного расслаивания полностью определена. Для исходной смеси в количестве один моль имеем следующую систему уравнений.

Общий материальный баланс

/' + /' = 1. (1)

Покомпонентный баланс

/д.-; 4 =. (2)

Уравнения равновесия

- о)

у'.

где K¡ - - коэффициент распределения; у), у" - коэффициенты активУ/

ности 1-го компонента в каждой из двух жидких фазах; Г, Г - доли фаз; х[, х" - концетрация /-го компонента в каждой их двух жидких фазах; г, - концентрация /-го компонента в исходной смеси. Из уравнений (1)-(3) имеем

--т-ч- (4)

' К1+Г{1-К,)

Складывая по всем компонентам, из уравнения (4) получим

р = £х',-1 = 0. (5)

ы

Основной проблемой при решении системы нелинейных уравнений (1)-(5) является обеспечение сходимости вычислений, что связано с сильной зависимостью коэффициентов активности от состава. К тому же решение не является единственным и не всегда имеет физический смысл, в частности, получаются отрицательные значения мольных долей. Легко видеть, что функция, определённая уравнениями (4) и (5) в зависимости от Г имеет точки разрыва, число которых равно числу компонентов. Действительно, в точке разрыва функции <р -> ±оо, что имеет место при

К

К, + /'(1-К,)-->0 или при 1\ —'—. Из этого соотношения следует, что

для К, > 1 /• > 1, а для К1 <1 // с 1. Область без разрывов функции определится тогда соотношением 0 2 /' < 1. Область х] < 0 также не имеет физического смысла. Этому случаю отвечаш следующее условие: К1 +1'(\-К1)<0. Согласно этому условию для К, <1 отрицательных х, нет,

Ка для К, > 1 величина Г > —'— > 1.

К(-\

Из проведённого анализа следует, что корень функции <р(Г) может быть найден пошаговым методом в области, определённой соотношением О < I' < 1. Если при этом корень окажется тривиальным (/' = I), то неудачно заданы для поиска начальные значения АГ,- или смесь не расслаивается. Метод определения начальных значений К( предложен нами ранее. В настоящей работе на основе многочисленных расчётов установлено, что для реально встречающихся в технологической практике составов сивушных фракций хорошим начальным приближением являются следующие значения коэффициентов распределения К^. для воды - 0,3; для этанола - 1,5; для остальных компонентов - 13. При поиске корня одновременно определяются составы обеих фаз, по которым рассчитываются с использованием метода ЦМС^иАС уточнённые значения коэффициентов распределения, и далее расчёт выполняется методом простых итераций. Ещё один вопрос возникает в связи с известным из термодинамического анализа фактом возможности получения двух решений в случае наличия трёх минимумов на кривой зависимости энергии Гиббса от состава бинарной смеси. Нами установлено, что эта ситуация не имеет места в смесях вода - сивушные масла. Однако в двух независимых расчётах может быть получено два решения. На самом деле это одно и то же решение, и для определения, какая из фаз является лёгкой, предусмотрен расчёт плотностей фаз.

В качестве примера на рисунке 2 приведена управляющая программа расчета противоточной трёхступенчатой экстракции. Она состоит, из 4 блоков: исходных данных, базы свойств по компонентам, собственно управляющей программы и печати результатов расчёта.

Исходные данные, состав исходной сивушной смеси г, .количество исходной сивушной смеси С^ и воды Сш температура процесса расслаивания

I База свойств ло компонентам

__.____4l_._Z

Сиеушнаясмесь

■Ф*

Т

ПрОфаммный модуль процесса смешения

Подси-вушиая вода в передаточный

чан

Программный „^ Легкая фаза

модуль процесса расслаивания жидкость - жидкость

Профаммный модуль процесса смешения

ч:

Тяжйпая Фаза

I

|Гвйа1 I I I

т

Профаммный модуль процесса расслаивания жидкость - жцдкостъ

^ легкая фаза|

В управляющую программу входят модули исходных данных для сивушной смеси и воды, включающие расход, давление, температуру и состав. Программный модуль процесса смешения включает расход, состав, температуру и давление по смешиваемым потокам. Жирными стрелками обозначены исходные и прямые информационные потоки. Знак «минус» перед информационным потоком является идентификатором рецикла, по которому обеспечивается сходимость методом простых итераций. Установлено, что число итераций, равное 10, обеспечивает заданную точность сходимости составов до 10"'°. Выполнено сравнение трёх технологических приемов экстракции 1,9 — исходные информационные потоки; спирта из сивушной фракции

2, 3,4, 5, 6 - прямые информационные потоки; (таблица 6). Наилучшее качест--7.-8-рецикповые информационные потоки во сивушн0го масла с мини-

Рисунок 2 - Блок-схема управляющей мальным содержанием в нём

программы расчёта противоточной спирта и максимальной концен-

трёхступенчатой экстракции

трациеи высших спиртов получено при противоточной много ступенчатой экстракции. Одновременно обеспечен максимальный возврат в технологический цикл этанола с подсивушной водой и, следовательно, повышение его выхода при брагоректификации.

Профаммный модуль процесса смешения

IТяжвгая | фаза

I

Профаммный модуль процесса расслаивания жидкости - жидкость

Сивушное масло на склад

Печать расходов и составов сивушного масла и подсивушной воды

Таблица 6 - Сравнение технологических приемов экстракции спирта из

сивушной фракции

Наименование показателя Исходная сивушная фракция Сепаратор с подачей воды 0,15 м3/сут. л^с трактор три тарелки 1рн сспара -тора с подачей воды в каждый ио 0,05 м3/сут. ТЛИ ЛЛПДПЙ-1 -----Г" тора (противоток) с подачей воды 0,15 м3/сут.

Сивушное масло

Количество, м3/сут. 0,120 0,030 0,021 0,023 0,021

Этанол, % об. 9,85 12,40 1,25 5,38 3,25

Вода, % об. 83 21,04 18,60 19,33 18,60

Сивушное масло, % об. 7,15 66,56 80,15 75,29 ■ 80,15

Подсивушная фракция

Количество, м3/сут. 0,120 0,240 0,249 0,247 0,249

Этанол, % об. 9,85 8,21 9,75 9,42 9,75

Вода, % об. 83 86,60 84,67 85,07 84,67

Сивушное масло, % об. 7,15 5Д9 5,58 5,51 5,59

Таким образом, целесообразно внедрение технологического приема противоточной трехступенчатой экстракции.

