Grupa: IPA 1031 [622452]

Universitatea “Vasile Alecsandri” Bacau
Grupa: IPA 1031

PROIECT
LICENTA

Student: [anonimizat]: S.l. dr. ing.
Nicoleta Platon

2016

OBTINEREA

ALCOOLULUI DIN
MATERII PRIME
AMIDONOASE
(Porumbul)

CUPRINS

1. Memoriu justificati v ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 1

2. Tehnologia fabricație i ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 3

2.1 Alcoolul etilic rafina t ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 3

2.1.1 Importantă și domenii de utilizar e ………………………….. ………………………….. …………….. 3

2.1.2 Caracteristici de calitate, depozitare, transpor t ………………………….. ………………………… 4

2.1.3 Caracterizare fizico -chimică și tehnologic ă ………………………….. ………………………….. .. 4

2.2 VARIANTE TEHNOLOGICE DE OBTINERE A ALCOOLULUI ETILIC RAFINA T .. 5

2.2.1 FABRICAREA ALCOOLULUI DIN CEREALE FĂRĂ FIERBERE SUBPR ESIUN E… 5

2.2.2 ALEGEREA SCHEMEI TEHNOLOGICE DE FABRICAȚI E ………………………….. … 7

2.3 MATERII PRIME SI AUXILIAR E ………………………….. ………………………….. ………………… 9

2.3.1 Porumbu l ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………….. 9

2.3.2 MATERII AUXILIARE ȘI UTILITĂȚI FOLOSITE LA FABRICARE A
ALCOOLULUI ETILI C ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 11

2.4 PROCESUL TEHNOLOGIC ADOPTA T ………………………….. ………………………….. ……… 15

3. Bilanțul de material e………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 22

3.1 Stabilirea regimului tehnologi c ………………………….. ………………………….. …………………….. 22

3.2 Bilant de materiale – Tabela t ………………………….. ………………………….. ……………………….. 28

3.3 Calculul consumurilor specifice si a randamentului de fabricati e ………………………….. ….. 29

Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 30

1. Memoriu justificativ
Lucrarea are ca obiectiv prezentarea unei tehnologii de fabricare a alcoolului din materii
prime amidonoase.
Structura lucrării urmăreș te succesiv procesul tehnologic de obtiberea alcoolului din
materii prime amidonoase, cu prezentarea materiilor prime și auxiliare necesare, prezentarea
variantelor tehnologice de obținere alcoolului că produs finit care permite astfel justificarea
metodei aplicate.
Procedeul utilizat pentru realizarea producției este procedeul de fabricație fără fierbere
sub presiune, sub influența preparatelor enzimatice, care accelerează procesul de fermentare,
realizându -se randamente ridicate în alcool, datorită faptu lui că acestea hidrolizează la glucide
fermentescibile, substanțele care în mod normal la zaharificarea cu malț nu suferă transformări.
Industria fermentative ocupa un loc important în ramura industriei alimentare. Ea se
bazează pe însușirea unor microorg anism selecționate (drojdii, bacterii, mucegaiuri) de a
transforma, în anumite condiții tehnologice, substanțele utile din materii prime de origine
vegetală în alte substanțe care constituie produse finite.
Prin procese fermentative se obține o gamă largă de produse. Astfel cu ajutorul drojdiilor
se obține: alcoolul care rezultă din prelucrarea porumbului, cartofilor, sau a melasei; drojdia de
panificație rezultată din melasă, drojdia furajeră din melasă sau cereale.
În present industria alcoolului ocupa un loc important în rândul industriilor prelucrătoare
de materii prime agricole. Alcoolul se poate obține fie pe cale fermentative fie pe cale sintetică.
Pe plan mondial cea mai mare cantitate de alcool se obține prin fermentație; materiile prime
frecvent utilizate fiind: melasă, cereale (porumb), cartofi, etc.
Industria alcoolului valorifica importante calități de produse agricole alterate, ce nu mai
pot constitui produse alimentare, că de exemplu: porumb necopt, cereal depreciate din cauza
depozitarii ne corespunzătoare.
Alcoolul se folosește în scopuri industrial, drept combustibil, precum și în industria
alimentară, la prepararea băuturilor.
Alcoolul etilic se folosește și la fabricarea oțetului pe cale fermentative ș i a alcoolului
sanitar; din cozile de la rafinare se prepară alcoolul denaturant. Alcoolul de calitate a II -a se
utilizează la fabriacarea lichidului antigel, astfel împiedicând că apa să înghețe în radiatoarele
autoturismelor.
Subprodusele rezultate de l a fabricarea alcoolului etilic sunt: dioxidul de carbon, alcool
ethnic rezultat din amestecul alcoolului frunți cu alcoolul cozi și uleuil de fuzel, subproduse care
pot fi valorificate. Dioxidul de carbon are utilizări multiple în diferite domenii de activ itate. În
cea mai mare măsură este folosit în industria pentru fabricarea băuturilor racoritoarte și la
asomarea porcilor în abatoare. Mai este folosit în industria alimentară pentru fabricarea gheții
carbonice.

1

Deșeul rezultat es te borhotul de cereal sau melasă care are multiple utilizări cum ar fi:
recuperarea drojdiilor din plămezile fermentate. Drojdia recuperate din plămezi poate fi folosită
în panificație sau că furaj pentru animale. Borhotul din melasă fiind bogat în substan țe organice,
săruri minerale și conținând unele vitamine, constituie o sursă de materie primă pentru fabricarea
drojdiei furajere.
Valorificarea integrală a borhotului pe lângă avantajele arătate mai sus simplifica în mare
măsură problema epură rii apelor reziduale, care este o problemă majoră a oricărei întreprinderi
ce deversează în bazine și cursuri de apă, apele uzate rezultate în procesul de producție.

2

2. Tehnologia fabricației

2.1 Alcoolul etilic rafinat

2.1.1 Importantă și domenii de utilizare

Industria alcoolului se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care
transforma glucidele fermentescibile din substrat î n alcool etilic că produs principal de
fermentație. Cuvântul alcool provine de la cuvântul arab “al-kohol” care înseamnă lucru, obiect
subtil și este pentru prima oară citat în Europa în secolul al XII -lea de alchimistul italian Tadeeo
Aldoretti.
În secol ele XIV – XVI, obținerea alcoolului devine din ce în ce mai obișnuită și apar o
serie de denumiri cum ar fi cele de alcool din vin sau spirto di vino, având semnificația părții
celei mai subtile a vinului reprezantata prin alcool. În secolul al XVIII -lea se fac primele studii
privind formarea alcoolului prin fermentarea plămezilor zaharoase, sfârșitul acestui secol
marcând un deosebit progress al cunoștințelor despre natura alcoolului, formarea și constituția să
precum și în privinita controlului său analiti c. Secolul al XVIII -lea marchează aprofundarea
fenomenelor de transformare a amidonului în glucide și apoi a acestora în alcool.
Studiile effectuate în secolul al XIX -lea, cu privire la fermentația alcoolică, au condus la
obținerea alcoolului pe scara ind ustrial din diferite materii prime. Tot în secolul al XIX -lea se
produce pentru prima oară alcoolul pe cale sintetică sau prin compunerea elementelor obținute
din substanțe minerale. În present se produc cantități mari de alcool atât pe cale naturală cât ș ip e
cale sintetică.
Alcoolul se produce în present pe plan mondial, în cea mai mare parte prin fermentarea
plămezilor care conțin glucide fermentescibile, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obținut pe
cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalc ool, deosebindu -se astfel de alcool etilic de
sinteză.
Alcoolul etilic rafinat are multiple utilizări în diferite industrii. În industria alimentară
este folosit pentru fabriacarea băuturilor alcoolice și a oțetului, în industria chimică pentru
obținerea cauciucului sintetic și că dizolvant, în industria farmaceutică pentru prepararea
anumitor substanțe, iar în medicină că dezinfectant.
Alcoolul absolut, la concentrația de 99.8% vol, se utilizează în țările lipsite de zăcăminte
petrolifere, drept c arburant, în amestec de 20 -30% cu benzină căreia îi mărește cifra octanica.
Cel mai ambițios program privind folosirea alcoolului în scopuri energetice îl are Brazilia care,
sub denumirea de PROALCOOL, urmărește a înlocui 15 -21% din cantitatea de benzină c u alcool
obținut din trestie de zahăr. În Japonia s -a elaborate programul RAPAD (Research Association
for Petroleum Alternatives Developments) care urmărește realizarea de etanol și acetone –
butanol -etanol prin Carburol, urmărește realizarea alcoolului etil ic din sfecla și a butanolului din
paie. Noua Zeelandă a efectuat studii pentru obținerea etanolului din lactoserum.
3

