РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗ БРАЖКИ ЭТИЛОВОГО РЕКТИФИКАЦИОННОГО 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. мирнов 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 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.
Наиболее близкой к заявляемой из известных является ресурсосберегающая установка непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды (Патент РФ на полезную модель №106554 Ресурсосберегающая установка непрерывного действия для получения из бражки этилового ректификованного спирта, дробины и сгущенной барды / Л.М.Левашова, Х.Р.Сиюхов, Т.Г.Короткова, Е.Н.Константинов по заявке №2011101343/05 от 13.01.2011. Зарег. 20.07.2011 г. Опубл. 20.07.2011 Бюл. №20), состоящая из бражной, эпюрационной, спиртовой колонн, дефлегматоров, конденсаторов и выносных кипятильников к этим колоннам, двухкорпусной выпарной установки, циркуляционного насоса барды, выносного ребойлера бражной колонны, сепаратора, снабженного 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, декантера, коллектора 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.
Эта установка позволяет обеспечить снижение расхода пара и температуры низа бражной колонны и получить из бражки ректификованный спирт, отвечающий марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, дробину с повышенным содержанием протеина и сгущенную барду.
Недостатком данной установки являются большие энергозатраты на нагревание низа спиртовой колонны.
Задачей полезной модели является разработка конструкции ресурсосберегающей установки непрерывного действия, обеспечивающей снижение общих энергозатрат на брагоректификационной установке и получение из бражки этилового ректификованного спирта, отвечающего марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, дробины и сгущенной барды с высоким содержанием протеина.
Техническим результатом полезной модели является снижение общих энергозатрат на брагоректификационной установке и получение из бражки этилового ректификованного спирта, отвечающего марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, дробины и сгущенной барды с высоким содержанием протеина.
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, причем на линии рециркуляции барды установлены последовательно циркуляционный насос барды и выносной ребойлер бражной колонны, на линии отвода углекислоты из конденсатора бражной колонны установлен 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, коллектор вторичного пара дополнительно снабжен двумя штуцерами, один из которых предназначен для подачи вторичного пара на разваривание, а другой - для подачи вторичного пара в греющую камеру второго корпуса двухкорпусной выпарной установки, а спиртовая колонна снабжена винтовым компрессором и двумя выносными кипятильниками, один из которых обогревается греющим паром, второй - парами, отбираемыми с верха спиртовой колонны после их сжатия в винтовом компрессоре.
Снижение энергозатрат в спиртовой колонне достигается за счет использования теплоты паров, выходящих с верха спиртовой колонны для обогрева низа спиртовой же колонны. После сжатия в винтовом компрессоре до давления 0,58 МПа температура этих паров становится равной 160°С и они направляются для конденсации в выносной кипятильник спиртовой колонны, где после снятия теплоты перегрева, конденсируются при температуре 130°С. Конденсат под собственным давлением возвращается на верх спиртовой колонны в качестве орошения.
Получение из бражки этилового ректификованного спирта, отвечающего марке «Люкс» по ГОСТ Р 51652-2000, достигается за счет поддержания высокого флегмового числа в спиртовой колонне.
Получение сгущенной барды с высоким содержанием протеина достигается за счет упаривания ее в выпарной установке, вторичный пар которой используется для обогрева низа бражной и эпюрационной колонн БРУ, а также аппарата гидродинамической ферментативной обработки (ГДФО).
Получение дробины предназначено для получения дополнительного продукта кормления животных и необходимо для осветления барды перед выпарной установкой.
В заявляемой модели ресурсосбережение достигается за счет установки винтового компрессора и использования теплоты паров спиртовой колонны для обогрева низа спиртовой же колонны.
