CC BY
92
663.551.4
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОЧИЩЕННОГО ОТ ЛЕТУЧИХ ПРИМЕСЕЙ АБСОЛЮТНОГО СПИРТА
Т.Г. КОРОТКОВА \ Е.В. ЧЕРЕПОВ2, А.В. ЛОБОДА1
1 Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: [email protected] 2 Майкопский государственный технологический университет,
352700, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191; электронная почта: [email protected]
Рассмотрены особенности получения абсолютного спирта по известным технологиям и путем совместной ректификации спиртовых смесей и бензиновой фракции.
Ключевые слова: абсолютный спирт, бензанол, технологическая схема, математическое моделирование.
За рубежом абсолютный спирт (АС) получают из спирта-сырца, технического спирта или ректификованного спирта. Для парфюмерной и косметической промышленности требуется обезвоженный спирт, очищенный от примесей. Получение АС методом азео-тропной ректификации, очищенного от альдегидов, эфиров, кислот и сивушных спиртов, весьма затруднительно. Это связано с тем, что в известных схемах циркулирует азеотропообразователь, а в качестве готовых продуктов получаются в дегидратационной колонне АС и в спиртовой (обезвоживающей) колонне - лютер. Таким образом, примеси, содержащиеся в перерабатываемой смеси, т. е. бражном дистилляте или ректификованном спирте, согласно материальному балансу по непрерывной схеме могут перейти или в АС или в лютер.
Однако на практике альдегиды и легкие эфиры накапливаются в конденсаторе обезвоживающей (спиртовой) колонны, откуда их отбирают в растворах с азео-тропообразователем. Установлено, что с лютером удаляются растворимые в воде труднолетучие компоненты, такие как кислоты и ацетон, а сивушные спирты полностью переходят в АС. Отмечается также, что зон накопления примесей в дегидратационной и спиртовой колоннах не обнаружено [1].
Методами математического моделирования нами проанализирована известная схема получения АС азео-тропной ректификацией с бензолом. В качестве исходного взят ректификованный спирт 1-го сорта (ОАО АПФ «Фанагория») крепостью 96,5% об., содержащий, мг/дм3: ацетальдегид 3,893; метилацетат 0,656; этилацетат 0,668; 2-пропанол 5,655; изобутанол 0,455; изоамиловый спирт 0,359 и метанол 0,05% об.
Математическое моделирование непрерывной схемы получения АС азеотропной ректификацией с бензолом показало [2], что рецикл возврата дистиллята спиртовой колонны не сходится. Несходимость материального баланса по метанолу, этилацетату и метил-ацетату составляет 100%. Это объясняется тем, что у этих компонентов нет выхода. Они не могут попасть ни в АС, ни в лютер, так как являются легколетучими как по отношению к этанолу, так и к воде. Ацетальдегид, 2-пропанол, изобутанол и изоамиловый спирт практически полностью переходят в АС, что подтверждается практикой. Получаемый АС содержит, мг/дм3: ацеталь-
дегида 64,2; 2-пропанола 407; изобутанола 32,8; изо-амилового спирта 25,8.
Можно сделать вывод, что недостатком обезвоживания этилового спирта азеотропной ректификацией с азеотропообразователями, такими как бензол, дихлорэтан, этиленгликоль, глицерин и т. п., является невозможность получения АС, глубоко очищенного от сопутствующих ему примесей, и нестабильность работы дегидратационной и спиртовой колонн, связанная с периодическим отбором легколетучих примесей из конденсатора спиртовой колонны. Следует также отметить, что работа с бензолом в производственных условиях крайне опасна для человека.
Нами предложена схема получения АС и бензанола путем совместной ректификации гексановой фракции и бражного дистиллята [2]. Математическое моделирование этой схемы показало, что в АС из примесей содержится практически весь 2-пропанол, поступающий с бражным дистиллятом.
В настоящей работе нами предложена и проанализирована схема совместной ректификации спиртовых смесей и бензиновой фракции при получении АС и бензанола из бражки, принцип действия которой представлен на схеме (рисунок).
