CC BY
71
STERILISATION OF COMPOTES IN GLASS CONTAINER SKO 1-82-1000 STEP HEATING AND COOLING IN A STATIC CONDITION
A.F. DEMIROVA, T.A. ISMAILOV, ME. AKHMEDOV
Daghestan State Technical University,
70, Imam Shamilprosp., Mahachkala, 367015; ph. : (8722) 62-37-61, fax: (8722) 62-37-97, e-mail: dstu@dstu.ru
The way of step sterilisation of compotes in glass container SKO 1-82-1000 in hot water with the subsequent step water cooling is presented at a static condition of pots. The way provides reduction of duration of process, economy of thermal energy and cooling water, and as finished goods improvement of quality.
Key words: conservation of products, step sterilisation, sterilisation in autoclaves.
663.551.4
ПОВЫШЕНИЕ КА ЧЕСТВА И ВЫХОДА ПИЩЕВОГО СПИРТА ПРИ ДОБАВЛЕНИИ ИЗОПРОПАНОЛЬНОЙ КОЛОННЫ В СХЕМУ БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ
Х.Р. СИЮХОВ
Майкопский государственный технологический университет,
352700, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191; электронная почта: ророуа@.таукор.ги
Исследована работа брагоректификационной установки, снабженной дополнительной изопропанольной колонной для переработки сивушного спирта. Рекомендовано в качестве изопропанольной использовать колонну с 80 тарелками. Изопропанольная колонна позволяет повысить выход спирта при содержании 2-пропанола в нем менее 1 мг/дм3. Ключевые слова: сивушное масло, сивушный спирт, тарелка отбора фракции сивушных масел, изопропанольная колонна, брагоректификационная установка.
В настоящее время требования ГОСТ Р 51652-2000 к пищевому спирту марок Экстра и Люкс по содержанию сивушных масел (не более 6 мг/дм3 в пересчете на безводный спирт) не удовлетворяют условиям рынка. Надежный сбыт имеет спирт с содержанием сивушных масел менее 1 мг/дм3. Представляет интерес определить, как изменяются показатели работы типовой брагоректификационной установки (БРУ) косвенного действия при переходе от выпуска спирта марки Люкс к выпуску спирта с содержанием сивушных масел менее 1 мг/дм3. С этой целью методами математического моделирования сложной химико-технологической системы определены оптимальные режимы работы БРУ производительностью 3000 дал/сут спирта по двум вариантам (табл. 1).
По первому варианту в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51652-2000 суммарное содержание сивушных масел составило 4,77 мг/дм3, по второму в соответствии с требованиями рынка - 0,73 мг/дм3. Из результатов моделирования следует, что в обоих вариантах максимальное содержание сивушных масел в ректификованном спирте определяется в основном одним трудноотделимым примесным компонентом - 2-пропанолом. Рассмотрим, как рапределяется 2-пропанол между продуктами ректификации. Наибольшее его количество уходит с эфироальдегидной фракцией (ЭАФ), сивушным спиртом и ректификованным спиртом. Из табл. 1 видно, что при переводе установки на получение пищевого ректификованного спирта более высокого качества его количество уменьшается на 29%, т. е. примерно на 800 дал/сут При этом при получении ректифико-
ванного спирта по ГОСТ Р 51652-2000 выход этанола от его потенциального содержания в бражном дистилляте составляет 96,6%. Таким образом, при производстве спирта в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51652-2000 показатели работы БРУ являются удовлетворительными. При производстве же спирта повы-
Таблица 1
Количество компонента в потоках БРУ
Потоки БРУ Этанол 1-Пропа- 2-Пропа- Изобута-
нол нол нол
Первый вариант (сивушных масел менее 6 мг/дм3)
Бражной дистиллят, дал/сут 3020 1,48 0,024 2,70
ЭАФ, дал/сут 46,4 0,040 0,003 0,146
ФСС, дал/сут 54,6 1,37 4,32 • 10-3 2,40
ФСМ, дал/сут 0,688 0,072 2,76 • 10-5 0,159
Спирт-ректификат, дал/сут 2918,1 1,14 • 10-3 0,017 7,58 • 10-5
мг/дм3 0,313 4,438 0,021
Лютер, дал/сут 0,141 1,77 • 10-4 2,21 • 10-7 1,19 • 10-4
Второй вариант (сивушных масел менее 1 мг/дм3)
Бражной дистиллят, дал/сут 3020 1,48 0,024 2,70
ЭАФ, дал/сут 394,5 0,038 0,012 1,13
ФСС, дал/сут 544 1,09 9,97 • 10-3 1,56
ФСМ, дал/сут 0,689 0,006 6,17 • 10-6 9,18 • 10-3
