Спосіб очищення промислових водно-спиртових розчинів

Спосіб очищення промислових водноспиртових розчинів, що передбачає адсорбцію домішок сорбентом палигорскітом, який відрізняється тим, що адсорбція палигорскітом відбувається з використанням попереднього вакуумування поверхні мінералу Спосіб відноситься до спиртової промисловості, а саме до очищення промислових водноспиртових розчинів і продуктів, що з них виробляються Спосіб може бути використаний в лікерогорілчаній галузі Відомий спосіб очищення водно-спиртового розчину, який передбачає обробку його активованим вугіллям і фільтрацію через пісок (ТР У 18 5084 -96 Технологічний регламент на виробництво горілок і лікеро-горілчаних напоїв К Концерн „Укрспирт" 1996 р - 328 с ) Але цей спосіб не забезпечує технічного результату винаходу, який заявляється, що обумовлено властивостями активованого вугілля, який в певній мірі не забезпечує перелік вимог, що висуваються до промислових водно-спиртових розчинів з метою їх подальшого використання для виробництва горілок, настойок Найближчим технічним рішенням до заявляемого способу є спосіб очищення промислових водно-спиртових розчинів палигорскітом (Деклараційний патент № 52562А, опубл 16 12 2002 Бюл №12) Цей спосіб не забезпечує належної очистки, так як при очищенні розчинів палигорскітом в умовах атмосферного тиску відбувається як сорбція, так і каталітичні процеси, які викликають появу додаткових домішок, внаслідок чого погіршуються смакові якості промислових водно-спиртових розчинів і продуктів, які з них виробляються В основу винаходу покладено завдання вдосконалити спосіб очищення промислових водноспиртових розчинів шляхом використання ефективних способів ведення процесу, що дає можливість суттєво знизити КІЛЬКІСТЬ небажаних домішок в розчинах та зменшити витрати на очищення промислових водно-спиртових розчинів Поставлена задача досягається тим, що спосіб очищення промислових водно-спиртових розчинів передбачає адсорбцію домішок сорбентом палигорскітом Згідно винаходу адсорбція палигорскітом відбувається з використанням попередньо вакуумування поверхні мінералу Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному Ректифікований спирт може містити до 20 основних домішок, які формують смак і впливають на якість водно-спиртових розчинів Це альдегіди (головним чином ацетальдепд), жирні кислоти (оцтова й ІНШІ), ВИЩІ спирти, які навіть у м ікро кіль костях мають гострий неприємний запах і різкий смак, а також ефіри (метилацетат, етилацетат), що можуть в невеликих кількостях покращувати, а у великих кількостях погіршувати смакові якості спирту і продуктів, що з нього виробляються Природа утворення домішок -різноманітна Частина їх може з'являтися в результаті каталітичних процесів подальше окислення альдегідів до жирних кислот, окислення фурфуролу у пірослизеву кислоту, етерифікація за рахунок взаємодії утворених кислот і етилового спирту, омилення ефірів Часом має місце каталіз при очищенні ректифікованого спирту і його розчинів адсорбентами Щоб цього уникнути слід підібрати оптимальні технологічні параметри процесу очищення Палигорскіт відноситься до мінералів, що складаються зі здвоєних в стрічки піроксенових ю 59221 ланцюжків Сусідні стрічки з'єднуються вздовж основ тетраедрів так, що їх вершини в кожній стрічці спрямовані в протилежні сторони Дякуючи цьому через кожну наступну стрічку в одному й тому ж напрямі повторюється простір або канал, що йде строго паралельно стрічці Палигорскіт характеризується високою поглинаючою здатністю, яка представлена цеолітними каналами в самих кристалах, а також порами від взаємного розташування кристалів і їх агрегатів Канали палигорскіту являють собою жорсткі мікро капіляри із середнім поперечним перерізом 0,27 нм і довжиною 200-400 нм Активність адсорбційної поверхні зумовлюється „розірваними" зв'язками на ребрах і торцях кристалів та існуванням обміжних ІОНІВ на поверхні мініралу Порушення зв'язків при диспергацм кристалів відбувається вздовж плоскої сітки, що проходить через кисневі містки, які з'єднують основи тетраедрів суміжних стрічок