Процесс и стадии производства спирта на оборудовании

Содержание

Образование этилового спирта

Этиловый спирт образуется в процессе брожения бражки, также содержащей в своем составе воду, экстрактивные вещества, летучие примеси и взвешенные органические частицы. Процесс выделения этилового спирта из вызревшей бражки называется перегонкой, тогда как полученный продукт, в зависимости от количества примесей и уровня крепости, называется бражным дистиллятором или спиртом–сырцом. Остаток процесса перегонки называется бардой. В настоящее время, для извлечения спирта из вызревшей бражки большинство спиртовых заводов используют непрерывно функционирующие брагоректификационные аппараты, сразу же осуществляющие отделение от спирта–сырца различных примесей с обеспечением получения сразу окончательного продукта – ректификованного этилового спирта.

Процесс перегонки вызревшей бражки заключается в разделении смеси жидкостей при различных температурах кипения, так как при нагревании смеси жидкостей в образовывающихся парах всегда присутствует компонент с более низкой температурой кипения. В частности при нормальном атмосферном давлении температура кипения воды составляет 1000С, в то время как безводного этилового спирта 780С, тем самым делая спирт более летучим, и, следовательно, с большим содержанием в парах, образовывающихся в процессе нагрева бражки, чем в перегоняемой жидкости.

Перегон браги

Каждому определенному составу жидкости при определенной температуре кипения соответствует точно определенный состав паров. С увеличением содержания количества спирта в перегоняемой бражке значительно уменьшается его коэффициент испарения в паровой фазе, тем самым обусловливая то, что чем крепче спиртовая жидкость или просто бражка, тем сложнее ее укрепить. В качестве примера, перегонка спиртовой жидкости с содержанием спирта 97,2 % проходит без изменения состава, тогда как при перегонке спиртовой жидкости с содержанием менее 97%, в процессе кипячения в образовывающиеся пары переходит больше спирта, чем воды.

Перегон брагиВ случае частичного конденсирования спиртовых паров возможно добиться того, что вода будет отбрасываться в конденсат, а не в пар, тем самым обогащая пар спиртом. Принцип частичной конденсации паров с целью их максимального укрепления спиртом применяется во всех существующих перегонных аппаратах, тогда как соотношение количества конденсата, возвращаемого из дефлегматора по отношению к количеству изготовленного спирта, называется флегмовым числом. С учетом того, что чем выше данное значение, тем выше уровень концентрации спирта в перегонном паре.

Оборудование для производства спирта

Оборудование для производства спирта представлено брагоперегонными, так называемыми, сырцовыми аппаратами, которые, несмотря на то, что морально устарели, используются на спиртовых заводах малой мощности, и по сей день. По принципу действия оборудование для производства спирта делится на:

  1. Одноколонные, обеспечивающие вываривание возвращаемой из дефлегматора флегмы вместе с бражкой в одной колонне, разделенной на две секции: спиртовую и бражную.
  2. Двухколонные аналоги, соответственно, оснащенные двумя раздельно устанавливаемыми бражной и спиртовой колоннами, с подачей флегмы из дефлегматора уже непосредственно в бражную колонну.

В отличие от одноколонных аппаратов, двухколонные аналоги характеризуются тем, что образовавшиеся в бражной колонне водно–спиртовые пары подаются в спиртовую колонну с укреплением паров спирта в верхней части, и окончательным вывариванием истонченной флегмы–лютера в нижней. В результате того, что в аппаратах данного типа испарение спирта, бражки и флегмы осуществляется в отдельных колоннах, барда обладает большей концентрацией сухих веществ, тогда как в качестве отходов производства образуется лютер.

В состав одноколонного брагоперегонного аппарата входит, соответственно,:

  • одна колонна,
  • двухбарабанный дефлегматор,
  • бардорегулятор,
  • холодильник для спирта,
  • вспомогательное оборудование.

Агрегаты брагоперегонного аппарата

Основным агрегатом данного брагоперегонного аппарата является колонна, разделенная внутри посредством ряда колпачков и ситчатых тарелок на отдельные секции, нижняя из которых является источающей–бражной, а верхняя укрепляющей–спиртовой. Основным предназначением бражной колонны является извлечение спирта из вызревшей бражки методом сложной перегонки. Внутрибражная колонна оснащается, в зависимости от модификации, 16–19 специальными колпачковыми тарелками, обеспечивающими тесный контакт жидкости и пара. Нижняя часть бражной колонны является выварной камерой, обеспечивающей окончательное вываривание спирта из бражки, а также последующий вывод из колонны полностью вываренной бражки–барды.

Рассмотрим более подробно оборудование для производства спирта. Основным предназначением спиртовой колонны является обеспечение укрепления водно-спиртовых паров, образованных в бражной колонне. Конструкционно спиртовая колонна состоит, в зависимости от модификации, из 8–12 тарелок и функционирует по следующей технологии. Посредством специального насоса вызревшая бражка подается в трубы дефлегматора, где и нагревается до температуры от 75 до 900С теплом частично конденсированных в межтрубном пространстве дефлегматора водно–спиртовых паров. После чего подогретая бражка подается через смотровой фонарь на верхнюю тарелку бражной колонны одновременно с флегмой, поступающей из вышерасположенной спиртовой колонны. Затем бражка стекает по тарелкам в самый низ колонны и попадает в выварную камеру, после чего полученная барда из выварной камеры подается в специальный бардяной регулятор и выводится из аппарата.

Образование водно-спиртовых паров

Пар в колонну вводится через специальный барботер, после чего проходит снизу вверх через колонну и тем самым обеспечивает подогрев бражки до уровня кипения. В процессе подъема пара с тарелки на тарелку, он обогащается спиртом, в то время как движущаяся вниз бражка истощается содержанием спирта до уровня впоследствии удаляемого барда со следами спирта 0,015%. Из бражной колонны водно–спиртовые пары с уровнем крепости около 50% подаются в спиртовую часть колонны, где располагаются тарелки с флегмой, стекающей из дефлегматора. Основным предназначением флегмы является укрепление поднимающихся по спиртовой колонне водно–спиртовых паров. В процессе прохождения через спиртовую колонну снизу тубы нагревают флегму до температуры кипения и обогащаются спиртом, тогда как в верхней части колонны спиртовые пары поступают в дефлегматор, частично конденсируются, и в качестве флегмы поступают на верхнюю тарелку колонны.

Образование водно-спиртовых паровКоличество возвращаемой в аппарат флегмы напрямую зависит от требуемой крепости спирта. В качестве примера для получения спирта крепостью 88% флегмовое число будет равно 2,5. Прошедшие дефлегматор пары подаются в специальный холодильник, обеспечивающий конденсацию паров в верхней трубчатой части, и охлаждение в нижнем змеевиковом отсеке, с последующей подачей готового продукта спирта–сырца в смотровой фонарь и через контрольный снаряд в специальное спиртохранилище. В качестве основного требования уровень крепости готового спирта–сырца должен быть не ниже 88%. Оборудование для производства спирта также представлено брагоперегонными аппаратами, использующими в своем устройстве колпачковые и ситчатые тарелки.

Технология производства спирта, видео