<Desc/Clms Page number 1>
SOCIETE DES ETABLISSEMENTS BARBET, Société Anonyme, résidant à PARISo HYPEREPURATION SOUS VIDE ET GRATUITE DES IMPURETES DE L'ALCOOL.
De nombreux procédés connus sous le nom d'hydrosélection permet- tent de séparer l'alcool de ses impuretés, de manière à obtenir d'une part les impuretés sous une forme concentrée renfermant une faible proportion d'alcool éthylique, et d'autre part, un flegme alcoolique à bas degré con- tenant encore certaines impuretés qui sont éliminées au cours de la recti- ficationo
Ces procédés d'hydrosélection ont comme point de départ les tra- vaux anciens de Eo BARBET qui a étudié longuement les phénomènes de distil- lation et établi les coefficients d'épuration K' qui sont à présent univer- sellement adoptés par tous les techniciens.
Ce coefficient s'exprime ainsi :
EMI1.1
K., = impureté de l'alcool dans les vapeurs impureté de l'alcool dans le liquide - Si K' > I les vapeurs sont plus riches en impuretés que le liquide géné- rateur.
- Si K'< I l'impureté se concentre dans le liquide générateur.
BARBET a établi un graphique donnant sous forme de courbes les valeurs de K' pour les diverses impuretés que l'on trouve généralement dans les mouts fermentes.
On constate qu'un très grand nombre d'impuretés sont très solu- bles dans l'alcool et peu ou pas solubles dans l'eau.. Ces impuretés, dans un liquide générateur à faible degré alcoolique, ont un coefficient d'épura- tion élevé c'est-à-dire que la majeure partie de ces impuretés sera entrai- née par les vapeurs sortant de la colonne.
Certaines impuretés font exception. On citera à titre d'exemple l'aldéhyde éthylique pour lequel K' augmente avec la richesse alcoolique,
<Desc/Clms Page number 2>
ceci s'explique par la grande solubilité de ce corps dans l'eau. Dans cette catégorie d'impuretés on trouve :l'acétone, l'ammoniaque, le méthànol, etc...
On peut classer les diverses impuretés en 2 groupes ; - le 1er groupe comprend les impuretés dont le K' est maximum dans un liqui- de à faible concentration alcoolique.
- le-2ème groupe comprend les impuretés dont le K' est maximum dans un liqui- de à haute concentration ..alcoolique.
Le procédé d'hydrosélection consiste :
1 A maintenir le liquide d'une colonne à richesse alcoolique peu élevée (10 à 20 GL) par une addition d'eau à 95 C sur le plateau supé- rieur de la dite colonne.
2 - A vaporiser par l'action d'un chauffage réduit, la majeure partie des impuretés du 1er groupe dont le K' est maximum à la concentration alcoolique de 10 à 20 GL.
On constate que les impuretés du 2ème groupe dont le K' est maxi- mum à haute concentration alcoolique restent en majeure partie dans le liqui- de sortant à la base de la colonne d'hydrosélectin. Ces impuretés ne peu- vent pas être climinées totalement par les moyens habituels dans une 2ème colonne (rectificatrice) ceci en raison de leur pourcentage très élevé.
En effet, dans les appareils du type classique sans hydrosélec- tion, la colonne épuratrice qui précède la colonne rectificatrice possède des plateaux de concentration qui portent le mélange alcool impuretés à 95 GL.
Or, à cette richesse alcoolique les impuretés du 2ème groupe sont entraînées en presque totalité par les vapeurs sortant de la colonne épuratrice. Le liquide sortant à la base de la dite colonne ne contient plus que des traces de ce groupe d'impuretés qui sont facilement éliminées à la rectificatrice par le procédé BARBET connu sous le nom de "pasteurisation" de l'alcool.
L'apport important d'impuretés du 2ème groupe dans la colonne rectificatrice précédée de la colonne d'hydrosélection, constitué l'inconvé- nient majeur de ce procédé. Pour extraire ces impuretés, un certain nombre de dispositifs ont été préconisés, dont le plus connu consiste dans l'adjonc- tion d'une 3ème colonne à la suite de la rectificatrice.
Cette 3ème colonne est alimentée avec un alcool imparfaitement rectifié titrant 96/97 GL, à cette concentration les impuretés restantes appartenant au 2ème groupe sont éliminées, mais cette épuration finale entrai- ne une dépense supplémentaire de vapeur de chauffage.
