Лекція №8 оптимізація перегонки бражки і ректифікації спирту. Енерго- і ресурсозберігаючі технології в спиртовому виробництві

1. Забезпечення високої якості ректифікованного спирту при зниженні енергетичних витрат на брагоректифікацію.

2. Одержання технічного спирту та високооктанової кисневмісної добавки до палива.

3. Маловідходні та безвідходні технології.

Рівень розвитку сучасного суспільства характеризується ресурсо- та енергоємністю національного доходу.

Одним з основних споживачів сировинних та енергетичних ресурсів в Агропромисловому комплексі України є спиртова промисловість, річна потреба якої складає в середньому 500 тис.т умовного палива та біля 800 тис.т умовного крохмалю.

Для здійснення корінного перелому в спиртовому виробництві, головним завданням є розробка і широке впровадження нового покоління енерго- та ресурсозаощаджуючих технологій, які передбачають максимальне використання вторинних енергетичних ресурсів (ВЕР) та більш глибоку і комплексну переробну сировину, скорочення за рахунок цього її втрат з відходами виробництва.

Впровадження нових маловідходних та безвідходних технологій дозволяє скоротити не тільки матеріалоємність виробництва, але і зменшує витрати енергії на одиницю товарної продукції.

Вирішення питання інтенсивного ресурсо- і енергозбереження в значній мірі допомагає вирішувати екологічну проблему, тісно пов'язану з викидами відходів виробництва та продуктів згорання енергоносіїв в навколишнє середовище. Тому ресурсо- і енергозбереження є ключовою проблемою суспільного виробництва.

Сучасні ринкові відношення вимагають створення і впровадження у виробництво технологій з низькою енерго-, ресурсо- і капіталоємкістю, які одночасно забезпечують високу якість і конкурентноспроможність кінцевої продукції на внутрішньому та зовнішньому ринках.

Підвищення теплового потенціалу вторинних енергоресурсів

Для утилізації низькопотенціальної теплоти різних матеріальних потоків може бути використаний трансформатор теплоти – тепловий насос. Відмінність теплового насосу від звичайних теплообмінників у тому, що останні дозволяють передати теплоту від більш нагрітого потоку до менш нагрітого, у той час як у тепловому насосі теплота передається від більш холодного до більш нагрітого потоку. Такий перенос теплоти здійснюється з витратою певної кількості роботи.

Перші промислові теплові насоси одержали розповсюдження у США у кінці 50-х – початку 60-х років ХХ століття. Завдяки можливості утилізації низькопотенціальної теплоти, що є основним призначенням теплового насосу, їх використання все ширше розповсюджується. Розвиток теплових насосів стає предметом діяльності національних урядових програм та міжнародних організацій.

Відведення енергії у формі теплоти від об,єктів з відносно низькою температурою до приймачів теплоти з більш високою температурою пов,язано з підвищенням теплового потенціалу вторинного джерела енергії, що не може, виходячи з І-ого закону термодинаміки, відбуватися самодовільно. Для підвищення теплового потенціалу необхідна витрата зовнішньої енергії того або іншого виду: електричної, механічної, хімічної, кінетичної, енергії потоку газу або пари та ін.

Процеси підвищення потенціалу теплоти класифікуються в залежності від стану температурних умов тепловіддавача та теплоприймача по відношенню до температури зовнішнього середовища (293К). У випадку, коли температура тепловіддавача нижча за температуру оточуючого середовища, а температура теплоприймача дорівнює цій температурі, трансформатор теплоти має назву рефрежератора. Трансформатор теплоти, в якому тепловіддавач функціонує при температурах, що перевищують температуру оточуючого середовища, має назву теплового насосу.

При температурі теплопередавача нижче оточуючого середовища, а теплоприймача вище, трансформатор теплоти здійснює обидві функції – і рефрежератору, і теплового насосу. Такий трансформатор теплоти називається комбінованим.

Теплові насоси широко застосовуються в технологічних установках, пов,язаних з нагріванням до температур не вище 500К.

Теплонасосні установки в залежності від способу підвищення тиску робочого тіла поділяються на три групи: компресійні, сорбційні та струминні.

Принцип роботи компресійних установок заснований на підвищенні тиску шляхом механічної або термічної дії на робочий агент.

Принцип роботи сорбційних установок заснований на підвищенні тиску робочого тіла при послідовному здійсненні термохімічної реакції поглинання робочого агенту відповідним сорбентом з відведенням теплоти, а потім виділення – десорбції – робочого агенту з сорбенту, що супроводжується підведенням теплоти. В цих установках використовуються властивості деяких пар речовин змінювати температуру при адіабатному змішуванні. За допомогою процесів сорбції та десорбції у сорбційних установках виконуються функції, аналогічні процесам всмоктування та нагнітання, що здійснюються механічним компресором.

Струминні трансформатори теплоти засновані на використанні кінетичної енергії потоку пари або газу, що підвищують тиск робочого агенту. Струмінь пари або газу, що виходить з великою швидкістю із сопла, створює ефект ежекції, в результаті якого відбувається всмоктування, а потім стиснення робочого тіла.

Струминні установки можуть представляти собою як закриті термодинамічні системи, робоче тіло в яких здійснює термодинамічний цикл (установки закритого типу), так і відкриті, в яких процес розімкнений (установки відкритого циклу).

Перспективної галуззю застосування теплових насосів є дистиляційні та ректифікаційні установки.

На спиртових заводах на долю брагоректифікаційних установок припадає біля 65% всієї витрачаємої енергії.

В класичній схемі ректифікації мають місце великі втрати енергії від незворотності процесу внаслідок великої різниці температур у випарниках та втрати теплоти в конденсаторах.

Використання води зовнішніх джерел для конденсації водно-спиртових парів часто призводить до зменшення кількості флегми та погіршенню якості продукту в літню пору року по причині дуже високої температури води.

Перевагою ректифікаційних установок з тепловими насосами є не тільки економія енергії, а й зменшення сумарної поверхні теплообміну.

У Франції в Національному інституті промислової хімії розроблена ректифікаційна колона з тепловим насосом, що використовує в якості робочого тіла воду. Установка проста та не містить додаткового теплообмінника, характеризується помірними додатковими капіталовкладеннями та швидкою окупністю за рахунок додаткової економії енергії. Таке рішення може бути прийнято для колон, в яких різниця між температурою верху та низу незначна та які повинні працювати з великим флегмовим числом. Запропоновано також варіант об,єднання двох колон за допомогою теплового насосу, який використовує воду в якості робочого тіла. Робота колон при різному температурному режимі дозволяє забезпечити необхідний температурний перепад в кип,ятильнику та конденсаторі-випарнику. Тепловий насос з водою в якості робочої рідини може працювати в інтервалі температур 80…250оС.

