Транспортировка, прием, учет крахмалсодержащего сырья

ПРИЕМ, ХРАНЕНИЕ,
ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ
К РАЗВАРИВАНИЮ
ПЛАН:
1. Транспортировка, прием, учет
крахмалсодержащего сырья
2. Хранение сырья
3. Подготовка сырья к переработке
1. Транспортировка, прием, учет крахмалсодержащего сырья
Картофель транспортируют автотранспортом в осенний период.
Возможна транспортировка по железной дороге в крытых или
открытых вагонах.
Прием ведут по массе без примесей и по крахмалистости.
Для текущей переработки картофель выгружают в оборотные
склады - рештаки, вмещающие двухсуточный запас сырья.
Рештак представляет собой длинный открытый железобетонный
закром с наклонным к середине днищем, в нем расположен
желоб для гидротранспортировки картофеля.
Для длительного хранения здоровый картофель укладывают в
бурты. При единовременном поступлении на завод дефектного
картофеля в количестве, превышающем 2-3 суточный запас, его
также можно закладывать на кратковременное хранение в бурты
небольшого размера, которые используются в первую очередь.
Потери при хранении зависят от состояния картофеля после
уборки, от условий хранения.
Зерно поступает более равномерно в течение года.
На заводе должен храниться 3-х месячный запас.
Транспортируют, в основном, железнодорожным транспортом
в крытых вагонах, а также в автосамосвалах, бортовых
машинах.
Принимают зерно по массе без примесей и по крахмалистости,
как и картофель.
Качество зерна, идущего на разваривание, не
регламентируется. Предпочтительней использовать зерно
здоровое, с влажностью не более 15-16%, без признаков
заболеваний, без постороннего запаха.
Однако спиртовыми заводами может перерабатываться
дефектное зерно.
Вагон-хоппер
4 степени дефектности зерна:
первая - зерно с солодовым запахом, вышедшее из состояния
покоя;
вторая - зерно с плеснево-затхлым запахом;
третья - зерно с гнилостно-затхлым запахом;
четвертая - зерно с почерневшей, изменившейся оболочкой,
подвергшееся самосогреванию или после огневой сушки.
На спиртовые заводы принимают также зерно суховейное,
недозрелое, морозобойное, заплесневевшее и т.д.
Зерно, перезимовавшее в поле, хранят отдельно как ядовитое.
Зерно разгружают в приемный бункер, откуда ковшовым
элеватором с помощью цепного или ленточного конвейера
направляют на первичную очистку. Предварительно рекомендуется
удаление металлических примесей магнитными колонками или
сепараторами. Зерно в количествах, составляющих 3-5-дневный
запас, на хранение не закладывают.
Длительное хранение зерна производится в зернохранилищах
амбарного или элеваторного типа. Последние рекомендуются для
спиртзаводов производительностью более 3 тыс. дал спирта в сутки.
Меласса транспортируется в железнодорожных цистернах или
стальных бочках.
Принимают мелассу по массе и плотности, эти данные
указываются в сопроводительных документах на каждую
партию.
Мелассу самотеком выгружают в приемные сборники, объем
которых рассчитан на суточный запас работы завода. Из
приемных сборников мелассу перекачивают коловратным
насосом в резервуары длительного хранения, вместимость
которых должна быть рассчитана на 3-х месячный запас.
В холодное время для облегчения перекачивания мелассы из
цистерн или бочек ее подогревают паром. Образующиеся
смывки собирают отдельно и немедленно перерабатывают.
Не допускается хранить длительное время мелассу с
содержанием сухих веществ менее 76%, с рН менее 6,8,
зараженную нитритобразующими бактериями и
лейконостоком.
Потери мелассы при перевозке не должны превышать
(% к массе):
- в автоцистернах и бочках зимой - 0,05;
- в автоцистернах и бочках летом - 0,1;
-в железнодорожных цистернах - 0,72.
При хранении мелассы допустимые потери - 0,15%.
2. Хранение сырья
Для обеспечения бесперебойной работы спиртового завода
необходимо иметь запас сырья, которое хранится с учетом условий
его жизнедеятельности. В процессе хранения изменяется
качественный и количественный состав компонентов сырья.
В свежеубранном, технически зрелом сырье протекает
послеуборочное дозревание.
В клетках продолжаются синтетические процессы: превращение
Сахаров в крахмал, аминокислот в белки и т.д. под действием
гидролитических ферментов. В результате этого выделяется вода.
Послеуборочное дозревание картофеля длится до 1,5 месяцев, зерна
- 1,5-2 месяца. Свежеубранную кукурузу хранят в початках, при
этом часть углеводов из стержня переходит в зерно.
Хранение зерна и картофеля сопровождается потерей органических
веществ, в основном углеводов, которые расходуются на дыхание, а
также влаги.