On se trouve ainsi en présence de deux procédés imparfaits ; a) l'hydrosélection, qui élimine dans les vapeurs la majeure partie des impuretés du 1er groupe sous une forme concentrée, mais qui maintient dans le liquide une proportion importante des impuretés du 2ème groupe. b) L'épuration classique des flegmes, qui permet de recueillir dans les vapeurs la majeure partie des impuretés du 2ème groupe et une par- tie de celles appartènant au 1er groupe tout en laissant dans le liquide la majeure partie des impuretés du 1er groupe.
La présente invention, qui va être décrite ci-après, supprime complètement les imperfections des deux procédés a) et b), en remplaçant la colonne d'hydrosélection du procédé a ou de la colonne d'apuration classique du procédé b, l'une ou l'autre fonctionnant sous pression, par une colonne d'hyper-épuration travaillant sous vide.
Il est à présent connu que les courbes des valeurs de K' de E. BARBET, établies sous pression de 760 m/m, sont profondément modifiées quand on opère sous vide et sont parfois presque doublées. Il est donné ci-après, à titre d'exemple, les K' de quelques impuretés appartenant aux deux groupes pour des liquides générateurs titrant 10 et 95 GL.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<tb>
1er <SEP> Groupe.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
LIQUIDE <SEP> GENERATEUR <SEP> 10 <SEP> GL <SEP> 950 <SEP> GL
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> 760 <SEP> mm <SEP> vide <SEP> 760 <SEP> mm <SEP> : <SEP> vide
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Furfurol <SEP> 0,5 <SEP> : <SEP> 0, <SEP> 71 <SEP> : <SEP> 0,13 <SEP> : <SEP> 0,22
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétate <SEP> d'éthyle <SEP> 8,25 <SEP> 14 <SEP> : <SEP> 4,06 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétate <SEP> d'isoamyle <SEP> 15,2 <SEP> 15,5 <SEP> : <SEP> 0,27 <SEP> : <SEP> 0,57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2ème <SEP> Groupe
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aldéhyde <SEP> éthylique <SEP> 5,10 <SEP> :- <SEP> 15,26 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétone <SEP> 2 <SEP> :- <SEP> :
<SEP> 4,8 <SEP> - <SEP> :
<tb>
Dans le tableau ci-dessus, les valeurs de K' sous vide concer- nant les impuretés du 2ème groupe ont été impossible à établir en raison du faible point d'ébullition de l'aldéhyde qui est de 21 C sous 760 m/m : ce corps, sous vide, se comporte comme un gaz parfait et.est expulsé très rapidement. Il en est de même de l'acétone et en général pour tous les corps appartenant au 2ème groupe.
Le procédé d'hyperépuration sous vide offre sur les procédés connus d'hydrosélection et d'épuration classique les avantages suivants : - les impuretés du,ler groupe en raison de leur K' plus élevé sous vide que sous 760 m/m se trouvent au maximum de concentration dans les vapeurs sortant de la colonne d'hyperépuration.
- les impuretés du 2ème groupe sont extraites avec l'air et les gaz aspirés par la pompe à vide.
- dans la distillation sous pression la température élevée détermine des réactions (estérification ou oxydation) qui modifient sensiblement la com- position du produit mis en oeuvre. Le vide en abaissant la température a pour effet de supprimer ces réactions et rend impossible la formation des esters.
- la rectificatrice reçoit un liquide alcoolique ne contenant plus que de faibles traces d'impuretés facilement éliminées par la pasteurisation pour les impuretés du 2ème groupe, et par les extractions habituelles sur les plateaux inférieurs pour les impuretés du 1er groupe.
- la suppression de dispositifs spéciaux ou d'une 3ème colonne suivant la rectificatrice et par conséquent suppression de la consommation de vapeur de chauffage nécessaire à leur fonctionnement.
- gratuité du chauffage de la colonne d'hyperépuration, celui-ci étant assu- ré par les calories évacuées en tête de la colonne rectificatrice.
Description de l'appareillage.
Le procédé d'hyperépuration sous vide s'applique aux mouts fer- mentés provenant de matières diverses, aux liquides alcooliques impurs prove- nant de la distillation simple des mouts fermentés, aux déchets de rectifi- cation, aux alcools de synthèse, etc...