3.5 Обоснование и разработка технологии глубокой очистки пищевого спирта путем совмещения трёхступенчатой противоточной экстракции и ректификации в схемах брагоректификацнонных установок косвенного действия, работающих с применением смеси зерна пшеницы, ржи и сорго. Первоначально решался вопрос, в какой мере вновь найденные параметры парного взаимодействия влияют на расчётные показатели работы БРУ. Представленное сравнение (таблицы 7, 8) свидетельствует о существенном различии переходящих в сивушное масло количеств компонентов. В этой связи последующее исследование проводи-

лось с использованием вновь найденных параметров. Решались две задачи. Во-первых, обоснование предложенной технологии и определение для неё оптимального технологического режима, во-вторых, разработка рекомендаций по оптимальному режиму для действующей технологической схемы БРУ косвенного действия.

Таблица 7 - Распределение компонентов по потокам (схема с сепаратором)

№ Наименование Количество компонентов по потокам, %

п/п компонента ЭАФ Сивушный Сивушное Спирт-

спирт масло ректификат

1 Этанол 2,705 3,737 0,J26 93,43

2 Вода 0,019 0,040 0,010 0,328

3 1-пропанол 0,158 72,34 27,50 0,0006

4 2-пропанол 1,836 34,49 0,816 62,86

5 Изобутанол 0,032 11,45 . 88,44 1,44-10"7

6 Изоамиловый 0,001 0,121 99,82 9,56-10'17

7 Амилол 0,0004 0,029 99,95 1,85T0'IS

Таблица 8 - Распределение компонентов по потокам (схема с экстрактором)

№ Наименование Распределение компонентов по потокам, %,

п/п компонента (схема с экстрактором)

ЭАФ Сивушный спирт Сивушное масло Спирт-ректификат

1 Этанол 2,705 3,467 0,080 93,74

2 Вода ^ 0,019 0,036 0,009 0,328

3 1-пропанол 0,165 59,52 40,31 0,0005

4 2-пропанол 1,861 34,05 1,141 62,95

5' Изобутанол 0,034 7,119 92,79 9,07Т0'8

6 Изоамиловый 0,001 0,068 99,88 5,59Т0"17

7 Амилол 0,0004 0,017 99,97 1,17Т0"18

Согласно технологической схеме (рисунок 3) бражка подается в подогреватель бражки 11. Нагретая бражка поступает в сепаратор диоксида углерода 12 для отделения СО; от бражки. Огсепарированная бражка поступает на верхнюю тарелку бражной колонны 1. Снизу в бражную колонну подается острый пар. Барда выводится из нижней части бражной колонны, а пары, обогащенные этанолом, альдегидами, эфнрами, высшими спиртами, кислотами и другими спиртовыми примесями поступают в конденсатор бражной колонны 6. Бражной конденсат поступает на питательную тарелку эпюрационяой колонны 2. Снизу в эпюрационную колонну 2 подается острый пар. По выходе из колонны 2 пары, содержащие летучие примеси, пройдя дефлегматор 4 и конденсатор 7, состоящие из эфиров, альдегидов, метанола и растворимых в них летучих веществ, в виде эф про-альдегидной фракции (ЭАФ) выводятся из установки. Эпюрат, освобожденный от основной массы головных примесей, подается на питательную тарелку спиртовой колонны 3. Снизу в спиртовую колонну 3 подается острый пар. Непастеризованный спирт (головная фракция ГФ), отбираемый из конденсатора 8 спиртовой колонны 3, сбрасывается на верхнюю тарелку эпюрационной колонны 2. Сивушный спирт выводится из установки. Сивушная фракция, отбираемая из паровой фазы с нижних тарелок спиртовой колонны 3, пройдя конденсатор 9, поступает в сепаратор для расслаивания сивушной фракции 10, где разделяется на сивушное масло (верхний слой) и подсивушную воду (нижний слой). Ректификованный спирт отбирается с верхних тарелок спиртовой колонны 3, а из ее нижней части выводится лютер, содержащий кислоты и хвостовые примеси. Подсивушная вода ре-циркулируется в эпюрационную колонну 2.

Отличием установки, представленной на рисунке 3, является совмещение способов трёхступенчатого противоточного экстрагирования и ректификации.

При разработке технологии глубокой очистки пищевого спирта использовались современные методы моделирования сложных химико-технологических систем. При поиске оптимума в качестве функции цели,

максимум которой обеспечивался, служил выход ректификованного спирта. Поиск проводился в рамках следующих ограничений: содержание в спирте альдегидов менее 2 мг на дм3 и сивушных спиртов не более 6 мг на дм3 (ГОСТ Р 51652-2000); содержание высших спиртов не менее 50 % об., в сивушном масле (ГОСТ 17071-91).

I - бражиая колонна; 2 - зпюрационная колонна; 3 - спиртовая колонна; 4,5- дефлегматоры; 6, 7, 8, 9 - конденсаторы; 10 - экстрактор;

II - подогреватель бражки; 12 - сепаратор диоксида углерода

Рисунок 3 -• Брагоректификационная установка косвенного действия с противоточным экстрактором для получения этилового ректификованного спирта

При получении ректификованного спирта на производственной БРУ косвенного действия ООО «КХ Восход» в случае использования зернового сырья с добавкой сорго для обеспечения качества спирта по содержанию сивушных спиртов были повышены отборы эфиро-альдегидной фрахции, сивушных спиртов и фракции сивушных масел. В результате наблюдался не только повышенный расход сивушных масел, но и высокое содержание

в них этанола. Распределение компонентов по потокам вторичных продуктов показывает, что при производственном технологическом режиме потерн спирта с. эфиро-альдепшюй фракцией, сивушным спиртом и сивушными маслами составляют И % от его потенциального содержания в бражке. Методами математического моделирования выполнена оптимизация технологического режима БРУ. По сравнению с производственным режимом потери с эфиро-альдегидной фракцией снижены с 8,55 % до 2,71 % и с сивушным маслом с 0,3 % до 0,08 %. При этом выход этанола в ректификованном спирте увеличен с 88,88 % до 93,74 % от потенциала. Требуемое ГОСТ 17071-91 качество сивушного масла при переработке зерна сорго не удаётся обеспечить при использовании в схеме БРУ одноступенчатой экстракции. Обоснованная выше технологическая схема совмещения проти-воточной многоступенчатой экстракции с ректификацией решает эту проблему. По сравнению с производственным режимом количество отбираемой сивушной фракции в рекомендованной схеме снижено с 3,22 м3/сут. до 2,5 м3/суг., а количество сивушных масел, полученных из этой фракции, уменьшилось с 0,268 м3/сут. до 0,2 м3/суг. Содержание спирта в сивушных маслах снизилось с 28 % об. до 12,28 % об. При использовании экстрактора возможно дальнейшее улучшение качества сивушного масла за счёт более глубокой экстракции спирта. Однако при этом одновременно увеличивается содержание 2-пропанола в подсивушной воде и не обеспечивается максимальный выход спирта марки «Экстра» из-за необходимости увеличения отбора сивушных спиртов. При оптимизации выход спирта увеличен до 2962 дал/сут. вместо 2806 дал/сут. в производственном режиме.

