СЕПАРАТОР ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРИМЕСЕЙ
INTERMEDIATE IMPURITIES SEPARATOR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к аппаратам, применяемым для периодической перегонки бражек, приготовленных из сахаросодержащего и крахмалосодержащего сырья с целью получить в процессе такой перегонки дистиллят, в частности разделение промежуточных примесей на верхние и нижние.
Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности, в частности при производстве зерновых и фруктовых дистиллятов высокого качества, с определенным качественным и количественным составом примесей.
Пояснения к специфическим терминам
рект
рект
рент
рект
При дистилляции с использованием колонн разного типа принято разделять примеси на головные, промежуточные, хвостовые и концевые. Такое разделение обусловлено тем, что разные примеси имеют коэффициент ректификации (далее К) больше или меньше единицы. Примеси, имеющие К больше 1, относят к головным, примеси К меньше 1 - называют хвостовыми. Концевые и промежуточные примеси способные изменять свой К в зависимости от концентрации этилового спирта.
рект
Промежуточные примеси условно разделяют на нижние и верхние в зависимости от концентрации этилового спирта, при которой примесь имеет К равный 1, т.е. коэффициент испарения примеси равен коэффициенту испарения этилового спирта.
рект
рент
Примеси, имеющие К, равный 1, при концентрации этилового спирта выше 70 об. %, называют верхними промежуточными примесями, нижние промежуточные примеси имеют К, равный 1, при концентрации этилового спирта ниже 70 об. %.
Уровень техники
Известны аппараты для периодической (кубовой) перегонки бражек - дистилляторы, дефлегматоры, прикубники, колонны разных типов, при помощи которых возможно сконцентрировать преимущественно те или иные примеси в определенной части погона.
Известно также, что разделение промежуточных примесей на верхние и нижние в какой-то мере возможно при использовании аппаратов колонного типа для ректификации этилового спирта по «единому методу ректификации на кубовых аппаратах разработанному А.Л. Покровским, Г.И. Фертманом и Т.Л. Вишневской» [Технология спирта /Д.Н. Климовский, В.А. Смирнов, В.Н. Стабников. – М.: Пищевая промышленность, 1967 г., с. 350].
Наиболее близким аналогом изобретения является аппарат колонного типа, имеющий контактные устройства в виде тарелок.
Недостатком этих устройств и методов является неспособность реализации разделения промежуточных примесей на верхние и нижние промежуточные примеси непосредственно при перегонке бражек без существенных затрат времени и энергии, не избежав при этом существенных потерь этилового спирта в отходы.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является получение, периодической перегонкой непосредственно из бражек, приготовленных из пищевого сырья, дистиллята, содержащего кроме этилового спирта и воды преимущественно верхние промежуточное примеси, как правило, эфиры, обладающие характерными для каждого вида сырья органолептическими свойствами, даже при объемной доле этилового спирта в дистилляте более 96%.
Это достигается тем, что в отличие от известных способов перегонки с использованием известных аппаратов, отбор нижних промежуточных примесей осуществляется в самом начале процесса перегонки по жидкостной и паровой фазе, с помощью сепаратора промежуточных примесей - агрегата, находящегося между кубом и колонной, состоящего из корпуса, внутри которого находится полый цилиндр с дном (стакан), верхняя часть которого расположена под патрубком, на котором установлена колонна, что позволяет концентрировать в виде пара и жидкости, кроме этилового спирта и воды, преимущественно нижние промежуточные примеси внутри стакана с последующим их удалением из агрегата.
Описание чертежей
На фигуре 1 представлена схема сепаратора промежуточных примесей, с подачей спиртосодержащего пара из перегонного куба сверху, на фигуре 2 – то же, с подачей спиртосодержащего пара.
Осуществление изобретения
Устройство содержит корпус (1), стакан (2), патрубок соединения с колонной (3), патрубок подачи спиртосодержащего пара из перегонного куба (4), патрубок отбора нижних промежуточных примесей по паровой фазе (5), патрубок отбора нижних промежуточных примесей по жидкостной фазе (6), патрубок для слива лютера (7). В случае размещения сепаратора промежуточных примесей непосредственно над перегонным кубом (фигура 2), слив лютера происходит в куб через патрубок подачи спиртового пара (4).
рект
рект
рект
рект
рект
Известно, что «промежуточные примеси обладают двоякими свойствами: при высоких концентрациях спирта они имеют характер хвостовых примесей (К меньше 1); при низких концентрациях, напротив, - характер головных примесей (К больше 1). При определенной концентрации спирта промежуточные примеси и этиловый спирт имеют одинаковую летучесть (К равен 1).» [Руководство по ректификации спирта / П.С.Цыганков, С.П. Цыганков. – М.: Пищепромиздат,  2001 г., с. 36]. В силу этой закономерности, при концентрации этилового спирта в бражке около 5 об. % промежуточные примеси имеют К больше 3 т.е. они приобретают свойства головных примесей, испаряясь быстрее этилового спирта. Спиртосодержащий пар, обогащенный головными и промежуточными примесями, через патрубок 4 подается во внутреннюю полость корпуса 1, откуда через патрубок 3 попадает в колонну, где в результате тепломассообменных процессов возникает градиент концентрации этилового спирта в паре и флегме и возникает ситуация в которой: «Для каждой промежуточной примеси существует своя зона максимального накопления, где К для нее равен 1.» [Руководство по ректификации спирта / П.С.Цыганков, С.П. Цыганков. – М.: Пищепромиздат, 2001 г., с. 36].
Нижние промежуточные примеси, состоящие преимущественно из изомеров высших спиртов, концентрируются в нижней части колонны, где концентрация этилового спирта ниже 70% об. Верхние промежуточные примеси, состоящие преимущественно из эфиров, концентрируются выше, там, где содержание спирта составляет выше 70 об. %. Головные примеси, состоящие из эфиров и альдегидов, концентрируются в верхней части колонны и дефлегматоре.
При условии отсутствия отбора спирта из колонны, концентрация спирта в ней постоянно растет, что создает условия для движения точек преимущественной концентрации промежуточных примесей вниз. В результате такого движения нижние промежуточные примеси начинают преимущественно концентрироваться во флегме, заполняющей стакан 2 и в паре, собирающемся между дном стакана и патрубком 3, откуда отбираются через патрубок 5 в виде пара. Во время отбора нижних промежуточных примесей по паровой фазе колонна испытывает недостаток спиртовых паров, что приводит к резкому уменьшению давления пара, вследствие чего флегма, содержащая в том числе нижние промежуточные примеси, начинает стекать в стакан 2. После окончания отбора нижних промежуточных примесей по паровой фазе начинают их отбор по жидкостной фазе через патрубок 6. Количество отбираемых нижних промежуточных примесей устанавливается в соответствии с технологией производства в каждом конкретном случае. По окончании отбора нижних промежуточных примесей перегонку ведут известным образом. Во время дальнейшей работы агрегата внутри него может скапливаться лютер, который может быть выведен из агрегата через патрубок 7 и возвращен в куб. При размещении сепаратора промежуточных примесей непосредственно над перегонным кубом лютер возвращается в куб через тот же патрубок, по которому подается спиртосодержащий пар из куба.