Оптимізація процесу перегонки спиртової бражки

Abstract

Критеріями оптимізації процесу перегонки спиртової бражки є якісний склад бражного дистиляту, концентрація етилового спирту в дистиляті і барді та питома витрата гріючої пари в бражній колоні. Вказані показники залежать від якісного складу бражки, кількості і типу тарілок, гідравлічного режиму їх роботи, температурного режиму процесу перегонки, способу обігріву колони, ступеню декарбонізації бражки та ефективності системи автоматизації для управління і контролю технологічних параметрів. Вагомим фактором оптимізації є збільшення тривалості контакту пари і бражки на тарілках колони задля досягнення стану фаз, близького до рівноважного. Авторами запропонована енергозберігаюча технологія перегонки бражки в режимі контрольованих циклів затримки і переливу її, розроблена конструкція бражної колони для реалізації інноваційного способу та апаратурно-технологічна схема включення її в роботу. У виробничих умовах встановлено оптимальні технологічні параметри і гідравлічні режими роботи експериментальної колони циклічної дії. Доведено, що інноваційний спосіб дозволяє збільшити тривалість контакту пари та бражки на кожній тарілці до 35—40 с і скоротити час переливу її з тарілки на тарілку до 1,5—1,7 с, завдяки чому концентрація етилового спирту в бражному дистиляті зросла на 33 % (до 60 % об.), пропускна здатність колони по рідині — на 17 % (від 15000 до 18000 дм3/год), а питома витрата гріючої пари на процес брагоперегонки зменшилась на 60 % (від 25 до 10 кг/дал в перерахунку на безводний спирт, введеного на тарілку живлення). Для досягнення вищевказаних показників в бражній колоні достатньо встановити 24 лускоподібні тарілки із змінним вільним перерізом, що дозволяє зменшити металоємність технологічного обладнання. Criteria for optimization of the distillation process of the distillated liquor are qualitative composition of the liquor distillate, concentration of ethyl alcohol in the distillate and bard and specific flow rate of heating steam in the distillation column. These characteristics depend on the quality composition of the mash, the number and type of plates, the hydraulic mode of their operation, the temperature mode of the distillation process, the method of heating the column, the degree of decarbonization of the mash and the effectiveness of automation of control and monitoring of technological parameters. An important optimization factor is to increase the contact time of steam and mash on the column plates in order to achieve a phase state close to equilibrium. The authors proposed an energy-saving technology for distillation of the mash in the mode of controlled cycles of its delay and overflow, developed a design of distillation column for the implementation of the innovative method and hardware-technological scheme of inclusion it to work. Under production conditions, the optimal technological parameters and hydraulic operating modes of the experimental column of cyclic action are established. It is proved that the innovative way allows to prolong time of contact of steam and mash on each plate to 35—40 s and to reduce time of its overflow from plate to plate to 1,5—1,7 s, due to this the concentration of ethyl alcohol in the distillate was increased by 33% (up to 60% vol.), the column capacity by 17% (from 15000 to 18000 dm3/h) and specific consumption of heating steam for distillation process was decreased by 60% (from 25 to 10 kg/dl in terms of anhydrous alcohol, introduced to the feed plate). In order to achieve the above-mentioned indicators, it is sufficient to install 24 flake plates with variable free cross-section, which allows reducing the metal-intensity of the technological equipment.