2.1.2 Caracteristici de calitate, depozitare, transport

Se referă la alcoolul etilic rafinat, obținut prin f ermentarea alcoolică a lichidelor
zaharoase obținute din materii prime agricole de origine vegetală, urmată de distilare și rafinare.
Alcoolul se fabrică în 2 tipuri: A și tip B.
Proprietăți organoleptice: Alcoolul etilic rafinat se prezintă ca un lichid incolor, limpede,
complet volatil, cu miros pătrunzător și gust arzător. Este inflamabil și arde fără fum , cu o
flacără albăstruie. Trebuie să se distile în întregime, între 78oC și 79oC. Este miscibil, de
asemenea, cu acetone, chloroform, e ter, glicerina, și ulei de ricin.

2.1.3 Caracterizare fizico -chimică și tehnologică

Tabel 1. Caracteristici și condiții de admisibilitate ale alcoolului etilic rafinat

Caracteristici Alcool etilic rafinat Metode de verificare

Tip A Tip B

Conditii de admisibilitate

Concentratia alcoolica la 20oC, %vol, 96.0 95.0 STAS 184/2
min.

Aciditatea totala, g acid acetic la 1hl 1.5 3.0 STAS 184 -5
alcool etilic anhidru, max.

Aldehide, g aldehida acetica la 1hl 0.5 2.0 STAS 184/7
alcool etilic anhidru, max.

Esteri, g acetat de etil la 1hl alcool etilic 1.3 3.0 STAS 184 -6
anhidru, max.

Alcooli superiori, g alcool izoamilic la 0.5 2.5 STAS 184/8
1hl alcool etilic anhidru, max.

Alcool metilic, g alcool metilic la 1hl 50,0 STAS 184/10
alcool etilic anhidru, max

Furfural, g la 1hl alcool etilic anhidru, absent STAS 184/9
max.

Extract sec total, g la 1hl alcool e tilic 1.5 – STAS 184/3
anhidru, max.

Amoniac si abaze azotate, g azot la 1hl 0.1 – STAS 184 -25
alcool etilic anhidru, max.

Reactia cu permanganate (determinarea – 20 STAS 184/12
Lange), minute, min.

4

Analiza fizico -chimică a alcoolului etilic rafinat
a. Examinarea culorii, transparentei și impurităților
Într-un cilindru de sticlă incoloră și perfect transparentă se toarnă proba de analizat și se
observa în lumina difuză culoarea, transparenta și prezenta impurităților.
În cazul alcoolului etilic se examinează în lumina difuză și transparenta unui amestec de 30 ml
alcool etilic și 70 ml apa distilată, introdus într -un cilindru de sticlă incoloră.
b. Examinarea mirosului și gustului
Într-un vas Erlenmeyer cu dop șlefuit de 100 -200 ml, bine spălat și fără mirosuri străine, se
introdul 20 -25 ml produs de analizat. Alcoolul etilic rafinat are un miros characteristic și gust
arzător.

2.2 VARIANTE T EHNOLOGICE DE OBTINERE A ALCOOLULUI
ETILIC RAFINAT

Fabricarea alcoolului din cereal se poate face prin două grupă de
procedee: -cu fierbere sub presiune a materiei prime (HDV)
-fara fierbere sub presiune (DSA)
Procedeele clasice de producer a alcoolului din cereale se bazează pe fierberea sub
presiune a materiei prime, care se face în scopul gelificării și solubilizării amidonului, astfel încât
acesta să poată fi atacat de către amilaze la zaharificare.
Aceste procedee prezintă următoarele dezavantaje:
-consumul de energie termică este ridicat ( 600 -800 MJ/hl alcool absolut);
-modul de lucru este, de regulă, discontinuu iar posibilitățile de recuperare a căldurii sunt reduse;
-datorita solicită rii termice ridicate a materiei prime (150…165oC) se formează melanoidine și
caramel;
-plamezile obținute nu sunt omogene, iar borhotul rezultat are o valoare furajeră mai scăzută.
Aplicarea procedeelor de prelucrare fără presiune necesita o mărunțire opt imă a materiei
prime, astfel încât să se obțină randamente maxime în alcool, cu un consum minim de energie.

2.2.1 FABRICAREA ALCOOLULUI DIN CEREALE FĂRĂ FIERBERE
SUBPRESIUNE

Procedeele de prelucrare fără presiune se bazează pe faptul că energia termică necesară
pentru fierbere sub presiune este înlocuită, în mare parte, prin energia de mărunțire a materiei
prime, astfel încât amidonul granular să poată fi fluidificat și zaharificat. Necesarul de energie
electrică pentru mărunțire, variaz ă în funcție de gradul de mărunțire dorit și de procedeul folosit,

5

între 16 și 30 kWh/t cereal, fiind mult mai scăzut decât necesarul de energie termică de la
fierberea sub presiune.
În funcție de modul inc are se realizează mă runțirea materiilor prime, diferitele procedee
de obținere fără presiune (DSA) a plămezilor din cereal se pot clasifica astfel:
-procedee DSA cu măcinare uscată;
-procedee DSA cu măcinare umedă.
Procedeele DSA cu măcinare uscată și umedă
Deoarece printr -o simplă măcinare uscată sau umedă nu se poate obține întotdeauna în
practică,granulația dorită,multe dintre procedeele DSA de prelucrare a cerealelor și cartofilor
folosesc atât măcinarea uscată,cât și măcinarea umedă. Pe lângă avantajul o bținerii granulației
optime,mai rezultă și avantaje în privința consumului de energie. Astfel,necesarul de energie
la măcinare se poate reduce până la 16 kWh/t cereale. Din această grupă se pot menționa
procedeele concepute de către Dinglinger și Klisch.

