При введении в воду раствора железного купороса последний взаимодействует с солями, обусловливающими карбонатную жест­кость воды, аналогично сульфату алюминия.

Полученный гидрокарбонат железа (II) способен  терять углекислоту, в результате чего получается гидроксид желе­за и выделяются хлопья. Однако этот процесс происхо­дит медленно, и образующиеся хлопья могут быть   небольшими. Для ускорения выделения углекислоты к воде добавляют гаше­ную известь, способствующую выделению углекислоты и ускоре­нию образования хлопьев гидроксида железа (II):

Образующийся гидроксид железа (II) обладает заметной раст­воримостью, но присутствующий в воде свободный кислород окис­ляет его в гидроксид железа (III), который выпадает в виде коричневого хлопьевидного осадка.

Гидроксид железа (II) лучше окисляется в щелочной среде при рН 8,2. Так как в отличие от Аl(ОН)3 хлопья Fе(ОН)3 не разрушаются при избытке щелочи, коагуляция железным купоросом вполне совместима с содово-известковым умягчением воды.

Коагуляция железным купоросом (FеSО4-7Н2О) по сравнению с коагуляцией сульфатом алюминия [Аl2(SО4- 18Н2О] протекает бы­стрее, так как плотность гидроксида железа больше плотности гидроксида алюминия в 1,5 раза.

Для ускорения гидролиза коагулянта температуру воды под­держивают в пределах 18—25 °С.

Непрерывное коагулирование — применяется на Ле­нинградском ликерно-водочном заводе, где смонтирована   непрерывно действующая установ­ка.

Процесс коагуляции осу­ществляется следующим образом. Водный раствор коагулянта концентрацией 4—5 % приготовляют в двух попеременно работающих чанах, снабженных механи­ческими мешалкам. Для этого в чан засыпают 40— 50 кг коагулянта и прили­вают половину расчетного количества воды (500 л), тщательно перемешивают и добавляют остальное ко­личество воды (500 л), за­тем все перемешивают в те­чение 2—2,5 ч и оставляют на 4—6 ч для отстаивания.

Отстоявшийся раствор по трубе, установленной выше дна чана на 15 см, подают насосом в напорный бак, откуда он самотеком поступает в до­затор, снабженный поплавковым регулятором уровня. Из дозатора раствор непрерывной струей сливается в приемную воронку, а из нее — в коммуникацию, подводящую воду в контактный освет­литель (фильтр). Подлежащая осветлению вода из водопроводной сети поступает в напорный бак, снабженный поплавковым регу­лятором уровня и паровым змеевиком для подогрева. На трубе, подающей смесь в фильтр, установлен регулирующий кран с электроприводом, который в комплекте с датчиком уровня и балансным реле образует систему, поддерживающую заданный уро­вень воды в напорном баке.

Фильтр представляет собой стальной цилиндрический резер­вуар высотой 4,5 м и диаметром 2,2 м, покрытый изнутри кислото­упорным лаком. В резервуаре имеется решетка, установленная на расстоянии 0,5 м от днища. Фильтр заполнен гравием трех фракций в следующем порядке, начиная снизу: слой высотой 20 см с частицами размером 4—2 мм, слой высотой 60 см с части­цами 2—1,2 мм и слой высотой 1,2 м с частицами 1,2—0,8 мм. Под -гравием помещают фильтрующий слой песка. Смесь воды и рас­твора коагулянта поступает в верхнюю часть фильтра. Проходя через насадку из гравия и песка, образующиеся хлопья создают сверху фильтрующую пленку, не пропускающую даже тонкодис­персные частицы.

Фильтр работает 23—30 ч, после чего фильтрующий слой гра­вия и песка промывают. Перед промывкой перекрывают подачу осветляемой воды и раствора коагулянта и в течение 35—45 мин подают воду с большой скоростью через дренажный коллектор с помощью насоса снизу вверх. При этом слой песка взрыхляется, пленка разрушается и загрязнения вместе с промывной водой уда­ляются из фильтра через сливное устройство в канализацию. Про­мывку ведут до тех пор, пока вода станет совершенно прозрачной. При необходимости, для более эффективного взрыхления, в фильтр подают воздух через барботер.