Изменение влажности необходимо учитывать при определении
потерь сырья.
Интенсивность дыхания зависит от многих факторов. Основные из
них:
- сорт и состояние сырья;
- температура;
- влажность;
- газовый состав среды.
Сорт и состояние сырья. Интенсивность дыхания выше у
раннеспелых сортов картофеля, чем позднеспелых. Поврежденные
клубни дышат сильней, расходуя энергию на образование раневых
тканей.
Зерно недозрелое, щуплое, подмоченное, морозобойное,
поврежденное имеет более интенсивное дыхание, чем здоровое и
сухое. Зародыш дышит интенсивней, чем другие части зерна.
Сырье, находящееся в состоянии послеуборочного дозревания,
имеет максимальную интенсивность дыхания, так как ему требуется
большее количество энергии на синтетические процессы.
Температура.
Повышение температуры при хранении стимулирует дыхание.
У картофеля минимальная интенсивность дыхания при температуре
2...4 °С. При меньших и больших температурах дыхание
усиливается.
Охлаждение клубней до температуры ниже минус 6 °С приводит к
образованию кристаллов льда сначала в межклеточном
пространстве, при медленном оттаивании клубень можно
возвратить к жизни. При большом количестве льда, образующемся
внутри клеток, клубень погибает из-за механических повреждений
оболочек и денатурации плазмы клеток. Точка замерзания зависит
от температуры среды и химического состава картофеля.
Интенсивность дыхания зерна также повышается с
увеличением температуры, достигая максимума при 55 °С,
затем при дальнейшем повышении температуры происходит
его затухание. Зерно кукурузы дышит интенсивнее других
злаков, так как имеет относительно большой зародыш.
При хранении зерна нормальной влажности его
жизнеспособность сохраняется при довольно низких
температурах, однако уже при температуре ниже минус 5°С
происходит постепенное уменьшение его прорастаемости, что
следует учитывать, если зерно предназначено для солода.
Влажность.
Влажность зерна зависит от относительной влажности
воздуха, особенно заметно она изменяется при относительной
влажности воздуха меньше 25% и больше 80%.
Для большинства видов зерна она находится в диапазоне
14,0-15,5%.
Клубни картофеля при хранении в условиях низкой
относительной влажности, менее 80%, могут потерять тургор
вследствие испарения влаги и будут плохо дробиться.
Относительная влажность воздуха при хранении для зерна не
должна превышать 80% в диапазоне температур 12...25 °С,
для картофеля - 80-85% при температуре 2...3 °С.
Газовый состав среды.
Интенсивность дыхания клубней картофеля снижается при
увеличении содержания диоксида углерода и снижении
концентрации кислорода. В таких условиях кислород расходуется
только на основные процессы, связанные с жизнедеятельностью
клеток. На этом основан способ хранения сырья в регулируемой
газовой среде.
Хранение сырья сопровождается потерей органических веществ, в
основном низкомолекулярных углеводов, которые расходуются на
дыхание, а также испарением влаги.
В результате этого уменьшается масса сырья и его состав.
При нарушении режимов хранения или при хранении сырья,
зараженного микроорганизмами, влажного возможна порча сырья в
результате микробиологических процессов или процесса
самосогревания.
Самосогревание — самопроизвольное повышение температуры
зерна в результате активной жизнедеятельности как самого зерна,
так и населяющей его эпифитной микрофлоры.
Различают четыре стадии самосогревания.
В первой стадии температура зерна повышается до 30°С. Зерно по
внешним признакам практически не изменяется, сохраняет
сыпучесть, сухое на ощупь, нет постороннего запаха. Однако могут
активизироваться неспоровые бактерии, плесневые грибы,
присутствующие на поверхности зерен.
Во второй стадии температура повышается до 40 °С. Зерно
отпотевает, слипается при сжатии в руке, появляется солодовый
запах, может измениться цвет, начинаются процессы автолиза.
Активизируются плесневые грибы, актиномицеты, термофильные
бактерии, в результате жизнедеятельности которых дополнительно
выделяется тепло и влага.
В третьей стадии температура возрастает до 50 °С и выше.
Зерно приобретает гнилостный запах, теряет сыпучесть, зерна ржи
и пшеницы темнеют, оболочки пленочных культур становятся
красными, отдельные зерна могут покрываться плесенью.
Присутствующие на зерне эпифитные бактерии, плесневые грибы
отмирают, накапливаются споровые термофильные бактерии.
В четвертой стадии температура достигает 70-75 °С. Зерно
темнеет, приобретая вид обугленного. Все вегетативные формы
микроорганизмов погибают.
Для предотвращения самосогревания необходимо закладывать на
хранение зерно с влажностью не более 14,0-15%, тщательно
контролировать его температуру в процессе хранения.
