Этиловый спирт, отогнанный в смеси с сопутствующими летучими примесями (эфирами, альдегидами, другими спиртами), называется спиртом-сырцом.

Согласно ГОСТу спирт-сырец должен быть бесцветной прозрачной жидкостью без посторонних включений с характерным запахом и вкусом (в зависимости от вида сырья) и иметь крепость не менее 88 %об.

Спирт-сырец используют для технических целей или для получения ректификовонного спирта.

Ректификованный спирт получают путем очистки спирта-сырца от сопутствующих летучих примесей с помощью ректификации.

Спирт-этиловый ректификованый согласно ГОСТу должен быть бесцветным, прозрачным, без посторонних частиц, с характерным для данного вида вкусом и запахом, без привкуса и запаха посторонних веществ. В спирте не допускается содержание фурфурола, он должен выдерживать пробу на чистоту и на отсутствие метилового спирта.

Различают три вида ректификовонного спирта: экстра, высшей очистки и 1 сорт.

Сорт экстра вырабатывают из кондиционного зерна,

Спирт высшей очистки и 1 сорта вырабатывают из зерна, картофеля или зерна и картофеля; из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы в различных соотношениях; из мелассы.

Физико-химическая характеристика ректификованного спирта:

Теоретические основы процесса ректификации

Ректификация – процесс разделения жидких летучих смесей на компоненты или группы компонентов (фракций) путем многократного двухстороннего массо- и теплообмена между противоточно движущимися паровым и жидкостным потоками.

Необходимое условие процесса ректификации – различная летучесть (упругость пара) отдельных компонентов.

Для разделения многокомпонентных смесей применяют несколько последовательно работающих полных ректификационных колонн, каждая из которых разделяет поступающую в нее смесь на дистиллят, состоящий из одного или нескольких летучих компонентов и остаток, сотоящий из одного или нескольких труднолетучих компонентов.

Получение спирта-ректификата

Выделение спирта-сырца из бражки осуществляется на одно- или

двуколонных установках.

Основными элементами одноколонной сырцевой установки являются полная ректификационная колонна, дефлегматор и холодильник.

Бражка подается непрерывно из бродильного отделения и проходя дефлегматор нагревается до температуры 65-75гр.С, а затем поступает в среднюю часть колонны.

Нижняя часть колонны (бражная или отгонная) служит для извлечения спирта из бражки. Она имеет 18-20 одноколпачковых тарелок, по которым сверху вниз стекает бражка.

Извлечение спирта и сопутствующих ему летучих примесей осуществляют на тарелках встречным потоком пара, который вводится в нижнюю часть бражной колонны.

Бражку, освобожденную от спирта (остаток), называют бардой. Она непрерывно отводится из колонны с помощью гидравлического затвора или регулятора отвода барды, которые обеспечивают свободный выход из колонны барды и препятствуют выходу греющего пара.

В верхней части колонны (спиртовой или укрепляющей) обычно устанавливают 10 ситчатых тарелок, на которых происходит контакт стекающей флегмы, поступающей из дефлегматора, с поднимающимися из бражной части колонны водно-спиртовыми парами.

В процессе тепло- и массообмена, происходящих при контакте на тарелках, осуществляется концентрирование (укрепление) спирта в поднимающихся по колонне парах за счет извлечения его из флегмы.

Спиртовые пары крепостью около 88% об. из колонны поступают в дефлегматор, где значительная их часть (2/3-3/4) конденсируется благодаря отдаче тепла на подогрев бражки и воды и образует флегму.

Несконденсировавшаяся часть (1/3-1/4) спиртовых паров поступает в холодильник спирта-сырца, где происходит их конденсация и охлаждение.

В сырцевых установках все детали, соприкасающиеся с бражкой, бардой и спиртопродуктами , изготавливаются из меди. Допускается для изготовления отдельных деталей применять кислотостойкую нержавеющую сталь.

Получение ректификованного спирта из спирта-сырца

Для очистки спирта-сырца от примесей до настоящего времени применяются ректификационные установки периодического действия.

Такая установка состоит из куба (емкости) с поверхностью нагрева, ректификационной колонны с 30-6- ситчатыми или многоколпачковыми тарелками, дефлегматора, холодильника и сортировочного крана.