Выполнено технико-экономическое обоснование с расчетом ожидаемой годовой экономической эффективности производства пищевого спирта при использовании зернового сырья с добавкой зерна сорго при совмещении трёхступенчатой противоточной экстракции и ректификации по сравнению с оптимальным режимом в схеме с сепаратором (таблица 9).

Таблица 9 - Расчет ожидаемого экономического эффекта при

использовании предлагаемой технологии

Показатели Предлагаемая схема

Использовано зерна сорго взамен пшеницы, т/сут. 25

Доход от использования зерна сорго взамен пшеницы руб./сут. 31250

Увеличение выхода спирта, дал/сут. 10

Доход от продажи дополнительно полученного спирта, руб./сут. 7000

Получено стандартного сивушного масла, дал/сут. 20

Доход от продажи стандартного сивушного масла, руб./сут. 10000

Уменьшение расхода экстракционной воды,м3/сут. 3,3

Экономия на экстракционной воде, руб./сут. 25,08

Капитальные затраты на экстрактор, тыс. руб. 900

Затраты на монтаж и наладку, тыс. руб. 225

Ожидаемый годовой доход, тыс. руб. 14 482,52

Срок окупаемости, месяцы 1

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснована и разработана технология глубокой очистки пищевого спирта при использовании смеси зерна пшеницы, ржи и нового компонента - зерна сорго путем совмещения способов трёхступенчатого противоточного экстрагирования и брагоректификации в схемах установок косвенного действия.

2. Изучены физико-химические основы разделения жидких систем на базе экспериментального исследования равновесия жидкость-жидкость и определены энергии парного взаимодействия изобутанол-вода и изо-амилол-вода.

3. Определен оптимальный технологический режим предложенной технологии глубокой очистки пищевого спирта с использованием разработанной математической модели трехступенчатой противоточной экстракции.

4. Усовершенствована брагоректификационная установка косвенного действия путем совмещения ректификации с противоточной экстракцией.

5. Разработаны технологические режимы работы установок непрерывного действия для получения на БРУ, оснащённых экстрактором сивушного масла, спирта ректификованного по ГОСТ Р 51652-2000 и сивушного масла но ГОСТ 17071-91.

6. Доказана возможность получения пищевого ректификованного спирта по ГОСТ Р 51652-2000 и сивушного масла по ГОСТ 17071-91 при переработке смеси злаковых культур, включающей зерно сорго.

7. На стендовой установке получен из сивушной фракции, выработанной из зерновой смеси, состоящей из пшеницы, ржи и нового компонента -зерна сорго, г/ищевой ректификованный спирт по ГОСТ Р 51652-2000, соответствующий марке «Люкс». На производственной установке косвенного действия ОО «КХ Восход» получен пищевой ректификованный спирт, соответствующий марке «Люкс», с характерным запахом без посторонних тонов.

8. Высокое качество ректификованного спирта, выработанного из зерновой смеси, состоящей из пшеницы, ржи и нового компонента - зерна сорго, отвечает требованиям ГОСТ Р 51652-2000, соответствующим марке «Люкс», что подтверждено хроматографическим анализом, орга-нолептические показатели апробированы в аккредитованной испытательной лаборатории переработки винограда ГНУ Северо-Кавказского научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Россельхозакадемии г. Краснодара и внедрены на предприятии ООО «КХ Восход».

9. Обоснована целесообразность использования зерна сорго при добавке его в зерновое сырьё в количестве 30 % при производстве пищевого спирта. Обеспечено снижение себестоимости спирта за счет удешевления зернового сырья при добавке в него зерна сорго, увеличения выхода спирта за счет снижения его потерь с сивушной фракцией, выработки стандартного сивушного масла и уменьшения расхода экстракционной воды за счет использования трехступенчатой противоточной экстракции спирта.

10.Разработано технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии. Экономический эффект составляет 14,5 млн. руб. в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Сиюхов Х.Р. Моделирование технологических приёмов и режимов отбора сивушных масел при производстве пищевого спирта / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, E.H. Константинов, О.В. Марииенко // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. -№ 2-3. -С.104-107.

2. Сиюхов Х.Р. Равновесие в тройных системах жидкость - жидкость изо-бутанол-этанол-вода и изоамилол-этанол-вода / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, Ю.Ф. Якуба, Т.Г. Короткова, A.M. Артамонов // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. -№ 2-3. -С.83-86.

3. Артамонова B.B. Совершенствование процесса получения сивушного масла при производстве биоспирта / В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов, 'Г.Г. Короткова, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2008.-№ 1. - С. 75-76.

4. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008612943 Расчет противоточной экстракции спирта из сивушных масел водой / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов (РФ). -Заявлено № 2008611735 от 21.04.2008.

5. Сиюхов Х.Р. К вопросу о проблеме комплексного исследования технологических способов и приёмов при получении и переработке сивушного масла / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов И Материалы Всероссийской научно-практич. конф., посвященной 10-ти летию кафедры «Технология и организация питания».: -Челябинск, ЮУрГУ, 2007. -С. 118-120.

6. Величко О.В. Технология утилизации сивушных масел при получении спирта для биотоплива / О.В. Величко, В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов // Материалы I Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». -Краснодар.: КубГАУ, 2007. -С. 154-156.

7. Сиюхов Х.Р. Сравнение различных технологических приёмов обработки сивушных масел спиртовой колонны / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, A.M. Артамонов // Сб. научных трудов МГТУ «Новые технологии». -Майкоп.: изд-во МГТУ, 2007. -вып. 4. -С. 51-53.

