Автоматизація процесів приготування замісу із зернової сировини та його водно-теплової обробки у спиртовому виробництві

Abstract

Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності виготовлення етилового спирту із зернової суміші шляхом забезпечення стабільності параметрів напівфабрикату на початковій стадії підготовки зерна та приготування замісу з його водно-тепловою обробкою. Виробництво етилового спирту із зернової сировини передбачає наявність складних біохімічних перетворень, зокрема ферментативний гідроліз крохмалю та подальше зброджування цукрів. Однією з важливих ділянок цього процесу є приготування замісу подрібненого зерна з водою та його водно-теплова обробка, які переводять крохмалю в розчинений стан за допомогою теплової обробки. Від стабільності проходження даного етапу залежить ефективність подальших етапів виробництва спирту. Однак процес приготування замісу супроводжується сильними збуреннями, що ускладнює точне дотримання показників якості замісу. Відсутність ефективного автоматизованого контролю за показниками якості замісу в переважній більшості призводить до порушення технологічних режимів на наступних дільницях, що знижує якість етилового спирту та викликає перевищення витрат енергоресурсів та вихідних матеріалів. Тому задача автоматизації процесів приготування замісу із зернової сировини та його водно-теплової обробки у спиртовому виробництві є актуальною, що дозволить зменшити витрати вхідних матеріалів та забезпечить стабільність наступних етапів виробництва. The dissertation is devoted to improving the efficiency of ethyl alcohol production from grain mixtures by ensuring the stability of semi-finished product parameters at the initial stage of grain preparation and mash preparation with its water-thermal treatment. The production of ethyl alcohol from grain raw materials involves the presence of complex biochemical transformations, in particular enzymatic hydrolysis of starch and subsequent fermentation of sugars. One of the important parts of this process is the preparation of a batch of crushed grain with water and its water-heat treatment, which transfer starch to a dissolved state by heat treatment. The stability of the passage of this stage depends on the effectiveness of the subsequent stages of alcohol production. However, the process of preparing kneading is accompanied by severe disturbances, which complicates the exact observance of the quality indicators of kneading. The lack of effective automated control over the quality indicators of kneading in the vast majority leads to a violation of technological regimes in the following areas, which reduces the quality of ethyl alcohol and causes an excess of energy resources and raw materials. Therefore, the task of automating the processes of preparing kneading from grain raw materials and its water-heat treatment in alcohol production is relevant, which will reduce the costs of input materials and ensure the stability of subsequent stages of production. The paper analyzes the state of automation in alcohol production areas and establishes the relationship between dry matter concentration, density, and viscosity, which made it possible to create an effective control system for the mash preparation process and its water-thermal treatment.