Спосіб комбінованого адсорбційного очищення промислових водно-спиртових розчинів

Спосіб комбінованого адсорбційного очищення промислових водно-спиртових розчинів, що передбачає адсорбцію домішок сорбентом, який відрізняється тим, що як сорбент використовується палигорскіт і активне вугілля (11), поверхня яких попередньо піддається вакуумуванню Спосіб відноситься до спиртової промисловості і може бути використаний в лікерогорілчаній галузі Відомий спосіб очищення водно-спиртових розчинів активованим вугіллям (Деклараційний патент 3 5096 А Спосіб очищення висококонцентрованого водно-спиртового розчину 6с12Н1/04, опубл 1503 2001, Бюл №2, 2001р) Відомий спосіб очищення висококонцентрованого водно-спиртового розчину передбачає використання активованого вугілля фільтросорб, яке не забезпечує належної очистки промислових водно-спиртових розчинів Найближчим технічним рішенням до заявленого є спосіб очищення промислових водно-спиртових розчинів палигорскітом (Деклараційний патент №52562А, опубл 16 12 2001, Бюл №42 , 2002р ) Цей спосіб не забезпечує бажаного очищення промислових водно-спиртових розчинів, оскільки при очищенні цих розчинів палигорскітом при атмосферному тиску проходять як сорбційні так і каталітичні процеси В промислових умовах слід вжити додаткових заходів, аби переважала адсорбція небажаних домішок етилового спирту над каталітичними процесами Якщо каталіз буде домінуючим, то матиме місце протікання окислювальних процесів, реакцій етерифікації, в наслідок яких можна отримати велику КІЛЬКІСТЬ нових сполук, таких як ацетальдепд, етилен, диетиловий естер, етилацетат, уксусна кислота, дивеніл Деякі реакції протікають з виділенням окису вуглецю і водню, які в свою чергу можуть вступати у взаємодію, що завершується утворенням метанолу й ацетону Швидкість і ємність адсорбції залежить від температури, тобто енергетичного стану молекул, що адсорбуються поверхнею сорбента 3 підвищенням температури швидкість адсорбції знижується в результаті підвищення теплового руху молекул 3 іншого боку, підвищення температури впливає на активність молекул, що спонукає до активізації сорбційних процесів з активною поверхнею адсорбента Новоутворені домішки етилового спирту, а їх понад 70, не покращують смакові властивості промислових водно-спиртових розчинів Так уксусний альдегід підсилює неприємні ВІДТІНКИ вихідного спирту, надаючи йому різкість і сухість Пропюновий, масляний, ізовалеріановий альдегіди надають етиловому спирту творожно-кислого, удушливого запаху з ВІДТІНКОМ згірклого масла Етиловий естер масляної кислоти, пропіловий естер мурашиної кислоти, пропіловий естер уксусної кислоти надають спирту легкого винного аромату, маслянистого запаху, слабого фруктового цитрусового аромату з мильним ВІДТІНКОМ Пропіловий, ізобутиловий та ізоамілоловий спирти вносять у спирт удушливий аромат, сладкуватий запах прілого зерна з поітною різкістю, удушливий сивушний аромат Уксусна і масляна кислоти знижують якість спирту завдяки кисло-квітковому аромату і камфарно-мильному запаху Проте є домішки, такі як метиловий естер уксусної кислоти та метиловий естер пропюнової 1 о (О 60742 активних вуглів є структура його пористості Пори, більші за ЮООнм - макропори, в основному виконують роль транспортних каналів Мезопори (30-1000нм) і мікропори (до ЗОнм) адсорбують небажані домішки На поверхні активних вуглів знаходяться поверхневі окисли - активні центри, що використовується для адсорбційного очищення водно-спиртових розчинів На основі отриманих нами експериментальних даних і літературних джерел встановлені оптимальні технологічні параметри взаємодії активних вуглів з промисловими водноспиртовими розчинами, які обмежуються витратами адсорбенту 2-4г на і дал розчину за 3035 хвилин При меншій тривалості контакту вугілля використовується не повністю, при більшій - якість очищуваного розчину погіршується, в наслідок появи домішок, що утворюють при каталізі Для підвищення адсорбційної здатності комбінованого адсорбенту, що складається з палигорскіту і активного вугілля (1 1) перед адсорбційними очищенням промислових водноспиртових розчинів комбінований адсорбент піддавали вакуумуванню протягом 60-90 хвилин Під час вакуумування з каналів адсорбенту видалялася не тільки вода, а й повітря, що сприяло прискоренню протікання сорбційних процесів Спосіб полягає у наступному 1 Очищення промислових водно-спиртових розчинів відбувається у заповнених активним вугіллям і