На одному з хімічних заводів Франції дистиляційна колона для розділення водно-спиртової суміші з річною продукційністю 10 млн. дал спирту оснащена тепловим насосом, в якому в якості робочого тіла використовувалася вода. При роботі колони без теплового насосу біля 80% теплоти (11,6 т пари за годину) втрачається на стадії конденсації. За допомогою теплового насосу з електроприводом міцністю 2 МВт ця теплота повністю рекуперується. В результаті на виході з теплового насосу одержують 12,2 т пари за годину (Р=0,26 МПа, t=127^оС). На підтримання процесу у колоні витрачається 2,2 т пари за годину, решта пари використовується для обігріву інших апаратів.

Економія первинної енергії складає 3200 т нафти за рік, термін окупності 4,2 роки.

Великий інтерес для процесу ректифікації представляють теплові насоси відкритого циклу (механічна рекомпресія пари – МРП), тому що вони не потребують складного дорогого обладнання та спеціальних робочих рідин .

Такі теплонасосні установки знайшли широке застосування в спиртовій, а також у хімічній промисловості у процесах перегонки та ректифікації.

Регулювання витрати пари в таких установках здійснюється за рахунок зміни швидкості обертання приводного двигуна або за рахунок байпасування частини стисненої пари на вхід компресора. Використання МРП дозволяє також виключити з технологічної схеми велику кількість теплообмінників.

На одному з найбільших підприємств Франції “Дистелері Варньє де Нарбон” технічною службою Союзу виробників спирту та фірмою “Спейшим” проведені роботи з рекуперації теплоти спиртових парів за допомогою теплового насосу. На заводі змонтовано 5 ректифікаційних установок ( три - виробництва фірми Пінгріс та дві - фірми Газань та Барбьє), кожна з яких містить епюраційну, спиртову та метанольну колони, загальною продуктивністю 13000 дал спирту за добу. Ректифікації піддається сирець з цукрового буряку, меляси, вина та виноградних вичавок. Витрата пари в залежності від вмісту в сирці метанолу дорівнює 28…32 кг/дал. У процесі реконструкції 4 метанольні колони були замінені однією діаметром 1300 мм та висотою 22м з кожухотрубним кип,ятильником з нержавіючої сталі. Теплонасосна установка включає одноступеневу парову турбіну фірми “Вартінгтон” потужністю 350 кВт, зі швидкістю обертання 5000 об/хв. Тиск робочої пари 1,4 МПа, температура 250⁰С. Відпрацьована пара з тиском 0,2 МПа потрапляє до кип,ятильника метанольної колони. Конденсат з кип,ятильника у вигляді флегми поступає на верхню тарілку колони. Несконденсована у кип,ятильнику пара спрямовується до водяного конденсатору, звідки відбирається метанольна фракція, а надлишок конденсату приєднується до флегми.

Для виключення перегріву спиртових парів у процесі стискування до всмоктувальної комунікації компресора вбризкується водно-спиртовий конденсат із кип,ятильника колони. При роботі заводу 220 днів на рік економія палива у перерахунку на нафту складала 1076 тон. Термін окупності склав 3 роки.

Фірма “Ле Дістелері де Лоб”, що переробляє вино та відходи виноробства на спирт-ректифікат, з метою економії природного палива та заміни його більш дешевою електроенергією застосувала ректифікаційну установку “Спейшим” продуктивністю 15000 дал спирту за добу. Рекуперація теплоти відходячих водно-спиртових парів здійснюється за допомогою теплонасосної установки. За даними фірми, у порівнянні з установкою прямої дії, для якої експлуатаційні витрати знижуються на 28%, зниження експлуатаційних витрат для установки з тепловим насосом від електродвигуна складає 23%, але капітальні затрати не перевищують 42% від витрат на БРУ прямої дії.

Тепловий насос з паровою турбіною в якості приводу знижує експлуатаційні витрати на 25%, але капіталовкладення складають 60% у порівнянні з БРУ прямої дії, крім того, використання парової турбіни вимагає значних інвестицій на реконструкцію котельної.

Додаткова витрата свіжої пари у куб колони у кількості 3 т/год зумовлена тепловими втратами та різницею температур вина, що поступає на перегонку (33оС) та кубового залишку (75оС).

Для стискування пари використовують центробіжний компресор фірми “Альстом-Атлантік Рато” М-45 з двома паралельними турбінами, швидкість обертання –18300 об/хв., масова витрата – 5000кг/год, ступінь стиснення – 4,48, тиск всмоктування – 0,035 МПа, можливе регулювання витрати до 70% від оптимальної, потужність електродвигуна – 620 кВт. Економія пари складає біля 40% у порівнянні з класичною схемою, окупність – 3,1 року.

Застосування теплового насосу з водою в якості робочої рідини виключає ризик зниження якості ректифікованого спирту за рахунок високого ступеню стиснення водноспиртових парів та підвищення температури до 145оС та вище, а також виключає можливість попадання змазки підшипників компресору до готового продукту, хоча з термодинамічної точки зору безпосередня механічна рекомпресія пари більш переважна.

Треба відмітити, що використання теплових насосів відкритого циклу в Україні стримується відсутністю відповідних компресорів для стиснення парів, у той час як за кордоном є великий асортимент таких машин.

Використання теплонасосних установок в окремих ректифікаційних колонах дає відчутну економію теплоти. Ще більшого ефекту можна досягти, якщо зв,язати ректифікаційні колони у багатоколонній установці за допомогою теплових насосів.

Американська фірма “Ексон Кемікал” розробила ректифікаційну установку, в якій за допомогою теплонасосної установки відкритого циклу утилізується скрита теплота конденсації пари, що виходить з основної колони для обігріву двох додаткових колон.

В США запатентовано оригінальну установку для одержання спирту-ректифікату, в якій в якості розділяючого агенту використовується діоксид вуглецю при суперкритичному тиску.

Установка призначена для одержання 400 т спирту за добу, концентрацією 97 мас.% з бражки концентрацією 8,2 мас.%. В екстракційній колоні (Н=29,5 м, d=5,2 м, 90 сітчастих тарілок) під дією рідкого СО₂, що знаходиться поблизу критичної крапки (6,5 МПа, 28⁰С), відбувається виділення етанолу з бражки, кубова рідина містить 6 мас.% СО₂, розчиненого у воді, та 0,25% етанолу від абсолютного алкоголю, введеного до колони. Після проходження крізь дросельний клапан тиск кубової рідини падає з 6,5 МПа до 1,0 МПа, при цьому розчинність СО₂ у воді знижується з 6% до 2%, тобто можливо рекуперувати 66% діоксиду вуглецю, що знаходиться у кубовій рідині. Газоподібний СО₂, що виділився у сепараторі, компримується до 6,5 МПа у компресорі 5 та після конденсації у теплообміннику повертається до кубу екстракційної колони.