8. Артамонова В.В. Анализ способов и установок для выделения спирта и сивушного масла из сивушной фракции /В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Материалы десятой международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств».-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2007.-С. 43-46.

9. Артамонова В.В. Сравнение технологических приёмов экстракции спирта из фракции сивушных масел / В.В. Артамонова, A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов. -Майкоп: Изд-во ООО «Аякс», 2008. -С. 117-118.

Ю.Кикнадзе A.B. Совершенствование технологии получения сивушного масла / A.B. Кикнадзе, В.В. Артамонова, Т.Г. Короткова // Материалы III научно-практической конф. «Качество продукции, технологий и образования». -Магнитогорск, 2008. -С. 115-117.

11 .Короткова Т.Г. Разработка рекомендаций по технологическому режиму БРУ при переработке зерна сорго / Т.Г. Короткова, A.B. Кикнадзе, E.H. Константинов, В.В. Артамонова // Сб. статей II Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы». -Пенза, 2008. -С. 54-56.

Опия. ООО «Ферма Тамзи» За*. № 1249 тирах 100 экз. ф А5, ¡('•Краснодар, ул. Пашяовстая, 79 Тед 255-73-16

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Зерновое сырьё, применяемое в качестве сырья для получения пищевого этилового спирта.

1.2 Обоснование целесообразности использования зерна сорго в качестве сырья для производства пищевого спирта.

1.3 Технология выделения сивушного масла водной экстракцией.

1.4 Анализ методов описания расслаивания сивушных смесей

1.5 Анализ современных схем брагоректификационных установок косвенного действия, включающих технологию выделения сивушного масла водной экстракцией для получения пищевого ректификованного спирта.

1.6 Моделирование брагоректификационных установок.

1.7 Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЫРЬЯ,

ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО

СПИРТА.

2.1 Объекты и методы исследования.

2.2 Экспериментальное исследование физико-химических показателей зерна сорго.

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОДНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

СИВУШНОГО МАСЛА.

3.1 Экспериментальное определение и анализ покомпонентного состава фракции сивушного масла спиртовой колонны и определение возможности выделения из неё пищевого этилового спирта и анализ его качества.

3.2 Изучение физико-химических основ разделения жидких трёхкомпонентных систем изобутанол - этанол — вода и изоамилол - этанол - вода путём расслаивания на две фазы и уточнение параметров бинарного взаимодействия.

3.3 Моделирование технологических приёмов и режимов отбора сивушных масел при производстве пищевого спирта

3.3.1 Моделирование одноступенчатой экстракции этилового спирта водой из сивушной фракции.

3.3.2 Моделирование трёхступенчатой экстракции этилового спирта с подачей воды на каждую ступень.

3.3.3 Моделирование трёхступенчатой противоточной экстракции этилового спирта из сивушной фракции.

3.4 Выбор технологии экстрагирования спирта из фракции сивушных масел.

ГЛАВА 4 ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ПИЩЕВОГО СПИРТА ПУТЕМ СОВМЕЩЕНИЯ ТРЁХСТУПЕНЧАТОЙ ПРОТИВОТОЧНОЙ ЭКСТРАКЦИИ И РЕКТИФИКАЦИИ В СХЕМАХ БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННЫХ УСТАНОВОК КОСВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ, РАБОТАЮЩИХ С ПРИМЕНЕНИЕМ СМЕСИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ, РЖИ И СОРГО.

4.1 Разработка технологической схемы и технологического режима работы брагоректификационной установки, включающей сепаратор.

4.2 Разработка технологической схемы и технологического режима работы брагоректификационной установки, включающей трёхступенчатый противоточный экстрактор

4.3 Анализ работы схем БРУ и разработка технологии глубокой очистки пищевого спирта при совмещении способов трехступенчатого противоточного экстрагирования и ректификации в схемах брагоректификационных установок косвенного действия, работающих с применением смеси зерна пшеницы, ржи и сорго.

ГЛАВА 5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОЖИДАЕМОЙ ГОДОВОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ.

ВЫВОДЫ.

При получении пищевого спирта высших сортов серьёзной проблемой является обеспечение его качества согласно ГОСТ Р 51652-2000. Наряду с высоким качеством необходимо получить максимальный выход спирта и выработать сивушное масло с соблюдением требований ГОСТ 17071-91. В рыночных условиях не менее важна задача снижения себестоимости спирта. В структуре себестоимости основной статьей являются затраты на зерновое сырье. При решении этих проблем необходимо учесть, что в настоящее время изменились требования к качеству спирта и к качеству сивушного масла и что на территории России стало широко культивироваться зерновое сорго, стоимость которого значительно ниже, чем стоимость традиционного зернового сырья. В отечественной промышленности отсутствует опыт переработки зерна сорго на пищевой спирт. По действующей технологии при производстве спирта марок «Экстра» и «Люкс» увеличивают расходы отбираемых из спиртовой колонны сивушных спиртов и сивушных масел, что снижает выход спирта и отрицательно влияет на качество сивушной смеси, которая не расслаивается, не соответствует требованиям ГОСТ 17071-91 на сивушное масло и не принимается на переработку специализированными заводами. Не исследован вопрос получения высоких органолептических показателей пищевого спирта при производстве его из зерна сорго. В настоящей работе обоснована технология глубокой очистки пищевого спирта при совмещении способов трёхступенчатого противоточного экстрагирования и брагоректификации в схемах установок косвенного действия и при использовании зерна сорго в качестве добавки в сырьё при производстве пищевого спирта. При переработке зерна, содержащего до 30 сорго, на трёхколонной брагоректификационной установке (БРУ) косвенного действия спиртзавода ООО «КХ Восход» не было достигнуто требуемое качество спирта. С целью улучшения качества спирта из спиртовой колонны отбиралась в повышенном количестве сивушная фракция с большим содержанием этилового спирта. Вследствие этого она не расслаивалась, не отвечала требованиям ГОСТ и с ней терялось значительное количество этилового спирта. На первом этапе проанализированы физико-химические показатели сырья, применяемого для производства пищевого спирта, а также зерна сорго, получившего широкое распространение за рубежом и на Кубани. На втором этапе экспериментально исследована возможность получения из сивушной фракции, выработанной из смеси зерна пшеницы, ржи и нового компонента сорго, высококачественного пищевого этилового спирта. На стендовой установке осуществлена перегонка 100 л сивушной фракции, выработанной из смеси зерна пшеницы, ржи и нового компонента сорго. Полученные образцы спирта-ректификата проанализированы по органолептическим показателям и химическому составу. По результатам перегонки принято решение о необходимости совершенствования БРУ для условий переработки сырья, включающего зерно сорго. Для уточнения физико-химических основ

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснована и разработана технология глубокой очистки пищевого спирта при использовании смеси зерна пшеницы, ржи и нового компонента — зерна сорго путем совмещения способов трёхступенчатого противо-точного экстрагирования и брагоректификации в схемах установок косвенного действия.

