9. Получение спирта-ректификата

Для получения спирта-сырца служат брагоперегонные сырцовые установки. Они бывают одно- и двухколонные.

Рис. 5. Схема одноколонной сырцовой установки

Одноколонная сырцовая установка (рис. 5) состоит из колонны (1), дефлегматора (3) и холодильника (4). Колонна представляет собой цилиндрический металлический аппарат, внутри которого располагаются контактные устройства - тарелки (2) (насадки различной конструкции, способствующие контакту пара и жидкости). В нижнюю часть колонны подается пар (П).

Дефлегматор - это теплообменник, где происходит частичная конденсация паров. Холодильник предназначен для полной конденсации и охлаждения паров.

Колонна условно разделена на две части: нижнюю, которая называется отгонной или бражной, и верхнюю - спиртовую или концентрационную (укрепляющую). Такая колонна называется полной (одноколонной).

Неполные установки характеризуются тем, что отгонная и концентрационная колонны действуют самостоятельно (двухколонные).

В настоящее время чаще используют одноколонные установки. Они проще по устройству, меньше расходуют воды, пара, однако имеют большую высоту.

Процесс получения спирта-сырца на одноколонных установках идет следующим образом. Из бродильного отделения бражка (А) непрерывно поступает в дефлегматор, где нагревается до 65-75 ºС и направляется в среднюю часть колонны на тарелку (называется питающей). В нижнюю часть колонны вводится пар, который поднимается вверх, контактирует со стекающей вниз бражкой (или флегмой) и обогащается легколетучим компонентом.

Обогащенные пары спирта из верхней части колонны поступают в дефлегматор, где 2/3 конденсируется благодаря отдаче тепла на подогрев бражки и воды (В). Сконденсированная жидкость в дефлегматоре (называется флегмой) стекает в колонну. Из флегмы на тарелках в верхней части колонны при контакте с поднимающимися водно-спиртовыми парами извлекается спирт. При этом происходит укрепление или концентрирование водно-спиртовых паров. Данный процесс протекает непрерывно.

Несконденсированные пары из дефлегматора направляются в холодильник, где полностью конденсируются и охлаждаются. Выходит спирт-сырец (СС). Флегма, освобожденная от спирта, называется лютерной водой (Л), а бражка, из которой отогнан спирт - бардой (Б).

Требования к спирту-сырцу:

Внешний вид - прозрачная бесцветная жидкость без посторонних частиц.

Вкус и запах - характерный для используемого сырья, без привкусов и запахов посторонних веществ.

Крепость - не менее 88 % об.

Для очистки спирта-сырца от примесей можно использовать ректификационные установки периодического и непрерывного действия. В первых выход спирта составляет 75 %, во вторых - 94-96 %, поэтому последние более перспективны. Они состоят из 2-х, 3-х, 4-х и более колонн. Например, 2-колонная установка включает эпюрационную колонну, где из спирта-сырца выделяются головные примеси, и спиртовую, предназначенную для отделения промежуточных и хвостовых примесей. Такие установки обычно монтируются на ликероводочных заводах, куда поступает спирт-сырец.

Чаще всего на спиртзаводах получают ректификованный спирт непосредственно из бражки на брагоректификационных установках (БРУ). Брагоректификационные установки классифицируют по следующим признакам:

• по рабочему давлению в колонне: работающие при атмосферном давлении и под вакуумом;

• по технологическому принципу: прямого, косвенного и полупрямого (смешанного) действия;

• по числу колонн: трех-, четырех-, пятиколонные и более.

БРУ обычно состоят из трех основных колонн (бражной, эпюрационной и спиртовой) и 1-3 дополнительных.

Бражная колонна служит для отделения летучей части бражки от нелетучей.

Эпюрационная колонна предназначена для выделения головных примесей. Спирт, освобожденный от головной фракции, называется эпюратом.

Спиртовая колонна служит для освобождения спирта от промежуточных примесей. Выходит спирт-ректификат.

В качестве дополнительных в случае необходимости могут быть установлены сивушная колонна (для выделения и концентрирования промежуточных примесей) и колонна окончательной очистки (отделяются концевые примеси, которые уходят вместе с головными).

Различия БРУ по технологическому принципу заключаются в способе включения бражной колонны в схему ректификации. На отечественных спиртзаводах в качестве типовых приняты БРУ косвенного действия (рис. 6).

Рис. 6. Принципиальные схемы брагоректификационных установок:

1 - бражная колонна; 2 - эпюрационная колонна; 3 - спиртовая колонна; П - греющий пар; А - бражка;

Б - барда; Л - лютерная вода; РС - ректификованный спирт; ГФ - головная фракция;

СМ - сивушное масло; Д - дефлегматор

В этих установках все колонны (бражная, эпюрационная и спиртовая) связаны между собой жидкостными потоками. Каждая колонна обогревается греющим паром.

В установках прямого действия (рис. 6) греющий пар поступает только в бражную колонну, а эпюрационная и спиртовая обогреваются водно-спирто-вым паром, выходящим из верхней части бражной колонны. Связь между колоннами - паровыми потоками. Головные примеси выделяют непосредственно из бражки в эпюрационной колонне, которая установлена над бражной.

В БРУ полупрямого (смешанного) действия (рис. 6) бражная и эпюрационная колонны связаны паровым потоком, а эпюрационная и спиртовая - жидкостным.

В зависимости от степени очистки этиловый ректификованный спирт подразделяют: на первый сорт (не используется в пищевой промышленности); высшей очистки; «Базис», «Экстра», «Люкс», «Альфа».

Спирты «Люкс», «Экстра» и «Базис» вырабатывают из различных видов зерна и смеси зерна и картофеля, причем «Люкс» и «Экстра» - только из кондиционного зерна. Спирт «Альфа» получают только из кондиционного зерна пшеницы и ржи или их смеси.

Спирты высшей очистки и первого сорта вырабатывают из зерна (в том числе и из некондиционного), картофеля, сахарной свеклы, мелассы или их смеси.

Спирт этиловый ректификованный должен удовлетворять следующим требованиям (ГОСТ Р 51652-2000):

Внешний вид - прозрачная жидкость без посторонних частиц

Вкус и запах - характерные для конкретного наименования этилового спирта, выработанного из соответствующего сырья, без привкуса и запаха посторонних веществ.

Физико-химические показатели приведены в таблице 4.

Таблица 4

Физико-химические показатели этилового ректификованного спирта

Наименование показателей	Норма для спирта
	1 сорта	высшей	«Базис»	«Экстра»	«Люкс»	«Альфа»
Объемная доля этилового спирта, %, не менее	96,0	96,2	96,0	96,3	96,3	96,3
Проба на чистоту с Н2SО4	Выдерживает
Проба на окисляемость, мин, при 20 0С, не менее	10	15	20	20	22	20
Масс. конц. в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более: альдегидов эфиров сивушного масла свободных кислот	10 30 35 20	4 15 8 15	5 13 5 15	2 10 6 12	2 5 6 8	2 10 6 12
Объемная доля метилового спирта, %, не более	0,05	0,05	0,05	0,03	0,03	0,003