На стадії екстракції та ректифікації спирту мають місце втрати діоксиду вуглецю біля 1,6%. Ці втрати поповнюються діоксидом вуглецю, який виділився на стадії бродіння.

За висновком авторів така установка з енергетичної точки зору переважає класичну схему з механічною рекомпресією пари. Даний метод рекомендовано також для виділення кофеїну з кави.

БРУ з тепловим насосом на водно-спиртовій парі бражної колони працює наступним чином. Водно-спиртова пара з температурою 96…97⁰С перегрівається у пароперегрівач до 100⁰С, після чого стискується у компресорі до тиску 0,25 МПа та температури 120…122⁰С. Компримована пара потрапляє на обігрів епюраційної та спиртової колон. Надлишок теплоти використовується для перегріву парів у пароперегрівачі перед їх надходженням до компресору.

Витрата пари на процес брагоректифікації знижується на 54…56%, додаткова витрата електроенергії складає 1,05 кВт/дал.

Брагоректифікаційна установка з механічною рекомпресією водно-спиртових парів та парів вторинного закипання відходячих рідинних потоків (БРУМРП) працює наступним чином. Для обігріву бражної колони в цій установці використовується теплота відходячих потоків барди, лютерної води та охолоджуючої води. Вивод вказаних потоків з установки здійснюється крізь відповідні випаровувальні камери, в яких за допомогою турбокомпресору підтримується розрідження 0,02 МПа та відповідна цьому тиску температура кипіння – 60⁰С. Охолоджуюча вода проходить послідовно крізь конденсатори спиртової, епюраційної та бражної колон, де нагрівається до 60…65⁰С, після чого додатково нагрівається у підігрівачі конденсатом вторинної пари до температури 78…80⁰С. В результаті різниці тисків у комунікації охолоджуючої води та у випаровувальній камері відбувається різке закипання води та виділення вторинної пари. Барда та лютерна вода потрапляють у відповідні випаровувальні камери, вторинні пари, що виділилися у випаровувальних камерах, стискаються до тиску 0,18…0,20 МПа та відповідній цьому тиску температури – 117…118⁰С, після чого використовуються для обігріву бражної колони. Недостача вторинної пари для обігріву бражної колони поповнюється свіжою парою.

Водно-спиртова пара з епюраційної та спиртової колон потрапляє до відповідних компресорів, де стискується до тиску, що забезпечує підвищення температури на 10…15⁰С вище, ніж у кубах цих колон. Підтримання необхідного тиску та його регулювання в колонах здійснюється за допомогою вентилів, встановлених на комунікаціях між вихідним патрубком компресору та відповідним конденсатором.

В цій установці здійснюється комплексна утилізація теплоти всіх відходячих матеріальних потоків. Рекуперативне використання пари є найбільш раціональним засобом економії енергоресурсів, тому що теплота, що виділяється при конденсації, у сотні разів вище теплоємності рідких потоків. Економія пари на процес досягає 80%, а конденсація парових потоків, що виходять з епюраційної та спиртової колон безпосередньо в їх конденсаторах, дозволяє знизити на 90…92% витрату охолоджуючої води.

У випадку, коли стиснення пари у компресорі теплового насосу призводить до небажаного перегріву, що негативно впливає на якість спирту, роботу теплового насосу організують таким чином, щоб створюючи розрідження у колоні, зменшити температуру стиснення.

Впровадження БРУ з тепловими насосами відкритого циклу на водно-спиртовій парі вимагає вибору турбокомпресору, конструкція якого повинна виключати попадання змазки до готового продукту та забезпечувати надійну герметичність системи. Використання в якості робочого тіла водяної пари

БРУ з тепловим насосом, в якості робочого тіла якого використовується пара дефлегматорної води працює наступним чином. Дефлегматорна вода з температурою 65…70⁰С потрапляє з дефлегматорів епюраційної та спиртової колон до нижньої частини трубного простору відповідних випарників, верхня частина яких з,єднана з турбокомпресором. За допомогою турбокомпресору у трубному просторі випарювачів створюється розрідження 0,012…0,013 МПа, при якому температура кипіння води складає 50…51⁰С. Пари, що виділилися в результаті кипіння дефлегматорної води, стискаються у компресорі до тиску 0,2 МПа та температури 120⁰С, після чого поступають на обігрів епюраційної колони. Надлишок парів спрямовується до кип,ятильника спиртової колони.Лютерна вода та конденсат парів дефлегматорної води з кип,ятильників спиртової та епюраційної колон спрямовуються до міжтрубного простору відповідних випарників, де віддають частину своєї теплоти дефлегматорній воді, що забезпечує її інтенсивне кипіння. Частина лютерної води використовується у пароперегрівачі 6 для забезпечення сухого ходу компресору.

Це рішення дозволяє утилізувати теплоту дефлегматорної води, що виводиться з установки, використовувати її повторно у процесі ректифікації та тим самим знизити на 28…30% витрату гріючої пари. Додаткова витрата електроенергії на привод компресору складає 1,28 кВт/дал.

Основною перевагою теплонасосних установок над традиційнм енергозбереженням є: можливість утилізації скидної низькопотенціальної теплоти; використання більш дешевої електричної енергії замість дорогої теплової, використання замість трубопроводів від котельних електричних кабелів; зменшення негативного впливу технологічних об,єктів на оточуюче середовище.

Застосування теплонасосних установок в технологічних процесах відкриває широкі перспективи використання вторинних енергоресурсів.

Вторинні енергетичні ресурси та їх раціональне використання.

Дефіцит енергоносіїв в Україні який досягає 60 % від загальної потреби вимагає розробку нових та швидке впровадження відомих заходів енергозбереження. Розширення добичі природного палива веде до гибелі поверхні землі, її надр, зниження рівня грунтових вод, вижигання кисню з повітря та іншим незворотнім процесам.

За даними фахівців Московського енергетичного інституту вкладати кошти в енергозаощаджуючі заходи в 10 разів вигідніше, ніж в добичу нафти.

Заощадження енергоносіїв може бути отримане за рахунок зміни структури виробництва зорієнтованої на енергозберігаючі технології. Витрати на використання вторинних енергетичних ресурсів більш ніж в два рази менше чим при використанні первинних джерел енергії.