2. Изучены физико-химические основы разделения жидких систем на базе экспериментального исследования равновесия жидкость-жидкость и определены энергии парного взаимодействия изобутанол-вода и изоамилол-вода.

3. Определен оптимальный технологический режим предложенной технологии глубокой очистки пищевого спирта с использованием разработанной математической модели трехступенчатой противоточной экстракции.

4. Усовершенствована брагоректификационная установка косвенного действия путем совмещения ректификации с противоточной экстракцией.

5. Разработаны технологические режимы работы установок непрерывного действия для получения на БРУ, оснащённых экстрактором сивушного масла, спирта ректификованного по ГОСТ Р 51652-2000 и сивушного масла по ГОСТ 17071-91.

6. Доказана возможность получения пищевого ректификованного спирта по ГОСТ Р 51652-2000 и сивушного масла по ГОСТ 17071-91 при переработке смеси злаковых культур, включающей зерно сорго.

7. На стендовой установке получен из сивушной фракции, выработанной из зерновой смеси, состоящей из пшеницы, ржи и нового компонента - зерна сорго, пищевой ректификованный спирт по ГОСТ Р 51652-2000, соответствующий марке «Люкс». На производственной установке косвенного действия ОО «КХ Восход» получен пищевой ректификованный спирт, соответствующий марке «Люкс», с характерным запахом без посторонних тонов.

8. Высокое качество ректификованного спирта, выработанного из зерновой смеси, состоящей из пшеницы, ржи и нового компонента - зерна сорго, отвечает требованиям ГОСТ Р 51652-2000, соответствующим марке «Люкс», что подтверждено хроматографическим анализом, органолепти-ческие показатели апробированы в аккредитованной испытательной лаборатории переработки винограда ГНУ Северо-Кавказского научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Россельхоза-кадемии г. Краснодара и внедрены на предприятии ООО «КХ Восход».

9. Обоснована целесообразность использования зерна сорго при добавке его в зерновое сырьё в количестве 30 % при производстве пищевого спирта. Обеспечено снижение себестоимости спирта за счет удешевления зернового сырья при добавке в него зерна сорго, увеличения выхода спирта за счет снижения его потерь с сивушной фракцией, выработки стандартного сивушного масла и уменьшения расхода экстракционной воды за счет использования трехступенчатой противоточной экстракции спирта.

10.Разработано технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии. Экономический эффект составляет 14,5 млн. руб. в год.

95

1. Артюхов В.Г., Сиваченко Б.М., Березникова Д.С. Показатели состава сивушного масла // Ферментная и спиртовая промышленность, 1971.-№ 6.-С.8-12.

2. А.С. № 412251, М. Кл. С 12 F 1/06. Способ производства спирта ректификованного из фракций, загрязненных спиртовыми примесями / В.Г. Артюхов, П.В. Рудницкий, Г.К. Дроговоз и др. // Опубл. 25.01.1974.-Бюл. № 3.

3. А.С. № 1275037, М. Кл. С 12 F 1/06. Способ выделения этилового спирта из сивушных фракций / Артюхов В.Г., Дроговоз Г.К., Ковальчук В.П. и др. // Опубл. 07.12.1986.-Бюл. № 45.

4. Бабурина Л.В., Маклашина Н.С. Моделирование равновесий жидкость -жидкость пар для бинарных и трехкомпонентных систем // Журнал физической химии, 1997.-Т. 71.-№ 1.-С.86-90.

5. Бутковский В.А. Мукомольное производство. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 1983. - 351с., ил. - (Учебники и учеб. пособия для техникумов системы М-ва заготовок СССР).

6. Выделение высших спиртов в эпюрационной колонне с боковым отводом продуктов / В.М. Перелыгин, И.Ф. Салов, Ю.П. Богданов и др. // Ферментная и спиртовая промышленность, 1977.-№ 5.-С.10-15.

7. Герасимов Я.И., Гейдерих В.А. Термодинамика растворов.-М.: Изд-во Москов. ун-та, 1980.-184 с.

8. Гладилин Н.И. Руководство по ректификации спирта.-М.: Пищепромиз-дат, 1952.-450 с.

9. ГОСТ Р 52554-2006 Пшеница. Технические условия. М.: Госстандарт России.

10. ГОСТ Р 51652-2000 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия».-М.: Госстандарт России.

11. ГОСТ 17071-91 «Масло сивушное».-М.: ГОССТАНДАРТ России.13. ГОСТ 6016-77 Изобутанол.14. ГОСТ 5830-79 Изоамилол.

12. ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная.16. ГОСТ 28561-90 Влажность.17. ГОСТ 8756.21-89 Жир.18. ГОСТ 25.555.4-91 Зола.

13. Грязнов В.П. Практическое руководство по ректификации спирта.-М.: Пищевая промышленность, 1968.-192 с.

14. Дудкина И.В., Шумкина О.И., Аристович В.Ю. Описание фазовых равновесий жидкость пар модельных систем спиртового производства // Ред. «Журнал прикладной химии» JL, 1986 (Рукопись деп. в ВИНИТИ 25.04.86 № 3088-В).

15. Егоров Г.А. и др. Технология муки, крупы и комбикормов/ Г.А. Егоров, Е.М. Мельников, Б.М. Максимчук. -М.: Колос, 1984.-376 с.

16. Ермаков А.И., Ярош Н.П. и др. Методы биохимического исследования растений.-JL: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние / Под ред. А.И. Ермакова, 1987.-430 с.

17. Жаров В.Т., Серафимов Л.А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации.-Л.: Химия, 1975.-240 с.

18. Исследование компонентов сивушного спирта при ректификации / Ар-тюхов В.Г., Осипенко А.А., Березникова Д.С. и др. // Ферментная и спиртовая промышленность, 1976.-№ 7.-С.9-11.

19. Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. Биохимия зерна и хлебопродуктов (3-е переработанное и дополненное издание). — СПб.: ГИОРД, 2005. — 512 с.

