РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ БРАЖКИ ЭТИЛОВОГО РЕКТИФИКОВАННОГО СПИРТА, ДРОБИНЫ И СГУЩЕННОЙ БАРДЫ

Полезная модель предназначена для получения из бражки этилового ректификованного спирта, осадка из дрожжей в смеси с дробиной и сгущенной барды и может быть использована в спиртовом производстве.
Известна установка непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта и барды (Технология спирта / В.Л.Яровенко, В.А.Маринченко, В.А.Смирнов и др.; Под ред. проф. В.Л.Яровенко. -М.: Колос, 1999. - 464 с.; С.337), состоящая из бражной, эпюрационной и ректификационной колонн, дефлегматоров и конденсаторов к этим колоннам.
Недостатком данной установки является невысокое качество ректификованного спирта, высокий расход греющего пара для получения ректификованного спирта, отвечающего требованиям ГОСТ Р 51652-2000 и малые сроки хранения полученной несгущенной барды.
Известна также установка для получения из барды дробины и сгущенной барды (Мандреа А.Г. Спиртовая барда. Технология утилизации / Пищевая промышленность, 2004. - №3. - С.2-3.), состоящая из декантера и выпарной установки.
Эта установка позволяет получить богатую белками дробину и сгущенную барду, которая используется на корм скоту.
Недостатком данной установки является дополнительный расход греющего пара для получения сгущенной барды.
Наиболее близкой к заявляемой из известных установок является установка непрерывного действия для одновременного получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды (Патент РФ на полезную модель №85357 Ресурсосберегающая установка непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды / Е.Н.Константинов, Т.Г.Короткова, Л.М.Левашова, А.В.Кикнадзе по заявке №2009109426; Зарег. 16.03.2009 г. Опубл. 10.08.2009 Бюл. №24), состоящая из смесителя бражки с водой, бражной, эпюрационной, спиртовой колонн, дефлегматоров, конденсаторов и выносных кипятильников к этим колоннам, декантера, двухкорпусной выпарной установки и коллектора вторичного пара 2-й ступени выпарной установки с тремя штуцерами, первый штуцер для подачи вторичного пара в коллектор, второй - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник эпюрационной колонны, третий - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник спиртовой колонны.
Эта установка позволяет получить из бражки этиловый ректификованный спирт, дробину и сгущенную барду и рекуперировать теплоту вторичного пара выпарной установки.
Недостатком данной установки является плазмолиз дрожжей, содержащихся в бражке, из-за высокой температуры ее обработки в бражной колонне. По этой причине основная часть протеина, содержавшегося в дрожжах, не переходит вместе с дробиной в осадок, образующийся при фильтрации или сепарации барды, а вместе с фильтратом поступает на упаривание, где при высоких температурах происходит денатурация и разложение полезных кормовых веществ. Вторым недостатком является возврат части вторичного пара выпаривания в низ бражной колонны в качестве острого пара и смешение бражки с водой. Это приводит к увеличению количества воды в барде, поступающей на выпаривание и, следовательно, затрат теплоты.
Задачей полезной модели является разработка конструкции ресурсосберегающей установки непрерывного действия, обеспечивающей снижение расхода пара и температуры низа бражной колонны и получение из бражки ректификованного спирта, отвечающего марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, дробины с повышенным содержанием протеина и сгущенной барды.
Техническим результатом полезной модели является снижение расхода пара и температуры низа бражной колонны, получение из бражки этилового ректификованного спирта, отвечающего марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, дробины с повышенным содержанием протеина и сгущенной барды.
Технический результат достигается тем, что ресурсосберегающая установка непрерывного действия для получения из бражки ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды содержит бражную, эпюрационную, спиртовую колонны, дефлегматоры, конденсаторы и выносные кипятильники к этим колоннам, двухкорпусную выпарную установку, на линии рециркуляции барды последовательно установлены циркуляционный насос барды и выносной ребойлер бражной колонны, на линии отвода углекислоты из конденсатора бражной колонны сепаратор, снабженный нижним боковым штуцером для ввода углекислоты, верхним боковым штуцером для ввода гидроселекционной воды, нижним штуцером для слива воды в межтрубное пространство бражного конденсатора, верхним штуцером для отвода углекислоты на вакуум-насос, а на линии подачи барды на выпаривание установлены декантер, коллектор вторичного пара с тремя штуцерами, первый штуцер для подачи вторичного пара в коллектор, второй - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник эпюрационной колонны, третий - для подачи вторичного пара в выносной ребойлер бражной колонны.
Снижение температуры низа бражной колонны достигается путем снижения давления в ней за счет установки на линии отвода углекислоты из конденсатора бражной колонны сепаратора, орошаемого гидроселекционной водой, и вакуум-насоса. При пониженной температуре установленные последовательно на линии рециркуляции барды циркуляционный насос барды и выносной ребойлер, бражной колонны обеспечивают рекуперацию теплоты вторичного пара выпаривания и сохранение протеинов, которые выводятся из декантера вместе с осадком (дробиной). Коллектор вторичного пара после I корпуса двухкорпусной выпарной установки предназначен для распределения вторичного пара выпаривания в ребойлеры колонн, что обеспечивает снижение расхода греющего пара.
