способ получения этанола

Формула изобретения

Способ получения этанола, характеризующийся тем, что бражку нагревают до оптимальной температуры, частично заполняют ею вертикальную емкость до образования свободного зеркала ее уровня, затем создают в емкости разрежение и выделяют из бражки пары этанола и легколетучие компоненты путем циркуляции бражки по замкнутому контуру с отбором ее в нижней части и распыла в верхней части емкости в струйном режиме над указанным свободным зеркалом по нормали к нему и дополнительно нагревают бражку в контуре, причем в процессе выделения паров этанола осуществляют частичный отвод отработанной бражки с одновременным восполнением ее количества бражкой с более высокой концентрацией этанола и контролируют его концентрацию в бражке, а температуру нагрева бражки в контуре устанавливают в соответствии с концентрацией этанола в бражке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спиртовой промышленности и может быть использовано в установках для получения ректификационного спирта.

Известен способ получения этанола путем предварительного нагрева бражки в частично заполненной емкости до оптимальной температуры с последующим выделением из нее легколетучих компонентов и паров этанола (1).

Недостатком указанного технического решения является усложненность технологического оборудования и связанные с этим значительные энергозатраты.

Ближайшим техническим решением является способ получения этанола, включающий нагрев бражки в вертикальной емкости до оптимальной температуры с последующим выделением из нее легколетучих компонентов и паров этанола в условиях разрежения путем циркуляции бражки по замкнутому контуру с отбором ее в нижней части и распыла бражки в верхней части емкости с дополнительным нагревом в контуре (2).

Недостатком указанного технического решения является вспенивание бражки в результате ее горизонтального распыла под уровень и недостаточно полный выход этанола, продолжительность процесса обработки бражки и низкая концентрация содержания сухих веществ в образуемой барде, что влечет за собой значительные затраты при ее утилизации.

Целью изобретения является повышение выхода этанола, сокращение времени обработки бражки и повышение концентрации содержания сухих веществ в образуемой барде.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения этанола путем предварительного нагрева бражки в частично заполненной емкости до оптимальной температуры с последующим выделением из нее легколетучих компонентов и паров этанола в условиях разрежения, в процессе выделения паров этанола производят циркуляцию бражки по замкнутому контуру с отбором ее в нижней части емкости и подачей над зеркалом ее уровня, а сам процесс упомянутого выделения ведут в режиме струйного распыла бражки над ее зеркалом, причем в процессе циркуляции бражки ее подвергают дополнительному нагреву в контуре. Кроме того, в процессе выделения паров этанола осуществляют частичный отвод отработанной бражки с одновременным восполнением ее количества бражкой с более высокой концентрацией этанола, контролируют его концентрацию в бражке и в соответствии с ее величиной устанавливают температуру нагрева бражки в контуре.

На чертеже схематично изображен один из вариантов устройства, реализующего описанный способ получения этанола.

Устройство содержит расходный бак, в котором осуществляют нагрев бражки до оптимальной температуры и рабочие секции в виде вертикальных емкостей 1, 2, 3, 4, 5. Секции частично заполнены бражкой и их жидкостные полости сообщены между собой переливными патрубками 6 с вентилями 7. Каждая из секций снабжена индивидуальным замкнутым контуром 8 с блоком струйных аппаратов 9 и теплообменником 10.

Струйные аппараты 9 расположены над образованным зеркалом уровня бражки и ориентированы по нормали к упомянутому зеркалу.

Теплообменники 10 могут быть выполнены любым известным образом и могут быть вынесены за пределы секций, как указано на чертеже, или же полностью, или частично встроены в соответствующую секцию. Каждая секция по газовой полости сообщена с вакуум-насосом 11 и конденсатором 12, при этом секции могут быть объединены единым газовым трактом, как изображено на чертеже, или же снабжены автономными газовыми линиями с независимым уровнем вакуума в каждой из секций. При необходимости, устройство может быть дополнено любым известным оборудованием как по газовому, так и по жидкостному трактам.

Описанный способ в указанном устройстве реализуется следующим образом.

Бражка предварительно подготавливается в расходном баке, после чего ее подают в рабочую секцию 1, устанавливают требуемый уровень с образованием свободного зеркала, включают контур 8 секции 1 и осуществляют циркуляцию бражки секции 1 с нижней отметки с нагнетанием в блок струйных аппаратов 9 этой же секции. С помощью струйных аппаратов 9 производят распыл бражки над зеркалом ее уровня по нормали к нему в секции 1. Предварительно в секции 1 создают требуемое разрежение с помощью вакуум-насоса 11 и в процессе распыла бражки осуществляется выход паров этанола и воды с сопутствующими легколетучими компонентами с последующим их совместным отводом по технологическому назначению. Тепловые потери из-за отвода образуемых паров компенсируются подогревом бражки в соответствующем теплообменнике 10. В процессе постоянной циркуляции бражки и отвода этанола его концентрация в бражке секции 1 снижается и осуществляют ее частичный перепуск в секцию 2 до рабочего уровня, а восполнение ее количества в секции 1 производят из расходного бака. По достижении требуемой степени брожения бражки в секции 2 включается циркуляционный контур указанной секции и параллельно с циркуляцией бражки в секции 1, осуществляют аналогичную циркуляцию бражки и в секции 2 с распылом над зеркалом ее уровня по нормали к нему соответствующими струйными аппаратами 9. В дальнейшем, при необходимости, по аналогичной схеме осуществляют включение в работу и остальных секций 3, 4, 5.

В соответствии с концентрацией этанола в составе циркулируемой бражки каждой секции и давлением над ее зеркалом, устанавливается и температура ее подогрева в соответствующем теплообменнике 10.

В результате описанного распыла бражки повышается удельный выход этанола, сокращается время обработки бражки и повышается концентрация содержания сухих веществ в образуемой барде.

Источники информации

1. Патент России №2100043, МПК В 01 D 3/14, опубл. 1997 г.

2. Патент СССР №138568, МПК С 12 Р 7/06, опубл. 1961 г.