Спирт-сырец предварительно обрабатывают гидроксидом натрия, карбонатом натрия и перманганатом калия, в результате чего происходит частичное омыление эфиров, нейтрализация кислот, окисление альдегидов и непредельных соединений.

Затем спирт-сырец загружают в куб и кипятят путем ввода греющего пара в змеевик, а частично через барботер.

Пары спирта и летучих примесей из куба поступают в колонну и, проходя вверх по колонне, в начальный момент полностью конденсируются, образуя флегму.

Главные примеси, обладающие большей летучестью, концентрируются в верхней части колонны первыми и отбираются первыми в виде так называемой головной, или эфиро-альдегидной фракции (ЭАФ).

ЕЕ количество обычно составляет 3-5% от общего количества загружаемого в куб спирта-сырца.

Затем отбирают фракцию спирта II начального сорта (6-12%), которая в значительной степени загрязнена головными примесями.

Как только спирт по пробе будет удовлетворять требованиям стандарта на ректификованый спирт, начинают отбор I сорта (или соответственно высшей очистки).

Выход фракции ректификованного спирта обычно колеблется в пределах 65-80% и зависит как от содержания примесей в спирте-сырце,так и от требуемой степени очистки ректификованного спирта.

Когда анализ покажет и органолептические испытания покажут, что в ректификованном спирте появляются промежуточные примеси, переходят к отбору фракции спирта II концевого сорта. При этом начинает понижаться крепость спирта вплоть до 80% об.

После отбора фракции II концевого сорта из колонны выходит фракция, обагощенная сивушными маслами (смесь пропилового, бутилового и амилового спиртов). Фракции спирта II начального и II концевого сортов обычно смешивают со спиртом-сырцом и подают на очередную загрузку куба.

На периодически действующих ректификационных установках выход ректификованного спирта составляет около 75%, а низшие сорта требуют повторной переработки, что ведет к дополнительному раходу пара.

Ректификационные установки периодического действия постепенно заменяются установками непрерывного действия – более прогрессивными. Они обеспечивают более высокий выход ректификованного спирта (94-96%), концентрацию побочных фракций головных и промежуточных продуктов (исключается повторная переработка низших сортов),легче поддаются автоматизации.

В установках непрерывного действия спирт-сырец последовательно освобождается от различных примесей в соответствии со значениями коэффициентов испарения.

В установках непрерывного действия спирт-сырец последовательно освобождается от различных примесей в соответствии со значениями коэффициентов испарения.

В спиртовой промышленности применяют двух-, трех-, четырехколонные ( и более) ректификационные установки непрерывного действия

На ректификационных колоннах непрерывного действия выход ректификованного спирта составляет 92-97 %, эфиро-альдегидной фракции 1,5-5%, сивушного масла 0,3-0,35%,потери сприта при ректификации составляют 0,4-0,8% от введенного в

установку спирта-сырца.

На спиртовых заводах в основном ректификованный спирт получают непосредственно из бражки на брагоректификационных установках, которые заменяют сырцевые и ректификационные установки.

Побочные продукты ректификации

В процессе очистки спирта получаются побочные продукты ректификации:

эфирно-альдегидная (головная фракция, сивушное масло и сивушный спирт.

С побочными продуктами ректификации выводятся летучие примеси, сопутствующие спирту.

В составе головной фракции содержится около 90% этилового спирта и 2-6% примесей. Состав и содержание примесей и выход головной фракции в значительной мере зависят от вида и качества сырья, условий сбраживания и эпюрации спирта.

Сивушное масло является ценным продуктом. Оно подвергается обычно разгонке на составляющие компоненты, которые затем используют в органическом синтезе для изготовления медицинских препаратов и душистых веществ, как растворители в лакокрасочной промышленности.

Сивушный спирт представляет собой бесцветную жидкость крепостью 75-85% об., с запахом грушевой эссенции используется для приготовления денатурированного спирта.

Зерно-картофельная барда является ценным кормовым продуктом. ЕЕ сушат и используют как добавку к комбикормам или подвергают фильтрованию и на фильтрате выращивают кормовые дрожжи.