При переводе фильтра в рабочее состояние в начале процесса осветления вводят на  50 % больше раствора коагулянта, чем рас­считано {для ускорения образования фильтрующей пленки).

Процесс коагуляции таким способом довольно длителен и тре­бует больших производственных площадей. Кроме того, в результате коагуляции в осветляемой воде  увеличивается   содержание анионов СН или S02- в зависимости от применяемого коагулянта. Для интенсификации процесса коагулирования специалистами Украинского научно-исследовательского института спирто-вой промышленности УкрНИИСПа разработано несколько других способов, которые применяются на некоторых предприятиях в за­висимости от состава используемой воды.

Двойное коагулирование заключается в том, что суль­фат алюминия [Аl2{S04)з-18Н20] применяется вместе с небольшим количеством алюмината натрия. Вначале добавляют в виде 0,2%-ного раствора, который образует хлопья. Это повышает эффект коагуляции хлопьев, появляющихся при после­дующем введении сульфата алюминия, а также способствует под­держанию в процессе коагулирования оптимального значения рН исходной воды. Двойное коагулирование позволяет получить бо­лее прочные хлопья и значительно ускоряет их осаждение.

Контактная коагуляция —способ осветления, когда к воде добавляют все расчетное количество коагулянта и смесь сра­зу же фильтруют через зернистую среду, например через слои песка. При этом мелкие частички загрязнений прилипают к песчинкам и полное осветление достигается за 5—10 с, в то время как при обычной коагуляции затрачивается 20 — 40 мин.

Раздельное коагулирование — процесс осветления осуществляется введением всей дозы коагулянта в часть объема воды, чаще всего в половину ее объема. При этом в обработанной воде образуются крупные хлопья. Затем обработанную воду сме­шивают с необработанной, создавая условия прилипания мелких частиц взвеси к сформировавшимся хлопьям. При этом достигает­ся экономия времени обработки и расхода коагулянта.

Флокуляция — процесс, при котором происходит ускорение коагуляции за счет добавления специальных веществ флокулянтов. Флокулянты подразделяются на минеральные и органические.

Из минеральных флокулянтов наибольшее распространение получила активированная кремниевая кислота (АКК), которую получают из силиката натрия путем нейтрализации его 1—2 %-ным раствором серной кислоты. Применение АКК эффективно при очистке мало-мутных окрашенных вод.

К органическим флокулянтам относятся полиакриламид, полиакрилат натрия, щелочной крахмал, альгинат натрия. Наиболь­шее применение получил полиакриламид (ПАА). При взаимодей­ствии его с гидроксидом алюминия образуются крупные быстрооседающие хлопья. Небольшие добавки (до 1 мг/л) полиакриламида позволяют ускорить процесс в 15—20 раз и уменьшить расход коагулянта в 2—3 раза. ПАА добавляют в воду в виде раствора концентрацией не выше 0,1 %.

2.3. Обесцвечивание и дезодорирование воды.

Обесцвечивание воды. Воду с повышенной цветностью и не­приятными запахом и привкусом, которые не устраняются пол­ностью при коагуляции, подвергают дополнительной обработке.

Окраска в основном обусловливается присутствием соединений железа чаще всего в виде гидрокарбоната и сульфата железа (II). Для удаления гидрокарбоната железа воду подвергают аэрированию в открытых градирнях или закрытых ци­линдрических резервуарах, в которые подается сжатый воздух. При этом железо окисляется, образуя гидроксид железа (III), выпадающий в осадок, а выделяющаяся углекислота уносится вме­сте с воздухом.

Для удаления сульфата железа (II) воду подвергают извест­кованию в специальных установках.