Практика хранения.
Картофель хранят в буртах, представляющих собой кучи
картофеля, уложенные в виде пирамиды и изолированные от
окружающей среды слоями соломы и земли.
Ширина основания бурта 3-7 м, длина 25 м и более.
Для обеспечения доступа воздуха и удаления лишнего тепла и
влаги в массе картофеля укладываются горизонтальные и
вертикальные перфорированные трубы. Во время хранения
наблюдают за температурой картофеля. В первые 14-20 суток, когда
идет залечивание механических повреждений, температуру
поддерживают на уровне 13-15 °С, затем постепенно понижают
температуру со скоростью не более 1°С в сутки до 2-4 °С, при
которой происходит хранение картофеля.
В лечебный период проводят вентилирование картофеля 4-6 раз в
сутки, в период холодного хранения - только в дни оттепели.
Зерно хранят в хранилищах напольного или закромного типа.
Напольное хранение применяется для хранения зерна на небольших
предприятиях. Допускается кратковременное хранение под
открытым небом при укрытии брезентом.
Для длительного хранения больших объемов зерна используют
закромный способ, обычно в хранилищах силосного типа. В них
имеются железобетонные или металлические емкости - силоса.
Такие хранилища механизированы, оборудованы установками для
первичной очистки зерна, которые располагаются в рабочих
башнях.
Комплекс силосов и оборудования рабочей башни называется
элеватором.
Мелассу хранят в больших цилиндрических вертикальных
резервуарах с конической крышкой. Резервуары должны быть
рассчитаны на не менее чем пятимесячный запас мелассы для
бесперебойной работы завода.
На длительное хранение закладывают только нормальную
мелассу, содержащую не менее 75% сухих веществ, с рН не
ниже 6,8, выдерживающую пробу на самозакисание.
3. Подготовка сырья к переработке
3.1. Подготовка картофеля.
Картофель перед подачей в производство освобождают от
примесей и моют.
Транспортируют картофель из оборотных складов (рештаков)
или буртов с помощью гидравлического транспортера. Он
представляет собой открытый желоб, проходящий вдоль
нижней части рештака или буртов. Желоба изготавливают из
железобетона, они имеют прямоугольное сечение, ширину не
менее 0,35 м, высоту около 0,7 м, устанавливаются с
небольшим уклоном к корпусу завода.
Для транспортирования используют воду из теплообменников,
пропускают ее многократно после отстаивания.
Скорость движения картофеля с водой около 0,75 м/с,
расход воды - 400...700% к массе картофеля.
При меньшей скорости будет оседать земля, при большей увеличивается расход воды. Загружают картофель вручную
лопатами или гидрантами. Вода отделяется в конце
транспортера через стальную решетку. Легкие примеси
картофеля отделяются в процессе транспортирования на
соломоловушках, тяжелые - на камнеловушках. При
транспортировании отмывается часть загрязнений.
Окончательная мойка картофеля производится в картофелемойках
различной конструкции. Расход воды при мойке от 200 до 400% к
массе картофеля при продолжительности пребывания клубней в
машине 5-7 минут. При мойке картофеля сильно загрязненного,
механизированной уборки расход воды достигает 600-800%, а
время мойки -10-14 минут.
На современных спиртовых заводах имеются технологические
линии для мойки картофеля. Иногда в такую линию не включают
моечную машину, так как картофель отмывается при прохождении
по транспортному трубопроводу и в насосе.
Количество не отмытой земли не должно превышать 0,1%,
потери картофеля до 0,2%.
3.2. Подготовка зерна.
Все зерно, поступающее в производство, освобождают от сорных
примесей, земли, пыли, от металлических примесей.
Зерно, предназначенное для солодоращения, дополнительно
очищают от зерновых примесей, семян сорняков и сортируют.
От пыли, соломы, крупных примесей зерно отделяют на воздушноситовом сепараторе, затем удаляют металлические примеси на
магнитных сепараторах.
После очистки зерна, идущего на варку, не должно содержаться
металлических примесей, сорных минеральных примесей не более
1%.
При периодическом и полунепрерывном разваривании зерно
перерабатывают в целом виде.
Пленчатое зерно (овес, просо, ячмень) перерабатывают в смеси с
голозерным зерном или с картофелем при соотношении,
обеспечивающем в сусле не более 8% пленок от массы зерна.
При отсутствии картофеля или голозерного зерна ячмень, просо
разваривают в дробленом виде, а овес предварительно обрушивают
(отделяют от цветочных и плодовых пленок не менее чем на 70%).
При непрерывном разваривании все виды зерна дробят на
молотковых дробилках или вальцовых станках.
С голозерным зерном перерабатывают до 20% крупки из
необрушенного овса, при использовании одного овса его
предварительно обрушивают на бичевых рушках.