Спирт-ректифи -кат, дал/сут 2080,7 4,23 • 10-5 1,90 • 10-3 2,29 • 10-6
мг/дм3 0,016 0,716 0,001
Лютер, дал/сут 0,141 1,46 • 10-5 4,86 • 10-8 6,65 • 10-6
Таблица 2
Показатель работы изопропанольной колонны
Число тарелок
120
110
100
90
80
70
б0
50
40
Расход фракции сивушных спиртов, дал/сут б00 б50 б50 800 900 900 950 1000 800
Отбор вторичного сивушного спирта, дал/сут 90 100 100 121 1б0 1б0 270 270 330
Отбор вторичного сивушного масла, дал/сут 12 12 14 15,4 20 20 40 40 80
Выход дистиллята, дал/сут 482 517 517 б27 б87 б87 б52 б52 354
Флегмовое чис ло 12 12 12 12,5 12,5 12,5 18 18 22
Тарелка питания 35 35 35 35 35 35 35 35 19
Тарелка отбора вторичного сивушного спирта 14 14 14 14 14 14 14 14 9
Тарелка отбора вторичного сивушного масла б б б б б б б б б
Выход ректификованного спирта, дал/сут, при содержании в нем 2-пропанола менее 1 мг/дм3 2993 29б4 29б0 2933 2929 2894 2838 2757 2б37
шенного качества выход спирта от потенциала снижается до 68,9%, потери этанола с ЭАФ составляют 394,5 дал/сут; с сивушным спиртом - 544 дал/сут при потенциальном содержании этанола в бражном дистилляте 3020 дал/сут. Такое положение недопустимо с точки зрения экономики производства, поэтому должна предусматриваться дополнительная переработка ЭАФ и фракции сивушного спирта (ФСС).
В настоящее время разработаны схемы по переработке ЭАФ на разгонной колонне [1] или на специализированных установках [1, 2] и ФСМ с использованием сепараторов, экстракторов или сивушной колонны [1, 3]. Исследования по переработке ФСС находятся в стадии развития [4].
Цель настоящей работы - исследование БРУ, снабженной дополнительной изопропанольной колонной. В качестве сырья изопропанольной колонны использовался сивушный спирт, отбираемый в виде жидкости с 23-й тарелки ректификационной (спиртовой) колонны. Рассмотрено влияние числа тарелок в изопропанольной колонне (от 40 до 120) на показатели работы БРУ при содержании сивушных масел в дистилляте менее 1 мг/дм3. Выполнена оптимизация технологического режима. Параметрами оптимизации являлись: номера тарелок подачи питания ФСС спиртовой колонны, воды и отбора вторичных сивушных спиртов, расходы ФСС, воды, которые подаются в качестве питания в изопропанольную колонну, а также отбираемых из изопропанольной колонны дистиллята, вторичных сивушных спиртов с высокой концентрацией 2-пропанола и вторичных сивушных масел. Полученный в изопропа-
нольной колонне дистиллят смешивался с ректификованным спиртом. Вторичные сивушные спирты, отбираемые в небольшом количестве и имеющие повышенное содержание изопропанола, а также сивушные масла могут быть переработаны совместно с ЭАФ в разгонной колонне. Во всех вариантах ограничением служило содержание 2-пропанола в ректификованном спирте после его смешения с дистиллятом изопропа-нольной колонны. Крепость спирта поддерживалась на уровне 96,5-96,6% об. Вторичные сивушные масла отбирались постоянно из паровой фазы с 6-й тарелки, что обеспечивало стабильность работы изопропанольной колонны. Обогрев низа колонны осуществлялся глухим паром.
В результате предварительного моделирования были установлены следующие технологические параметры: отбор ФСС из спиртовой колонны 600 дал/сут, расход воды в изопропанольную колонну 100 дал/сут, отбор вторичных сивушных спиртов в количестве 196 дал/сут, дистиллята изопропанольной колонны 389 дал/сут, вторичных сивушных масел 4 дал/сут, кубового остатка 113,1 дал/сут, флегмовое число 10. Получен выход спирта 2550 дал/сут при содержании 2-пропанола в нем 0,9146 мг/дм3 в пересчете на безводный спирт.
В результате оптимизации достигнут выход спирта 2993 дал/сут при содержании 2-пропанола в нем 0,93 мг/дм3, при флегмовом числе 12, числе тарелок 120, расходе дистиллята 482 дал/сут; Такое значительное увеличение выхода спирта достигнуто в основном за счет снижения отбора вторичных сивушных спир-
Число тарелок в изопропанольной колонне
---♦---- Выход спирта-ректификата РК и дистиллята в И К
Число тарелок в изопропанольной колонне -------•— Флегмовое число
тов до 90 дал/сут и вторичных сивушных масел до 12 дал/сут.