Figura 1. Schema procedeului DSA cu funcționare continuă

1-alimentare cu abur;2 -apă,borhot;3 -α-amilază;4 -materie primă;5 -moară cu ciocane;6 –
schimbător de căldură în spirală;7 -apă de răcire;8 -schimbă tor de căldură cu plăci;9 -apă caldă;10 –
omogenizator;11 -spre fermentare;12 -plămadă de drojdie;13 -fierbător Henze;14 -vas de leșie;15 –
vas de fluidificare finală;16 -amiloglucozidază,17 -ejector;18 -dispozitiv pentru măsurarea și
reglarea temperatuCrii.
Materia primă cântărita este trimisă la moară cu ciocane (5), unde se adauga enzima de
fluidificare și apa de process. Plămada rezultată este trecută apoi în schimbătorul (8), în care se
preîncălzește până la temperature de 70…80oC, în cazul graului, cu ajutorul p lămezii fluidificate
care circulă în contracurent. Gelifierea plămezii are loc în ejectorul (17), iar fluidificarea în
6

fierbătorul Henze (13). Plămada este apoi omogenizata în moară cu discuri (10), conținându -se
fluidificarea î n vasul (15). Plămada fluidificată este răcită, apoi, în schimbătorul de căldură în
spirală (6), până la temperature de zaharificare, conținându -se răcirea până la 20…25oC, în
schimbătorul de căldură cu plăci (8).
Prin folosirea acestui procedeu, necesaru l de energie electrică, inclusive la pompare și
agitare, s -a readus până la 13 -15 kWh/hl alcool absolut, obținându -se o economie totală de
energie de 70 -75% față de procedeul HDV.

2.2.2 ALEGEREA SCHEMEI TEHNOLOGICE DE FABRICAȚIE

Am ales urmă toarea schemă tehnologică de fabricare a alcoolului etilic din materii prime
amidonoase (porumb) prin procedeul fără fierbere sub presiune, deoarece acest procedeu suscita
din ce în ce mai mult interes în condițiile crizei energetice și a creșterii costulu i ei. Procedeul de
dezagregare fără fierbere sub presiune a materiilor prime amidonoase, a devenit realizabil și
actual, datorită posiblilitatii fluidificării masei amidonoase cu preparate enzimatice microbiene.
Procedeul a fost pus la punct pentru materi i prime fin mărunțite dar sunt făcute experimente și
epntru material prima boabe întregi de cereale. În principal procedeul ar consta în următoarele
etape: introducerea amateriei prime maruntitte în fierbător și încălzirea la 70 -85oC. În piureul
format se dozează o enzimă fluidifianta (o α -amilaza de origine bacteriană, termostabila) și
temperature în fierbător se ridică la 90 -93oC, menținându -se 15 -30 minute. Se pompează
plămada în zaharificator și se răcește până la temperature de însămânțare cu drojdie. Când
plămada are 55 -65oC, se dozează în plămada o enzimă de zaharificare (o amiloglucozidaza),
conținându -se răcirea. Cantitatea de enzima adăugată depinde de durata fermentării, pentru
acelerarea ei putându -se suplimenta doza de preparat enzimatic. Când plămada a atins
temperature optimă se însămânțează cu cucltura de drojdie.
Pe lângă o serie întreagă de avantaje economice, întrebuințarea preparatelor enzimatice
pentru înlocuirea totală a malțului conduce și la creșterea randamentului în alcool cu 0.5 -3%.

7

Enzime de Enzime de APA
zaharificare fluidificare

Fig. 2. Schema tehnologică a
fabricării alcoolului din materii
prime amidonoase fără fierbere sub
presiune

APA DE ALCOOL
LUTER TEHNIC

CEREALE

Curatire

Cantarire

Macinare

Fluidificare

Racire 55oC

Zaharificare

Racire
30oC

Insamantare

Fermentare

Distilare

Rafinare

ALCOOL
RAFINAT
ABUR Acid Drojdie
sulfuric

Multiplicare
laborator

Prefermentare

Acidulare

Plamada de
drojdie

ULEI DE BORHOT CO 2
FUZEL

2.3 MATERII PRIME SI AUXILIARE

2.3.1 Porumbul

Porumbul reprezintă o cereal de bază folosită în economia țării noastre atât în alimentație,
ca furaj cât și în industrie. Țara de origine a porumbului este Mexicul, la noi în țară a fost
introdus î n a doua jumătate a secolului al XVII -lea. În present suprafața cultivate de porumb
ocupa locul doi după grâu, dar din punct de vedere al recoltei obținute, el se situează pe primul
loc, având o producție mare la hectar.
Se cunoaște un număr mare de soiur i de porumb, acestea deosebindu -se între ele după
caracteristici botanice și economice. După timpul de vegetație se disting soiuri tardive și precoce
cu producție mare și mai mică, cu forme și mărimi diferite a boabelor, cu boabe diferit de
colorate, cu st ructura făinoasa, semisticloasa sau sticloasă.
Pentru fabricarea alcoolului se preferă porumbul cu boabe făinoase (specia Zea mays
dentiformis), cae se caracterizează printr -un conținut ridicat în amidon și mai scăzut în substanțe
proteice.
P{artile comp onent ale bobului de porumb sunt endospermul sau miezul făinos, învelișul
și germenele (embrionul). Proporția medie a părților component se prezintă astfel: -81-85%
endosperm, 5 -11% înveliș, și 8 -14% embrion.

Compoziția chimică a porumbului
Compoziț ia chimică a bobului de porumb este variabilă de la un soi la altul și chiar în
cadrul aceluias soi în funcție de condițiile de clia și soi.
Boabele conțin: –
apa……………………………11 -15% –
proteina brută…………………9.5 -11.5%
-grasime brută…………………4.1 -4.9% –
substanta ext ractive neazotoase…68 -72%
-celuloza brută……………….4.9 -2.5% –
cenusa………………………1.4 -1.8%
a. Umiditatea porumbului este variabilă în funcție de modul de uscare de după recoltare
(naturală sau artificială).
La porumbul uscat artificial, umiditatea este de 12 -15%, fiind cea mai indicate pentru
conservarea în bune condiții.

9

După recoltare de obicei, boabele de porumb au o umiditate de aproximativ 25%. În anii
cu toamne ploioase, fabricile de alcool etilic sunt aprovizionate cu porumb care depășește
umiditatea de 25%. În aceste condiții, conservarea porumbului și lupta împotriva pierderilor de
amidon constituie una dintre cele mai grele problem ale fabricilor de acool.
b.Hidrații de carbon alcătuiți în majoritate din amidon sunt componentul principal a
bobului de porumb. Conținutul în amidon al porumbului reprezintă circa 70% din substanța
uscată a bobului. Datorită conținutului ridicat în lipide, care sunt localizate în special în embrion,
plămezile din porumb fermentează liniștiți aproape fără spumă, ceea ce permite utilizarea la
maximum a capacităților de fermentare, iar borhotul rezultat de la distilare are o valoare furajeră
ridicată. Pe lângă amidon, care se afla în totalitate în endosperm, const ituind circa 85% din
substanța uscată a acestuia, se mai găsesc și alți hidrați de carbon, cum sunt zaharurile și
dextrinele (circa 3%), pentozani (circa 6%) și celuloză (3%). Amidonul se prezintă sub formă de
granule închise în cellule. Dintre zaharurile solubile ale bobului, circa 70% se găsesc în amidon.
c.Substanțele proteice intra în majoritate în constituția endospermului și embrionului,
reprezentând, circa 95% din compușii cu azot ai bobului de porumb.
d.Substanțele grase, în proporție de 4 -6% din substanța uscată a bobului, sunt accumulate
în cea mai mare parte în germen. Germenii de porumb sunt utilizați ca materie primă pentru
fabricarea uleiului, recomandat în alimentația dietetică.
e.Cenușa, care reprezintă circa 1.7% din substanța usca tă a bobului, este constituită din
saruri de fosfor, de potasiu și magneziu. Cea mai mare parte din aceste saruri (80%) se găsesc în
embrion, în timp ce în înveliș sunt în proporție de 16%, iar în endosperm de 4%.
În bobul de porumb se mai găsesc vitamien le: A, E, B 1 și B 6, care îi măresc valoarea
alimentară.