Dans la description du fonctionnement qui va suivre, il est pris à titre d'exemple le liquide provenant de la distillation simple d'un mout fermenté; ce liquide connu sous le nom de flegme est constitué par un mé- lange d'eau, d'alcool et d'impuretés. Ce liquide titre généralement 40 à 90 GLo
<Desc/Clms Page number 4>
Le flegme contenu dans le bac A arrive par le tuyau 21,dans la bouteille B qui reçoit également par le tuyau 18, les eaux de purge du ser- pentin de chauffage de la rectificatrice M ou par le tuyau 22 les eaux rési- duaires bouillantes de la rectificatrice. Le flegme est ainsi réchauffé et dilué à 25 GL environ avant son entrée dans la colonne d'hyperépuration C.
Far le tuyau I arrive de l'eau provenant des eaux de purge ou des eaux rédisuaires de la rectificatrice ou d'une source extérieure, dont la quantité varie avec la nature et le taux des impuretés à extraire de fa- çon à maintenir du haut en bas de la colonne G une richesse alcoolique comprise entre 10 et 20 GL.
La colonne C est chauffée gratuitement par de la vapeur d'eau produite à l'aide des calories de la vapeur alcoolique sortant de la rec- tificatrice M par le tuyap. 23 et celles contenues dans les eaux résiduai- res de la dite colonne, tuyau 24. Ce mode de chauffage a été décrit dans le brevet d'invention belge n 468.344 du 7 octobre. 1946 et brevet de per- fectionnement n 500.939 du 30 janvier 1951 au nom de la demanderesse.
D est une pompe à vide à anneau liquide qui maintient le vide par le tuyau 20 dans les condenseurs E F et la colonne C.
Le chauffage de la colonne C est mené de façon à entraîner dans les vapeurs montant dans le tuyau 3 les impuretés du 1er groupe dont le K ' est plus élevé sous vide que sous pression de 760 mm, mais aussi les impure- tés du 2eme groupe qui, sous vide, en' raison de leur faible point d'ébulli- tion, se comportent comme des gaz parfaits.
Les impuretés du 1er groupe se condensent dans les tubulaires E F et sont recueillies par descente barométrique 4-5 dans le bac G.
Dans le bac G une arrivée d'eau froide par 6 facilite la décan- tation des impuretés insoldbles dans l'eau qui sont extraites par 7.
Les impuretés du 2ème groupe sont entraînées dans 1;*air-et les gaz aspirés dans le tuyau 20 par la pompe à vide D et recueillis à l'éprou- vette I de l'absorbeur H qui fait l'objet du brevet d'invention belge n 497.577 du 14 Août 1950 au nom de la demanderesse.
Une pompe J reprend par 8 et 9 l'ensemble des impuretés solubles dans l'eau pour les envoyer à la colonne de concentration P qui élimine l'eau par 10 et qui donne à la sortie du condenseur L, par le tuyau 11, les impuretés au maximum de concentration. Le chauffage de la colonne P est assuré par un barboteur ou un serpentin recevant la vapeur de chauffage par le tuyau 25.
La pompe N refoule par les tuyaux 12 et 13, les flegmes ne con- tenant plus que des traces d'impuretés dans la rectificatrice M. Les derniè- res traces d'impuretés sont extraites en 14 et 16, pour les impuretés du 1er groupe par des moyens connus.
- en 15, pour les impuretés du 2ème groupe par le procédé BARBET de pasteuri- sation de l'alcoolo
Par le tuyau 17, on extrait l'alcool rectifié de très haute pure- té à 96/97 GL.
REVENDICATIONS .
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
SOCIETE DES ETABLISSEMENTS BARBET, Société Anonyme, residing in PARISo FREE VACUUM HYPEREPURATION OF IMPURITIES FROM ALCOHOL.
Many processes known under the name of hydroselection make it possible to separate the alcohol from its impurities, so as to obtain, on the one hand, the impurities in a concentrated form containing a small proportion of ethyl alcohol, and on the other hand. , a low alcoholic phlegm still containing some impurities which are eliminated during recti- ficationo
These hydroselection processes have as their point of departure the ancient work of Eo BARBET who studied distillation phenomena at length and established the purification coefficients K 'which are now universally adopted by all technicians.