Бражка, подогреваемая в конденсаторе бражной колонны (БК) 6, подается на верхнюю 24-ю тарелку БК1, обогреваемой острым паром. С низа БК 1 выводится барда. По выходе из колонны 1 пары, содержащие летучие примеси, поступают в конденсатор БК 6. Бражной конденсат подается на 16-ю тарелку 80-тарельча-той ректификационной колонны (РК) 2, снабженной термосифонным кипятильником 14 и обогреваемой глухим паром. Нижняя часть колонны снабжена штуцером для отбора фракции сивушных масел. Лютер, содержащий кислоты и незначительное количество высших спиртов, выводится снизу РК 2. На 80-ю тарелку РК 2 подается бензин. Спирто-бензиновые пары с верха РК 2 поступают в конденсатор 9. Часть спир-то-бензиновой смеси, отбираемой из конденсатора 9, подается в качестве питания на 50-ю тарелку 65-та-рельчатой дегидратационной колонны (ДК) 3. Другая часть направляется в виде флегмы на орошение РК 2. Фракция сивушных масел, отбираемая из паровой фазы с 5-й тарелки РК 2, конденсируется в конденсаторе 11, конденсат паров сивушной фракции поступает в се-
паратор 18, где расслаивается на подсивушную воду, рециркулируемую в передаточный чан, и сивушное масло. Сивушное масло используется в качестве окси-генатной добавки для производства бензанола и подается в смеситель (СМ) 20 на смешение с основной частью бензина. Дегидратационная колонна 3 снабжена термосифонным кипятильником 15 и обогревается глухим паром. На верхнюю тарелку ДК 3 подается бензин. Снизу ДК отбирается АС, обогащенный 2-пропанолом, который поступает в дополнительную изопро-панольную колонну (ПК) 5 доочистки АС. В изопропа-нольной колонне в качестве верхнего продукта получается АС, глубоко очищенный от примесей, а нижний продукт, обогащенный 2-пропанолом, подается в качестве оксигенатной добавки для производства бензанола. Как известно, в качестве оксигената 2-пропанол является очень ценным, так как препятствует расслаиванию спирто-бензиновой смеси и способствует сохранению ее стабильности. Пары с верха ДК 3, пройдя дефлегматор 7, полностью конденсируются в конденсаторе 10, из которого отбирается спиртово-углеводородная смесь. В декантаторе (ДКТ) 19 спиртово-углеводородная смесь разделяется на бензиновый слой и спир-то-водный слой. Бензиновый слой, практически представляющий собой бензанол, подается в смеситель 20 на смешение с основной частью бензина. Спирто-вод-ный слой поступает на 16-ю тарелку 80-тарельчатой спиртовой колонны (СК) 4, обогреваемой глухим паром через термосифонный кипятильник 16. Лютер, представляющий собой воду с небольшим содержани-
ем высших спиртов, отводится снизу СК 4. Пары, выходящие с верха СК 4, конденсируются в конденсаторе 12 ив виде спирто-бензиновой смеси подаются в смеситель 20 на смешение с основной частью бензина. Бензанол в качестве готового продукта отбирается из смесителя 20. Содержание спирта в бензаноле составляет 10% об., а воды - не превышает 0,15% об.
В качестве объекта исследований взята бражка крепостью 7,2% об., выработанная из пшеницы, ржи с добавкой 30% сорго, следующего состава [3], мг/дм3: аце-тальдегид 8,69; этилацетат 20,6; метанол 25,12; 2-пропанол 1,24; 1-пропанол 65,76; изобутанол 64; изоами-ловый спирт 203,34; уксусная кислота 35,98.
Математическое моделирование схемы (рисунок) показало, что получаемый АС концентрацией 99,68% об. содержит из примесей только 2-пропанол (70 мг/дм3), которого в несколько раз меньше, чем по традиционной технологии с применением азеотропо-образователя. Уксусная кислота уходит с лютером ректификационной колонны, высшие спирты отбираются с фракцией сивушного масла, и после расслаивания в сепараторе сивушное масло в качестве оксигенатной добавки подается на смешение с бензанолом. Эфиры и альдегиды, попадающие в конденсатор спиртовой колонны в виде спирто-бензиновой смеси, также подаются на смешение с бензанолом.
Таким образом, согласно этой схеме все эфиры, альдегиды, метанол, высшие спирты уходят в биотопливо и сивушное масло, т. е. у примесей есть выход и колонны работают стабильно и устойчиво.
