Для производства высококачественного пищевого спирта Техинсервис ПГ предлагает комплексное решение по внедрению энергоэффективной браго-ректификационной установки на базе массообменных колонн и блока обезвоживания.
Отличительной характеристикой БРУ Техинсервис® является возможность получения конечного продукта, который по своим характеристикам превосходит требования регламента ЕС 110/2008 по следующим показателям:
- массовое содержание эфиров в пересчёте на уксусно-этиловый эфир в безводном спирте – не более 0,2 грамм/гектолитр;
- массовое содержание альдегидов в пересчёте на уксусный альдегид в безводном спирте – не более 0,1 грамм/гектолитр;
- массовое содержание высших спиртов в пересчёте на смесь изоамилового и изобутилового спиртов (1:1) в безводном спирте – не более 0,1 грамм/гектолитр;
- массовое содержание метилового спирта в безводном спирте – не более 0,2 грамм/гектолитр.
Особенности очистки спирта на браго-ректификационной установке Техинсервис® с блоком обезвоживания
До появления и распространения в промышленности мембранного способа обезвоживания, позволяющего обезвоживать спирт без негативного влияния на его физико-химические и органолептические свойства, очистка этилового спирта от примесей на классических браго-ректификационных установках (БРУ) сводилась к разделению (ректификации) не бинарной системы «этанол-примесь» (в случае обезвоженного спирта), а тройной системы «вода-этанол-примеси». Главной причиной «нестандартного поведения» примесей по отношению к этанолу (и как следствие сложности их выделения) является наличие водных связей у этанола и примесей. Изменение летучести и коэффициента ректификации примесей при различных концентрациях спирта обуславливает необходимость на определённых участка БРУ использовать в том числе и дополнительную подачу воды (приёмы гидроселекции, экстракция и т.д.), что позволяет не смотря на температурные особенности тройных азеотропов (вода-этанол-примеси) увеличивать летучесть и коэффициент ректификации определённых примесей.
Все примеси, характерные для производства этилового спирта, по своей летучести и коэффициенту ректификации разделены на следующие виды: головные, хвостовые, промежуточные и конечные (таблица 1, столбец 4 и 5).
1. Головные примеси: имеют высокую летучесть, больший коэффициент испарения и коэффициент ректификации, чем у этанола в независимости от его концентрации в растворе. Данные примеси накапливаются в верхней части массообменных колонн и выводятся с паровой фазой.
В классической БРУ головные примеси выделяются на эпюрационной колоне с возможной концентрацией в концентрационных колонах. Для усиления выделения примесей используют прием гидроселекции. На стадии эпюрации добавляют воду на верхнюю тарелку колоны, что позволяет снизить концентрацию этанола и дополнительно увеличить летучесть головной примеси.
В случае БРУ Техинсервис® перечень (в его классическом понимании (таблица 1, столбец 4) выделяемых головных примесей уменьшается, так как влияние воды нивелируется, и происходит разделение бинарной системы «этанол-примесь» за счет классического массообмена, возможность которого подтверждается отсутствием азеотропов между этанолом и представителями головных примесей (таблица 1, столбец 7).
2. Хвостовые примеси: имеют низкую летучесть, меньший коэффициент испарения и коэффициент ректификации, чем у этанола в независимости от его концентрации в растворе. Данные примеси всегда остаются в кубовых остатках бражной и ректификационной колонн и выводятся с бардой и лютерной водой.
3. Промежуточные примеси обладают двойными свойствами: при высоких концентрациях этанола они имеют характер хвостовых примесей (коэффициент испарения и коэффициент ректификации меньше, чем у этанола), а при низких концентрациях этанола они имеют характер головных примесей (коэффициент испарения и коэффициент ректификации больше, чем у этанола).
В классической БРУ промежуточные примеси, состоящие преимущественно из смеси высших спиртов и сложных эфиров, так называемая сивушная фракция (таблица 1, столбец 4), находясь в системе «вода-этанол-примесь», наилучшим образом концентрируются, а в последствии и выделяются; при средней концентрации воды – водные связи в меньшей степени задерживают в системе этанол, а в большей степени промежуточные примеси.
В случае БРУ Техинсервис® в результате удаления воды происходит разделение бинарной системы «этанол-примесь» за счет классического массообмена, возможность которого подтверждается отсутствием азеотропов между этанолом и представителями промежуточных примесей (таблица 1, столбец 7).
4. Конечные примеси аналогично промежуточным примесям обладают двойными, но противоположными свойствами: при низких концентрациях этанола они имеют характер хвостовых примесей (коэффициент испарения и коэффициент ректификации меньше, чем у этанола), а при высоких концентрациях этанола они имеют характер головных примесей (коэффициент испарения и коэффициент ректификации больше, чем у этанола). Характерным представителем конечных примесей является метанол.
В классической БРУ конечные примеси (метанол) выделяются при высоких содержаниях этанола с верха ректификационной колоны (выводятся как непастеризованный спирт), либо выделаются на классической метанольной колонне.
В случае БРУ Техинсервис® конечные примеси (метанол) приобретают свойства головных примесей и выделяются из бинарной системы «этанол-примесь» за счет классического массообмена на метанольной колоне и выводятся с головной фракцией (таблица 1, столбец 5).
Вывод: в результате обезвоживания этанола при его очистке (разделении) промежуточные и конечные примеси теряют свои специфические (двойные) свойства и ведут себя либо как головные примеси (в случае БРУ Техинсервис® – выделение на метанольной колоне), либо как хвостовые примеси (в случаи БРУ Техинсервис® – выделение на сивушной колоне), что подтверждено лабораторными и промышленными испытаниями.