CC BY
121
После термической обработки ВУС нативных продуктов переработки семян амаранта возрастает в 1,5—1,8 раза. Предварительное отволаживание семян амаранта перед обжариванием способствует получению продуктов, поглощающих влагу в 1,5-2 раза больше, чем сахароза, что обусловливает целесообразность их использования при производстве помадных конфет в качестве влагоудерживающих агентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Парфененко В.В., Эйнгор М.Б., Никифорова В.Н.
Пр5Яз?Ядгт?ЯТЯнЯВт?ПГГЯГЯзЯ5ЯВВ?ЧсЯЯЯь5Я55нВ?мн5трацЯ5Я-
онного сырья. - МАгропромиздат, 1986. - 208 с.
2. Матвеева И.В., Пучкова Л.И., Луценко У.Н. Применение муки из семян амаранта при производстве хлеба / ЦНИИТЭИ -продуктов. - М., 1994. - 32 с.
3. Скобельская З.Г., Хасанова С.Д. Шрот амаранта - ценное сырье // Кондитерское пр-во. - 2004. - № 3. - С. 16.
4. Шмалько Н.А., Росляков Ю.Ф., Бочкова Л .К. Влия -ние термической обработки на углеводно-амилазный комплекс се -мян амаранта и амарантовой муки // Изв. вузов. Пищевая техноло -гия. - 2004. - № 4. - С. 29-30.
Кафедра технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства
Потупила 13.12.05 г.
663.551.7.41:663.51
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПЕРЕРАБОТКИ СИВУШНО-ЭФИРОАЛЬДЕГИДНОЙ ФРАКЦИИ НА БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКЕ КОСВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ С ПОЛУЧЕНИЕМВЫСОКОКА ЧЕСТВЕННОГО СПИРТА
Е.Н. КОНСТАНТИНОВ, Х.Р. СИЮХОВ, Т.Г. КОРОТКОВА,
О.В. МАРИНЕНКО, С.К. ЧИЧ, П.Е. РОМАНИШИН,
Л.М. БОНДАРЬ
Кубанский государственный технологический университет Майкопский государственный технологический университет
ОАО АПФ «Фанагория»
На брагоректификационных установках (БРУ) побочными продуктами ректификации являются сивушный спирт, сивушное масло и эфироальдегидная фракция (ЭАФ). С целью снижения потерь спирта эти продукты подвергают повторной переработке.
Эфироальдегидную фракцию подают в среднюю часть разгонной колонны, на верхнюю тарелку которой поступает гидроселекционная вода. Продуктами разделения ЭАФ являются спирто-водная смесь и эфироальдегидный концентрат (ЭАК). Спирто-водную смесь крепостью около 4-5% об. сбрасывают в передаточную емкость для бражки. В случае закрытого обогрева получается этиловый спирт, освобожденный от головных примесей и метанола, который направляют в бражку или в бражной дистиллят [1].
Сивушный спирт как товарный продукт не используют, его рециркулируют в передаточный чан или в эпюрационную колонну, что приводит к накоплению сивушных спиртов в эпюрационной и ректификационной колоннах и повышению их содержания в ректификованном спирте. В частности, возрастает содержание изопропилового спирта - 2-пропанола, что приводит к получению ректификованного спирта низших сортов.
К основным способам выделения сивушного масла из сивушной фракции относятся водная экстракция и переработка сивушной фракции на БРУ, оснащенной дополнительной сивушной колонной [1, 2].
Водная экстракция основана на экстрагировании водой из сивушной фракции этилового спирта. Осво-
божденное от этилового спирта сивушное масло с водой расслаивается на две жидкие фазы: верхняя представляет собой сивушное масло, а нижняя - подсивуш-ную воду. Однако полученное после водной экстракции сивушное масло не отвечает требованиям ГОСТ и требует дополнительной промывки водой с солью или перегонки. Подсивушную воду из экстрактора сивушного масла возвращают в ректификационную колонну.
Дополнительная сивушная колонна представляет собой полную ректификационную колонну, содержащую 12-20 тарелок в исчерпывающей части и 23-40 -в укрепляющей. Между укрепляющей и исчерпывающей частями устанавливается аккумулятор в виде одноколпачковой тарелки, на которой удерживается большое количество жидкости с помощью высокой горловины колпачка и соответствующей высоты сливного стакана над тарелкой. Питание в сивушную колонну подается на тарелку, расположенную под аккумулятором. В аккумуляторе жидкость расслаивается на два слоя: верхний - с высоким содержанием высших спиртов и нижний - подсивушный, состоящий из этилового спирта и высших спиртов в воде. Из аккумулятора отбирают верхний слой - концентрат сивушного масла, представляющий собой маслянистую гомогенную жидкость.
