Cтраница 4
Из рассмотрения графиков следует: крепость спирта на тарелках колонны изменяется по сложному закону, отличающемуся от линейного и сохраняющему общий характер независимо от величины флегмового числа. Конечно, с увеличением флегмового числа укрепляющий эффект тарелок возрастает и кривая располагается на графике в укрепляющей части колонны соответственно величине флегмовых чисел. В истощающей части, естественно, расположение обратное. Чем больше флегмовое число, тем меньше номер тарелки, на которой достигается высокая концентрация спирта. Обращает внимание малая эффективность трех тарелок, лежащих ниже тарелки питания. Это, по-видимому, связано с недогревом эпюрата, поступающего в колонну. [46]
В некоторых работах упоминается точка зрения Тафта и др. [253] на механизм гомогенной гидратации этилена в растворах, содержащих значительные количества воды. В отсутствии воды механизм реакции не может быть таким же. Ценные данные можно получить при помощи современных методов исследования механизма дегидратации этилового спирта в растворе, содержащем спирт и серную кислоту и практически не содержащем воды. Изобразив все возможные реакции образования эфира и этилена по такой простой схеме, получим, что высокие концентрации спирта должны благоприятствовать образованию этилена ( при условии достаточно высокой температуры), если только акцептор протона облегчает отделение протона от метильной группы. [47]
Концентрация и природа сахара также влияют на скорость брожения. На основании многих исследований можно сделать вывод, что при концентрации сбраживаемого сахара, равной 1 5 - 4 %, древесное и сульфитное сусло сбраживается с макси-мальной скоростью. Если концентрация сахара упадет ниже 1 %, скорость брожения быстро замедляется. Повышение концентрации сахара выше 15 % отрицательно влияет на дрожжи, нарушая их обмен веществ, а высокая концентрация спирта парализует деятельность ферментов. Скорость брожения зависит также от природы Сахаров. Наиболее быстро сбраживаются глюкоза и фруктоза, медленнее манноза и совсем медленно галактоза. [48]
Уходящая из выварной части ректификационной колонны вода, пройдя рекуператор, поступает в сборный ящик 20, откуда расходуется на рассиропку спирта. Постоянный уровень в нем поддерживается обратной чресной трубой. Подача воды в верхний напорный бак производится центробежным насосом. В то время как отделение головных погонов идет легче при низких концентрациях спирта, выделение хвостовых продуктов требует высокой концентрации спирта. На тарелках, расположенных ниже входа эпюрата, происходит максимальное скопление сивушных масел, но не всегда на одной определенной тарелке; поэтому в колонне, в сивушной ее зоне, ставятся обычно три крана для отвода сивушного масла, и ими пользуются поочередно, сообразуясь с наибольшим содержанием сивушного масла на той или другой тарелке. Выше зоны сивушного масла скопляются примеси, не переходящие в сивушное масло, но неспособные также подняться вверх по колонне, так называемые промежуточные продукты. Они скопляются на тарелках с крепостью спирта от 70 до 85 - 88 % объемн. Головные примеси, содержащиеся в эпюрате, поднимаются вместе со спиртовыми парами вверх по ректификационной колонне, достигая верх-чих тарелок и дефлегматора. Часть этих паров конденсируется в дефлегматоре 12 и возвращается обратно на верхнюю тарелку колонны, другая часть проходит в конденсатор 13, где окончательно конденсируется и в виде так называемого непастеризованного спирта возвращается на питательную тарелку эпюрационной колонны ( в количестве не меньшем, чем 2 % от количества поступающего спирта) с тем, чтобы снова пройти эпюрацию. Готовый ректификованный спирт, называемый пастеризованным по методу, предложенному Барбе, отбирается непосредственно в жидком виде с тарелок ректификационной колонны, обычно 3 - 5 - й, считая сверху. Метод Барбе основан на следующем. Мы знаем, что при высоких концентрациях спирта дефлегматор колонны не производит разделения паров на легко и тяжело кипящие продукты, поэтому легко кипящие головные погоны конденсируются вместе со спиртом в дефлегматоре и возвращаются в колонну. На верхних тарелках колонны происходит настолько энергичное кипение спирта, что легко кипящие эфиры и альдегиды проходят через эти тарелки, не задерживаясь, и таким образом на 4 - 5 - й тарелке кипящий спирт содержит минимальное количество головных продуктов. Горячий спирт с этих тарелок отбирается через краны и отводится через холодильник 14 и контрольный фонарь 3 в сборник спирта 1-го сорта. [49]