20. Казаков Е.Д. Зерноведение с основами растениеводства. — 3-е изд., доп. и перераб. М.: Колос, 1983. - 352 е., ил. - (Учебники и учеб. пособия для высш. Учеб. заведений).

21. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М: Химия, 1971.-784 с.

22. Климовский Д.Н., Стабников В.Н. Технология спирта.-М.: Пищепромиз-дат, 1960.-515 с.

23. Коган В.Б. Гетерогенные равновесия,-JL: Химия, 1968.-427 с.

24. Коган В.Б. Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром.-М.-JI.: Наука, 1966.-423 с.

25. Константинов Е.Н., Короткова Т.Г., Ачмиз Б.М. Моделирование процесса ректификации для непрерывных установок получения пищевого спирта//Известия вузов. Пищевая технология, 1996.-№ 5-6.-С.55-59.

26. Короткова Т.Г., Мариненко О.В., Чич С.К., Сиюхов Х.Р., Константинов Е.Н. Моделирование нестабильного состояния системы жидкость жидкость многокомпонентных спиртовых смесей // Изв. вузов. Пищевая технология, 2007.-№ 1.-С.65-67.

27. Короткова Т.Г., Константинов Е.Н., Чич С.К. Особенности моделирования равновесных процессов при наличии фазовых переходов // Изв. вузов. Пищевая технология, 2007.-№ 2-3.-С.90-94.

28. Кравец Ю.М., Искра П.М., Рабинович Б.Д. Эффективность закрытого обогрева колонн, брагоректификационного аппарата на спиртовых заводах // Ферментная и спиртовая промышленность, 1971.-№ 5.-С.24-27.

29. Кривчун А.Н., Соколовская А.И., Францишко С.Л. Оптимизация работы установки для выделения сивушного масла из БРУ // Ферментная и спиртовая промышленность, 1986.-№ 5.-С.23-25.

30. Кривчун А.Н., Соколовская А.И., Францишко С.Л. Установка для перегонки сивушного масла // Ферментная и спиртовая промышленность, 1987.-№ 2.-С.21-23.

31. Лукерченко В.Н. Некрахмалистые углеводы зерна и их значение для спиртового производства происхождения // Пищевая промышленность, 2000. -№1.-С.62-63.

32. Лызлова Р.В. Экспериментальное исследование фазовых равновесий в тройной системе н-бутиловый спирт изобутиловый спирт - вода при 760 мм. рт. ст. // Журнал прикладной химии, 1979.-52.-№ 3.-С.545.

33. Марийе Ш. Перегонка и ректификация в спиртовой промышленности.-М.-Л.: Снабтехиздат, 1934.-400 с.

34. Мариненко О-В. Короткова Т.Г., Сиюхов Х.Р. Метод расчета процесса расслаивания многокомпонентных спиртовых смесей // Известия вузов. Пищевая технология, 2006.-№ 2-3.-С.104-107.

35. Маринченко В.А. Метюшев БД., Швец В.Н. Технология спирта из ме-лассы.-Киев: Вища школа, 1975.

36. Математическое моделирование при помощи электронно-вычислительной машины равновесия жидкость жидкость — пар многокомпонентных смесей / Бриль Ж.А., Мозжухин А.С., Петлюк Ф.Б. и др. //Журнал физической химии, 1973.-Т. 47.-№ 11.-С.2771-2773.

37. Метюшев Б.Д. Влияние изоамилового спирта на летучесть этилового спирта в вводно-спиртовых смесях // Известия вузов. Пищевая технология, 1964.-№3.-С.145-147.

38. Метюшев Б.Д., Петрова Р.С. Уравнения для определения коэффициентов испарения и ректификации изоамилового спирта // Известия вузов. Пищевая технология, 1963.-№ 4.-С.127-133.

39. Метюшев Б.Д. Фазовое равновесие между жидкостью и паром в тройной системе этанол — вода — изобутанол // Известия вузов. Пищевая технология, 1960.-№4.-С.121-126.

40. Метюшев Б.Д. Фазовое равновесие между жидкостью и паром тройной системы этанол вода - пропанол // Известия вузов. Пищевая технология, 1963.-№ 4.-С.123-126.

41. Моделирование колонных аппаратов / Кривошеина В.В., Константинов Е.Н., Кузнечиков В.А. и др. // Химическая технология, 1978.-№ 4.-С.25-26.

42. Моделирование фазового равновесия и ректификации в гетерогенной системе вода спирты С2 - С5 / Ковальчук В.П., Артюхов В.Г., Ровный В.Б. и др. //Известия вузов. Пищевая технология, 1986.-№ 4.-С.118-119.

43. Николаев А.П. Оптимальное проектирование и эксплуатация брагоректификационных установок.-М.: Пищевая промышленность, 1975.

44. Николаев А.П. Разработка методов расчета и анализа брагоректификационных аппаратов в применении к задачам их оптимального проектирования и эксплуатации. Дисс. . д-ра техн. наук, Киев, 1972.

45. Островский Г.М., Волик Ю.М. Моделирование сложных химико-технологических схем.-М.: Химия, 1975.-312 с.

46. Островский Г.М. Проблемы моделирования сложных химико-технологических систем. Дополнение редактора к кн. Кроу К., Гамилец А., Хофмак Т. и др. Математическое моделирование химических производствам.: Мир, 1973.-391 с.

47. Перелыгин В.М., Никитина С.Ю., Глянцев Н.И. Применение закрытых колонн для получения ректификованного спирта повышенного качества //Известия вузов. Пищевая технология, 1998.-№ 1.-С.65-66.

48. Перелыгин В.М., Шаденкова Н.С. Равновесие жидких фаз в системе изо-бутиловый спирт вода - н-пропиловый спирт // Известия вузов. Пищевая технология, 1979.-№ 1.-С.40-42.

49. Перелыгин В.М., Салов И.Ф. Расчет эпюрационных колонн с боковым отводом продуктов // Ферментная и спиртовая промышленность, 1979.-№ 6.-С.26-28.

50. Перелыгин В.М. Физико-химические основы расчета и проектирования брагоректификационных аппаратов в спиртовой промышленности: Дис. . докт. техн. наук.-Краснодар, КПИ, 1970.-367 с.

51. Переработка мелассы на спирт и другие продукты по безотходной технологии / Под ред. П.В. Рудницкого.-М.: АГРОПРОМИЗДАТ, 1985.