В связи с отсутствием сбыта ЭАК и сивушного спирта и несоответствием сивушного масла требованиям ГОСТ эти продукты накапливаются в емкостном парке ряда заводов. Их направляют в общую емкость, и они образуют сивушно-эфироальдегидную фракцию (СЭАФ), содержащую этанол, воду, высшие спирты, эфиры, альдегиды, кислоты и другие вещества. Получаемая СЭАФ может быть гомогенной и гетерогенной. По данным Фанагорийского винзавода, потенциальное содержание этилового спирта в СЭАФ достигает
Таблица
Ко мпонент Концентрация в слое, мг/дм3 смеси
верхнем нижнем
Альдегиды:
ацетальдегид 27,282 285,19
капроновый 17,17 1,8193
каприновый 5,8443 3,5112
фурфурол 69,012 29,35
Кетоны:
ацетоин 0,19409 8,2427
диацетил - 6,4883
Связанные альдегиды (ацетали):
ме тилаце таль 0,093087 0,51063
этилацеталь - 65,646
Простые эфиры:
диэтиловый эфир 4,585 -
Сложные эфиры:
этилформиат 0,16649 4,6055
ме тилаце тат 0,97563 1,6278
этилацетат 2,5012 243,86
этилвалериат 0,84106 32,943
изоамилацетат 2,1094 3,6102
ме тилкаприлат 0,99207 2,7006
этилкаприлат 0,47001 149,11
этиллактат 2,5918 2,836
Углеводороды:
лимонен 55,109 1,0425
Первичные спирты :
ме танол 26,173 505,85
этанол, % об. 32,099 39,049
1-пропанол 22112 9184,3
1-бутанол 614,79 378,67
1-амилол 62,299 41,401
1-гексанол 337,1 267,87
Вторичные спирты:
2- пропанол - 4,7348
2- бутанол 2137,1 2352,6
изобутанол 54322 17848
изоамиловый 141160 37978
Третичные спирты:
тр ет-бутанол 0,14838 -
Ароматические одноатомные спирты:
фе нилэтанол 13,958 9,298
Многоатомные спирты:
2,3- бутиленгликоль 28,6613 50,7886
Кислоты:
уксусная 25,414 91,331
масляная 1928,9 0,22664
изомасляная 6,5653 0,76511
изовалериановая 0,66912 2,5549
Крепость, % об. 60,01 46,7
30-40% об., сивушных спиртов и сивушных масел, воды, эфиров и альдегидов до 30, 40, 0,5% об. соответственно.
Описанные приемы переработки побочных продуктов ректификации не позволяют получить из СЭАФ ректификованный спирт, соответствующий требованиям ГОСТ, так как СЭАФ представляет собой многокомпонентную смесь, в которой этанол и вода не являются ведущими компонентами, определяющими поведение примесей по высоте колонны.
Цель данного исследования - разработка техноло -гического режима для переработки СЭАФ с получением высококачественного ректификованного спирта и ценного продукта - сивушного масла.
Предварительно провели хроматографический анализ СЭАФ, отобранной из верхнего и нижнего слоя смеси (таблица). Поиск оптимального технологического режима для переработки СЭАФ проводили для действующей БРУ ОАО АПФ «Фанагория» методом математического моделирования в среде сложных химико-технологических систем. Параметрами оптимизации в эпюрационной и ректификационной колоннах являлись номера тарелок отбора эпюрата, сивушного масла и боковых погонов и их расходы, а также расходы головной фракции, отбираемой с верха эпюрацион-ной и ректификационной колонн. При оптимизации исследовали варианты рециркуляции боковых погонов в бражную и эпюрационную колонны. Функцией цели служил выход пастеризованного спирта, в качестве ограничения - требования к качеству спирта по ГОСТ Р 51652-2000.
В качестве исходной рассматривали традиционную схему работы эпюрационной и ректификационной колонн с использованием открытого и закрытого обогревов, согласно которой разделяемая смесь поступала в среднюю часть эпюрационной колонны, состоящей из 55 тарелок. Из конденсатора этой колонны отбирали ЭАК, а эпюрат подавали на 16-ю тарелку спиртовой колонны, состоящей из 96 тарелок. Отбор сивушных спиртов проводили из жидкой фазы с тарелок, расположенных выше, а сивушных масел - из паровой фазы с тарелок, расположенных ниже питательной тарелки. По расчетам установили, что получаемый спирт-ректификат не отвечает требованиям ГОСТ Р 51652-2000. «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия», так как содержит большое количество эфиров, альдегидов, сивушных спиртов и сивушных масел даже при больших количествах отборов этих веществ. В связи с этим исходный вариант был отклонен.