Так как на БРУ максимальное число тарелок имеет место в спиртовой колонне - 80 шт., а увеличение числа тарелок связано с ростом высоты зданий, дальнейшее исследование было направлено на определение возможности снижения общего числа тарелок в изо-пропанольной колонне при одновременном изменении номера тарелки подачи исходной смеси и при прекращении подачи воды (табл. 2). На зависимости флегмо-вого числа и расхода дистиллята пропанольной колонны от числа тарелок в ней (рисунок) можно выделить оптимальную область в районе 80 тарелок. Однако выход ректификата непрерывно возрастает с ростом числа тарелок. Интенсивность роста высока вплоть до 80 тарелок, а затем существенно снижается. Увеличение числа тарелок в изопропанольной колонне с 80 до 120 позволяет дополнительно получить 64 дал/сут спирта, что окупит дополнительные капиталовложения в срок более 3 лет.
При 80 тарелках и расходе ФСС 900 дал/сут, отборе вторичных сивушных спиртов 160 дал/сут, вторичных сивушных масел 20 дал/сут, дистиллята 687 дал/сут, выход спирта составляет 2929 дал/сут при содержании 2-пропанола 0,938 мг/дм3. По сравнению с вариантом работы установки без изопропанольной колонны дополнительный выход спирта составляет 423 дал/сут при дополнительном расходе греющего пара 32,2 т/сут При стоимости пара 45 коп./кг, ректификованного спирта за вычетом акцизного налога - 32 р./л дополнительные затраты на греющий пар составляют 14490 р., тогда как доход от реализации спирта - 135450 р./сут
В связи с тем, что на ряде заводов установлены дополнительные колонны по окончательной очистке спирта с 40 тарелками, была рассмотрена возможность применения этой колонны в качестве изопропаноль-ной. В результате расчетов установлено, что при флег-мовом числе 22, подаче ФСС на 19-ю тарелку и отборе вторичного сивушного спирта с 9-й тарелки и вторичного сивушного масла с 6-й тарелки можно получить пищевой спирт с содержанием 2-пропанола 0,96 мг/дм3 в количестве 2637 дал/сут при дополнительном расходе пара 28,9 т/сут, что экономически оправданно.
Конкретные значения приведенных показателей зависят от режима работы эпюрационной и спиртовой колонн. В представленном исследовании принят жест-
кий режим работы этих колонн. В случае реализации режимов, предусмотренных типовым технологическим регламентом, будет получен меньший выход спирта, который при установке 80-тарельчатой изопро-панольной колонны будет составлять 26,8 м3/сут при содержании сивушных масел в ректификованном спирте менее 1 мг/дм3.
Таким образом, для вновь устанавливаемой тарельчатой изопропанольной колонны рекомендуется колонна с 80 тарелками и следующий технологический режим работы изопропанольной колонны:
Число тарелок, шт.
В том числе концентрационных Крепость питания (фракции СС), % об.
Количество питания, % от произведенного спирта Крепость отбираемого спирта (дистиллята), % об.
Количество дистиллята, % от произведенного спирта
Отбор вторичного сивушного спирта, % от произведенного спирта
Отбор вторичного сивушного масла, % от произведенного спирта
Температура вверху колонны, °С Температура на питательной тарелке, °С Температура в зоне отбора вторичного сивушного спирта, ° С
Температура в зоне отбора вторичного сивушного масла, °С
Место отбора вторичного сивушного спирта Расход пара, кг на дал спирта
ЛИТЕРАТУРА
1. Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности: расчет, анализ работы, эксплуатация. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 336 с.
2. Патент на ПМ 46193. Установка непрерывного действия для получения ректификованного спирта из эфироальдегидной фракции / Т.Г. Короткова, Е.Н. Константинов, Т.А. Устюжанинова и др. // БИПМ. - 2005. - № 18.
3. Технология спирта / В.Л. Яровенко, В.А. Маринченко, В. А. Смирнов и др.; Под ред. проф. В.Л. Яровенко. - М.: Колос, 1999. - 464 с.
4. ФГУП «РНЦ «Прикладная химия»». -
http://www.rscac. spb.ru (дата обращения 27.01.2010).
Поступила 25.02.10 г.
80 45 89-92 30-35 > 96,5
20-25
4.5-5,5
0,6-0,7
78-79
79.5-80
80-81
82-83 14-я тарелка 10-12
IMPROVEMENT OF QUALITY AND OUTPUT OF FOOD ALCOHOL AT ISOPROPANOL COLUMN’S ADDITION IN DISTILLER SCHEME
KH.R. SIYUKHOV
Maikop State Technological University,
191, Pervomaiskaya st., Maikop, 352700; e-mail: popova@maykop.ru
Work of distiller supplied with additional isopropanol column for fusel spirit processing is investigated. It is recommended to use a column with 80th plates as an isopropanol column. The isopropanol column allows to raise a alcohol output if 2-propanol content in it is less than 1 mg/dni.
Key words: fusel oil, fusel alcohol, a plate of fusel oil fraction’s selection, isopropanol column, distiller.