Păstrarea porumbului și pierderi în timpul depozitarii
Depozitarea și păstrarea corespunzătoare a porumbului constituie una dintre problemele
principale și uneori dintre cele mai dificile ale unei f abric de alcool etilic.
Balanța activității fabric de alcool este complete și reflectă realitatea, dacă cuprinde pe de
o parte cât amidon s -a introdus în fabrica cu material prima și cât alcool etilic s -a produs din
aceasta, într -o anumită perioadă. Un ra ndament bun în alcool dovedește că, începând de la
depozitarea materiei prime și până la ultima fază a procesului tehnologic, activitattea de
producție s -a desfășurat corespunzător, în sensul obținerii randamentului maxim din amidonul
supus prelucrării.
La depozitarea porumbului, în funcție de umiditate și temperature boabelor, precum și de
condițiile de păstrare, pierderile de substanță utilă (amidon) pot fi minime sau foarte mari, în
acest ultim caz rezultate economice ale fabricii de alcool pot fi grav afectate. COnținutul de
umiditate ale boabelor poate să crească sau să scadă, în finctie de mediu dacă este mai bogat mai
sărac în umiditate. Ca urmare, respirația bobelor se va intensifica sau diminua în funcție de

10

gradul de umdititate a mediului. Embrionul bobului de cereala se afla în stare de viață latent până
la 14.5 -15.5% umiditate, numită și umiditate critică, iar peste această limită începe viața activă a
embrionului. Este important ca umiditatea critică a por umbului și în general a cerealelor, să nu
fie depășită, deoarece la umidititate ridicată, procesul de respirație crește progresiv, sic a urmare
se produc pierderi de amidon. Reducerea temperaturii ca și urmare a intensificării procesului de
respirație dete rmina dezvoltarea bacteriilor și a mucegaiurilor care grăbesc procesul de alterare a
porumbului.
Depozitarea porumbului boabe se face în magazii sau silozuri. Cel mai potrivit pentru
depozitare este porumbul cu umiditate până la 14%, care poate fi depozit at în strat cu înălțime de
3-4m. La umiditatea de 14016%, înălțimea stratului trebuie să fie de 2 -2.5m, iar la umiditatea de
16-18%, înălțimea stratului nu trebie să depășească 1.5m.
Pentru a se evita pierderile mari de amidon, la depozitarea porumbului b oabe trebuie să
se respecte următoarele reguli:
– înainte de depozitare, porumbul să fie supus unei operații de curățire (vânturare), pentru
îndepărtarea plevei și a mătăsii care împiedică o aerisire corespunzătoare;
– să fie depozitat, în strat subț ire și pe toată suprafața magaziei
– să se controleze periodic temperatura porumbului depozitat iar când aceasta depășește
20-25°C, să se procedeze la lopătarea lui, care trebuie să se în func4e de gradul de umiditate. La
temperaturi ridicate, pierderile în amidon sunt foarte mari iar cerealele intră în procesul de
putrezire.
– când din cauza umidității prea ridicate a porumbului se ajunge încingerea unei zone și
acest proces nu poate fi frânat, porumbul din zona periclitată se izolează și se trece imed iat în
fabricație;
– pentru reducerea la minimum a pierderilor de depozitare este porumbul să fie în
prealabil uscat până la umiditatea de 10 -12%:
– umiditatea relativă a aerului din spațiul de depozitare trebuie să cu ajutorul
higrometrului;
– nu este admisă depozitarea la un loc a cerealelor umede cu cele uscate, deoarece
umiditatea migrează, crescând astfel și umiditatea cere&elof care au fost uscate.

2.3.2 MATERII AUXILIARE ȘI UTILITĂȚI FOLOSITE LA FABRICAREA
ALCOOLULUI ETILIC

Principalele materii auxiliare care intervin în procesul tehnologic de fabricare a
alcoolului sunt: preparate enzimatice microbiene, substanțe nutritive. acidul sutfuric, factorii de
creștere, antispumanți, substanțe antiseptice și dezirrfectante. Dintre u tilități se pot menționa apă
și aerul tehnologic.
11

Preparatele enzimatice microbiene
Însușirea anumitor mucegaiuri și bacterii de a produce în cursul dezvoltării lor, ca de
altfel și cereale care germinează , enzime amilolitice este de mult timp cunoscută în țările din
Asia, în special Japonia și China. Preparatele enzimatice de origine microbiană care trebuie să
conțină enzimele de degradare a amidonului la glucide fermentescibile, se pot uttliza în
următoar ele scopuri:
-pentru lichefierea prealabilă a materiilor prime în vederea zaharificării
-pentru înlocuirea parțială a malțului;
-pentru înlocuirea totală a malțului.
Creșterea de randament în alcool care se obține prin folosirea preparatelor enzimatice
microbiene se datoareaza faptului că acestea hidrolizează până la glucide fermentesibile,
substanțe care în mod normal la zaharificare cu malț nu suferă transformări.

Substanțe nutritive și factori de creștere
La fabricarea alcoolului este necesară adă ugarea de substanțe nutritive care conțin azot,
fosfor magneziu s.a., cât și factori de creștere pentru a compensa deficitul substratului în aceste
substanțe necesare în cantități bine determinate pentru nutriția drojidiei.
Sulfatul de amoniu (NH 4)2ȘO 4, se utilizează ca sursa de azot asimilabil. Este o pulbere
alb-gălbuie, cristalină, solubilă în apă,a care se prepară industrial prin tratarea acidului sulfuric
cu ammoniac gazos. Conținutul de azot variază între 20 -21%.
Sulfatul de magneziu, se utilizează ca sursa de magneziu la multiplicarea drojdiei.
Produsul pulbere trebuie să conțină 16.3% MgO șiș a nu conțină arsen mai mul de 0.0005%.
Amoniacul se comercializează sub formă de soluție de ammonia de sinteză dizolvat în
apă, cu o concentrație minimă de 2 5%. Se utilizează ca sursa de azot și pentru corectarea pH –
ului. Amoniacul se adăuga, de regulă, sub formă de apă amoniacală obținută prin diluarea
amoniacului cu apă în raport 1:5.
Alte substanțe nutritive și factori de creștere utilizați: fosfatul diamo niacal ethnic,
superfosfatul de calciu, urea, acidul ortofosforic, clorura de potasiu, biotina, acidul pantothenic,
tiamina.
Acidul sulfuric
Acidul sulfuric se utilizează pentru corectarea ph -ului mediilor de cultură. Are o
concentrație de circa 96 -98% substanța pură. Se folosește acid sulfuric obținut prin procedeul de
contact care o conține o cantitate redusă de arsen de max. 10mg/kg. Întrucât la diluarea acidului
sulfuric se dezvolta o cantitate mare de căldură este interzis să se toarne apa în ac id, ci în mod
treptat acid în apă, sub agitare.