Дезодорирование. Это  процесс, в ходе которого удаляются органические примеси, присутствие которых даже в малой кон­центрации придает воде неприятный запах. Удаление этих приме­сей осуществляют окислением или адсорбированием.

Наиболее эффективным окислителем является озон, однако применение его в ликерно-водочном производстве, где использу­ется питьевая вода с относительно небольшим количеством орга­нических веществ, экономически невыгодно.

В настоящее время на заводах применяют в основном адсорбционное извлечение ор­ганических примесей из воды активным углем. Уголь можно при­менять в порошкообразном виде (суспензия) или в гранулах (при фильтрации). При выборе марки угля следует исходить из его вы­сокой адсорбционной способности и экономической целесообраз­ности применения.

Перспективным способом дезодорирования является также обработка воды марганцовокислым калием (способ разработан в Украинском научно-исследовательском институте спиртовой про­мышленности и в настоящее время внедряется на некоторых предприятиях).

Сущность способа заключается в том, что при введении в во­ду, содержащую органические вещества, окисляет их, при этом в результате реакции образуется тонкодисперсный хлопьевидный осадок, имеющий развитую поверхность и обладающий способностью сорбировать на себе органические вещества и ионы железа, появляющиеся в воде при прохождении ее по трубопроводам городских магистралей.

Дозировка зависит от интенсивности постороннего за­паха и составляет 0,3—0,5 мл/л 0,3%-ного раствора КМnО4 (или 0,13 г КМnО4 на 1 м3 очищаемой воды). Продолжительность вы­держки 15—30 мин. Оптимальной средой является слабощелочная. Вводить раствор КМnО4 рекомендуется в исходную водопровод­ную воду перед умягчением. Затем умягченную воду следует по­давать на доочистку активным углем.

2.4. Очистка сточных вод.

Охрана окружающей среды является одной из актуальных проблем совре­менности. Дальнейшее развитие промышленности немыслимо без включения в технологический цикл процессов обезвреживания отходов производства. Особен­ное остро встает вопрос в связи с загрязнением промышленными сточными во­дами природных водоемов. Проблема охраны водоемов заключается не только в предотвращении сброса загрязнений, но и в экономном расходовании свежей воды

Общее количество сточных вод на предприятиях пищевой промышленности, и в частности на спиртовых и ликерно-водочных заводах, весьма значи­тельно. Поэтому экономически целесообразным мероприятием является разработка схем замкнутого цикла производственного водоснабжения путем очистки и многократного использования сточных вод.

Применяемые для очистки сточных вод методы могут быть разделены на  механические, физико-химические и биологические.      

Механические методы очистки применяются для удаления из сточ­ных вод нерастворенных, грубодисперсных примесей и осуществляются отстаи­ванием с последующим фильтрованием. В качестве фильтрующего материала мо­гут быть использованы кварцевый песок, дробленый гравий, древесный уголь. Для удаления крупных загрязнений применяют сита. Взвешенные частицы ми­нерального происхождения (главным образом песок) задерживаются на песко­ловках. Более мелкая взвесь отделяется отстаиванием, флотацией, фильтрова­нием. От частиц мелкой суспензии производственные стоки освобождают фильт­рованием через ткань или зернистый материал.

Большое распространение для удаления мелкодисперсных частиц получил флотационный метод, при котором образующиеся комплексы частиц загрязне­ний и пузырьков воздуха, всплывая, образуют пенный слой, который затем уда­ляют.

Механическая очистка как самостоятельный метод применяется в тех слу­чаях, когда вода после очистки используется для производственных нужд или сбрасывается в водоем. Во всех иных случаях механическая очистка является предварительной стадией перед биологической очисткой.

Физико-химический метод подразделяется на реагентный и безреагентный. При реагентной обработке используют различные коагулянты и флокулянты, а также окислители (озон, хлор, перекись водорода). К безреагентным способам очистки относятся электрохимические, сорбционные. в том числе с применением ионообменных смол, обратный осмос, ультрафильтрация.