Всі енергозберігаючі заходи можна розподілити на дві групи. До першої групи слід віднести ті, що не впливають на принципові основи техніки і технології, використання технологічного продукту та напівпродуктів. Таке енергозбереження має назву рекуперативним, або екстенсивним.

Друга група включає принципово нову сукупність взаємопов’язаних заходів. Ці заходи розробляються в межах повних технологій матеріальних виробництв з використанням енергетичного потенціалу первинного джерела енергії, при комплексному вирішенні завдань ресурсозбереження і спрямовані на створення технологій та обладнання нового покоління з максимально високими енергоматеріалозберігаючими та екологічними характеристиками. Таке енергозбереження має назву інтенсивним.

Концепція інтенсивного енергозбереження складається із слідуючих етапів:

- визначення загальної енергоємності виробництва кінцевого продукту, або напівпродукту;

- діагноз якості енергоматеріаловикористання;

- прогноз потенціалу інтенсивного енергозбереження;

- розробка принципових основ технічної реалізації заходів інтенсивного енергозбереження;

- розробка моделі об’єктів і визначення технічно можливої економії паливно-енергетичних ресурсів;

- стан і перспективи покращання екологічної ситуації;

- розроблення плану послідовної реалізації рекуперативного і інтенсивного енергозбереження.

Основним джерелом інтенсивного енергозбереження є вторинні джерела енергії, мало- та безвідходні технологічні процеси.

Основні витрати матеріальних і сировинних ресурсів відбувається під час підготовки зерна до зброджування, приготування спиртової бражки її перегонки та ректифікації спирту.

Виробництво технічного етанолу з крохмалевмісної сировини

Крохмалевмісна зернова сировина використовується для виробництва технічного етанолу головним чином в країнах з розвиненим сільським господарством, перш за все Канаді, США, Бразилії тощо.

Сировиною для виробництва технічного етанолу є зерно кукурудзи, пшениці, ячменю. Лідерами з виробництва етанолу з зерна в США є фірма DAR-ZY Corp., в Канаді - Сommercial Alcohols Inc. Середня потужність заводів 40 тис. дал спирту за добу.

На рис. 9 приведена принципова технологічна схема виробництва технічного спирту з зернової сировини.

Особливостю цієї технології є низькотемпературне розварювання, постадійне оцукрення поліцукридів до моноцукрів, використання концентрованих ферментних сиропів, безперервне бродіння з реціркуляцією відсепарованих дріжджів та повна утилізація післяспиртової барди.

Виробництво технічного спирту з цукровмісної сировини

В країнах Європейської Спільноти найбільшим виробником етилового спирту є Франція. За даними Французського політехнічного інституту сільського господарства і екології на промислових спиртзаводах Франції в 1994-95 рр. було вироблено 713 млн. дал алкоголю на різній основі, в тому числі (в млн. дал): синтетичного - 157,4; на базі вінограду, плодів та ягід - 145,0; з зерна - 13,2; з цукровмісної сировини - 398,9.

На технічні потреби, не враховуючи синтетичний спирт було використано біля 400 млн. дал.

В якості цукровмісної сировини використовується дифузійний сік, клерс-цукрового виробництва, меляса. Середня потужність спиртових заводів 15000 дал спирту за добу.

На рис. 14 приведено принципово-технологічну схему виробництва етанолу з меляси і клерсу на цукроспиртовому підприємстві Bazancourt de Bethenville (Франція). Це підприємство поряд із звичайним ректифікованим спиртом виробляє дегідратований (99,8 %) спирт-ректифікат або сирець. Для дегідрування використовується азеотропна ректифікація з циклогексаном, а також сучасна технологія зневодження на молекулярних ситах. Післяспиртова барда з масовою часткою К2О біля 6 % використовується для поливу ланів під цукровий буряк, або у вигляді сиропу йде на відгодівлю великої рогатої худоби.

Барда концентрується в декілька стадій. Спочатку у відділенні попереднього концентрування з 4 до 10 %, потім у відділенні остаточного концентрування в три етапи: 10...27 %; 27...37 %; 37...70 % сухих речовин.

Рисунок 9 – Принципова технологічна схема виробництва етанолу з зернової сировини

Рисунок 10 – Принципова технологічна схема виробництва етанолу з меляси й клерсу

Під час концентрування в присутності сірчаної кислоти з барди вилучають сульфат калію. Кристали сульфату кальцію вилучають на центрифугах, після чого барда у вигляді сиропу з масовою часткою сухої речовини 63 % використовується на відгодівлю худоби. Поряд з дегідратованим технічним спиртом виробляється спирт технічний денатурований.

Способи отримання дегідратованого етилового спирту

Етиловий спирт на відміну від метилового утворює з водою азеотроп. В азеотропному стані концентрації спирту в парі та рідини, з якої утворюється ця пара співпадають. Для етилового спирту й води це відповідає масової частці спирту 95,57 %. Окремі галузі господарства використовують дегідратований або абсолютований етиловий спирт.

Абсолютований етиловий спирт виробляється в країнах СНД згідно ТУ 7506008-31-91; ТУ 84-12033-89; ТУ У 18.227-94; ТУ У 18.475-98 і має концентрацію 99,8 % об.

Класифікація способів дегідрування етилового спирту

Для отримання абсолютованого спирту використовують наступні способи: азеотропна та сольова ректифікація, ректифікація під вакуумом, мембранна технологія, зв`язування води твердими або рідкими водопоглинаючими речовинами.

З перерахованих методів абсолютування спирту метод зневодження за допомогою твердих водопоглинаючих засобів знайшов розповсюдження в лабораторній практиці. Так, за допомогою негашеного вапна отримують абсолютований спирт, так як вода поглинається вапном з утворенням гідрату окису кальцію. Аналогічну дію оказує хлористий кальцій, оцтовокислі солі калію, натрію та гіпс.

Використовуючи гліцеринові розчини солей, а саме - СаСl₂ та К₂СО₃, отримують спирт концентрацією 99,9...100 % об.

За допомогою гліцерину в лабораторних умовах отримують спирт концентрацією 99,2 % об.

Зневодження спирту за допомогою твердих та рідких водопоглинаючих речовин не знайшло розповсюдження в промислових масштабах.

В разі сольової ректифікації водно-спиртову суміш у вигляді пари подають в ректифікаційну колону на зустріч розчину солі в абсолютованому спирті. Л.Л.Доброседов зробив теоретичні та експериментальні дослідження впливу солей на рівновагу потрійної системи вода-етанол-сіль. Автором було встановлено, що додавання солі до системи з двох взаєморозчинних рідин веде до зміни положення кривої фазової рівноваги. При цьому в парову фазу переходить більше того компоненту, в якому сіль менше розчинюється. Цій метод також не знайшов широкого розповсюдження.

