4. Основні способи виробництва абсолютного (безводного) спирту

Абсолютний (безводний) етанол виробляють у невеликих кількостях для використання у промисловості органічного синтезу та лабораторній практиці. Згідно з технічними умовами, його якість повинна бути такою: вміст етанолу > 99,8 об. %, вміст альдегідів і органічних кислот — менше ніж 5 та 10 мл/л відповідно. Спирт не повинен містити сухого залишку, мінеральних кислот, лугів та фурфуролу, бути прозорим, безколірним, не мати стороннього запаху та смаку.

Без зміни компонентного складу всіх видів зрілої бражки, які отримують із відомих видів сировини, та (або) зміни параметрів ректифікації неможливо ректифікацією при звичайному тиску отримати спирт з вмістом етанолу вищим, ніж у азеотропної суміші (97,2 об. %). В лабораторії невеликі кількості безводного етанолу можна отримати, фільтруючи його через водовіднімаючі речовини для хімічного зв'язування води, наприклад, за реакцією:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂↓

У промисловості абсолютний спирт можна отримати двома способами. Перший полягає у ректифікаційній перегонці етанол-водних сумішей при низьких (< 0,009 МПа) тисках і пов'язаний з апаратурно-технологічними труднощами його реалізації. Другий спосіб грунтується на використанні методу трикомпонентних нероздільно-киплячих азеотропних сумішей і є практично єдиним промислово реалізованим методом виробництва безводного спирту як із ректифікованого спирту, так і безпосередньо із бражки. Суть цього методу полягає в наступному. До ректифікованого спирту додають бензол. Трикомпонентна суміш етанол-вода-бензол утворює азеотроп з температурою кипіння 64,85 °С, що складається з 18,5 мас. % етанолу, 7,4 мас. % води (порівняно з 4,43 мас. % у подвійному азеотропі етанол-вода) та 74,1 мас. % бензолу. Потрійний азеотроп в ректифікаційній колоні переміщується вгору, як головна фракція, а після виведення із колони і наступного охолодження розподіляється на два шари: верхній, що складається, в основному, із бензолу, та нижній — із суміші етанолу та води.

Для отримання абсолютного спирту ректифікат і бензол вводять у дегідратаційну колону, в якій відганяється потрійна азеотропна суміш, яка і відбирає від етанолу воду. Із нижньої частини колони відводять зневоднений спирт. Дегідратаційна колона обов'язково має закритий обігрів. Азеотроп після охолодження поступає в декантатор, де розшаровується. Верхній бензольний шар знову повертають у дегідратаційну колону, а водно-спиртова суміш нижнього шару надходить у спиртову колону, де спирт концентрується і, як і бензол, повертається в дегідратаційну колону. Вода відводиться із нижньої частини спиртової колони. В системі постійно циркулює певна кількість бензолу, що переносить воду із дегідратаційної колони в декантатор. При використанні брагоректифікаційної установки отриманий в ній ректифікат напряму, без охолодження, вводять в дегідратаційну колону.

На виробництво 1 дал абсолютного спирту витрачають 15—20 кг гріючого пару, 0,25 м³ води та 0,01 кг бензолу.

5. Напрями еволюції сучасних технологій спиртових виробництв

Головними напрямами вдосконалення технологій виробництва етанолу є:

• розширення сировинної бази переважно у напрямку нехарчових видів;

• комплексне використання вихідної сировини як джерела для виробництва спирту, побічних продуктів і відходів;

• перехід на комплексно автоматизовані безперервні, замкнені технологічні схеми;

• оптимізація параметрів роботи технологічного обладнання з точки зору собівартості продукції;

• вдосконалення схеми очищення спирту і підвищення якості спиртової продукції.

Сировинна база спиртової промисловості України є практично невичерпною, і при раціональному її використанні та переробці за допомогою сучасних технологій Україна може зайняти гідне місце серед світових експортерів спиртової продукції широкого асортименту та найвищої якості.