Спосіб очищення водно-спиртового розчину

1. Спосіб очищення водно-спиртового розчину шляхом двостадійного пропускання його через сорбційний матеріал, що включає активне вугілля, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що на першій стадії водно-спиртовий розчин пропускають через шар синтетичного сорбенту з негативним значенням Zпотенціалу в інтервалі від мінус 40 до мінус 80 мВ з об'ємною швидкістю, щ о забезпечує поглинання іонів металів І, II і III груп д о прийнятної величини, а на другій стадії водно-спиртовий розчин пропус Винахід відноситься до технології вилучення токсичних речовин із водно-спиртових розчинів сорбцією і може бути використаний в лікерогорілчаній промисловості. Відомий спосіб очищення водно-спиртових розчинів від багатоатомних спиртів, сивушних масел [1], оснований на використанні ферментних препаратів р-фруктофураноендази грибного або дріжджового походження. Недоліком даного способу є тривалість витримки на протязі 2-5 днів при температурі 25-40°С, щ о значно збільшує витрати на очищення та зменшує ефективність процесу. Відомий спосіб очищення харчового спирту [2] за допомогою природного цеоліту (клиноптилоліту), котрий попередньо піддають термічній активації при 300-350°С на протязі 2 годин. Недоліком даного способу є висока енергоємність процесу очищення завдяки витратам на попередню активацію цеоліту. Відоме застосування синтетичного цеоліту типу СаА(5а) д л я очищення етилового спирту [3]. При цьому можна одержати спирт високого ступеню чистоти. Недоліком такої очистки є висока вартість, яка пов'язана з високою вартістю виробниц кають через сорбуючу суміш активного вугілля і природного сорбенту в співвідношенні (мас.%): вугілля активне 50-60 природний сорбент 40-50 з об'ємною швидкістю, яка забезпечує допустиму концентрацію домішок органічної природи. 2. Спосіб по п.1, який відрізняється тим, щ о як активне вугілля використовують його суміш у співвідношенні ( м а с . % ) : вугілля КАУ ЗО активне вугілля, модифіковане осфатом титану ЗО окислене активне вугілля з вмістом окислених груп не менше 20 % 40 3. Спосіб по п . 1 , який відрізняється т и м , що сорбційний матеріал застосовують у вигляді гранул розміром 1 - 3 мм. тва синтетичного цеоліту. Відома технологія очищення водно-спиртових розчинів, з допомогою комбінованого сорбційнофільтраційного матеріалу, щ о містить сорбент і дрібнозернистий фільтруючий матеріал [4]. Як сорбент тут використовується вуглецевий залишок, який утворюється при згоранні подрібненого рослинного палива. Недоліком даного способу є висока трудомісткість виробництва вуглецевого залишку з заданими параметрами. Особливо складна технологія попередньої обробки рослинного палива (з подрібненої рослинної сировини екстрагують бензином смоляні речовини, потім сам бензин відганяють водяною парою, після чого знесмолені тріски спалюють при 900-1000°С в середовищі надлишку повітря). Найбільш близьким по технічному рішенню та досягнутих результатах до способу, що заявляється, є сорбційно-фільтраційний метод очищення водно-спиртового розчину, який використовується при виробництві горілки [5]. Недоліком такої технології очистки являється її технічна складність, викликана роздільним застосуванням окремих компонентів цього матеріалу. Так, сорбційний компонент у вигляді крупнозе т 41514 рнистої фракції активованого вугілля використоінформації, дозволяє зробити висновок про відсувують для попередньої обробки водно-спиртового тність в них ознак, схожих на істотні відрізняючі розчину, після чого його вилучають з цієї суміші і ознаки запропонованого способу і признати заявзвільняють від рідкої фракції'. Потім воднолене рішення відповідаючим критерію "новизна". спиртовий розчин пропускають через фільтруючий В науково-технічній і патентній літературі не піщаний матеріал, наприклад, електрокорунд, пісвиявлено технічних рішень із вказаною сукупністю ля чого фільтрують через суміш його з волоконним ознак. При цьому в рішеннях, які містять окремі матеріалом, або через волоконний матеріал, навказані ознаки, проявляються інші властивості, які приклад, азбест. Недоліком такого матеріалу є те, не приводять до таких результатів, які досягнуті в що наряду з нейтральними компонентами (активозаявленому рішенні, а саме - висока якість очистки ване вугілля, піщаний матеріал) в ньому викориспри більш економічній технології. товується канцерогенна речовина - азбест. Крім Залежність відрізняючих ознак і одержаного того, відомий матеріал недостатньо очищає водрезультату з літератури невідома. Це дає можлино-спиртовий розчин від сивушних масел, ефірів, вість зробити висновок про творчий характер розальдегідів, фенолів і важких металів. робки, тобто відповідність заявленого рішення Задача, на вирішення якої направлений