Наибольшее распространение из известных физико-химических методов по­лучили осветление с применением неорганических коагулянтов или флокулян-тов (активная кремниевая кислота, полиакриламид, крахмал, полиарилат нат­рия и др.), фильтрование через песчано-гравиевые фильтры с активным углем и аэрацией (отгонка аммиака воздухом).

При физико-химической обработке сточных вод предусматривается извле­чение из них тонкодисперсной и растворенной примеси неорганических ве­ществ, а также трудноокисляемых биохимическим методом органических веществ с последующим их разрушением в результате физического и химического воз­действия.

Проблема улучшения качества воды и интенсификации работы очистных сооружений в настоящее время решается применением флокулянтов. Среди фло-кулянтов наиболее перспективными являются активная кремниевая кислота и полиакриламид.

Физико-химическая сущность очистки сточных вод методом аэрации заклю­чается в окислении примесей кислородом воздуха и переходе растворенных ле­тучих веществ в газообразную фазу. Интенсивность реакции окисления зависит от концентрации веществ, температуры, рН среды.

Аэрацию сточных вод производят прежде всего при наличии большой по­верхности соприкосновения сточных вод с воздухом и устройств, позволяющих добиться их интенсивного перемешивания. Для этого на пути потока сточных вод устанавливают перегородки, устраивают каскады, пороги, направляют воду в мелкие пруды. Интенсивность окисления можно повысить добавлением азот­нокислых солей (селитры).

Среди перспективных физико-химических методов, применяемых в СССР, следует назвать ионообменные методы, гиперфильтрацию.

Биологический метод очистки является наиболее распростра­ненным, самым освоенным и достаточно экономичным. Он применяется для очистки стоков, загрязненных в основном органическими веществами. Метод основан на способности микроорганизмов использовать в качестве питательного субстрата многие органические и некоторые неорганические соединения, содер­жащиеся в сточных водах. При этом часть соединений расходуется на биосинтез микробной массы, а другая часть превращается в безвредные продукты окис­ления: воду, углекислый газ и др. Биологический метод позволяет удалять из сточных вод разнообразные органические соединения, в том числе и токсичные. Очистка производится в анаэробных и аэробных условиях.

Очистка сточных вод анаэробным методом осуществляется в очистных со­оружениях. Процесс может идти при 20—35 и 45—55 °С.

В анаэробных условиях и температуре 20—35 °С органические   соединения распадаются до метана, углекислого газа, водорода, азота, сероводорода. Кроме того, в жидкости остается какое-то количество жирных кислот, сульфидов, гуминовых веществ и других соединений. При температуре 45—55 °С происходит более глубокий распад.

Анаэробный биологический метод применяют при очистке сточных вод с высокой концентрацией органических веществ. Этот метод является предвари­тельной ступенью перед аэробной доочисткой.

Аэробная доочистка осуществляется микроорганизмами, нуждающимися в притоке кислорода, и может происходить в естественных условиях (в водоемах, прудах, на полях орошения) и в искусственных очистных сооружениях.

Наиболее эффективным сооружением для очистки промышленных сточных вод являются аэротанки с применением активного ила (массы микроорганиз­мов).

Сочетая различные методы в определенной последовательности, можно до­стичь большого эффекта в очистке сточных вод.

Одной из важнейших задач в настоящее время является создание на каж­дом предприятии оборотного водоснабжения, которое позволит максимально снизить, потребление свежей воды из поверхностных и подземных источников. 

3. ТЕХНОЛОГИЯ ВОДКИ

3.1. Принципиальная схема производства водки

В настоящее время отечественные ликерно-водочные заводы вырабатывают следующие виды водок: Старорусская, Русская, Посольская, Пшеничная крепостью 40 % об., Сибирская крепостью 45 % об. В небольшом количестве выпускают волки Московская особая и Столичная крепостью 40 % об., Столовая крепостью 50 % об. и Крепкая крепостью 56 % об.