Следует отметить, что содержание 2-пропанола в АС при его производстве путем совместной ректификации спиртовых смесей и бензиновой фракции зависит от его содержания в бражке. В рассмотренном нами примере при выработке бражки из смеси с добавкой зерна сорго содержание 2-пропанола в ней в 1,5-2 раза превышает его содержание в бражках, выработанных из других видов сырья, например из кукурузы или пшеницы.
Таким образом, разработана технологическая схема получения АС, очищенного от примесей, для парфюмерной и косметической промышленности и бензано-ла с содержанием воды до 0,15% об.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кизюн Г.А., Михненко Е.А., Хиль Г.Н., Янковская
Н.М. Получение обезвоженного этилового спирта. - М.: Агрониитэ-ипп, 1995. - Вып. 1-2. Сер. 24. Спиртовая, дрожжевая и ликеро-водочная пром-сть. - 48 с.
2. Сиюхов Х.Р., Черепов Е.В. Математическое моделирование технологической схемы получения абсолютного спирта азео-тропной ректификацией с бензолом // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2010. - № 4. - С. 106-108.
3. Перспективность технологии производства бензанола на базе достижений спиртовой промышленности / Е.Н. Константинов, Т.Г. Короткова, Л.М. Левашова и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2009. - № 2-3. - С. 57-59.
Поступила 20.12.10 г.
FEATURES OF CLEAN PRODUCTION TECHNOLOGIES FROM VOLATILE IMPURITIES
ABSOLUTE ALCOHOL
T.G. KOROTKOVA1, E.V. CHEREPOV2, A.V. LOBODA1
1 Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: [email protected]
2 Maikop State Technological University,
191, Pervomaiskaya st., Maikop, 352700; e-mail:[email protected]
Peculiarities of obtaining absolute alcohol by known technologies and produced by co-distillation of alcohol mixtures and gasoline fractions.
Key words: absolute alcohol, benzanol, technological scheme, mathematical modeling.
663.2
ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИОННОИ ОБРАБОТКИ МЕЗГИ ВИНОГРАДА МУСКАТНЫХ СОРТОВ НА КАЧЕСТВО ПОЛУЧАЕМЫХ ВИНОМАТЕРИАЛОВ
Р.Н. ТКАЧЕНКО, В.Т. ХРИСТЮК
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 255-79-97, электронная почта: [email protected]
Исследовано влияние вибрационного воздействия на мезгу винограда мускатного сорта Виорика с целью регулирования содержания экстрактивных, фенольных веществ и полисахаридов. Изучено влияние вибрационной обработки мезги на извлечение и сохранение ароматических компонентов, формирующих сортовой аромат виноматериалов. Определен показатель антиоксидантной активности получаемых виноматериалов.
Ключевые слова: виноградная мезга, вибрационное воздействие, экстракция, антиоксидантная активность, экстрактивные и ароматические компоненты.
Важной задачей технологии производства виноматериалов из винограда ароматичных сортов является максимально полное извлечение ароматических соединений винограда и их сохранение на всех этапах технологической схемы. При этом переход в сусло и вино экстрактивных веществ должен быть ограничен, чтобы обеспечить легкость и нежность вкуса получаемых вин.
Цель работы - изучение влияния вибрационной обработки (ВО) мезги винограда сорта Виорика на содержание экстрактивных, фенольных, ароматических веществ и показатель антиоксидантной активности получаемых виноматериалов.
Осуществляли брожение сусла, полученного из мезги винограда сорта Виорика, выращенного в Темрюкском районе Краснодарского края, прошедшей ВО при различных параметрах воздействия: частота коле-
баний/6,6-3,3 Гц, амплитуда колебаний А 1-5 мм, продолжительность воздействия 115-60 мин. Температура обработки и настоя сусла на мезге 18-20°С. Учитывая легкую окисляемость терпеновых соединений, а также возможность сохранения связанных форм терпеновых спиртов на стадии обработки и настоя сусла на мезге, проводили ее сульфитацию, дозировка 8О2 100 мг/дм3. После настоя мезги в течение 36 ч и ее ВО сусло-самотек и сусло 1-го давления отделяли от мезги. Брожение сусла проводили на расе ЧКД Шампанская 7 (в количестве 3% к объему сусла) при температуре 16°С. Вино-материал, полученный настаиванием мезги в течение 36 ч, принят в качестве контроля.
Основные компоненты химического состава виноматериалов определяли по методикам действующих ГОСТ и по методикам ИВиВ «Магарач». Измерение химического состава ароматического комплекса вино-