винакритерію "винахідницький рівень". хід, полягає в розробці ефективного і економічного Запропоновану технологію очистки здійснюють способу очищення водно-спиртових розчинів від таким чином. Водно-спиртовий розчин безперервшкідливих домішок шляхом пропускання їх через ним потоком подають на фільтрацію. На першій суміші природних, синтетичних сорбентів і активстадії фільтрація здійснюється через розміщений в ного вугілля з певною питомою об'ємною швидкісколоні синтетичний сорбуючий матеріал для вилутю. чення домішок неорганічної природи. Очищений Розроблений для вирішення поставленої завід неорганічних домішок розчин надходить в продачі спосіб очистки водно-спиртових розчинів дає міжний резервуар, з якого його подають в фільтможливість одержати технічний результат, що раційну колону, в якій пошарово розміщені активне полягає в підвищенні якості очистки за рахунок вугілля та природний сорбент. У цій колоні здійсвикористання ефективних сумішей сорбентів, а нюється очищення в основному від домішок оргатакож в більш економічній технології за рахунок її нічної природи. Очищений водно-спиртовий розспрощення. чин відводять на подальші технологічні операції. Для досягнення вказаного технічного резульПриклади 1-4. 1 ДАЛ водно-спиртового розчитату у відомому способі очистки водно-спиртового ну подавали на першу фільтруючу колону, заповрозчину шляхом пропускання його через сорбуюнену синтетичним сорбентом з z-потенціалом в чий матеріал, що включає активне вугілля, відпоінтервалі від мінус 10 до мінус 50 мВ. Вміст домівідно винаходу, на першій стадії водно-спиртовий шок до очистки становив: Na + - 0,06 мас.%; солі розчин пропускають через шар синтетичного сорзаліза - 4,0 мг/л; загальна твердість - 2,0 мг-екв/л; бенту з негативним значенням z-потенціалу в інфенолята - 0,01 об. %; алкоголяти - 0,01 об.% тервалі від мінус 40 до мінус 80 мВ. При цьому альдегіди - 0,08 об.% на 1 л абсол. спирту; сивушоб'ємна швидкість повинна забезпечувати поглині масла - 0,40 мас.% на 1 л абсол. спирту; ефіри нання іонів металів І, II і III груп до величин, що (в перерахунку на оцтово-етиловий ефір) - 280 мг відповідають вимогам стандартів. на 1 л абсол. спирту. На другій стадії водно-спиртовий розчин проПісля фільтрування водно-спиртовий розчин пускають через сорбуючу суміш активного вугілля і надходить в проміжний резервуар і далі подається природного сорбенту у співвідношенні (мас.%): в колону, заповнену сорбційно-фільтруючою сумівугілля активне - 50-60; шшю активного вугілля і природного сорбенту. природний сорбент - 40-50; Дані, одержані при проведенні досліджень з объемною швидкістю, яка забезпечує допусефективності запропонованого методу, наведені в тиму концентрацію органічних домішок. табл. 1, 2. Як активне вугілля використовують суміш вугілля типу КАУ (ЗО мас.%), активного вугілля, моТаблиця 1 дифікованого фосфатом титану (ЗО мас.%) та окисленого активного вугілля з вмістом окислених Вплив Z-потенціалу синтетичного сорбенту на груп не менше 20% (40 мас.%). ефективність поглинання іонів металів Сорбуючий матеріал застосовують переважно у вигляді гранул розміром 1-3 мм. Показних ^потенціалу В запропонованому способі, який передбачає ЕФЕКТИВНІСТЬ ПРОЦЕСИ ОЧИЩЕННЯ,'/. ттд сорбуючого двостадійне пропускання водно-спиртового розчиматеріалу, мВ ну через сорбуючий матеріал, що включає активне Na Fe Са вугілля, відмінними від прототипу ознаками у всіх і -10 76 80 81 84 2 -30 85 90 випадках здійснення способу є використання син3 -40 99 98 99 тетичного сорбенту з певним Z-потенціалом та 99,5 98.5 4 -«0 99,5 суміш активного вугілля і природного сорбенту у вказаному співвідношенні. Важливою відрізняючою ознакою являється також об'ємна швидкість розчину (ДАЛ/год), віднесена до одиниці маси сорбенту (кг). Аналіз відомих технічних рішень в даній області, опублікованих в доступних джерелах 41514 Таблиця 2 Вплив складу сорбуючого матеріалу на ефективність очищення водно-спиртової розчину Компоненти сорбуючого матеріалу Вугілля активне Природний сорбент ІІриклади 7 б 8 9 5 Масова доля компонентів сорбуючого матеріалу, % 50 55 60 45 65 55 50 45 40 35 Ефективність очищення, % Адсорбовані домішки Алкоголяти Фенолят Ефіри Альдегіди Сивушні н а с т 96.5 94.5 98,0 97,6 99,1 98,1 99.2 99,1 99і 99.5 98,5 99.0 99,9 99,8 99.4 983 99,0 99,2 99Д 993 93,4 94.4 98,2 97.9 99,0 Джерела використаної інформації: 1. А. с. СРСР № 766159, кл. С12Н1/00. бюл. № 27, 23.07.1983 р. 2. А. с. СРСР № 872546, кл. С12Н1/04. бюл. № 38, 15.10.1981 р. 3. А. с. СРСР № 357218, кл. С12Р1/04, бюл. № 33, 25.01.1973 р. 4. А. с. СРСР № 1182073, кл. С12Н1/04, бюл. №36, 30.09.1985 р. 5. А. с. СРСР № 626119, кл. С12Р1/04, бюл. № 36. 25.09.1978 р. - прототип. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90