Кроме того, отдельные заводы выпускают Украинскую горилку, а также водки Кристалл Дзидрайс и Виру-Валге.

Качество водок определяется аналитическими и органолептическими показателями. К аналитическим показателям относятся содержание спирта, органических примесей, щелочность. Органолептические показатели характеризуют прозрачность водок, их аромат и вкус.

По содержанию этилового спирта и примесей водка должна удовлетворять ряду определенных требований. Водку выпускают крепостью 40, 45, 50 и 56 % об. Отклонения от этой крепости не  должны превышать для отдельной бутылки ±0,2% об., а в сред­ней пробе из 20 бутылок ±0,1 % об.

Щелочность 100 мл водки не более 3,5 мл 0,1 н. раствора НС1. Содержание альдегидов в пересчетена уксусный в 1 л безвод­ного спирта для водок, приготовленных на спирте высшей очистки, не более 8 мг, на спирте экстра—не более Змг; содержание сивушного масла в пересчете на смесь изоамилового и изобутилового спиртов (3: 1) в 1 л безводного спирта для водок на спирте высшей очистки не более 4 мг, а на спирте экстра — не более 3 мг. Количество эфиров в пересчете на уксусноэтиловый в 1   л безводного спирта для водок на спирте высшей очистки не более 30 мг, а на спирте экстра — не более 25 мг.

Органолептическую оценку водки производят по десятибалльной системе. Высшая оценка 10 баллов присваивается водке при без­укоризненной прозрачности (2 балла), при характерном для водки аромате и отсутствии запаха посторонних веществ (4 балла), при отсутствии во вкусе жгучего и горьковатого привкуса (4 балла). Процесс приготовления водок складывается из следующих ос­новных технологических операций: приемка   ректификованного спирта; подготовка воды; приготовление   водно-спиртовой смеси (сортировки); предварительное фильтрование и обработка актив­ным углем; фильтрование водки и доведение крепости до   стан­дартной (корректировка); розлив водки в бутылки.

Наряду с этими основными операциями выполняется ряд вспо­могательных, которые необходимы для проведения некоторых ви­дов сырья и материалов в такое состояние, чтобы они могли всту­пить в основной поток производства. Кроме того, проводят реге­нерацию бывших в работе материалов, чтобы сделать их вновь пригодными для использования в производстве.

К вспомогательным операциям относятся смешивание раство­ров уксусной кислоты и питьевой соды, приготовление сахарного сиропа, варка клея, приготовление растворов моющих средств для мойки стеклянной посуды, а также регенерация отработавшего активного угля, фильтрация и доведение до требуемой концентра­ции отработавших растворов моющих средств, предназначенных для повторного использования при мойке бутылок, и др.

Последовательность операций технологического процесса при­готовления водок представлена на приведенной ниже схеме.

Водку приготовляют в очистном цехе. Спирт в очистной цех поступает из епиртоприемного цеха, а умягченная вода — с водо­очистительной станции. Розлив водок в бутылки производится в моечно-разливочном цехе, куда стеклянная посуда подается из по­судного цеха. Готовая продукция направляется в упаковочно-отпускной цех.

К вспомогательным цехам относятся котельная, электроцех, механический и др. По ходу процесса производства все цехи меж­ду собой связаны.

Смесь подготовленной воды и этилового спирта-ректификата требуемой крепости приготовляют в специальном отделении очистного цеха, называемом сортировочным. Приготовленную водно-спиртовую смесь (сортировку) предварительно фильтруют для удаления взвешенных веществ, затем обрабатывают активным уг­лем для придания свойственных водке вкуса и аромата. Для ос­вобождения водки от частичек угольной пыли и придания ей безукоризненной прозрачности и кристального блеска обработан­ную активным углем водно-спиртовую смесь фильтруют через кварцевый песок.

Страницы: 1, 2, 3, 4