При обрушивании потери крахмала не должны превышать 1,5%.
Перед направлением на варку обрушенное зерно рассеивают на
плоских виброситах, отделяя шелуху.
Зерно, предназначенное для солодоращения, освобождают от
зерновых примесей, отличающихся от основной культуры по длине.
Используют куколеотборники или овсюгоотборники.
В спиртовой промышленности обычно используют
высокопроизводительные цилиндрические триеры.
После отделения примесей зерно сортируют на сортировочных
машинах на 3 сорта. Первые два используют для производства
солода, 3-й направляют на разваривание.
Просо, идущее на солодоращение, не сортируют, пропускают
только через воздушно-ситовой и магнитный сепараторы.
3.3. Подготовка мелассы.
Мелассу из хранилища передают в сборник суточного запаса.
В зимнее время подогревают паром чтобы снизить ее вязкость.
Перед взвешиванием мелассу гомогенизируют путем
перекачивания насосом в разные места цилиндрического сборника.
Затем мелассу подкисляют, асептируют и разбавляют водой.
Мелассу для дрожжевого сусла обогащают питательными солями.
Сильно инфицированную мелассу стерилизуют в пластинчатых
теплообменниках, а при выпуске одновременно со спиртом
хлебопекарных дрожжей - дополнительно осветляют.
После стерилизации дефектную мелассу смешивают с нормальной.
Готовят рассиропку (мелассное сусло) одной или двух
концентраций в зависимости от выбранной схемы.
При однопоточном способе производства спирта готовят раствор
мелассы одной концентрации для брожения и разведения дрожжей 22%. Однопоточную схему применяют на заводах,
вырабатывающих одновременно спирт и хлебопекарные дрожжи.
При двухпоточном способе раствор мелассы для дрожжегенерации
готовят с концентрацией 12%, для брожения - 32%.
Количество кислоты и питательных солей, рассчитанное на всю
массу мелассы, вносят в дрожжевое сусло, а мелассу для основного
сусла только асептируют и разбавляют.
После смешивания дрожжей и сусла концентрация устанавливается
на уровне 22-24%. Преимуществом такого способа является
получение активных дрожжей на сусле с низкой концентрацией,
более благоприятной для них. Для дрожжевого сусла можно
использовать мелассу лучшего качества, чем для брожения.
Кислоту и антисептики лучше вносить в неразбавленную мелассу,
так как они вносятся в расчете на разбавленное сусло. Это создает
более высокую кислотность и концентрацию антисептика, лучше
подавляются микроорганизмы.
Подкисляют серной или соляной кислотой до кислотности среды
1,6-2,4 при однопоточном и 3,5-4,5° при двухпоточном способе.
Для питания дрожжей к мелассе в специальном сборнике
добавляют источник фосфора - 70%-ную ортофосфорную кислоту и
источник азотистого питания - мочевину или сульфат аммония,
реже применяют диаммонийфосфат, содержащий и азот, и фосфор.
Для непрерывного смешивания мелассы с водой и получения
однородного сусла применяют непрерывно действующие смесители
(рассиропники) двух типов:
с механическим перемешиванием и без него.
Рассиропники для мелассы представляют собой цилиндрические
горизонтальные или вертикальные емкости, в которые подводится
горячая и холодная вода, питательные соли. Для лучшего
перемешивания мелассы и воды внутри устанавливаются
перегородки или ситчатые тарелки, дополнительному
перемешиванию также способствуют кольцевые гребенки на
патрубке для подвода воды. В смесителях механического типа для
перемешивания служат стержни, закрепленные на валу, которые
чередуются с неподвижными стержнями на корпусе аппарата.
Частота вращения вала - 70-80 об./мин. С помощью таких
смесителей мелассу смешивают с питательными солями и водой.
При производстве хлебопекарных дрожжей мелассу очищают
на кларификаторах для освобождения от взвесей, солей
кремниевой кислоты, окислов железа и других плохо растворимых
соединений, засоряющих дрожжи, придающих им темную окраску.
Кларификаторы - сепараторы, имеющие большой объем грязевой
камеры. Осадок взвесей, составляющий до 0,08% от массы
мелассы, выгружают вручную (марка ВСМ) или гидравлически без
остановки кларификатора. Вместе с взвесями и коллоидами
отделяется до 40% микроорганизмов мелассы. Степень очистки
мелассы улучшается при увеличении кратности разбавления.
Потери сахаров с осадком достигают 0,026%, однако, их можно
извлечь водой и после асептирования раствор использовать для
разбавления мелассы.
Качество дрожжей при использовании кларифицированной
мелассы улучшается, однако есть данные об ухудшении процесса
брожения такой мелассы из-за удаления биостимуляторов вместе с
коллоидами.