52. Платонов В.М., Берго Б.Г. Разделение многокомпонентных смесей.-М.: Химия, 1965.

53. Порохова Н.А. Повышение качества и увеличение выхода ректификованного спирта в системе брагоректификации. Автореф. дисс. . канд. техн. наук.-Воронеж, 2003.-16 с.

54. Праусниц Дж. Машинный расчет парожидкостного равновесия многокомпонентных смесей.-М.: Химия. 1971.

55. Равновесие жидкость — пар системы этанол вода под атмосферным давлением / Процюк Т.Б., Метюшев Б.Д., Девятко В.И. и др. // Известия вузов СССР. Пищевая технология, 1969.-№ 1.-С.129.

56. Равновесие жидкость пар в системе этанол - вода - н-пропанол - изобутанол - изоамилол / Харин С.Е., Перелыгин В.М., Погорелова М.В. и др. // Труды Воронеж, технолог, ин-та, 1971.-19.-№ 2.-С.55.

57. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей.-Л.: Химия, 1982.-591 с.

58. Сиюхов Х.Р. Способы очистки спирта-ректификата от примесей при разделении сивушной фракции // Сборник тезисов докладов VIII Всероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Пищевые технологии», Казань, 2007.-С. 14.

59. Смирнова Н.А. Молекулярные теории растворов.-Л.: Химия, 1987.-336 с.

60. Способ выделения сивушного масла на брагоректификационных установках / Ковальчук В.П., Артюхов В.Г., Безсонова Н.И. и др. // Ферментная и спиртовая промышленность, 1981.-№ 3.-С.7-9.

61. Справочник работника спиртовой промышленности (производство спирта из мелассы) / Рудницкий П.В., Коваленко А.Д., Раев З.А. и др. // Под ред. П.В. Рудницкого.-Киев, TEXHIKA, 1972.-196 с.

62. Стабников В.Н. Новое в области ректификации спирта.-М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1967.-35 с.

63. Стабников В.Н. Перегонка и ректификация этилового спирта.-М.: Пищевая промышленность, 1969.-456 с.

64. Стабников В.Н. Николаев А.П., Манделынтейн М.Л. Ректификация в пищевой промышленности.-М.: Легкая и пищевая промышленость,1982.-232 с.

65. Стабников В.Н., Харин С.Е. Теоретические основы перегонки и ректификации спирта.-М.: Пищепромиздат, 1951.-220 с.

66. Стабников В.Н. Ройтер И.М., Процюк Т.Б. Этиловый спирт.-М.: Пищевая промышленность, 1976.-272 с.

67. Суходол В.Ф., Мальцев П.М. Исследование равновесия двух жидких фаз в системе сивушное масло этанол - вода // Известия вузов. Пищевая технология, 1961.-№ 2.-С. 114-121.

68. Суходол В.Ф., Приходько Л.Н. Примеси этилового спирта и их удаление при брагоректификации (обзор) // Известия вузов. Пищевая технология,1983.-№ 5.-С.23-28.

69. Термодинамика равновесия жидкость — пар / А.Г. Морачевский, Г.Л. Ку-ранов, И.М. Балашова и др.; Под ред. А.Г. Морачевского.-Л.: Химия, 1989.

70. Технология спирта / Яровенко В.Л., Маринченко В.А., Смирнов В.А., и др.; Под ред. проф. В.Л. Яровенко.-М.: Колос, 1999.-464 с.

71. Технология спирта / Под ред. В.А. Смирнова.-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-416 с.

72. Устюжанинова Т.А. Совершенствование и математическое моделирование системы разделения эфиро-альдегидной фракции брагоректифика-ционных установок: Дис. . канд. техн. наук, 05.18.12.-Краснодар, Куб-ГТУ, 2005.-135 с.

73. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2-х кн. / Под ред. B.C. Бескова: Пер. с англ.-М.: Мир, 1989.

74. Фараджева Е.Д., Федоров В.А. Общая технология бродильных производств. М.: Колос, 2002. - 408 е.: ил. (Учебники и пособия для студентов вузов).

75. Физика простых жидкостей. Статистическая теория / под ред. Г. Темпер-ли, Дж. Роулинсона, Дж. Рашбрука: пер. с англ. А.Г. Башкирова, JI.A. Покровского / Под ред. Д.Н. Зубарева, Н.Н. Плакиды.-М.: Мир, 1971.-308 с.

76. Фишер И.З. Статистическая теория жидкостей.-М.: Физматгиз, 1961.208 с.

77. Фракционирование сивушного масла / Березникова Д.С., Григоревс-кая Л.Г., Артюхов В.Г. и др. // Ферментная и спиртовая промышленность, 1976.-№ 6.-С.11-12.

78. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей.-М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1945.-424 с.

79. Халаим А.Ф. Технология спирта.-М.: Пищевая промышленность, 1972.192 с.

80. ЮО.Холланд Ч.Д. Многокомпонентная ректификация.-М.: Химия, 1969.347 с.

81. Цыганков П.С. Брагоректификационные установки.-М.: Пищевая промышленность, 1970.-352 с.

82. Цыганков П.С. Новое в ректификации этилового спирта.-М.: ЦНИИ-ТЭИпищепром, 1973.-43 с.

83. Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности: расчет, анализ работы, эксплуатация.-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-336 с.

84. Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта.-М.: Пищепромиздат, 2001.-400 с.

85. Чеботарев О.П., Белоглазова Л.К., Соловьёва Ж.П. Микробиологическая оценка качества товарных партий зерна пшеницы // труды КубГТУ, 2001. -IX том.

86. Юб.Чич С.К. Установка непрерывного действия для получения спирта этилового ректификованного из подсивушных фракций с повышенным содержанием этанола // Матер, регион, научно-практич. конф. аспирантов, соискателей и докторантов:-Майкоп, 2007.-С. 126-128.

87. Чич С.К., Короткова Т.Г., Сиюхов Х.Р., Константинов Е.Н. Моделирование равновесий жидкость жидкость - пар многокомпонентных спиртовых смесей //Изв. вузов. Пищевая технология, 2007.-№ 1.-С.82-86.

88. Шаззо Р.С. Моделирование процессов брожения и брагоректификации при производстве пищевого спирта из продуктов помола зерна пшеницы: Дис. . канд. техн. наук, 05.18.12.-Краснодар, КубГТУ, 2008.-159 с.

89. Шахпаронов М.И. Введение в молекулярную теорию растворов.-М.: Государственное изд-во технико-теоретической литературы, 1956.-507 с.