12

Substanțe antispumante
La fabricarea alcoolului se formează cantități mari de spumă datorită coloizilor din
melasa care se dispun la surprafata bulelor de aer care barbotează în mediu, stabilizând spuma
formată. Cu cât melasa este mai bogată în substanțe coloida și deci insufficient limpezita cu atât
cantitatea de spumă formată este mai mare.
Substanțele antispumante se utilizează pentru împiedicarea formă rii spumei sau pentru
distrugerea spumei deja formate. Ca antispumanți se utilizează acidul oleic, uleiul siliconic,
octadecanolul, poilipropilengliconul, hidrocarburi parafinice, s.a.
Substanțele antispumante folosite trebuie să fie inoffensive pentru dr ojdie sau chiar
asimilabile, sau să nu producă murdărirea utilajelor și conductelor tehnologice șiș a nu
influențeze negative asupra aspectului exterior, gustului și mirosului alcoolului.

Substanțe antiseptic și dezinfectante
La fabricarea alcoolui sunt folosite o serie de substanțe cu acțiune antiseptic sau
dezinfectanta.
Substanțele antiseptic se folosesc pentru combaterea microorganismelor de contaminare
în cursul fermentației plămezilor, în doze bine stabilite, la care să nu fie influențată negativ
activitatea fermentative a drojdiei. Dintre antiseptic mai des utilizați sunt acidul sulfuric,
formalina și pentaclorfenolatul de sodium.
Prin adăugare de acid sulfuric în plămezile de drojdie se creează o aciditate ridicată care
inhiba dezvoltarea bacteri ilor de contaminare, în timp ce activitatea drojdiei este puțin
influențată. Prin tratarea laptelui de drojdie cu acid sulfuric până la un pH scăzut de 2.0 -2.4 se
realizează, de asemenea, o purificare a drojdiei în vederea însămânțării.
Formalina se folosește ca antiseptic în special la fermentarea plămezilor din cereal, fiind
utilizată în doze de 0.015 -0.02% față de plămadă.
Substanțele dezinfectante cele mai des utilizate pentru combaterea microflorei de
contaminare la fabricarea alcoo lului sunt: formalina, clorura de văr, laptele de văr, soda caustic și
soda calcinată.
Formalina se folosește ca dezinfectant în soluții cu concentrația de 3 -5% aldehida formică
și chiar până la 10% pentru dezinfectarea conductelor și utilajelor tehnologi ce. Fiind o substanță
volatile, se sporește eficienta ei prin introducerea de abur în urma tratamentului cu formalina.
Clorura de var se folosește sub formă de suspensie în apă cu concentrația de 1 -3%, cu
care se stropește suprafețele utilajelor și încăpe rilor tehnologice. Celelalte substanțe se folosesc
în concentrații asemantoare de 1.5 -5%.
Apă
Este folosită în cantități mari atât ca apa tehnologică pentru diluarea melasei și a acidului
sulfuric, dizolvarea substanțelor nutritive și spălarea biomasei d e drojdi, spălarea utilajelor, cât
sic a apa de racier a linurilor de fermentare și multiplicare a drojdiilor.

13

Apa tehnologică trenuie să îndeplinească condițiile unei ape potabile. Apa folosită în
operații fără transfer de c ăldură, îndeosebi la spălări, fără tratare cu dezinfectanți trebuie să aibă
un grad de puritate microbiologică ridicat. Conținutul mare de săruri din apa influențează
negative înmulțirea drojdiei.
În industria alcoolului, concentrația impurităților din ap ă și proprietățile lor influențează
decisive prodcesul tehnologic al producerii alcoolului. Apa este supusă unui control
microbiologic pentru stabilirea conținutului în germeni dăunători fermentației: bacterii lactice,
drojdii sălbatice, bacterii coliforme .
Apa de racier are pndererea cea mai amre dinc onsumul de apă industrial la fabricarea
alcoolului, aceasta nu trebuie să îndeplinească condițiile apei potalbile. Se cere însă să aibă o
temperature și o duritate cât mai scăzută. Cu cât temperature apei de racier este mai scăzută cu
atât este necesar un consum mai mic de apă. Apa cu duritate mare depune piatra pe suprafețele
de schimb de căldură micșorând astfel coeficientul de transfer de căldură, ceea ce necesită
mărirea debitului de apă. Fabricile care d ispun apa de racier cu duritate mare este necesară, fie o
dedurizare a apei, fie împiedicarea depuenrii petrei calcaroase. Pentu împiedicarea depunerilor
de piatră pe pereții serpentinelor și ai țevilor este uneori sufficient să se adauge 5g polifosfati la 1
m3 de apă de racier.
Consumul de apă industrial este variabil de la întreprindere la intrepridere depinzând de
temperature și duritatea apei, de starea instalațiilor de racier, de procesul tehnologic și material
prima prelucrată.
Aerul tehnologic
În fabricile de alcool aerul tehnologic este folosit în primul rând pentru asigurarea
necesarului de oxygen al drojdiei în cursul fermentării plămezilor din melasa sau a multiplicării
drojdiei.
Aerul comprimat mai este utilizat pentru aerarea grămezilor în cursul germinării orzului
pentru alcool și pentru transportul pneumatic al porumbului, orzului și a acidului sulfuric.
Energia electrică și aburul
Fabricile de alcool sunt alimentate cu energie electica din rețeaua de energie electrică
națională. Pentru acționarea motoarelor electrice se întrebuințează curentul electric la tensiunea
de 380V, iar pentru iluminat la tensiunea de 220V.
În fabricile de alcool, aburul este produs în centralele termice proprii, sau este livrat de
către cea mai apropiată centr al electrică. Aburul se utilizează pentru sterilizarea melasei, a
utilajelor și a conductelor tehnologice, la distilarea plămezilor fermentate și rafinarea alcoolului
brut. Pentru folosirea rațională a aburului este necesar ca la fiecare consummator să fie montat un
debimetru. De asemenea, în vederea reducerii consumului, toate conductele și aparatele care
utilizează abur trebuie să fie izolate termic.

14

2.4 PROCESUL TEHNOLOGIC ADOPTAT

Recepția porumbului
Recepția cantitativ ă a cerealelor se face prin cântărire, funcție de modul și mijlocul în
care se afla cerealele în momentul recepției. Înainte de descărcare basculele auto se cântăresc pe
cantarul fabricii sau în cazul vagoanelor CFR pe cântare pod -bascula, pentru a se stab ili
greutatea brută. După descărcarea cerealelelor, bascule se cântărește pentru verificarea greutății
proprii.
Recepția calitativă corectă a cerelalelor, da indicia asupra calității produselor finite ce
urmează a se obț ine din prelucrarea lor. La determinarea calității cerealelor se efectuează o serie
de analize prevăzute în standard și care se împart în 2 grupe:
-analize organoleptice care cuprind: examinearea aspectului, culorii, gustului, mirosului
-analize fizico -chimice: masa hectolitrica, determinarea conținutului de umiditate, a cantității de
corpuri străine, determinarea conținutului de gluten, determinarea conținutului de cenușă și
conținutului de proteină.