Получение из бражки этилового ректификованного спирта, отвечающего марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, достигается за счет смешения в межтрубном пространстве бражного конденсатора флегмы, подаваемой в эпюрационную колонну с гидроселекционной водой, что способствует образованию эпюрата меньшей крепости. Чем меньше крепость эпюрата, тем выше температура его кипения, то есть температура низа эпюрационной колонны, тем больше головных и промежуточных примесей переходит в эфиро-альдегидную фракцию в эпюрационной колонне. Одной из трудновыводимых промежуточных примесей является 2-пропанол. Снижение 2-пропанола в эпюрате приводит к его снижению в ректификованном спирте, отбираемом с верхних тарелок ректификационной колонны.
Получение сгущенной барды достигается за счет упаривания осветленной барды в двухкорпусной выпарной установке. Снижение расхода греющего пара достигается за счет установки коллектора и использования вторичного пара 1-й ступени выпаривания в качестве греющего для 11-й ступени выпаривания и для бражки, а также для обогрева бражной и эпюрационной колонн через выносные кипятильники этих колонн взамен пара из котельной.
В заявляемой модели ресурсосбережение достигается за счет снижения количества барды при исключении подачи острого вторичного пара в низ бражной колонны.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый технический результат.
На чертеже представлена схема ресурсосберегающей установки непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды, состоящая из бражной колонны (БК) 1, эпюрационной колонны (ЭК) 2, спиртовой колонны (СК) 3, конденсатора бражного дистиллята 4, дефлегматоров 5, 6, конденсаторов 7, 8, выносного кипятильника 9 к спиртовой колонне, декантера 10 (известных, приведенных в монографии Колосков С.П., Яровенко В.Л., Стабников В.Н. и др. Оборудование спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 295 с.), двухкорпусной выпарной установки, состоящей из двух выпарных аппаратов 11 и 12 (известной, приведенной в Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.), выносного ребойлера бражной колонны 13, циркуляционного насоса барды 14, сепаратора 15, орошаемого гидроселекционной водой, снабженного нижним боковым штуцером 16 для ввода углекислоты, верхним боковым штуцером 17 для ввода гидроселекционной воды, нижним штуцером 18 для слива воды в межтрубное пространство бражного конденсатора, верхним штуцером 19 для отвода углекислоты на вакуум-насос, вакуум-насоса 20, коллектора вторичного пара после 1-й ступени двухкорпусной выпарной установки 21 с тремя штуцерами, первый штуцер 22 для подачи вторичного пара в коллектор, второй 23 - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник эпюрационной колонны, третий 24 - для подачи вторичного пара в выносной ребойлер бражной колонны (известных, приведенных в монографии Колосков С.П., Яровенко В.Л., Стабников В.Н. и др. Оборудование спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 295 с.).
Работает заявляемая ресурсосберегающая установка непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды следующим образом.
Высококонцентрированная бражка подается в конденсатор бражного дистиллята 4, где нагревается до температуры 85-90°C. Нагретая бражка через сепаратор 15 подается на верхнюю тарелку бражной колонны 1, обогреваемой вторичным паром 1-го корпуса двухкорпусной выпарной установки. Сепаратор 15, орошаемый гидроселекционной водой, снабжен нижним боковым штуцером 16 для ввода углекислоты, верхним боковым штуцером 17 для ввода гидроселекционной воды, нижним штуцером 18 для слива воды в межтрубное пространство бражного конденсатора, верхним штуцером 19 для отвода углекислоты на вакуум-насос 20. Пары, обогащенные этанолом, альдегидами, эфирами, высшими спиртами, кислотами и другими спиртовыми примесями поступают в конденсатор бражной колонны 4, где смешиваются с водой, поступающей снизу смесителя 16 (из штуцера 18), и конденсируются. Образовавшаяся смесь гидроселекционной воды с бражным дистиллятом поступает на питательную тарелку эпюрационной колонны 2, обогреваемой вторичным паром 1-го корпуса двухкорпусной выпарной установки. По выходе из колонны 2 пары, содержащие летучие примеси, пройдя дефлегматор 5 и конденсатор 7, состоящие из эфиров, альдегидов, метанола и растворимых в них летучих веществ, в виде эфиро-альдегидной фракции (ЭАФ) выводятся из установки в сборник ЭАФ. Эпюрат, освобожденный от основной массы головных примесей, подается на питательную тарелку спиртовой колонны 3. Снизу в спиртовую колонну 3 подается острый пар. Непастеризованный спирт, отбираемый из конденсатора 8 спиртовой колонны 3, рециркулируется на верхнюю тарелку эпюрационной колонны 2. Сивушный спирт, отбираемый с тарелок выше питательной и сивушное масло, отбираемое с тарелок ниже питательной выводятся из установки. Ректификованный спирт отбирается с верхних тарелок спиртовой колонны 3. Барда выводится из нижней части бражной колонны 1 и поступает в циркуляционный насос барды 14, которым через ребойлер 13 возвращается в низ бражной колонны 1. Другая часть барды поступает в декантер 10, где разделяется на осадок и осветленную барду, отводимую в I-й корпус 11 двухкорпусной выпарной установки, обогреваемый первичным паром. Частично упаренная барда поступает во 11-й корпус 12 выпарной установки, обогреваемый вторичным паром I-го корпуса. Вторичный пар 1-го корпуса поступает в коллектор 18, снабженный тремя штуцерами, первый штуцер 22 для подачи вторичного пара в коллектор, второй 23 - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник 9 эпюрационной колонны 2, третий 24 - для подачи вторичного пара в выносной ребойлер 13 бражной колонны 1. Сгущенная барда выводится из II-го корпуса выпарной установки для последующей переработки.