90. Abrams D.S., Prausnitz J.M. Statistical Thermodinamics of Liquid Mixtures: A New Expression for the Exsess Gibbs Energy of Partly or Completely Mis-cible System//A.I.Ch.E Journal., 1975.-Vol.2l.-P.l 16-128.

91. Anderson T.F., Prausnitz J.M. Application of the UNIQUAC Equation to Calculation of Multicomponent Phase Equilibria // Ind. Eng. Chem. Proc. Dec. Dev.-1978.-Vol. 17.- № 4.-P.5 52-567.

92. Benedict M. Webb G.B., Rubin L.C. An empirical equation for thermodynamic properties of light hydrocarbons and their mixtures // J. Chem. Physics, 8, 334-345 (1940); 10, 747-758 (1942).

93. Fredenslund Aa., Cmehling J., Rusmussen P. Vapor-Liquid equilibria using UNIFAC group contribution metod. Amsterdam ets.: Elsevier, 1977.-380 p.

94. Fredenslund Aa., Jones R.L., Prausnitz J.M. Group Contribution Estimation of Activitu Coefficientsin Nonideal Liquid Mixtures / A.J.Ch.E. Journal, 1975.-Vol. 21.- p. 1086-1091.

95. Fredenslund Aa., Gmehling J. Rasmussen P. Vapor-Liquid equilibria using UNIFAC group contribution method. Ameterdam ets.: Elsevier, 1977.-380 p.

96. Fredenslund Aa., Jones R.L., Prausnitz J.M. Group Contribution Estimation of Activity Coefficients in Nonideal Liquid Mixtures // A. I.Ch.E Journal., 1975.-Vol.21.-№ 6.- P.1086-1099.

97. Jianliang Yu, Zhang Xu, Tan Tianwei An novel immobilization method of Saccharomyces cerevisiae to sorghum bagasse for ethanol production. / Journal of Biotechnology, 2007, 129, № 3,- c. 415-420.

98. Guggenheim E.A. Applications of Statistical Mechanics, Oxford, 1966.

99. Parag A. Gupte, Ronald P. Danner Prediction of Liquid- Liquid Equilibria with UNIFAC: A Critical Evaluation // Amer. Chem. Soc.-Vol.26.-№ 10.-1980.-P.2036-2042.

100. Peng D.-Y., Robinson D.B. A new two-constant equation of state. Ind. Eng. Chem. Fundamen., 15, 59-64 (1976).

101. Peng D.-Y., Robinson D.B. Two and three phase equilibrium calculations for systems containing water. Canad. J. Chem. Eng. 54, 595-599 (1976).

102. Peng D.-Y., Robinson D.B. A rigorous method for predicting the critical properties of multicomponent sistems from an aquation of state. AICHE Journal, 23, 137-144(1977).

103. Peng D.-Y., Robinson D.B. Calculation of three-phase solid-liquid-vapor-equilibrium. Chao K.C. and Robinson R.L. (eds). Aquations of State in engineering and research, 185-196. Advances in Chemistry Scries 182, Am. Chem. Soe (1979).

104. Peng D.-Y., Robinson D.B. Two- and three-phase equilibrium calculations for cool gasification and related proceses. Newman S.A. (ed.) Thermodynamics of aqueous systems with industrial applications ACS Symposium Series, 133, 393-414(1950).

105. Prausnitz J.M. Anderson Т., Grens E., Eckert C., Hsieh R., O'Connell J. Computer Calculations for Multicomponent Vapor-Liquid and Liquid-Liquid Equilibria. Prentice Hall, 1980.

106. Prediction of hybrid performance in grain sorghum using RFLP markers / Cooper M., Tao Y., Mclntyre C. L., Jordan D. R., Godwin I. D., Henzell R. G. // Theoretical and Applied Genetics., 2003, 106, № 3.- C. 559-567.

107. Redlich О., Kwong J.N.S. On the thermodynamics of solutions: V: An aquation of state. Fugacities of gaseous solutions. Chem. Revew, 44. 233-244 (1949).i

108. Renon N., Prausnitz J.M. Local Composition in Thermodynamic Excess Function for Liquid Mixtures // A.J.Ch.E. Journal, 1968.-Vol.14, N l.-P.l 35-144.

109. Tillage and fertility management effects on soil organic matter and sorghum yield in semi-arid West Africa. / Ouedraogo Elis6e, Mando Abdoulaye, Brus-saard Lijbert, Stroosnijder Leo // Soil and Tillage Research., 2007, 94, № 1.-c. 64-74.

110. Wilson G.M. Vapor-liquid equilibrium XI: Anew expression for the excess free energy of mixing. J. Am. Chem. Soc., 86, 127-130 (1964).

111. РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК КРАСНОДАРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ г. Краснодар, ул. Тополиная, 2, тел.: (861) 252-09-89, 252-01-44.

112. ГУ КНИИ ХП СП. Свидетельство о государственной регистрации № 3647 от2412.2001 г.1. ПРОТОКОЛиспытаний №1 от «18» марта 2008 г.

113. Наименование образца Зерно сорго (урожай 2007 года, Краснодарский край)1. Масса образца 500 г

114. Начало испытаний 14.03.2008 г.

115. Окончание испытаний 18.03.2008 г.1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ

116. Проведено экспериментальное исследование зерна сорго с целью определения качественных показателей для последующего использования в качестве нового вида сырья в спиртовом производстве.

117. Показатели (НД) Влажность (ГОСТ 2856190) Жир (ГОСТ 8756.21-89) Зола (ГОСТ 25.555.4-91) Белок (фотометрический метод) Крахмал (поляриметрический метод) Клетчатка (метод Кюршнсра)

118. Значение, % 14,59 3,6 2,5 8,8 66,62 3,8

119. Примечание: 1. Методики определения веществ взяты из книги «Методы биохимического исследования растений/А.И. Ермаков, Н.П. Ярош и др.; Под ред. А.И. Ермакова. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Агропром издат. Ленингр. отд-ние, 1987.-430с., ил.»

120. Зав. отделом контроля качества пищевых продуктов ГУ КНИИ ХП СП

121. Доктор технических наук, профессор

122. Зав. кафедры технологии бродильных производств и виноделия Майкопского государственного технологического университета, канд. техн. наук, доцент1. Соискатель1. Екутеч1. Константинов1. Х.Р. Сиюхов1. В.В. Артамонова