Pregătirea porumbului
Aplicarea procedeelor de prelu crare fără presiune necesita o mărunțire optimă a materiei
prime, astfel încât să se obțină randamente maxime în alcool, cu consum minim de energie. În
cadrul acestor procedee, energia terminca necesară pentru fierberea sub presiune, care este de
circa 700 MJ/hl, este înlocuită cu o cantitate mai mică de energie electrică pentru mărunțire, de
20-40 MJ= 5 -10kWh/hl alcool. Pentru obținerea unor randamente maxime în alcool este necesar
ca, la măcinarea cerealelor, proporția de fracțiuni rezultate de la sortarea pe site a măcinișului să
fie următoarea:
Dimensiunea particulelor ( μm) Procentul (%)

<90 49.8

90-250 31,3

250-500 17,3

500-710 1,6

>710 0,1

Fluidificarea porumbului
La fabricarea alcoolului, ală turi de porumbul ce conține zaharuri, sunt utilizate în mare
măsură și materii prime ce conțin amidon că substanța alcooligena. Deoarece drojdia de alcool
nu posedă achipament enzymatic prin care să poată metaboliza amidonul, la prelucrarea
15

materiilor prime amidonoase este necesară fluidizarea și zaharificarea amidonului, la zaharuri
fermentescibile, cu enzime amilolitice.
Amidonul native nu este pregătit pentru atacul enzimelor, de aceea granulele de amidon
trebuie să fie distruse și tratate termic. Materialul amidonos este măcinat și amestecat cu apă,
apoi supus gelificării. Temperatura și durata tratamentului vor depinde de natura materiei prime
și de echipamentul disponibil. La instalația aleasă procesul po ate fi condus la temeperatura de
80oC, caz în care se poate utiliza o α -amilaza netermostabila (NERVANASE series).
Amidonul gelificat este hidrolizat de către α -amilaze, formându -se dextrin și
oligozaharide. Prin acțiunea α -amilazelor se produc cantităț i mici de zaharuri fermentescibile.
O modificare a pH -ului sau a conținutului de ioni de calciu pot fi avantajoase în scopul de
a mări termostabilitatea și performanță enzimei în faza de lichefiere. În cazul utilizării enzimei
NERVANASE, domeniul optim de ph se situează între 5.0 -6.0.

Zaharificarea porumbului
Operația de zaharificare mai este denumită plămădire, întrucât se obține o plămadă care
conține toate componentele insolubile ale porumbului. Zaharificarea se poate reali zează cu acizi
minerali și enzime de zaharificare.
Pentru zaharificare se utilizează preparate enzimatice microbiene care pot înlocui parțial
sau în totalitate malțul verde. În acest scop se folosesc preparate cu conținut de α -amilaza
batcteriana pentru lichefiere și de amilogucozidaza pentru zaharificare. Utilizarea preparatelor
enzimatice a condus la obținerea plămezilor din materii prime amidonoase fără a se mai utiliza
fierberea acestora sub presiune.
Zaharificarea este un process care implică descompunerea amidonului dextrinizat de către
glucoamilaza, care hidrolizează în primul rând legăturile α -1.4 și mai puțin legăturile α -1.6
glicozidice, din dextrin și oligozaharide.
Procedeul simplificat cu acid sulfuric.
După aces t procedeu pregătirea plămezii de drojdie se face astfel: o porțiune mică (4 -5%)
din plămada principal se insamnateaza cu o cultură pură de drojdie obținută în laborator, se
aciduelaza cu acid sulfuric până la pH 3.5 și se prefermenteaza timp de 20 -24 ore la temperature
de 26 -28oC. Plămada de drojdie astfel obținută, cu un extract de 6 -8o Bllg servește apoi pentru
însămânțarea plămezii dulci răcită la 30oC.

16

Fig.3 Schema zaharificatorului

În figura 3 este redată în secțiune construcția zaharificatorului. Principalele părți
constructive ale zaharificatorului sunt următoarele: corpul zaharificatorului 1, construit din tabla
de fier, din cupru, oțel inoxidabil sau aluminiu; agitatorul 2, cu un rând sau două rânduri de
palete; motorul cu reductor 3, care antrenează agitatorul cu o turație de 100 rot/min.; conducta 4,
de descărcare a masei fierte din fierbător; clopotul de suflare 5, pe a cărui suprafața interioar ă
este proiectată masa fiartă sub presiune; conducta 6, de introducere a apei de răcire în
serpentinele zaharificatorului; serpentină de răcire 7; conducta 8 de ieșire a apei din sistemul de
răcire a zaharificatorului.
Alte părți componente: exhaustorul 9 pentru evacuarea aburului care se degaja intens în
timpul descărcării fierbătoarelor; conducta de abur 10, pentru mărirea tirajului și sterilizarea
exhaustorului; conducta 11 pentru evacuarea condensului care se formează în exhaustor; ventilul
și conducta 12, pentru golirea zaharificatorului; termometrul 13.
În conducerea practică a operației de zaharificare trebuie să se aibă în vedere următoarele:
– să se creeze condiții optime de temperatura pentru acțiunea de fluidificare și de zaharificare
produsă de amilaze;
– termorezistenta celor două amilaze la temperatura de zaharificare;
– pH-ul optim al plămezilor;
– evitarea contaminărilor cu microorganisme străine;
– simplificarea pe cât posibil a operației.
În timpul operaț iei de zaharificare se controlează:
– gradul de zaharificare;

17

– gradul Balling și coeficientul calitativ al plămezii;
– aciditatea și pH -ul;
– puterea amilolitica a plămezii dulci.
În vederea controlului zaharifică rii se filtrează o porțiune din plămada dulce,
examinându -se atât reziduul cât și filtratul limpede obținut. În reziduul spălat bine cu apă trebuie
să se găsească numai coji, fără amidon aderent și să se obțină cu iodul o colorație gălbuie sau
roșiatică. F iltratul trebuie să aibă o culoare galbenă deschisă și gust dulce și să nu dea colorație
cu iodul, care ar indica o zaharificare incompletă.

Însămânțarea
Fermentarea plămezilor dulci din materii prime amidonoase se realizează cu ajutorul
drojdiilor, care datorită complexului enzimatic conținut, transforma zahărul din plămada în
alcool etilic și dioxid de carbon.
Drojdiile utilizate trebuie să îndeplinească următoarele condiții: să aibă o putere
alcooligena ridicată, să se poa tă acomoda la plămezile acide din cereale, să declanșeze rapid
fermentația, să formeze o cantitate redusă de spumă la fermentare și să producă o cantitate cât
mai mică de hydrogen sulfurat și alte substanțe de gust și aroma nedorite.
Drojdiile utilizate l a fermentarea plămezilor din industria alcoolului se pot folosi sub
formă de:
-drojdii lichide –
drojdii uscate –
drojdii comprimate.

Fermentarea plămezilor
Fermentarea repreznta una din operaț iile tehnologice cele mai importante de la fabricarea
alcoolului în care se pot reflecta atât neajunsurile produse anterior la fierbire și zaharificare cât și
deficiențele care pot să apară în timpul acestei operații.
Principalele cerințe care se impugn l a fermentare sunt următoarele:
-sa se lucreze cu o drojdie viguroasă la temperature optime de fermentare;
-sa se realizeze un grad de fermentare corespunzător într -un timp cât mai scurt posibil;
-plamada să fie ferită de contaminări cu microorganism stră ine. Fermentarea plămezilor din
cereal și cartofi este de durată mai îndelungată de circa 72h, datorită zaharificării secundare a
dextrinelor limită și comporta trei faze care se întrepătrund:
Faza inițială , care durează 18 -20h, se caracterizează ins pecial prin multiplicarea drojdiei
și prin fermentarea a circa 40% din maltoza. Prin folosirea unor culture pure de drojdie
viguroasă, fermentația maltozei se instalează rapid, astfel încât se modifica deja în faza inițială
echilibrul stabilit la zaha rificarea între maltoza și dextrin.