Найбільше промислове значення має зневодження за допомогою азеотропної ректифікації або молекулярних сит.

Азеотропний спосіб дегідрування етанолу

В промисловості для абсолютування звичайно користуються методом потрійних нероздільно киплячих (азеотропних) сумішей. Сенс його полягає в слідуючому. До ректифікованого спирту концентрацією не нижче 95 % об. додають циклогексан або бензол. Потрійна суміш етанол-вода-бензол (ціклогексан) утворює азеотропну суміш, яка складається за масовою часткою з 18,5 % етанола, 7,4 % води й 74,1 % бензолу та кипить при температурі 64,85С. Азеотропна суміш поводить себе в колоні як головна фракція, при охолодженні вона розподіляється на два шари: верхній, що складається в основному, з бензолу й нижній - з суміші етанолу й води. При температурі 15С в верхньому шарі міститься (масова частка): бензола 85, етилового спирту 13,3 і води 1,7 %; у нижньому - спирта 49,7, води 41,3 і бензола 9 %.

Абсолютований спирт може бути отриманий як з ректифікованого спирту, так і безпосередньо із бражки. В обох випадках ректифікований спирт і бензол вводять в дегідраційну колону, рис 15, в якій відгоняється потрійна азеотропна суміш, що містить більшу кількість води, ніж вихідна рідина. Зневоджений спирт відводять із низу колони. Дегідратаційна колона має 60...65 багатоколпачкових тарілок, в тому числі 10 в концентраційній частині, й закритий обігрів.

Азеотропна суміш після охолодження надходить в декантатор, де розшаровується: верхній шар повертається в дегідраційну колону, а нижній поступає в спиртову колону. Тут спирт укріплюється й разом з бензолом повертається в дегідратаційну колону, а вода відводиться з нижньої частини. Спиртова колона також має 60...65 багатоколпачкових тарілок, в тому числі 40...43 в концентраційній частині.

В установці постійно циркулює певна кількість бензолу, який виконує функцію переносника води з дегідраційної колони в декантатор.

При отриманні абсолютованого спирту безпосередньо з бражки установку для абсолютування зв`язують з брагоректифікаційною установкою в єдину систему. Брагоректифікаційна установка забезпечує отримання ректифікованого спирту, який без охолодження одразу ж подають в дегідраційну колону.

Для отримання 1 дал абсолютованого спирта витрачається 15...20 кг пари, біля 0,25 м³ води й 0,01 кг бензолу. Втрати бензолу компенсуються періодичним додаванням його в дегідратаційну колону. Гранічно допустимі втрати спирту під час абсолютування становлять 1 % вихідного ректифікованого спирту.

Рисунок 11 – Установка для отримання абсолютного спирта

А.С. - абсолютований спирт, Е - етанол, Б - бензол, В - вода, П - пара.

Дегідрування спирту за допомогою мембраних технологій

Мембранні технології застосовують в різних галузях харчової промисловості. В спиртовій та лікеро-горілчаної промисловості мембранна технологія використовується під час водопідготовки. Створення газового середовища (в основному азотного) при зберіганні сировини, для концентрування ферментних препаратів, очищення стічних вод і т. і.

Дослідженнями процесів тепло-масообміну в мембранних напірних каналах молекулярних фільтрів та розробкою високоефективних технологій харчового і технічного спирту займаються як в Україні - проблемна науково-дослідна лабораторія Українського державного університету харчових технологій та Укр НДІспиртбіопрод - так і в інших країнах світу.

Мембранне розділеня характеризується відокремленням відповідного компонента або компонентів суміші за допомогою напівпроникної мембрани. В процесі такого відокремлення первинна суміш розділяється на концентрат і пермеат (фільтрат або ультрафільтрат). Концентрат створюють компоненти, які затримуються мембраною, а пермеат - компоненти, які проходять крізь мембрану. Здатність мембрани затримувати будь-який компонет (компоненти) суміші характеризує ії селективність за відповідним компонентом (компонентами).

Рухому силу переносу компонента крізь мембрану характеризує різниця: хімічних потенціалів концентрації в суміші, яка розділяється та пермеату; гідростатичних тисків до і після мембрани та електричних потенціалів.

Відповідно до спиртової промисловості існує декілька методів розділення сумішей за допомогою мембран: дифузийний, метод випарювання, метод діалізу, розділення електродіалізом, баромембранний метод та інші.

Під час розділення рідинної суміші крізь мембрану методом випарювання гаряча суміш спрямовується з одного боку напівпроникної мембрани і в паровому стані проникає крізь капіляри, склад яких залежить від температури і складу суміші, а пара відводиться в потік інертного газу або конденсується при вакуумуванні.

В разі розділення розчинів і колоїдних систем методом діалізу враховується як різна проникненість мембран так і різна молекулярна маса компонентів. Метод діалізу широко використовується під час оцищення розчинів білків та інших високомолекулярних сполук (в тому числі і біологічно активних речовин) від розчинених солей крізь мембрану з нітроцелюлози.

Розділення речовин методом електродіалізу характеризується переносом крізь мембрану іонів відповідного компоненту під дією різниці електричних потенціалів, що дозволяє ефективно демінералізувати розчини.

Баромембранні технологічні процеси поєднують в собі зворотній осмос, ультрафільтрування та мікрофільтрування розчинів під тиском крізь напівпроникні мембрани, що пропускають розчинник і затримують розчинений в ньому компонент у вигляді іонів , колоїдних частинок або молекул.

Під час зворотнього осмосу (діаметр пор в мембранах складає 0,5...5 нм) в процесі фільтрування суміші відокремлюються іони та недисоційовані молекули; в разі ультрафільтрування (діаметр пор в мембранах становить 5...50 нм) відокремлюються високомолекулярні речовини та їх колоїди; в разі мікрофільтрування (діаметр пор в мембранах становить 50...10000 нм, що відповідає 0,05...10 мкм) відокремлюються колоїдні частинки та мікроорганізми.

Швидкість переносу розчинника крізь мембрану для усіх баромембранних процесів в загальному вигляді записується:

SA (p-П) ,

де А - коефіцієнт проникненості мембрани;

р і П - різниця робочого і осмотичного тиску по різні сторони мембрани

Сьогодні розроблено і впроваджено у виробництво серію вітчизняних і закордонних фільтруючих елементів - мембран самого різного призначення.