This coefficient is expressed as follows:
EMI1.1
K., = alcohol impurity in the vapors alcohol impurity in the liquid - If K '> I the vapors are richer in impurities than the generating liquid.
- If K '<I the impurity concentrates in the generating liquid.
BARBET has established a graph giving in the form of curves the values of K 'for the various impurities which are generally found in fermented musts.
It is observed that a very large number of impurities are very soluble in alcohol and little or not soluble in water. These impurities, in a liquid generating a low alcohol content, have a purification coefficient. high tion, that is to say that the major part of these impurities will be entrained by the vapors leaving the column.
Certain impurities are an exception. By way of example, ethyl aldehyde may be cited for which K 'increases with the alcoholic content,
<Desc / Clms Page number 2>
this is explained by the great solubility of this body in water. In this category of impurities we find: acetone, ammonia, methanol, etc ...
The various impurities can be classified into 2 groups; - the 1st group includes impurities with a maximum K 'in a low alcohol concentration liquid.
- the 2nd group comprises the impurities of which the K 'is maximum in a high concentration alcoholic liquid.
The hydroselection process consists of:
1 To maintain the liquid of a column with low alcohol content (10 to 20 GL) by adding water at 95 ° C. to the upper plate of said column.
2 - To vaporize by the action of a reduced heating, the major part of the impurities of the 1st group of which the K 'is maximum at the alcoholic concentration of 10 to 20 GL.
It is observed that the impurities of the 2nd group, the K ′ of which is maximum at high alcohol concentration, remain for the most part in the liquid leaving the base of the hydroselectin column. These impurities cannot be completely climbed by the usual means in a 2nd column (rectifier), this because of their very high percentage.
In fact, in devices of the conventional type without hydroselection, the purifying column which precedes the rectifying column has concentration plates which bring the alcohol-impurity mixture to 95 GL.
Now, at this alcoholic richness, the impurities of the 2nd group are almost entirely entrained by the vapors leaving the purification column. The liquid leaving the base of said column only contains traces of this group of impurities which are easily removed with the rectifier by the BARBET process known under the name of “pasteurization” of alcohol.
The significant contribution of impurities of the 2nd group in the rectifying column preceded by the hydroselection column, constitutes the major drawback of this process. To extract these impurities, a certain number of devices have been recommended, the best known of which consists in the addition of a 3rd column after the rectifier.
This 3rd column is fed with an imperfectly rectified alcohol grading 96/97 GL, at this concentration the remaining impurities belonging to the 2nd group are eliminated, but this final purification entails an additional expenditure of heating vapor.
We are thus in the presence of two imperfect processes; a) hydroselection, which eliminates in the vapors the major part of the impurities of the 1st group in a concentrated form, but which maintains in the liquid a significant proportion of the impurities of the 2nd group. b) The classic purification of phlegm, which makes it possible to collect in the vapors the major part of the impurities of the 2nd group and a part of those belonging to the 1st group while leaving in the liquid most of the impurities of the 1st group.
The present invention, which will be described below, completely eliminates the imperfections of the two processes a) and b), by replacing the hydroselection column of process a or the conventional purification column of process b, one or the other operating under pressure, by a hyper-purification column operating under vacuum.
It is now known that the curves of the values of K 'of E. BARBET, established under a pressure of 760 m / m, are profoundly modified when one operates under vacuum and are sometimes almost doubled. The K 'of some impurities belonging to the two groups are given below, by way of example, for generating liquids containing 10 and 95 GL.
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
<tb>
1st <SEP> Group.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
LIQUID <SEP> GENERATOR <SEP> 10 <SEP> GL <SEP> 950 <SEP> GL
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>: <SEP> 760 <SEP> mm <SEP> empty <SEP> 760 <SEP> mm <SEP>: <SEP> empty
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Furfurol <SEP> 0.5 <SEP>: <SEP> 0, <SEP> 71 <SEP>: <SEP> 0.13 <SEP>: <SEP> 0.22
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethyl acetate <SEP> <SEP> 8.25 <SEP> 14 <SEP>: <SEP> 4.06 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP>:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Isoamyl acetate <SEP> <SEP> 15.2 <SEP> 15.5 <SEP>: <SEP> 0.27 <SEP>: <SEP> 0.57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2nd <SEP> Group
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Aldehyde <SEP> ethyl <SEP> 5.10 <SEP>: - <SEP> 15.26 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acetone <SEP> 2 <SEP>: - <SEP>:
<SEP> 4.8 <SEP> - <SEP>:
<tb>
In the table above, the values of K 'under vacuum concerning the impurities of the 2nd group were impossible to establish due to the low boiling point of the aldehyde which is 21 C at 760 m / m: this body, under vacuum, behaves like an ideal gas and is expelled very quickly. It is the same for acetone and in general for all bodies belonging to the 2nd group.