18

Faza principal, care durează 18 -20h, se caracterizează prin fermentația intense a
maltozei, cu formare de alcool, dioxid de carbon și căldură. Datorită creșterii concentrației
alcoolice a plămezii peste 5%, încetează practic în această fază multiplicarea drojdiei. În timpul
fermentării crește temperature plămezii și este necesară răcirea linurilor de fermentare, astfel
încât temperatura de fermentare să nu depășească 34oC. Faza principal du rează atât timp cât în
substrat se afla în maltoza.
Faza finală a fermentației începe dup ace s -a terminat maltoza din plămada și se
caracterizează îndeosebi prin zaharificarea secundară a dextrinelor limita sub acțiunea amilazelor
rămase în plămada și fe rmentarea maltozei rezultate,
La sfârșitul fermentației plămada se poate trimite direct la distilare sau într -un rezervor
tampon, iar linul de fermentare se spală și se dezinfectează, acordându -se o atenție deosebită
evacuării dioxidului de carbon.
În scopul desfășurării normale a procesului de fermentație se controlează:
-temperatura plămezii;
-concentratia în extract a plămezii;
-pH-ul plămezii;
-puritatea microbiologica a fementatiei. La sfârșitul procesului de fermentare se determina
concentrați a alcoolică a plămezii fermentate, prin distilare, aceasta variind între 6 -12% vol.
alcool.

Fig. 4. Linuri de fermentare a plămezii zaharificate
În figura 4 sunt prezentate în secț iune linurile cilindrice verticale și cele paralelipipedice.
În general, înzestrarea linurilor paralelipipedice și a celor cilindrice este identică, cu deosebirea
că linurile cilindrice au uneori în plus și instalație de răcire exterioară.

19

Linul 1 este prevăzut cu conducta de încărcare cu plămada zaharificată 2, capacul
superior de vizitare 3, capacul inferior de vizitare 4, conducta de evacuare a dioxidului de carbon
5, conducta de abur 6, supapa hidraulică de suprapresiune și vid 7, tija pentru fixarea
termometrului 8, instalația de răcire interioară 9, racordul de apă rece 10 pentru alimentarea
serpentinei de răcire, racordul 11 pentru ieșirea apei de răcire din serpentine și conducta 12 de
evacuare a plămezii fermentate.
În majoritatea cazurilor când linurile se amplasează într -o construcție existență se alege
forma paralelipipedică, această formă permițând utilizarea economică a spațiului de producție.
Volumul linurilor metalice care se construiesc este corelat cu capacita tea de producție a
fabricii.
Răcirea linurilor se realizează prin stropirea în exterior a pereților în cazul linurilor
cilindrice verticale și de capacitate mică sau prin serpentine care se montează în interiorul
linurilor de fermentare de mare capacitate .
Sistemul de răcire este alcătuit din serpentine de cupru cu diametrul de 30÷40 mm.
Acestea se montează sub forma unei spirale în linurile cilindrice sau a unor registre în linurile
paralelipipedice. Suprafața de răcire necesară este de 0,3÷0,4 m2 pentru 1 m3 de plămada în
fermentare.
Pierderile în alcool prin antrenare cu dioxid de carbon sunt în medie de 0,7% putând să
ajungă până la 1,4 % din alcoolul produs în linul de fermentare. Pentru recuperarea alcoolului
antrenat se folosesc spălătoare s peciale de dioxid de carbon, cu talere sau umplutură, care
funcționează pe principiul coloanelor de distilare.

Distilarea plămezilor fermentate
Plămada fermentată este un amestec apos de diferite substanțe aflate în soluție sau în
suspensie, unele dintre ele fiind substanțe nefermentescibile provenit din materiile prime și
auxiliare, iar alte produse ale fermentației alcoolice.
Distilarea se realizaeaza prin încălzirea până la fierbere și fierberea plămezilor fermentate
în instalații special, prin care a lcoolul etilic și alți component volatile ce trec în faza de vapoiri și
apoi sunt condensați prin răcire cu apă.
Separarea alcoolului etilic din acest amestec se bazează pe diferența de volatilitate dintre
această și apă. Astfel, alcoolul etilic este mai volatile decât apă, având o temperature de fierbere
de 78.39oC, în timp ce temperature de fierbere a apei este de 100oC, la presiune atmosferică.
În afară de alcool și apa prin distilarea plămezii fermentate trec în distilat și alte substanțe
volatile con ținute, cum ar fi : aldehyde, esteri, alcooli superiori, acizi volatili, alcool metilic, s.a.,
care îi conferă un gust și un miros neplăcut, astfel încât se obține așa numitul alcool brut, care
trebuie purificat în continuare prin operația de rafinare. Rez iduul fără alcool rezultat de la
distilare este denumit borhot.

20

Rafinarea alcoolului brut
În urma distilării rezultă că produs intermediar alcoolul brut, care are o concentrație
alcoolică de 80 -85% vol. și conține o serie de i mpurități, mai mult sau mai puțin volatile, fie
provenite din plămada fermentată, fie formate chiar în cursul procesului de distilare.
Rafinarea reprezintă operația de purificare și concentrare a alcoolului brut, în vederea
obținerii unui produs de purita te superioară denumit alcool etilic rafinat.
Prin rafinare alcoolul se concetreaza, devine limpede, fără gust și miros străin. ALcoolul
rafinat trebuie să aibă o concentrație alcoolică de minimum 96%, nu trebuie să conțină alcool
metilic ș i furfural, iar conținutul său în acizi, esteri, aldehyde și alcooli superiori trebuie să fie
foarte scăzut.
Pentru a se realiza o purificare avansată a alcoolului este necesar ca la rafinare să se aibă
în vedere două aspect principale: temperaturile de f ierbere ale impurităților și solubilitățile lor în
amestecul de alcool – apă.
Impuritățile din alcoolul brut au temperature de fierbere repartizate între 20.2oC și
161.6o(furural), însă în realitate distilarea lor se face într -un domeniu de tem peraturi mult mai
restrains, deoarece majoritatea formează amestecuri azeotrope cu apă, cu temperature de feirbere
mult mai joase decât a substanței pure.
Impuritățile se vor repartiza în coloana în funcție de temperaturile lor de fierbere și
solubilitate a lor, astfel:
-impuritatile mai volatile decât alcoolul etilic vor fi mai ridicate de vaporii alcoolici spre partea
superioară a coloanei, unde vor fi evacuați în stare de vapori sub formă de frunți;
-impuritatile mai puț in volatile se vor concentra spre partea inferioară a coloanei formând
cozile. Așadar prin rafinarea alcoolului brut se obțin trei fracțiuni:
-frunțile; –
alcoolul rafinat;
-cozile.
Operația de rafinare al alcoolului brut se execută în instalațiile specia l, care în fucntie de
constructive și modul de funcționare, sunt de două tipuri:
-instalatii cu funcționare discontinuă
(periodica); -instalatii cu funcționare continuă.

21

3. Bilanțul de materiale
3.1 Stabilirea regimului tehnologic

Fabrica este proiectată în vederea prelucrării a 10 tone/zi porumb, de unde rezultă că avem
următorul program de producție:
Capacitatea de prelucrare: 10 tone porumb/ 24h
Zile calendaristice: 365 zile
Zile de repaos legal: 109 zile
Se lucrează în 3 schimburi a câte 8 ore.

