Технологія абсолютного спирту

Крім спирту-сирцю, ректифікованого і технічного спирту, спиртова промисловість виробляє так званий абсолютний спирт з концентрацією 99,5…99,8 % об. Слід не сплутувати поняття безводний (100 %-й) і абсолютний спирт, що містить до 0,2…0,5 % об. води. Безводний спирт промисловістю не виробляється.

Основні показники безводного етанолу такі: густина при 20 °С – 0,78927 кг/дм³; питома теплоємність при 20 °С – 2,39 кДж/(кг·К); теплота згорання Н – 27 МДж/кг; температура кипіння t_к (за тиску 101,3 кПа) – 78,33° С.

Очищений абсолютний спирт у невеликих кількостях виробляють для науково-дослідних робіт і для органічного синтезу. Виробництво технічного абсолютного спирту як добавки до моторного палива останнім часом розвивається великими темпами. В своєму складі такий спирт містить усі леткі домішки (естери, альдегіди, вищі спирти та ін.)

Спирт можна абсолютувати (зневоднювати) зв'язуванням води твердими або рідкими матеріалами (наприклад, негашеним вапном, гліцерином) та ректифіка­цією під вакуумом або в присутності солей, при цьому азеотропна точка зміщуєть­ся у бік більшого вмісту спирту. Ці способи одержали деяке розповсюдження у лабораторній практиці.

У промисловості для абсолютування, як правило, використовують методи со­рбції води на молекулярних ситах, або за допомогою ректифікації з утворенням потрійних нероздільнокиплячих (азеотропних) сумішей. Така суміш утворюється при додаванні до ректифікованого спирту (що містить етанол і воду) третього ком­понента, наприклад, бензолу, циклогексану, трихлоретану або деяких інших речовин. На цей час як третій компонент при абсолютуванні спирту використовують циклогексан. Циклогексан - вуглеводень (С₆Н₁₂), прозора, безбарвна, легколетка рідина з молекулярною масою 84,16, температурою кипіння 80,8° С, температурою плав­лення 6,6° С, густиною 0,778 кг/дм³. Пари циклогексану з повітрям утворюють вибухонебезпечну суміш. Температура спалаху – 18° С, температура займання – 260° С. Концентраційні межі займання – 1,2...10,6 об. %.

Циклогексан - токсична речовина, гранично допустима концентрація (ГДК) у повітрі робочої зони виробничих приміщень 80 мг/м³. Циклогексан у воді нероз­чинний, з етанолом розчиняється у будь-яких співвідношеннях. Разом з етиловим спиртом та водою утворює азеотропну суміш, що містить 17 мас. % етанолу, 7 мас. % води й 76 мас. % циклогексану і має температуру кипіння 62,1° С. Сутність процесу зневоднення спирту полягає у наступному. У ректифікаційну колону як живлення вводиться концентрований (95...96 об. %) спирт й додається пе­вна кількість циклогексану. У процесі ректифікації в колоні утворюється азеотропна суміш, яка поводить себе як ЛЛК і виходить з колони у вигляді верхнього продукту в пароподібному стані. Вниз по колоні зсувається зневоднений етанол, як ВЛК; уся вода, що надійшла до колони із спиртом, виводиться з азеотропною сумішшю.

Пари азеотропної суміші при конденсації дають гетерогенну рідку суміш, яка розшаровується, утворюючи верхній (легкий) шар, що містить 93...94 мас. % цик­логексану, 6...7 мас. % етанолу й незначну кількість води, та нижній (важкий) шар, що містить 69....71 мас. % етанолу, 21...23 мас. % води і 6...8 мас. % циклогексану.

Очищений абсолютний спирт повинен задовольняти такі вимоги: концентрація етанолу – не менше 99,8 % об., вміст альдегідів – не більше 5 мг в 1 дм³ спирту, вміст органічних кислот – не більше 10 мг в 1 дм³ спирту. Спирт не повинен місти­ти сухого залишку, мінеральних кислот, лугів, фурфуролу. Повинен бути прозорим, безбарвним та не мати сторонніх запаху й смаку.

Абсолютний спирт технічний, що використовується як високооктанова кисневмісна добавка (ВКД) до автомобільного бензину, згідно з ТУ У 18.475-98, повинна відповідати таким умовам:

• Зовнішній вигляд: прозора безбарвна або світло-жовта рідина.

• Концентрація органічних кисневмісних речовин, об. %, не менше....99,3

• Густина при 20° С, кг/ дм³, не більше ..........................................0,791

• Показник заломлення n_D²⁰ не менше ....................................... 1,3613

• Концентрація сухого залишку, мг/дм³, не більше .........................50,0

• Концентрація вільних кислот у перерахунку на оцтову кислоту,

• мг в 1 дм³ безводного спирту, не більше ........……………………......20,0

• Концентрація води, об. %, не більше ..............................................0,2

• Концентрація вищих спиртів Сз-С₅, мг/дм³, не більше.....................12000

• Концентрація циклогексану, об. %, не більше .................................0,5

• Технічний абсолютний спирт можна одержувати з технічного ректифікованого спирту, що містить усі супровідні йому леткі домішки.

Запитання для самоперевірки

1. Сировина для виробництва спирту та її хімічний склад.

2. Вимоги до води спиртового виробництва.

3. З якою метою використовують солод у спиртовому виробництві ?

4. Переваги концентрованих ферментних препаратів у порівнянні із солодовим молоком.

5. З якою метою подрібнюють зерно?

6. Шляхи зменшення витрати води при приготуванні замісів.

7. Вимоги до спиртових рас дріжджів.

8. Переваги низькотемпературного розварювання перед високотемпературним.

9. Способи оцукрення розвареної маси.

10. Яка суть безперервно-потокового способу зброджування сусла?

11. Розгляньте циклічний і періодичний способи зброджування, вкажіть їх переваги і недоліки.

12. Способи зброджування меляси та умови їх використання.

13. Особливості підготовки меляси до зброджування за двохпотоковим способом.

14. Порівняйте однопотоковий, двопотоковий та удосконалені способи зброджування меляси.

15. Склад типова БРУ непрямої дії.

16. Призначення бражної, епюраційної і ректифікаційної колон БРУ.

17. Технологія технічного спирту.

18. Технологія абсолютного спирту.

Література: [1-3,10-13]