палигорскітом адсорберах у співвідношенні (1 1) Промисловий водноспиртовий розчин з напірної ємності надходить до верхнього (палигорскітового), а потім до вугільного адсорберів 2 Очищення промислових водно-спиртових розчинів з використанням попереднього вакуумування поверхні адсорбентів здійснюється у двох адсорберах, послідовно з'єднаних між собою Спочатку адсорбційне очищення здійснюється у адсорбері, заповненому палигорскітом, потім у вугільному адсорбері Ефект очищення один і той же Якщо виробничі площі дозволяють, то краще використовувати послідовно з'єднані адсорбери, тому, що таке технічне рішення краще для регенерації сорбентів Аналіз проб, очищених комбінованим способом промислових водно-спиртових розчинів із застосуванням попереднього вакуумування поверхні адсорбентів (табл 1), підтвердив високу Для приготування горілок водно-спиртові якість отриманих промислових водно-спиртових розчини обробляють активним вугіллям (ГОСТ розчинів, яка базується на низькому ВМІСТІ домішок 6217-74), який надає горілці характерні смак і етилового спирту (вищих спиртів адсорбується до аромат В адсорбційному очищенні водно70%, альдегідів до 40%, естерів до 30%), високі спиртових розчинів приймає участь зовнішня дегустаційній ОЦІНЦІ, відсутності сторонніх запахів поверхня зерен вуглів і в незначній степені При цьому економиться 50% адсорбентів внутрішня капілярна Однією З важливих характеристик якості кислоти в концентраціях до 10мг/дм до деякої міри пом'якшують аромат і смак спирту і можуть спільно з іншими домішками брати участь у створенні букету спирту, суттєво його не міняючи, а тільки ПІДСИЛЮЮЧІ його позитивні ВІДТІНКИ, підкреслюючи його повноту і гармонійність Домішки етилового спирту в загальній її масі набагато ШКІДЛИВІШІ ВІД етилового спирту Численні дослідження показали, що домішки спирту окремо чи в сукупності зі спиртом є різної сили ядами, викликають значний п'янкий й оглушуючий стан, підсилюють вміст алкоголю в крові і повільно її руйнують В основу винаходу покладено завдання вдосконалення способу очищення промислових водно-спиртових розчинів шляхом використання ефективної комбінації сорбентів та використання ефективних способів ведення процесу, що знижує вміст небажаних домішок в промислових водноспиртових розчинах, знижує масові витрати сорбентів Поставлена задача досягається тим, що спосіб комбінованого адсорбційного очищення промислових водно-спиртових розчинів передбачає адсорбцію домішок сорбентом, який відрізняється тим, що як сорбент використовується палигорскіт і активне вугілля (11), поверхня яких попередньо піддається вакуумуванню Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає у наступному Палигорскіт - природний мінерал трьохмірної структури, яка захищає його від набухання Оскільки розрив легко проходить вздовж Si - О - Si -зв'язків, ТО габітус кристалів стрічковий Цеолітні канали поперечного перерізу 0,37х0,64нм складають невелику частину стрічки Першочергове значення має поверхня і їх розташування Часом стрічки міцно об'єднуються між собою, утворюючі сноповидну форму Пакуючись, стрічки утворюють пори різної форми і розміру, досягаючи 20,0нм - вторинні пори Розміри поверхні адсорбції, по підрахункам Баррера і Маккензі складають близько 125м2/г Між стрічками існують суттєві сили притягання, для їх розділення слід прикласти значні зусилля Цеолітні канали палигорскіта доступні молекулам води, метанолу, аміаку, метиламіну Вторинні пори палигорскіту проявляють високі адсорбційні властивості по відношенню до вуглеводів 60742 Таблиця 1 Концентрація адсорбованих домішок спирту, мг/л альдегідів естерів Вищих спиртів Co Cp Co Cp Co Cp очищення Назва способу Палигорскітом при розрідженні Активним вугіллям Палигорскітом і активним вугілля (1 1) при розрідженні Дегустаційна оцінка , бали 2,43 0,976 4,9 2,02 4,03 2,74 9,5 2,43 2,0 4,9 4,2 4,03 3,6 9,4 2,43 1,02 4,9 2,12 4,03 3,1 9,6 Co - початкова концентрація домішок спирту у водно-спиртовому розчині, що піддається адсорбційному очищенню С р - кінцева концентрація домішок спирту у водно-спиртовому розчині після адсорбційного очищення Комп'ютерна верстка О В Кураєв Результати досліджень, представлені в таблиці, свідчать про ДОЦІЛЬНІСТЬ використання комбінованого способу очищення промислових водно-спиртових розчинів Палигорскітом і активним вугіллям (1 1) при попередньому вакуумуванні їх поверхні Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових,15, м Київ, 04119