Calculul bilanțului de materiale

1. Depozitare

Materia prima receptionata

DEPOZITARE

Materia prima depozitata Pierderi (0,2%)

Mpr= 10t/zi= 10000kg/zi
Mpr= Mpd + P 1
P1=10000 × 0,2%= pd 20 kg/zi
Mpd= M pr – P1= 10000 – 20= 9980 kg/zi

22

2. Cântărire
Materia prima depozitata

CANTARIRE

Pierderi (0,2%)
Materia prima cantarita

Mpd=M pc + P 2
P2= 9980 × 0,2%= 19,96 kg/zi
Mpc= M pc- P2= 9980 – 19,96= 9960,04 kg/zi

3. Măcinare

APA
Materia prima cantarita

MACINARE

Pierderi (0,2%)
Materia prima macinata

Mpc + APA= M pm + P 3
– Se adauga 30% H 2O din cantitatea de M pc
APA= 30% × 9960,04 = 2988,012 kg
P3= 0,2% × (M pc+APA) = 0,2% × 9960,04= 19,92 kg/zi

Mpm= (M pc + APA) – P3= (9960,04+2988,012) -19,92 = 12928,132 kg/zi

23

4. Fluidificare

Materia prima macinata Enzima de fluidificare

FLUIDIFICARE

Plamada fluidificata Pierderi (0,2%)

Mpm+ E f = P f + P 4
-se adauga 1% enzime de fluidificare din cantitatea de materie prima
macinata. E f= M pm × 1% = 12928,132 × 1%= 129,281 kg
P4= M pm × 0,2% = 12928,132 × 0,2%= 25,856 kg
Pf=(M pm + E f) – P4= (12928,132 + 129,281) – 25,856= 13031,557 kg/zi

5. Zaharificare
Plamada fluidificata H2SO 4 Enzima de zaharificare

ZAHARIFICARE

Plamada zaharificata Pierderi (0,1%)

Pf+Ez+ H 2SO 4= P z + P 5
-se adauga 2% enzime de zaharificare si 0,4% H 2SO 4 din cantitatea de plamada
fluidificata Ez= 2% × 13031,557= 260,63 kg
H2SO 4= 0,4% × 13031,557 = 52,126
kg P z=(P f + E z +H 2SO 4) – P5
P5= 13,0315 kg
Pz= (13031,557 + 260,63 +52,126) – 13,0315= 13331,282 kg/zi

24

6. Îns ămânțare

Plamada zaharificata Drojdii (5%)

INSAMANTARE

Plamada insamantata Pierderi (0,1%)

-cultura de drojdie utilizată la fermentare reprezintă 4-6% din volumul plămezilor supuse
fermentă rii (vom folosi 5%).
Pz + D = P i+ P 6
P6 = 13331,282 × 0,1%= 13,331
kg D= 5% × 13331,282= 666,564
kg P z×Cpz + D× C D= P i × C Pi + P 6
-unde: C pz=concentratia plamezii zaharificate (16 –
18oBllg) C Pi=concentratia plamezii insamnantate
(6-8oBllg) C D=concentratia drojdiei (5 -8oBllg)
13331,282 + 666.564 = Pi +
13,331 Pi= 13986,515 kg/zi

7. Fermentare

Plamada insamantata

FERMENTARE

Plamada fermentata Pierderi (0.2%)

Pi= P f + P 7
P7= 27,973 kg
Pf = 13986,515 – 27,973=13958,542 kg/zi
25

8. Distilare

Plamada fermentata

DISTILARE

ALCOOL BRUT BORHOT

Dupa etapa de distilare în amestec va ramâ ne doar alcool si apa, restul elementelor (amidon, s.u.,
apa, zahar) trecând în borhot. Acesta contine 90 % apa si 10 % amidon + zahar + s.u.
-100 kg amestec va contine la intrarea în etapa de distilare:

100kg………………4,0483(componente borhot)…….. 93,1571 apa ……… 2,7939 alcool
13958,542………….y……………………………………x……………………………..z

Y= 13958,542 × 4,0483/100= 565,083 kg (componente borhot)
X=13003,37 apa
Z=389,987 alcool

Totalul componentelor din borhot: 565,083 kg/zi
100 kg borhot ……………..10 kg componente………………….90 kg apa
Y1 kg borhot……………….565,083 kg componente……X 1

Y1= 565,083 × 100/10= 5650,83 kg borhot
X1= 565,083 × 90/10= 5085,747 kg apa

În alcoolul obtinut dupa distilare va ramîne:
13003,372 – 5085,747= 7917,625 kg alcool
Cantitatea totala de amestec obtinut dupa distilare este de :
7917,625 + 389,987= 8307,621 kg/zi

26

9. Rafinare

Alcool brut

RAFINARE

ALCOOL ETILIC ALCOOL TEHNIC PIERDERI (1,4%)
RAFINAT (96o)

P8= 8307,621 × 1,4%= 116,306 kg/zi

Ar= 80 % × A b= 80% × 8307,621 = 6646,096 kg/zi

= 801 kg/m3
 V= m/
= 6646,096/801= 8,297 m3 => Ar= 8297 l/zi

At=A b – (Ar+P8)= 8307,621 – (6646,096+ 116,306)= 1545,219 kg/zi

27

3.2 Bilant de materiale – Tabelat
Nr Operația Produse intrate Produse ieșite

crt
Denumire Sim Cantitate Denumire Sim Cantitate

material bol material bol

1. Depozitare Materia primă Mpr 10000 Pierderi P1 20

recepționată
Materie primă Mp 9980

(porumb) depozitat ă

2. Cântărire Materia primă Mpd 9980 Pierderi P2 19,96

depozitată
Materia primă Mp 9960,04

cântărită c

3. Măcinare Materia primă Mpc 9960,04 Pierderi P3 19,92

cântărită
Materia primă Mp 12928,132

Apă APĂ 2988,012 măcinată m

4. Fluidificare Materia primă Mp 12928,132 Pierderi P4 25,856

măcinată m
Plămada Pf 13031,557

Enzima fluidicare Ef 129,281 fluidificată

5. Zaharificare Plămada Pf 13031,557 Pierderi P5 13,031

fluidificată
Plămada Pz 13331,282

Enzime Ez 260,63 zaharificată

zaharificare

Acid sulfuric H2S 52,126

O4

6. Insamnatare Plămada Pz 13331,282 Pierderi P6 13,331

zaharificată

Plămada Pi 13986,515

Drojdii D 666,564 insamnatata

7. Fermentare Plămada Pi 13986,515 Pierderi P7 27,973

însămâ nțată
Plămada Pf 13958,542

fermentată

8. Distilare Plămada Pf 13958,542 Alcool brut Ab 8307,621

fermentată
Borhot B 5650,83

9. Rafinare Alcool brut Ab 8307,621 Alcool rafinat Ar 6646,096

Alcool tehnic At 1545,219

Pierderi P8 116,306

TOTAL 100580,302 TOTAL 100580,302

28

3.3 Calculul consumurilor specifice si a randamentului de fabricatie

Calculul randamentului:

Calculul consumurilor specifice:

Consumul specific de materie prima:

Consumul specific de apa:

Consumul specific de enzime de zaharificare:

Consumul specific de acid sulfuric:

Consumul specific de drojdii:

29

Bibliografie

1. Banu, C. – Manualul inginerului de industrie alimentara, vol. I, Bucuresti, Editura Tehnica,
1998

2. Banu, C. – Manualul inginerului de industrie alimentara, vol. II, Bucuresti, Editura Tehnica,
1998

3. Dabija, A., – Tehnologii si utilaje in industria alimentara fermentative, Bacau, Editura Alma
Mater, 2002

4. Dan, Valentina, – Controlul microbiologic al produselor alimentare, Galati, Universitatea
Galati, 1991

5. www.wikipedia.ro

30