Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние и основные направления развития теории и технологии ректификационной очистки пищевого этилового спирта 16
1.1 Примеси, сопутствующие этанолу при его получении из крахмал- и сахарсодержащего сырья. Современные требования к качеству ректификованного спирта 16
1.2 Фазовые равновесия жидкость-пар - основа для расчётов процессов брагоректификации 1.2.1 Состояние теории и расчёт парожидкостного равновесия 25
1.2.2 Методы экспериментального определения равновесных состояний жидкость-пар 28
1.2.3 Результаты исследований фазовых равновесий между жидкостью и паром в системах спиртового производства
1.3 Методы расчета процессов очистки этанола от примесей в колоннах брагоректификационных установок 32
1.4 Современное состояние технологии брагоректификации в России
1.4.1 Сравнительная оценка типовых брагоректификационных установок (БРУ) спиртовой промышленности 40
1.4.2 Энерго- и ресурсосбережение в брагоректификации 49
1.5 Альтернативные физико-химические методы повышения качества этанола 58
1.5.1 Применение сорбционных методов для очистки этанола 58
1.5.2 Применение ионитов для извлечения из этанола органических примесей 63
1.6 Контроль качества ректификованного спирта и ликёроводочной продукции 66
1.7 Задачи и структурная схема исследований 73
ГЛАВА 2. Методы контроля эффективности процесса брагоректификации и качественных показателей этанола 76
2.1. Анализ ректификованного этилового спирта и модельных этанолсодержащих растворов 76
2.1.1 Газохроматографический метод определения микропримесей 76
2.1.2 Метод пиролитической газовой хроматографии 79
2.1.3 Метод детектирования карбоновых кислот пьезокварцевыми сенсорами с молекулярно-импринтированным покрытием 85
2.1.4 Химические методы анализа 91
2.1.5 Газоаналитический метод определения качественных показателей этанола 92
2.2 Анализ состава отходов спиртового, ликёроводочного
производства и других этанолсодержащих смесей 104
2.2.1 Парофазный газохроматографический метод 104
2.2.2 Хромато-масс-спектрометрический метод 112
2.2.3 Микрофотографический метод на основе эффекта набухания полимерных гранул 118
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование фазового равновесия жидкость-пар в бинарных и тройных системах спиртового производства 129
3.1 Методика и результаты исследования парожидкостного равновесия в системах вода-карбоновая кислота, этанол-вода-карбоновая кислота 129
3.2 Математическое описание фазового равновесия в исследованных системах. Получение интерполяционных уравнений для определения коэффициентов испарения карбоновых кислот 136
ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование процессов 141 очистки этанола в системе брагоректификции .
4.1 Исследование процесса эпюрации в колонном аппарате, 141
оснащённом отгонным модулем
4.1.1 Описание экспериментальной установки и методики проведения исследований
4.1.2 Проведение многофакторного эксперимента, статистический анализ и оптимизация процесса эпюрации
4.1.3 Экспериментальные исследования процесса эпюрации в колонном аппарате, обогреваемом термокомпрессией .
4.2 Экспериментальное исследование процессов переработки этанолсодержащих жидкостей в системе брагоректификации 173
4.2.1 Описание экспериментальной брагоректификационной установки 174
4.2.2 Переработка отходов ликероводочного производства в системе брагоректификации. Статистический анализ и оптимизация процесса 179
4.2.3 Переработка стяжек колонн в комплексе из разгонных колонн, входящих в состав брагоректификационной установки 189
4.2.4 Переработка фракции головной этилового спирта в эпюрационно-ректификационной разгонной колонне 196
4.3 Исследование процессов извлечения органических микропримесей этанола сорбционными методами 200
4.3.1 Применение анионообменных смол для извлечения карбоновых кислот 200
4.3.2 Применение серебросодержащих нанокомпозитов для выделения альдегидов 205
ГЛАВА 5. Моделирование брагоректификационных процессов 210
5.1 Математическое моделирование процесса перегонки 211
5.2 Математическое моделирование процесса эпюрации
5.2.1 Расчёт парожидкостного равновесия в системах этанол-вода-примесь с помощью метода UNIFAC 219
5.2.2 Оценка эффективности извлечения примесей в эпюрационной колонне
5.3 Моделирование процесса очистки этанола методом пастеризации 238
5.4 Моделирование процессов извлечения примесей в эпюрационно-ректификационной разгонной колонне 243
5.5 Моделирование процесса эпюрации в закрытой колонне
5.5.1 Процесс очистки бражного дистиллята в закрытой эпюрационной колонне 256
5.5.2 Процесс эпюрации бражного дистиллята в эпюрационной колонне, снабжённой закрытой колонной для выделения промежуточных примесей
5.6 Моделирование процессов эпюрации в колонном аппарате с отгонным модулем 268
5.7 Моделирование ректификационных процессов в колонных аппаратах с теплонасосными установками 272
Оценка эффективности применения трансформации теплоты в процессах брагоректификации
Анализ режимов работы ректификационных колонных аппаратов, обогреваемых термокомпрессией
ГЛАВА 6. Пути практического использования результатов исследования
6.2 Включение в состав БРУ ионообменного реактора для очистки этанола от токсичных микропримесей Повышение эффективности работы БРУ модернизацией колонных
6.2.1 Улучшение качества и увеличение выхода этанола за счёт оснащения БРУ эпюрационно-ректификационной разгонной
6.2.2 Применение закрытых колонн для повышения эффективности работы брагоректификационных установок
6.2.3 Применение эпюрационного отгонного модуля для получения ректификованного этанола повышенного качества при снижении ресурсо- и энергоёмкости БРУ
6.2.3.1 Варианты схем БРУ, оснащённых эпюрационными отгонными модулями
6.2.3.2 Эксергетический анализ работы модернизированных колонных аппаратов
Основные выводы и результаты