Рассматриваемая колонна имеет 29 тарелок. Спирт-сырец поступает на 16 - ю сверху тарелку, имея крепость 60 % об. Эпю-рат имеет крепость около 35 % об. График показывает, что концентрация головных продуктов возрастает непрерывно, но особенно большое возрастание концентрации наблюдается на верхних тарелках, и также в дефлегматоре и конденсаторе колонны. Кривые промежуточных и хвостовых продуктов имеют максимум. При этом хвостовые продукты не доходят до верхних тарелок альдегидной колонны, так как на них находится жидкость с высокой концентрацией спирта, а следовательно, коэффициент ректификации хвостовых примесей падает. Промежуточные примеси поднимаются по колонне выше и частично проникают в эфиро-альдегидную фракцию. Кривая их показана на рис. 139 пунктиром, так как проведена на основании предположений. [50]
Таким образом, в ректификационной колонне протекает ряд процессов, основной из которых - перегонка бинарной смеси этиловый спирт - вода. В результате этого процесса внизу выварной колонны отводится лютерная вода, не содержащая спирта, а в верхней части укрепляющей колонны, получается крепкий спирт-ректификат. Однако головные примеси делают это невозможным. Высокая концентрация спирта на верхних тарелках ректификационной колонны обусловливает слабую летучесть головных примесей. Поэтому на самой верхней тарелке колонны эти примеси накапливаются и концентрация их здесь больше, чем на четвертой-шестой тарелках, считая сверху. Поэтому именно с этих тарелок отбирают спирт-ректификат в жидком виде, который поступает на холодильник и отсюда на фонарь. [51]
Уходящая из выварной части ректификационной колонны вода, пройдя рекуператор, поступает в сборный ящик 20, откуда расходуется на рассиропку спирта. Постоянный уровень в нем поддерживается обратной чресной трубой. Подача воды в верхний напорный бак производится центробежным насосом. В то время как отделение головных погонов идет легче при низких концентрациях спирта, выделение хвостовых продуктов требует высокой концентрации спирта. На тарелках, расположенных ниже входа эпюрата, происходит максимальное скопление сивушных масел, но не всегда на одной определенной тарелке; поэтому в колонне, в сивушной ее зоне, ставятся обычно три крана для отвода сивушного масла, и ими пользуются поочередно, сообразуясь с наибольшим содержанием сивушного масла на той или другой тарелке. Выше зоны сивушного масла скопляются примеси, не переходящие в сивушное масло, но неспособные также подняться вверх по колонне, так называемые промежуточные продукты. Они скопляются на тарелках с крепостью спирта от 70 до 85 - 88 % объемн. Головные примеси, содержащиеся в эпюрате, поднимаются вместе со спиртовыми парами вверх по ректификационной колонне, достигая верх-чих тарелок и дефлегматора. Часть этих паров конденсируется в дефлегматоре 12 и возвращается обратно на верхнюю тарелку колонны, другая часть проходит в конденсатор 13, где окончательно конденсируется и в виде так называемого непастеризованного спирта возвращается на питательную тарелку эпюрационной колонны ( в количестве не меньшем, чем 2 % от количества поступающего спирта) с тем, чтобы снова пройти эпюрацию. Готовый ректификованный спирт, называемый пастеризованным по методу, предложенному Барбе, отбирается непосредственно в жидком виде с тарелок ректификационной колонны, обычно 3 - 5 - й, считая сверху. Метод Барбе основан на следующем. Мы знаем, что при высоких концентрациях спирта дефлегматор колонны не производит разделения паров на легко и тяжело кипящие продукты, поэтому легко кипящие головные погоны конденсируются вместе со спиртом в дефлегматоре и возвращаются в колонну. На верхних тарелках колонны происходит настолько энергичное кипение спирта, что легко кипящие эфиры и альдегиды проходят через эти тарелки, не задерживаясь, и таким образом на 4 - 5 - й тарелке кипящий спирт содержит минимальное количество головных продуктов. Горячий спирт с этих тарелок отбирается через краны и отводится через холодильник 14 и контрольный фонарь 3 в сборник спирта 1-го сорта. [52]