Производство спиртных напитков. Сырье, аппараты, технологии получения спирта и водки - Дорош А.К.
ISBN 5-325-00756-6
Скачать (прямая ссылка):
растворе, кипящем в кубе. Этот конденсат будет стекать по стенке трубки вниз навстречу поднимающимся парам воды и спирта, имеющим более высокую температуру, чем температура равновесия между ним и паром, из которого он образовался. Поэтому этот конденсат будет кипеть, а в силу того, что он более богат спиртом, чем находящийся в кубе раствор, температура кипения его будет ниже, а концентрация спирта в образующемся из него паре выше, чем в паре над раствором в кубе. То есть концентрация спирта в стекающей по стенкам трубки жидкости будет понижаться, а концентрация спирта в поднимающемся паре повышаться. Такой непрерывный обмен между поднимающимся паром и опускающейся жидкостью установится вдоль всей длины трубки в каждом месте ее сечения. Фактически образуются два встречных потока: 1) жидкости сверху — вниз, при этом по мере приближения к кубу концентрация спирта в ней будет понижаться; 2) пара снизу — вверх, при этом по мере удаления от куба концентрация спирта в нем будет возрастать. (Жидкость, образующаяся в результате частичной конденсации водно-спиртовых паров, называется флегмой, а аппараты, в которых происходит ее образование и контакт с поднимающимся водно-спиртовым паром, — дефлегматорами.) В этом и заключается процесс дефлегмации. Непременными его условиями являются: 1) наличие разности температур вдоль пути следования пара и жидкости; 2) обеспечение достаточно тонких "пристеночных" потоков жидкости и пара. Понятно, что, присоединив к такой гипотетической трубке холодильник на необходимом удалении от перегонного куба, можно получить достаточно концентрированный спиртовой раствор. Поскольку" в каждом сечении трубки стекающий по ее стенкам водно-спиртовой раствор имеет различные концентрации этилового спирта и коэффициенты ректификации примесей зависят от концентрации этилового спирта, по длине трубки будут места, где той или иной летучей примеси будет больше или меньше. Зная распределение температуры вдоль трубки, охлаждаемой только воздухом, можно не только рассчитать положения таких мест, но и увеличить в них концентрацию той или иной примеси за счет принудительного изменения распределения температуры вдоль трубки. Устроив в таких местах отвод спирта, можно затем осуществлять его очистку от содержащихся примесей более целенаправленно и полно.
В аппаратах шарантского типа шлем и "лебединая шея" и являются своеобразными "слабыми" дефлегматорами. Вследствие сложной геометрической формы шлема и паропровода аппаратов шарантского типа коэффициенты ректификации примесей в них зависят от их геометрии. Кроме того, в них не соблюдается взаимосвязь между температурой кипения водно-спиртового раствора и долей спирта в выходящем из змеевика холодильника
Рис. 20. Принципиальная схема дефлегматора системы Писториу-са. (А) — входящий, (Б) — выходящий водно-спиртовой пар, (В) — входящая, (Г) — выходящая охлаждающая вода
конденсате в точном соответствии с данными табл. 25. Поскольку любой реальный пароотвод является в той или иной мере дефлегматором, это всегда необходимо учитывать в практической работе.
Дефлегматор в виде трубки, охлаждаемой только воздухом, можно, но нецелесообразно изготовлять из-за его неоправданно больших размеров. Целесообразнее обеспе-' чить необходимый перепад температур, вдоль пути следования пара принудительным охлаждением дефлегматора, например, водой. А подобрав интенсивности его охлаждения и испарения перегоняемой жидкости при приемлемых его геометрических размерах, можно создать достаточно тонкий слой флегмы и поднимающегося навстречу ей пара, обеспечив тем самым эффектиный обмен входящих в их состав молекул.
Четыре общих принципа конструирования дефлегматоров сформулированы Пампе [6] еще в прошлом веке:
1. Пары должны медленно проходить через дефлегматор;
2. Охлаждение должно идти медленно и постепенно, то есть разница температур между холодильной поверхностью и алкогольными парами не должна быть очень большой;
3. Противоположное течение паров и холодильной воды должно соблюдаться в дефлегматоре совершенным образом;
4. Выделяющаяся жидкость должна двигаться от более холодной к более теплой части и ее опускающийся поток должен идти навстречу поднимающимся парам.
Реализованы многочисленные конструкции дефлегматоров, из числа которых в коньячной промышленности наибольшее распространение получил дефлегматор системы Писториуса, принципиальная схема которого изображена на рис. 20. (Вместе с тем принципы дистилляции и ректификации, различные конструкции дефлегматоров и ректификаторов, методы работы с ними подробно описаны в: Э.Крель. Руководство по лабораторной ректификации. — M.: Изд-во иностр. лит., 1960. — 631 с; М.И.Розенгарт. Техника лаботароной перегонки и ректификации. —- М.-Л.: Госхимиздат, 1951. — 194 с; в приводимых в этих изданиях литературных источникам, а также в [2, 6, 32, 52].)
Указанный дефлегматор представляет собой ряд смонтированных на трубке тарелок, отверстия в которых перекрыты
Рис. 21. Внешний вид перегонного аппарата с дефлегматором системы Писториуса [35].