Для спиртової промисловості мембрани повинні задовольняти таким основним вимогам: велика питома потужність (проникність); висока розділяюча властивість (селективність); хімічна стійкість до впливу компонентів суміші, яка розділяється, та температури; нешкідливість до організму людини (якщо мембрана призначена для розділення суміші в харчовій або медичній промисловості); висока механічна стійкість; можливість досягнення заданих кінцевих результатів (для розділення повітря більше 95 % азоту, для розділення водно-спиртової суміші з об`ємною часткою спирта більше 96 %).

Для приготування мембран використовують різні матеріали: скло, полімери, кераміку, металокераміку та інші.

Сьогодні розроблено чотири типи апаратів з мембранними фільтруючими елементами:

1) апарати з плоскими фільтруючими елементами (ПФЕ);

2) апарати з трубчатими фільтруючими елементами (ТФЕ);

3) апарати з рулонними фільтруючими елементами (РФЕ);

4) апарати з половолоконними фільтруючими елементами (ПВФЕ).

За формою мембрани виробляються плоскі, ціліндричні та поліволокна. За призначенням - для розділення повітряних та рідинних сумішей. За конструкцією - ізотропні та анізотропні (асиметричні) мембрани. Ізотропні мембрани характеризуються однорідною структурою по всій товщині, анізотропні - двошарової конструкції, тобто тонкий селективний шар покриває товстий основний шар з порівняно великими капілярами, який виконує функцію фундаменту (опори) селективного шару. Якість і ефективність мембранної технології визначається як конструкцією самої мембрани так і конструкцією устаткування, які разом складають апаратуру для розділення сумішей. Для конкретної суміші якість і ефективність мембранної технологіі визначається також такими показниками як оптимальний тиск, оптимальна швидкість суміші в міжмембранних каналах, складом і концентрацією суміші та ін.

Для проведення ультрафільтрації на апараті любої конструкції необхідно очистити суміш від твердої механічної фази. Крім того, суспензії, які розшаровуються, розділити на мембранних установках неможливо.

Апарат з трубчатими фільтруючими елементами (ТФЕ) може бути самим ефективним в разі розділення водно-спиртових сумішей на воду й спирт (технічний).

Для збільшення поверхні фільтрування сумішей в одиниці об`єму апарату розроблені і застосовуються в основному для демінералізації води установки з рулонними фільтруючими елементами (РФЕ). Під час модернізації такі апарати можуть бути використані для розділення водно-спиртових сумішей в режимі зворотнього осмосу. Робочим фільтруючим елементом є труба діаметром від 70 до 200 мм, довжиною від 1 до 10 м, в яку вставлені рулонні мембрани. Всередині труби встановлена фільтровідводна трубка, на яку накручена рулонна мембрана. Для утворення дренажних каналів, по яким проходить вхідна суміш, пакет-мембрану накручують на сітку-сепаратор.

В апаратах з половолоконними фільтруючими елементами (ПВФЕ) всередині кожуха знаходяться джгути тонких волокон діаметром 45...200 мкм. Апарат працює за принципом зворотнього осмосу й може бути застосований для розділення водно-спиртових сумішей.

Перспективні напрями використання спирту етилового технічного в Україні

Україна має обмежені запаси нафти, природного і супутнього нафтового газу, які є похідною сировиною для промисловості органічного синтезу.

В органічній технології у великій кількості використовують етилен. З нього виготовляють поліетилен, який має високі механічні та електромеханічні властивості, стійкий до дії кислот та основ.

Етилен отримують шляхом високотемпературного гідролізу етана та інших амінів при 800-900 ⁰С або з газів очистки установок, які переробляють нафту.

В країнах з обмеженою кількістю органічної сировини для виробництва етилена використовують технічний етанол, отриманий шляхом ферментації вуглеводвмісної сировини. Зі спирту етилен отримують шляхом його дегідрування під дією каталізатору. З однієї частини етанолу утворюється біля 0,5 частин етилену.

В Україні (м. Северодонецьк) розташований один з найбільших в СНД комплексів з виробництва поліетилену, однак через відсутність органічної сировини його зупинено. Налагодження виробництва технічного спирту дає змогу продовжити виробництво вітчизняного поліетилену.

Крім поліетилену Україна відчуває гострий дефіцит в синтетичному каучуку. Для виробництва синтетичних каучуків використовується дівініл (1,3-бутадієн). Отримання дівінілу здійснюється контактним розложенням етилового спирту за способом, розробленим С.В. Лебедевим в чотири стадії: випарювання спирту, контактне розложення парів спирту, відокремлення та очищення дівінілу, регенерація або заміна каталізатору.

Асортимент виробів з каучуку включає понад 30 тис. найменувань. З каучука виготовляють вироби для транспорту, технічні гумові вироби, гумовий одяг, взуття, вироби для хірургічних і санітарних цілей, електроізоляцію. Так, наприклад, для облаштування гумовими деталями одного автомобіля вантажністю 2,5 т потрібно 240 кг, а для автомобіля вантажністю 0,5 т – 57 кг каучука.

У відповідності з Державною програмою “Етанол” в Україні до 2010 року буде налагоджено виробництво етилтретбутилового ефіру, вінілхлориду, стабілізаторів сумішевих бензинів, бутадієну, сополімерів етилену та вінілацетату, ацетальдегіду, етилацетату, етиленгліколю, синтез стиролу, продуктів тонкого оргсинтезу тощо.

Організація виробництва технічного спирту допоможе вирішити проблему сировини для виготовлення синтетичного каучука в Україні.

Використання технічного спирту як добавки до пального допоможе в значній мірі зменшити дефіцит пального, а також дозволить поліпшити екологічний стан міст та автошляхів країни.

Маловідходні та безвідходні технології

Основним напрямом в зменшенні матеріалоємності спиртового виробництва є розробка та широке впровадження маловідходних та безвідходних технологій (МВТ та БВТ) з замкнутим циклом по відношенню до навколишнього середовища.

В умовах ринкової економіки, переведення виробництва на замкнуті цикли є фундаментальним напрямком в рішенні проблеми раціонального використання природно-сировинних ресурсів.

Резервом зменшення матеріалоємності спиртового виробництва є вторинні сировинні ресурси (ВСР). Підвищення ступеню та глибини переробки первинної сировини, комплексне її використання з впровадженням сучасних екологічно чистих технологій є першорядним завданням.

Концепція безвідходної технології базується на двох взаємопов'язаних аспектах.

Перший аспект пов'язаний з розширення ресурсних можливостей, залучення до виробництва некондиційних та нетрадиційних видів сировини, комплексної її переробки, максимальним використанням відходів та побічних продуктів, з отриманням додаткової кількості цільових продуктів, кормів та добрив.