При расчете технологического режима работы установки определили, что разделение СЭАФ возможно при работе на закрытом обогреве эпюрационной и ректификационной колонн. Для верхнего и нижнего слоев СЭАФ технологические режимы работы установки различны.
Для переработки верхнего слоя СЭАФ получен следующий технологический режим работы установки. Разделяемая СЭАФ разбавляется 60% об. воды и поступает в среднюю часть эпюрационной колонны, из конденсатора последней отбирается ЭАК в количестве
определяемом количеством головных примесей в разделяемой СЭАФ. С 3-4-й тарелки снизу, отбирается эпюрат, подаваемый в ректификационную колонну, а из нижней части эпюрационной колонны выводится сивушная фракция с содержанием этанола 2-4% об. и направляется в сборник сивушного масла. С тарелки, расположенной выше тарелки отбора эпюрата, в небольшом количестве отбирается боковой погон для вывода примесных компонентов, имеющих максимум накопления над тарелкой отбора эпюрата. Головная фракция, отбираемая из конденсатора ректификационной колонны, рециркулирует на верхнюю тарелку эпюрационной колонны. Спирт-ректификат отбирается с 92-й тарелки 96-тарельчатой ректификационной колонны. Кубовый остаток ректификационной колонны, содержащий не более 4-6% об. этанола и значительное количество высших спиртов, сложных эфиров и альдегидов, выводится в сборник сивушного масла, где смешивается с кубовым остатком эпюрационной колонны. Образующаяся смесь в сборнике сивушного масла расслаивается на две жидкие фазы: водную фракцию и сивушное масло, отвечающее требованиям
ГОСТ 17071-91. «Масло сивушное». Водная фракция направляется в передаточный чан или в бражной дистиллят.
При переработке нижнего слоя СЭАФ технологический режим отличается только работой эпюрацион-ной колонны. Разделяемая СЭАФ не разбавляется водой, а эпюрат отбирается с низа эпюрационной колонны и направляется на питательную тарелку ректификационной колонны.
В результате разделения получили пищевой этиловый спирт 1-го сорта, выход которого составляет 60% от потенциального содержания этанола в разделяемой смеси.
ЛИТЕРАТУРА
1. Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. -
336 с.
2. Технология спирта / Под ред. В.Л. Яровенко. - М.: Ко -лос, 1999. - 464 с.
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Поступила 13.12.05 г.
664.8.036.53:664.854.8
РАСЧЕТ ПРОЦЕССА НА СЫЩЕНИЯ ПРИ ПРОТИВОТОКЕ САХАРНОГО РАСТВОРА И ПОГЛОЩАЮЩЕЙ МЯКОТИ
В.А. ПРИЧКО, В. А. КОВАЛЕВ, Е.Н. КОНСТАНТИНОВ
Кубанский государственный технологический университет
Насыщение мякоти плодов сахаром из окружающего раствора является адсорбционным процессом. Сорбционные процессы в системе твердое тело-жидкость проводят двумя основными способами: статическим и динамическим. При статической сорбции исходные вещества одновременно загружают в аппарат, взаимодействие сорбента с раствором происходит одинаково во всем объеме аппарата, изменяются только временные параметры. Динамическую сорбцию осуществляют или методом противотока сорбента и раствора или путем фильтрования раствора через неподвижный слой адсорбента. Возможно комбинирование описанных способов. На первом этапе исходный раствор контактирует со свежим сорбентом по статическому способу. На втором - или обедненный раствор пропускают сквозь слой свежего адсорбента, или сквозь частично отработанный слой пропускают свежий раствор. Задача данной работы - разработка метода расчета и выбор эффективного варианта реализации процесса сорбции для насыщения мякоти плодов и овощей сахаром из раствора.
Уравнение рабочей линии - материального баланса - для случая однократного насыщения имеет вид:
V,0 х0 + V0 20 = V* хж + V* 2ж, (1)
где х0, 2?, X, - содержание сахара в наружном и поровом раство-
рах в начальный и конечный моменты времени, кмоль/м3; V,0, V,0, V* V,,* - объемы растворов в начальный и конечный моменты времени, м3.
Если объем порового раствора постоянен, то не изменяется и объем наружного раствора. Значения 2°, 2, а также температура процесса t известны из техниче -ского задания на расчет процесса и проектирования аппарата. Потери сахара с наружным раствором определяются произведением объема наружного раствора V* на остаточное содержание сахара в нем хК. Кроме того, уменьшение объема наружного раствора уменьшает размеры аппарата при той же производительности по конечному продукту. Следовательно, объем наружного раствора должен быть минимальным.
