СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ЭТАНОЛА И ВОДЫ

1. Способ получения смеси этанола и воды, в котором поддающиеся ферментации сырьевые материалы (1), выбранные из сахаров и сырьевых материалов, способных гидролизоваться до поддающихся ферментации сахаров, и любые необходимые вспомогательные вещества (2, 3) подают в реактор (4); сырьевые материалы ферментируют в реакторе (4); затем смесь этанола и воды отделяют от ферментационного раствора, содержащегося в реакторе, в выпарном аппарате (13), а неферментированное вещество (6) удаляют из реактора, отличающийся тем, что во время ферментации ферментационный раствор (7, 9) из реактора (4) непрерывно подают в первый выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (13), смесь этанола и воды испаряется в первом выпарном аппарате с падающей пленкой жидкости, пар (14), полученный в выпарном аппарате, конденсируют, а конденсированную смесь этанола и воды концентрируют во втором выпарном аппарате с падающей пленкой жидкости (18), который расположен последовательно с первым выпарным аппаратом с падающей пленкой жидкости (13); воду удаляют из второго выпарного аппарата (18) посредством нижнего слива (20), а нелетучие вещества (15) удаляют из первого выпарного аппарата (13) и повторно возвращают в реактор (4).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реактор представляет собой ферментационный резервуар (4).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду, отделенную во втором выпарном аппарате с падающей пленкой жидкости (18), возвращают в выпарной аппарат для минимизации концентрации этанола в воде перед удалением воды (20) из выпарного аппарата.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферментационный раствор подают из реактора (4) в сепаратор твердых веществ (8), в котором суспензию, содержащую твердые вещества (10, 11), отделяют от ферментационного раствора, а ферментационный раствор (12) подают из сепаратора твердых веществ в первый выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (13).
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что суспензию, содержащую твердые вещества (10), отделенную в сепараторе твердых веществ, возвращают в реактор (4).
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что суспензию, содержащую твердые вещества (11), отделенную в сепараторе твердых веществ, удаляют из процесса.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем используют более двух выпарных аппаратов с падающей пленкой жидкости (13, 18), соединенных последовательно, для отделения и концентрирования смеси этанола и воды.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь этанола и воды концентрируют до концентрации этанола, равной примерно 35-65 мас.%.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь этанола и воды концентрируют до концентрации этанола, равной примерно 40-50 мас.%.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что сырьевой материал подают по трубопроводу (1) в ферментационный резервуар (4); любые необходимые вспомогательные вещества подают в ферментационный резервуар по трубопроводам (2) и (3); при опорожнении ферментационного резервуара (4) неферментированное вещество удаляют через трубопровод (6); газы, образовавшиеся в ферментационном резервуаре в результате спиртового брожения, удаляют из ферментационного резервуара через трубопровод (5); в зависимости от состава ферментационного раствора ферментационный раствор подают либо по трубопроводу (7) через сепаратор твердых веществ (8) в первый выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (13), либо непосредственно из ферментационного резервуара (4) по трубопроводу (9) в первый выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (13); из сепаратора твердых веществ (8) суспензию с высоким содержанием твердых веществ возвращают в ферментационный резервуар (4) по трубопроводу (10), или суспензию с высоким содержанием твердых веществ в сепараторе твердых веществ (8) удаляют из процесса с помощью трубопровода (11); из первого выпарного аппарата с падающей пленкой жидкости (13) пар по трубопроводу (14) подают в конденсатор (16), из которого поток конденсата по трубопроводу (17) подают во второй выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (18), соединенный последовательно с первым выпарным аппаратом; из первого выпарного аппарата с падающей пленкой жидкости нелетучие вещества подают по трубопроводу (15) в ферментационный резервуар (4); нижний поток из второго выпарного аппарата с падающей пленкой жидкости (18), состоящий, в основном, из воды, удаляют через трубопровод (20); пар из второго выпарного аппарата с падающей пленкой жидкости (18) подают по трубопроводу (19) в конденсатор (21), а оттуда по трубопроводу (22) в конечный конденсатор (23), из которого конденсированную смесь этанола и воды подают по трубе (24) в резервуар-накопитель (25) смеси этанола и воды, а отходящий из конечного конденсатора газ выводят из процесса по трубопроводу (26).
11. Установка для получения смеси этанола и воды, содержащая реактор (4), в который загружают сырьевые материалы и любые необходимые вспомогательные вещества, и в котором сырьевые материалы ферментируются с получением ферментационного раствора; выпарной аппарат (13), в котором смесь этанола и воды отделяют от ферментационного раствора; трубопроводы (7, 9, 12) для отведения ферментационного раствора из реактора (4) и подачи его в выпарной аппарат (13); отводящий трубопровод (6) для отведения неферментированного вещества из реактора, отличающаяся тем, что установка включает первый выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (13) для отделения смеси этанола и воды от ферментационного раствора и второй выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (18) для концентрирования смеси этанола и воды; причем второй выпарной аппарат с падающей пленкой жидкости (18) соединен последовательно с первым выпарным аппаратом с падающей пленкой жидкости (13); конденсатор для конденсирования смеси этанола и воды, полученной из первого выпарного аппарата (13), перед подачей ее во второй выпарной аппарат (18); отводящий трубопровод (20) для сброса воды из второго выпарного аппарата в виде нижнего потока; и трубопровод (15) для отведения нелетучих веществ из первого выпарного аппарата (13) и возвращения его в реактор.
12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что реактор представляет собой ферментационный резервуар (4).
13. Установка по п.11, отличающаяся тем, что она включает сепаратор твердых веществ (8), который установлен между реактором (4) и первым выпарным аппаратом с падающей пленкой жидкости (13), и в котором суспензию, содержащую твердые вещества (10, 11), отделяют от ферментационного раствора.
14. Установка по п.11, отличающаяся тем, что она включает возвратный трубопровод (10) для возвращения суспензии, содержащей твердые вещества, из сепаратора твердых веществ (8) в реактор (4).
15. Установка по п.11, отличающаяся тем, что она включает более двух соединенных последовательно выпарных аппаратов с падающей пленкой жидкости (13, 18) для отделения и концентрирования смеси этанола и воды.
16. Применение смеси этанола и воды, полученной способом по любому из пп.1-10, в качестве компонента топлива, характеризующееся тем, что смесь этанола и воды концентрируют до желаемого содержания в ней этанола, а концентрированную смесь этанола и воды смешивают с другими компонентами топлива с получением предварительно заданной топливной смеси.
17. Применение смеси этанола и воды в качестве компонента топлива, отличающееся тем, что смесь этанола и воды концентрируют с получением смеси, содержащей более 85 мас.% этанола.