Другий аспект пов'язаний з екологічністю технологічних процесів. Антропологенне навантаження на навколишнє середовище не повинне перевищувати здатність екологічної системи зберігати свій природний стан.

Таким чином, безвідходна технологія повинна розглядатись як сукупність технологічних операцій, процесів, виробництв, які забезпечують максимальне і комплексне використання сировини, побічних продуктів та відходів з одночасним зменшенням їх шкідливого впливу на навколишнє середовище.

Маловідходна технологія є проміжною стадією при розробці безвідходних технологій. Під час маловідходного виробництва шкідливий вплив на довкілля не перевищує рівня дозволеного санітарними нормами та правилами, однак по технологічним, економічним та організаційним причинам частина сировини переходить в відходи та побічні продукти, які не знаходять раціонального використання.

Мало- та безвідходні технології повинні забезпечувати досягнення слідуючих цілей:

- комплексну переробку сировини з використанням всіх її складових шляхом створених нових екологічно чистих технологічних процесів;

- переробку побічних продуктів та відходів з отриманням товарної продукції, або інше їх корисне використання;

- зниження загального антропогенного навантаження на навколишнє середовище;

- створення замкнутої системи промислового водопостачання.

Основні напрямки створення мало- та безвідходних технологій

Проблема створення безвідходних технологій в спиртовій промисловості пов'язана з більш глибокої комплексної переробки первинної сировини та раціональним використанням побічних продуктів та вторинних сировинних ресурсів.

При виробництві спирту утворюються слідуючі ВСР: барда (зернова, мелясна), вуглекислий газ, відпрацьовані дріжджі-цукроміцети. До побічних продуктів виробництва відносяться: фракція головна етилового спирту і сивушне масло.

Всі відходи та побічні продукти спиртової галузі можна віднести до вторинних сировинних ресурсів.

За агрегатним станом більшість ВСР і побічних продуктів спиртового виробництва є рідкими, до твердих відносяться відпрацьовані дріжджі-цукроміцети, до газоподібних  вуглекислий газ.

По ступеню впливу на довкілля до нешкідливих відносяться післяспиртова і післядріжджова зернова барда, дріжджі-цукроміцети та вуглекислота бродіння; до шкідливих відносяться післяспиртова, та післядріжджова мелясна барда, фракція головна етилового спирту та сивушне масло.

По ступеню використання ВСР поділяються на ті, які повністю використовуються і на ті, які використовуються частково. До перших відносяться зернова післяспиртова барда, дріжджі-цукроміцети, частково використовується фракція головна етилового спирту, сивушне масло, післядріжджова зернова барда, післяспиртова мелясна барда, вуглекислота бродіння.

Вторинні сировинні ресурси характеризуються слідуючими показниками.

Післяспиртова зернова барда представляє собою складну полідисперсну систему, сухі речовини які знаходяться у вигляді зависів і у розчиненому стані.

При відгонці спирту у барді залишаються: невикористана при бродінні частина органічної речовини зерна, мінеральні речовини зерна, знову створена біомаса дріжджових грибів та продуктів їх життєдіяльності (гліцерин, органічні кислоти та інші) та частина подрібненого солоду.

Склад і поживність залежать від виду сировини, що перероблюється на спирт. Свіжа барда має кислу реакцію (рН 4,2…4,4) і характеризується слідуючими показниками:

Сухі речовини, % ……………………. 6,7…8,4

в тому числі:

сирий протеїн ……………………….. 1,8…2,2

клітковина …………………………… 0,9…1,7

зола …………………………………... 0,6…0,7

безазотисті екстрактивні речовини …. 3,4…3,8

У зв’язку з великим вмістом води барда відноситься до об’ємних водянистих малотранспортабельних кормів, що зумовлює специфіку її використання.

Основна цінність барди заключається у протеїні, вміст якого у сухій речовині зернової барди складає у середньому 26…28 %. Одна тонна барди містить 10…15 кг протеїну і 40…70 харчових одиниць.

Вуглекислий газ бродіння. На стадії зброджування оцукреної маси дріжджами у герметично закритих бродильних апаратах виділяються гази, що містять до 98…99,8 % вуглекислого газу. Залишкову кількість газу складають: повітря  0,3…1,0 %, волога  0,5…0,9 %, спирт  0,4…0,8 %, леткі кислоти  0,05…0,1 %, ефіри  0,01…0,05 %, альдегіди  до 0,02 %.

Головна фракція етилового спирту. Головна фракція етилового спирту представляє собою водно-спиртову рідину з легколеткими домішками: альдегідами, ефірами, кислотами, метанолом та ін. Міцність її  не менше 92 % об.

Головну фракцію етилового спирту розганяють на спеціальних ректифікаційних установках. Установка для централізованої переробки головної фракції включає колонку для її розгонки, епюраційну, спиртову та метанольну колони. Останню включають у тому випадку, якщо перероблюють головну фракцію, що містить метанол. При переробці одержують слідуючі продукти (в дал на 100 дал вихідної головної фракції): ректифікований спирт  90…94; концентрат головної фракції  4…7; втрати при розгонці  2…3.

Сивушне масло. Сивушне масло є побічним продуктом ректифікації. Це безкольорова або жовтувата рідина з різким та гострим запахом, що містить 5…12 % об. етанолу, 7…15 % об. н-пропанолу, 10…20 % об. ізобутанолу, 50…60 % об. ізоамілону та 5…10 % води.

Відпрацьовані дріжджі-сахароміцети. Мелясно-спиртові заводи шляхом виділення дріжджів зі зрілої бражки виробляють хлібопекарські дріжджі.

Питомі капіталовкладення при організації виробництва дріжджів на спиртових заводах майже в два рази нижче, чим на спеціалізованих заводах; собівартість дріжджів менше на 45 %, що обумовлюються значно меншою питомою витратою меляси, теплоенергетичними, трудовими і іншими затратами.

За фізико-хімічними показниками хлібопекарські дріжджі повинні задовольняти вимоги стандарту:

Вологість, % не більше …………………………………………75

Підйом тіста до 70 мм, хв, не більше …………………………. 75

Кислотність 100 г дріжджів (в перерахунку на оцтову кислоту)

в день виробіток заводу, мг, не більше ……………………….. 120

Кислотність 100 г дріжджів після 12 діб

Зберігання або транспортування при температурі 04С, мг,

не більше …………………………………………………….….. 360

Післяспиртова мелясна барда. В післяспиртову мелясну барду переходить 5055 % сухих речовин меляси, дріжджі і інші продукти їх життєдіяльності. Так, як в ній міститься більша кількість мінеральних речовин, то на корм тваринам вона непридатна.