The vacuum hyper-purification process offers the following advantages over the known hydroselection and conventional purification processes: - the impurities of the 1st group due to their higher K 'under vacuum than at 760 m / m are found at maximum concentration in the vapors leaving the hyper-purification column.
- the impurities of the 2nd group are extracted with the air and the gases sucked in by the vacuum pump.
- In pressurized distillation, the high temperature determines reactions (esterification or oxidation) which significantly modify the composition of the product used. The vacuum by lowering the temperature has the effect of suppressing these reactions and makes the formation of esters impossible.
- the rectifier receives an alcoholic liquid containing only slight traces of impurities easily eliminated by pasteurization for the impurities of the 2nd group, and by the usual extractions on the lower plates for the impurities of the 1st group.
- the elimination of special devices or of a 3rd column following the rectifier and consequently elimination of the consumption of heating steam necessary for their operation.
- free heating of the hyper-purification column, this being provided by the calories evacuated at the top of the rectifying column.
Description of the apparatus.
The vacuum hyper-purification process applies to fermented musts from various materials, to impure alcoholic liquids from the simple distillation of fermented musts, to rectification waste, to synthetic alcohols, etc. .
In the description of the operation which follows, the liquid obtained from the simple distillation of a fermented must is taken as an example; this liquid known as phlegm is made up of a mixture of water, alcohol and impurities. This liquid generally has 40 to 90 GLo
<Desc / Clms Page number 4>
The phlegm contained in the tank A arrives through the pipe 21, into the bottle B which also receives through the pipe 18, the purge water from the heating coil of the rectifier M or through the pipe 22 the boiling waste water of the rectifier. The phlegm is thus warmed up and diluted to about 25 GL before entering the hyper-purification column C.
Far the pipe I arrives from the water coming from the purge water or the redisuary water from the rectifier or from an external source, the quantity of which varies with the nature and the rate of the impurities to be extracted in order to maintain high at the bottom of column G an alcoholic content of between 10 and 20 GL.
Column C is heated free of charge by water vapor produced using the calories of the alcoholic vapor leaving the rectifier M through the pipe. 23 and those contained in the waste water from said column, pipe 24. This heating method has been described in Belgian patent No. 468,344 of October 7. 1946 and improvement patent No. 500,939 of January 30, 1951 in the name of the applicant.
D is a liquid ring vacuum pump which maintains the vacuum through pipe 20 in condensers E F and column C.
The heating of column C is carried out in such a way as to entrain in the vapors rising in pipe 3 the impurities of the 1st group whose K 'is higher under vacuum than under pressure of 760 mm, but also the impurities of the 2nd group which in vacuum, due to their low boiling point, behave like ideal gases.
The impurities of the 1st group condense in the tubes E F and are collected by barometric descent 4-5 in the tank G.
In tank G, a cold water inlet by 6 facilitates the settling of the impurities insoldable in the water which are extracted by 7.
The impurities of the 2nd group are entrained in 1; * air and the gases sucked into the pipe 20 by the vacuum pump D and collected in the test piece I of the absorber H which is the subject of the patent of Belgian invention n 497.577 of August 14, 1950 in the name of the plaintiff.
A pump J takes up by 8 and 9 all the impurities soluble in water to send them to the concentration column P which eliminates the water by 10 and which gives to the outlet of the condenser L, through the pipe 11, the impurities at maximum concentration. The heating of the column P is provided by a bubbler or a coil receiving the heating vapor through the pipe 25.
Pump N delivers through pipes 12 and 13, the phlegm containing only traces of impurities in the rectifier M. The last traces of impurities are extracted at 14 and 16, for the impurities of the 1st group by known means.
- in 15, for the impurities of the 2nd group by the BARBET process of pasteurization of alcohol
Through pipe 17, the rectified alcohol of very high purity to 96/97 GL is extracted.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.