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 (известных, приведенных в монографии Колосков С.П., Яровенко В.Л., Стабников В.Н. и др. Оборудование спиртовых заводов. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 295 с.), винтового компрессора 9 (известного, приведенных в монографии Сакун И.А. Винтовые компрессоры. - Л.: Машиностроение, 1970. - 400 с.), выносных кипятильников 19 и 20 к спиртовой колонне 3, клапана 16, сепаратора 10, орошаемого гидроселекционной водой, снабженного нижним боковым штуцером 12 для ввода углекислоты, верхним боковым штуцером 14 для ввода гидроселекционной воды, нижним штуцером 13 для слива воды в межтрубное пространство бражного конденсатора 4, верхним штуцером 15 для отвода углекислоты на вакуум-насос 11, выносного кипятильника 18 к эпюрационной колонне 2, декантера 21 (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 23 и 24 (известной, приведенной в Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.), выносного ребойлера 17 бражной колонны 1, циркуляционного насоса барды 22, коллектора 25 вторичного пара после I-й ступени двухкорпусной выпарной установки с пятью штуцерами, первый штуцер 26 для подачи вторичного пара в коллектор, второй 27 - для подачи вторичного пара в выносной ребойлер 17 бражной колонны 1, третий 28 - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник 18 эпюрационной колонны 2, четвертый 29 - для подачи вторичного пара на разваривание, пятый 30 - для подачи вторичного пара в греющую камеру второго корпуса 24 двухкорпусной выпарной установки (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.
2
Высококонцентрированная бражка подается в конденсатор бражного дистиллята 4, где нагревается до температуры 85-90°С. Нагретая бражка подается на верхнюю тарелку бражной колонны 1, обогреваемой вторичным паром 1-го корпуса двухкорпусной выпарной установки. Сепаратор 10, орошаемый гидроселекционной водой через штуцер 14, снабжен штуцером 15 для вывода углекислоты, нижним штуцером 13 для слива воды в межтрубное пространство бражного конденсатора, нижним штуцером 12 для вывода из конденсатора бражного дистиллята 4 несконденсирующихся газов. Пары, обогащенные этанолом, альдегидами, эфирами, высшими спиртами, кислотами, СО и другими спиртовыми примесями поступают в конденсатор бражной колонны 4, где смешиваются с гидроселекционной водой, поступающей через штуцер 14, 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. С верха спиртовой колонны 3 спиртовые пары сжимаются в винтовом компрессоре 9 до давления 0,58 МПа, их температура становится равной 160°С и они направляются для конденсации в выносной кипятильник 20 спиртовой колонны 3, где после снятия теплоты перегрева, конденсируются при температуре 130 С. Конденсат под собственным давлением из дефлегматора 6 поступает на верх спиртовой колонны 3 в качестве орошения. Перед дефлегматором 6 установлен клапан 16 для дросселирования конденсата. Образующиеся при этом пары конденсируются в конденсаторе 8 и подаются на верх эпюрационной колонны 2. При использовании теплового насоса дополнительно подводится 16 ГДж/сут. в низ спиртовой колонны 3. С этой целью использована циркуляция жидкости, отбираемой с первой тарелки насосом через выносной кипятильник 19 небольшой поверхности, который обогревается греющим паром. 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 22, которым через выносной ребойлер 17 возвращается в низ бражной колонны 1. Другая часть барды поступает в декантер 21, где разделяется на осадок (дробину) и осветленную барду, отводимую в I-й корпус 23 двухкорпусной выпарной установки, обогреваемый первичным паром. Частично упаренная барда поступает во II-й корпус 24 выпарной установки, обогреваемый вторичным паром I-го корпуса. Вторичный пар I-го корпуса поступает в коллектор 25, снабженный пятью штуцерами. Первый штуцер 26 служит для подачи вторичного пара в коллектор, второй 27 - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник 17 бражной колонны 1, третий 28 - для подачи вторичного пара в выносной кипятильник 18 эпюрационной колонны 2, четвертый 29 - для подачи вторичного пара на разваривание (в ГДФО), пятый 30 - для подачи вторичного пара на обогрев второго корпуса 24 двухкорпусной выпарной установки. Концентрат фильтрата барды (сгущенная барда) выводится из II-го корпуса 24 выпарной установки для последующей переработки.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемый технический результат.