Modern trends in ethanol purification technology
Authors: Никитина Светлана Юрьевна , Шорников Александр Николаевич 
Published: August 2022

Проведен краткий анализ нормативных документов, патентов, оригинальных статей, обзоров и монографий, посвященных перегонке и ректификации этилового спирта, систематизированы требования к качеству и безопасности пищевого этанола. Показано, что ГОСТ 5962-2013 накладывает более жесткие ограничения на содержание большинства конгенеров, чем европейские и евразийские нормативные документы (исключение составляют азотистые летучие основания, не регламентируемые ГОСТом), и отмечено, что современные требования к качеству ректификованного спирта производителей ликероводочной продукции из РФ и ряда стран постсоветского пространства существенно превышают показатели спиртов марок «Экстра», «Люкс», «Альфа» (концентрация примесных соединений в конкурентоспособной продукции не должна быть выше чувствительности газового хроматографа (0,2 мг/дм), исключением являются трудновыводимые ректификацией метанол и изопропанол). В работе представлена сравнительная характеристика основных типов брагоректификационных установок, их технико-экономические показатели и пути совершенствования, отмечено, что на спиртовых заводах РФ наиболее распространены колпачковые колонные аппараты, в последние годы применяются клапанные, ситчатые колонны, приведены сравнительные характеристики различных типов контактных устройств. Описаны традиционные методы ректификации и современные разработки, касающиеся улучшения качества пищевого этанола, показано, что для повышения эффективности очистки этанола необходимо внедрение в производство установок с многократным использованием греющего пара, с максимальным использованием вторичных энергоресурсов, а также применение термокомпрессии, описана работа энергосберегающих установок. В работе отмечено, что развитие брагоректификации связано с совершенствованием автоматической системы управления технологическим процессом (АСУТП), с необходимостью увеличения контролируемых и регулируемых параметров, перехода от локальных систем регулирования отдельных узлов к системам управления БРУ в целом. В статье рассматриваются три взаимосвязанных тренда техники и технологии ректификационной очистки: 1) совершенствование конструкции оборудования для повышения производительности и выхода целевого продукта; 2) разработка новых приемов, направленных на улучшение качественных показателей этанола; 3) создание и внедрение ресурсосберегающих технологий, в том числе с многократным использованием греющего пара.
This article provides an analysis of the latest achievements in the field of distillation and rectification of ethyl alcohol, as well as the requirements for the quality and safety of food-grade ethanol. It is shown that State standart GOST 5962-2013 imposes more stringent restrictions on the content of most congeners than European and Eurasian regulatory documents (except for nitrogenous volatile bases that are not regulated by GOST), and it is noted that modern requirements for quality of rectified alcohol which are imposed by manufacturers of liquor and vodka products from the Russian Federation and some post-Soviet countries significantly exceed the indicators of alcohols of the Extra, Lux, Alpha brands (the concentration of impurity compounds in competitive product should not be higher than the sensitivity of the gas chromatograph (0.2 mg/dm), with the exception of methanol and isopropanol, which are difficult to remove by distillation). The authors present a comparative characteristic of rectifying towers, their technical and economic indicators and approaches to their improvement. It is shown that along with bubble cap plate column apparatus, which are most widely used in the distilleries of the Russian Federation, in recent years valve and sieve-plate columns have also been used. The article gives comparative characteristics for various types of contact devices. The analysis of standard purification methods, as well as modern developments for improving of food-grade ethanol quality, shows that in order to improve the energy efficiency of distillation columns, it is necessary to introduce heating steam recycling, maximize the use of secondary energy resources, as well as apply thermal compression. The operation of energy-saving distillation columns is also described. In addition, the development of the ethanol purification industry involves the improvement of automatic process control systems (APCS), the need to expand the scope of controlled parameters, as well as the need to switch from local regulating systems for separate components to systems for the general control of distillation columns. The article discusses three interrelated trends in purification treatment: 1) improvement of equipment design for higher performance and output of the target product; 2) development of new methods for improving the qualitative characteristics of ethanol; 3) development and implementation of resource-saving technologies.