Билет № 5, вопрос № 2 Ведущее технологическое оборудование

Как правило, большинство оборудования, эксплуатируемого в условиях мини-спиртового производства имеет нестандартное исполнение. Этим оборудованием комплектуются отделения разваривания и осахаривания зерна, а также бродильный цех и спиртохранилище и только оборудование брагоректификационного отделения сконструировано на основании технологических расчетов со строго обоснованными результатами.

В рамках настоящей главы наибольший интерес представляют оборудование именно брагоректификационного отделения.

Рис. 2.1. Установка РУМ

Ректификационная установка РУМ (рис. 2.1) предназначена для получения пищевого этилового ректификованного спирта крепостью (96,0…96,5) % об.

Установка состоит из перегонного куба 1, ректификационной колонны 2, переходника 4 с пробоотборником 5, дефлегматора 6 и холодильника 7.

Колонна 3 включает в себя ректификационную часть и головку колонны. Ректификационная часть колонны представляет собой трубу, покрытую снаружи теплоизоляцией толщиной 8…12 мм и заполненную внутри контактными элементами. Головка колонны представляет собой систему патрубков, к которой в соответствии со схемой подсоединены термометр, конденсатор 6, охладитель 7 и регулятор отбора. Внизу ректификационной части колонны часто монтируется манометрическая трубка для измерения перепада давления в колонне. Образующийся дистиллят собирают в колбе 9, горловина которой накрыта колпаком 8.

В качестве контактных элементов в колонне используются вихревые тарелки, позволяющие установить производительность по пару до 6200 кг/(м²ч) при средней скорости паров спирта в полном сечении колонны равной 1,1 м/с и КПД 95…98 %. Вихревые тарелки располагаются в колонне с шагом 40 мм при гарантированном отсутствии межтарельчатого переноса жидкости. Вихревые тарелки выполнены штампованными из тонкой жести и имеют множество радиальных прорезей точно рассчитанной формы. Восходящий поток пара, проходя через прорези тарелки, раскручивает флегму до 1500 мин^-1, заставляя ее кипеть во всем объеме межтарельчатого пространства. Образующаяся в процессе кипения пена, размещается внутри воронки вращающейся флегмы, причем центробежная сила прижимает пену к стенке колонны и частично раздавливает образующие газовые пузырьки, сдерживая, таким образом, увеличение объема пены.

Первоначальный пар, образующийся в испарительной емкости 1 (кубе), поднимается по ректификационной колонне 3 вверх и взаимодействует на своем пути с жидкостью (флегмой), стекающей вниз. Его температура несколько выше температуры флегмы, он нагревает ее, и охлаждается сам. Пар и флегма находятся в состоянии близком к конденсации и испарению. В таких условиях сначала конденсируются вещества, имеющие большую температуру кипения, а испаряются те, которые имеют меньшую температуру кипения. По мере удаления от куба температура постепенно понижается, и меняется состав пара и флегмы, то есть происходит расслоение их на фракции по высоте колонны. Причем, самая легкая фракция (вещество, имеющее минимальную температуру кипения из всех веществ, составляющих содержимое куба) скапливается в верхней части колонны в виде пара и флегмы, находящихся в равновесном состоянии.

Пар этой фракции конденсируется в дефлегматоре 6, установленном в верхней части ректификационной колонны 3. Часть конденсата отбирается, а другая часть возвращается обратно в колонну в виде флегмы. Флегмовое число устанавливается с помощью регулятора отбора. При уменьшении отбора, увеличивается флегмовое число и улучшается качество получаемого дистиллята, и, наоборот, при увеличении отбора, уменьшается флегмовое число и снижается качество дистиллята.

Техническая характеристика ректификационной установки РУМ

	РУМ-0,5	РУМ-1	РУМ-2	РУМ-3
Производительность по спирту-ректификату (от 40…45 % спирта-сырца):
– на спиртовом режиме, л/ч	0,5	1,0	2,0	3,0
– удельная, л/ч	0,4	0,9	1,6	2,4
Расход охлаждающей воды, не более, л/ч:
– при ∆t = 30 С	15	30	60	90
– при ∆t = 50 С	11	20	35	55
Перепад давления, кПа:
– в ректификационной части	4	4	5	6
– в полости охлаждения	25	25	30	35
Мощность ТЭНа, кВт:
– установленная	1	3	3	3
– средняя потребляемая, не более	0,5	1,2	2,2	3
Род тока – переменный однофазный:
– номинальное напряжение, В/Гц	220/50	220/50	220/50	220/50
– максимальный ток, А	5	15	15	15
– номинальный ток, А	2,5	5	10	15
Высота в рабочем состоянии, м	1,4	1,7	2,2	2,3
Масса, кг	2,8…6,0	3…8	5…10	6…12

Рис. 2.2. Установка ЭКО-5

Универсальная установка ЭКО-5 (рис. 2.2) позволяет производить в условиях малого производства высококачественный спирт из бражки, приготовленной из сахара или различного фруктового сырья, водку марок «Особая» и «Русская» и крепленые вина.

Установка состоит из бака-испарителя 1 вместимостью 16 л, снабженного греющей пароводяной рубашкой с двумя электронагревателями 2 мощностью 1 и 1,2 кВт, гильзы для термометра 3, мерного стекла 4, ректификационной колонны 6 с дефлегматором 7 и конденсатора 10, охлаждаемым водопроводной водой.

Ректификационная колонна 6 выполнена из двух цилиндрических царг. Охлаждающая вода подается от водопроводного крана через полиэтиленовый шланг, последовательно проходит конденсатор 10, спиральный конденсатор 8 дефлегматора 7 и отводится в канализацию. Для переноски бака-испарителя 1 служат откидывающиеся ручки. Боковые стенки бака теплоизолированы термостойким пенополиэтиленом. В зависимости от производимой операции на бак-испаритель устанавливается одна или две царги ректификационной колонны 6 с надетым на корпус конденсатором 10 и навинченным сверху дефлегматором 7.

В начале из бражки получают спирт-сырец на одной нижней царге ректификационной колонны. На установку подают электропитание. В бак 1 через горловину заливается до 12 л бражки или другого спиртосодержащего сырья (домашнее вино, пиво, некондиционная водка и т.д.).

Через 20 мин открывают подачу охлаждающей воды (0,5…0,6 л/мин). Готовый продукт, отбирается с помощью регулировочного вентиля 9 и через силиконовую трубку поступает в стеклянную тару. При достижении 101 С процесс прекращают. Электронагрев отключают, закрывают подачу воды, баку дают охладиться. Затем снимают колонну 6 с дефлегматором 7, сливают из бака остаток (барду). Бак снова заливают сырьем, и операция циклически повторяется. Получение спирта-ректификата ведут на двух царгах ректификационной колонны. При этом в бак-испаритель 1 вместо бражки загружают спирт-сырец. По окончании работ бак 1, дефлегматор 7, линию отбора, конденсатор 10 промывают холодной водой.