Мелясну барду, використовують як основна сировина для виробництва кормових дріжджів.

Використання післяспиртової мелясної барди на виробництво кормових дріжджів не вирішує проблем її утилізації, тому що при цьому отримують післядріжджову (вторинну) барду  ще більш обтяжливий відхід виробництва, оскільки вона має підвищену кислотність, велику зольність і високий БПК.

Післяспиртова мелясна барда характеризується слідуючими показниками:

Вода, % ……………………………………………….. 91…92

Сухі речовини, % …………………………………….. 8…9

в тому числі:

неорганічні сполуки ……………………….. 2…2,5

органічні сполуки……………………………. 6,5…7,0

з них  засвоювані дріжджами ……………... 2,7…3,5

Активна кислотність, рН ……………………………. 5,2…5,7

Густина при 20 С, г/см3 …………………………….. 1,025…1,035

В’язкість, г/смсек …………………………………… 0,001

Післядріжджова мелясна барда має концентрацію сухих речовин 5,0…6,5 %.

В останні роки роботи науковців та виробничників спрямовані на розробку та впровадження технологій, які значно зменшують питомі витрати сировини на одиницю цільового продукту.

Розглянемо найбільш суттєві з цих робіт, які визначені приоритетними і затверджені Державним концерном “Укрспирт” для широкого впровадження на підприємствах галузі.

Одним з прогресивних напрямків є повна заміна солоду на ферментні препарати, що виключає витрати крохмалю при пророщуванні солодового зерна.

В останній час значно розширився ринок ферментних препаратів. В таблиці 1 наведені характеристики ферментних препаратів, які зараз пропонують для спиртової галузі різні фірми.

Ці ферментні препарати характеризуються селективною дією і являють собою практично стерильні концентровані сиропи, що робить їх зручними при використанні в технологічному процесі.

Наявність такої кількості ферментних препаратів потребує науково обгрунтований підхід до їх використання.

Використання концентрованих ферментних препаратів дозволило розробити якісно нові технології підготовки сировини до зброджування.

Нова ресурсо- та енергозберігаюча технологія термоферментативної обробки крохмалевмісної сировини базується на двустадійному гідролізі поліцукрів до низькомолекулярних вуглеводів.

На першій стадії зерновий заміс розріджується термостабільною - амілазою до декстринів та алігоцукрів , а остаточне оцукрення здійснюється на другій стадії за допомогою глюкоамілази.

При приготуванні зернового замісу частково використовують фільтрат барди. Це зменшує кількість післяспиртової барди, підвищує в ній концентрацію сухих речовин та компенсує нехватку азотного живлення на стадії приготування виробничих дріжджів.

Повернення фільтрату барди до виробництва може здійснюватися безпосередньо у змішувач у кількості 1520 %, без значного зниження рН, що не впливає на дію - амілази. При приготуванні висококонцентрованих замісів повернення фільтрату барди доцільно здійснювати у два прийоми: 1520 % задають в змішувач, а другі 1520 % вносять в оцукрене сусло, де діє в основному кислотостійка глюкоамілаза.

Особливо слід підкреслити перспективність використання термостабільної -амілази, які дозволяють поєднати процеси розварювання та гідролізу із зменшенням температури варки з 145…165С до 80…95С. При цьому за рахунок уповільнення температурної деструкції вуглеводів збільшується в середньому на 0,4 % вихід спирту.

Використання протеолітичних ферментів за даними ВНД харчової біотехнології (Москва) прискорює генерацію дріжджів, на 25 % підвищує їх бродильну активність, скорочує тривалість бродіння на 40 %, збільшують вихід спирту.

Целюлолітичні ферментні препарати дозволяють збільшити вихід спирту за рахунок целюлози, яка входить до складу зерна. В залежності від виду сировини вихід спирту збільшується на 3…5 %.

У харчовій біотехнології розроблена нова апаратурно-технологічна схема фракційної обробки зерна. За цим способом від зерна попередньо відбирається оболонка з послідуючою жорсткою тепловою обробкою та гідролізом оболонок целюлозою. Цей спосіб збільшує вихід спирту на 5…6 %, але потребує додаткових капіталовкладень та підвищених експлуатаційних витрат. По другому варіанту оболонка іде на змішування з бардою. При цьому покращується якість спирту і підвищується вміст сухих речовин в барді.

У харчової біотехнології запропоновано спосіб утилізації барди, який передбачає її обробку кислотоутворюючими бактеріями з послідуючою нейтралізацією, фільтрацією та використання фільтрату замість води при приготуванні замісу. Обробка барди пропіоно-кислими бактеріями на протязі 18…20 год. з подальшою фільтрацією зменшує вміст органічних речовин у фільтраті в 2…3 рази. Барда стає рухливою, добре фільтрується і отримане на фільтраті сусло зброджується без ускладнень. При цьому з’являється можливість замінити фільтратом до 90 % води.

Перспективною сировиною для спиртової промисловості є жито, яке за врожайністю займає третє місце після пшениці та ячменю. Між тим зерно жита має ряд властивостей, які обмежують його використання. Це обумовлено складом жита в яке входять (%): крохмаль  65…70, білкові речовини  8…16, клітковина  1,8…2,7, ліпіди  1,8…2,2, пентозани  6…8, зола  1,7…2,2.

Наявність оболонки в зерні жита зменшує технологічність культури.

Крім того, в зерні жита міститься значна кількість геміцелюлоз і пентозанів, які не зброджуються дріжджами, тому спиртові заводи мало використовують жито. В той же час жито має саму низьку ринкову вартість  на 20…30 % нижче ніж у пшениці та кукурудзи. Це дозволяє знизити собівартість спирту за рахунок зменшення вартості сировини на 20…30 %.

Як показав досвід використання концентрованих ферментних препаратів селективної дії з підвищеною целюлазною активністю усуває негативний вплив фізико-хімічних властивостей зерна жита на технологічний процес спиртового виробництва.

Перспективною сировиною для виробництва спирту слід вважати цукрове сорго, врожайність якого досягає 1000 центнер з гектара, а вміст зброджуваних цукрів  18…20 % на суху речовину. Однак для широкого використання цієї культури необхідно розробити оптимальну технологію та обладнання.

Суттєве збільшення виходу спирту із одиниці первинної сировини може бути досягнуто за рахунок більш повної концентрації побічних продуктів ректифікації (головної фракції етилового спирту та сивушного масла) по летким домішкам спирту.