Ненасичений заряд розірваного зв'язку компенсується протоном, переводячи О2 в ОН Молекули води приєднуються до поверхні палигорскіту за допомогою водневих зв'язків Тепловий ефект, що виникає при взаємодії молекул води з кисневою поверхнею адсорбенту, виражає процес переходу води вільної у воду зв'язану, яка КІЛЬКІСНО відповідає об'єму мономолекулярного шару Енергія цього ефекту (теплота змочування) відображає величину і активність вільної поверхні, яку має мінерал в момент взаємодії, що в значній мірі залежить від особливостей кристалічної будови Для підвищення адсорбційної здатності палигорскіту необхідно звільнити цеолітні канали і пори між пакетами від цеолітної і кристалізаційної води Цього можна досягнути шляхом нагріву мінералу до певної температури Але звільнена поверхня знову пдратується парами води з оточуючого повітря Щоб цього уникнути перед очищенням промислових водно-спиртових розчинів палигорскіт піддавали вакуумуванню протягом 60-80 хвилин Під час вакуумування з каналів адсорбенту видалялася не тільки вода, а й повітря, що мало надзвичайно велике значення, оскільки знижувалася ймовірність перебігу каталітичних процесів, а сорбцій ні процеси прискорювалися Очищення промислових водно-спиртових розчинів з використанням попереднього вакуумування проходить ефективніше в порівнянні з адсорбцією домішок при атмосферному тиску Особливо велика адсорбційна здатність палигорскіту проявляється по відношенню до сивушних спиртів - таких, наприклад, як пропіловий спирт На основі аналізу ряду експериментальне отриманих нами результатів і літературних даних можна відзначити, що адсорбція пропілового спирту відбувається у вторинних мікропорах по механізму об'ємного заповнення Об'ємному заповненню мікропор з підвищеним адсорбційним потенціалом сприяють властивості молекул пропілового спирту з потенційно високою складовою дисперсійної взаємодії, а також структура і форма окремих кристалів адсорбента і його агрегатів Природа зв'язку адсорбованого пропілового спирту з поверхнею палигорскіта така Молекули адсорбатів взаємодіють з поверхнею палигорскіту по водневим зв'язкам Найбільш ймовірно, що адсорбція пропілового спирту проходить на /Si R O H O 2 С ' Sl ЗОВНІШНІЙ поверхні мінерала по схемі Проникнення молекул пропанола в цеолітні канали -малоймовірно Спосіб полягає у наступному Очищення промислових водно-спиртових розчинів з використанням попереднього вакуумування поверхні мінералу здійснюється в установці, схема якої представлена на фіг 1 Промисловий водноспиртовий розчин з напірної ємності живлення 6 надходить через шліф-кран 5 в колону з адсорбентом 1, з якої попередньо відкачено повітря, що створює умови розрідження Очищений промисловий водно-спиртовий розчин надходить у приймальну ємність 8, яка з'єднує через шліф 7 з вакуумною ємністю 2 Відібрані проби очищеного промислового водно-спиртового розчину були піддані хімічному та газохроматографічному аналізу, які показали, що адсорбційна здатність при використанні попереднього вакуумування палигорскіта вища, ніж при атмосферному тиску Вищих спиртів адсорбується від 40 до 60% Дегустаційна оцінка в порівнянні зі способом - прототипом -вища Дані таблиці показують, що КІЛЬКІСТЬ палигорскіту, що витрачається на очищення промислових водно-спиртових розчинів зменшується на 40% в порівнянні зі способом-прототипом Ефективніше адсорбуються домішки етилового спирту в області концентрацій водно-спиртових розчинів, що дорівнюють ЗО + 40 об %, ніж з розчинів вищої концентрації Технічний результат від реалізації винаходу полягає в суттєвому зниженні КІЛЬКОСТІ небажаних домішок за рахунок активних сорбціиних процесів, послаблення каталітичної активності сорбенту та зменшення його витрат 59221 Показники 1 2 3 4 5 палигорскіту, що витрачається на адсорбцію, кг/дал Концентрація промислового водно-спиртового розчину 0,16 0,17 0,21 0,42 0,44 № прикладу зо 40 50 80 85 КІЛЬКІСТЬ Комп'ютерна верстка М Клюкш Висновки Якісне очищення Дуже якісне очищення Посереднє очищення Незначне очищення Незначне очищення Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна