JP3648267B2 - 酒精蒸留方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、発酵後の醪(もろみ)もしくは粗留アルコールからエタノール等の酒精を蒸留,分離する酒精蒸留方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、エタノールの蒸留法は、常圧下のエタノール−水共沸組成に近い95〜96vol%の含水エタノールを目的製品として、種々提案されており、これに用いる蒸留装置も種々開発されている。このようなエタノールの蒸留装置として、図3に示すスーパーアロスパス式蒸留装置がある。この装置を用い、つぎのようにして、醪タンク1内に収容された発酵後の醪(エタノール濃度:約9vol%)を上記目的製品に蒸留することができる。すなわち、まず、醪タンク1内の醪を分縮器12および熱交換器13で沸点近くまで予熱したのち低沸点分離塔2に送り、この低沸点分離塔2でアセトアルデヒド,エステル類等の低沸点成分を分離し醪塔3の塔頂に送る。この醪塔3内には、その塔底に加熱用水蒸気Aが吹き込まれており、この水蒸気により、醪が塔頂から塔底に落下する間に、醪中のエタノールを蒸留し、エタノール約45vol%を含む蒸気を生成する。ついで、上記蒸気を醪塔3の塔頂から取り出して濃縮塔5の塔底に送り、この濃縮塔5でほぼ製品濃度95vol%まで濃縮したのち、塔頂から取り出して分縮器14,全縮器15に送り、ここで凝縮,液化して第2抽出塔7に送る。
【0003】
上記第2抽出塔7内には、その塔底に加熱用水蒸気Aが吹込まれているとともに、その塔頂に、脱酒精塔8の塔底から取り出された温水が送られてきており、この温水と上記全縮器15から送られてきた凝縮液とを水蒸気により蒸発,気化し、この留出ガス(発生蒸気)の一部を分縮器18で液化して第2抽出塔7に還流するとともに、エステル類等の微量の低沸点成分を全縮器19を経て第1抽出塔4に送る。このように、第2抽出塔7では、濃縮塔5から濃度95vol%で送られてきたエタノールを10vol%程度に希釈,抽出蒸留する。つぎに、希釈されたエタノールを、第2抽出塔7の塔底から脱酒精塔8の塔頂に送る。この脱酒精塔8には、その上側に精留塔9が一連に形成されており、下側の脱酒精塔8が回収部として作用し、上側の精留塔9が濃縮部として作用する。そして、これら脱酒精塔8,精留塔9で、上記希釈されたエタノールを再びほぼ製品濃度95vol%まで濃縮する。つぎに、この濃縮されたエタノールを精留塔9の塔頂から脱メタノール塔10に送り、この脱メタノール塔10で微量のメタノールを分離したのち、塔底から精製塔17の塔頂に送り、精製塔11で最終的に精製し、製品として塔底から取り出す。図において、各塔2〜11内に表示された数字は温度(℃)を示している。
【0004】
上記蒸留装置において、第1抽出塔4には、低沸点分離塔2および第2抽出塔7(分縮器18)で分離された低沸点成分を含むエタノールが送り込まれ、温水塔6(濃縮塔5の回収部)および脱酒精塔8から供給される温水によって抽出蒸留される。この加水抽出されたエタノールは第1抽出塔4の塔底から受槽23を経て、低沸点分離塔2の塔頂へ還流される。一方、フーゼル油等の高沸点成分を含むエタノールは第1抽出塔4および濃縮塔5から抜き出されたのち、冷却器16,24を経て分別器17,25に送られ、フーゼル油が分離され、他成分が受槽23を経て、低沸点分離塔2の塔頂へ回収される。また、醪塔3で分離された水や固形物は熱交換器13を経て廃液される。図において、20は製品冷却器、21,22は加熱缶(熱交換器)、26は分縮器、27,28は全縮器、29は温水受槽、30,31はポンプである。
【0005】
このような蒸留装置では、蒸気消費量の節減のため、図4に示すように、加熱缶21の熱媒体として、第2抽出塔7の塔頂の発生蒸気を利用する方法が用いられている。この方法では、通常、第2抽出塔7の塔頂の発生蒸気を加熱缶21に送り、精製塔11の塔底から取り出した留出液(エタノール)を間接加熱したのち、加熱缶21から取り出し、第2抽出塔7の塔頂に還流することが行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記蒸留装置では、目的製品の純度を上げるため、精留塔9の棚数を多くする場合には、精留塔7の塔圧が上がり[例えば、通常行われているように、第2抽出塔7の棚数を50棚とし、塔圧を0.15kgf/cm2 とする場合に、精留塔9の棚数を多くして100棚にすると、脱酒精塔8の塔頂(もしくは精留塔9の塔底)付近の圧力が0.3kgf/cm2 に、脱酒精塔8の塔底の圧力が0.4kgf/cm2 になり]、第2抽出塔7からの液が脱酒精塔8に入りにくくなるという問題がある。しかも、第2抽出塔7の塔頂の発生蒸気を加熱缶21の熱源とする場合には、上記発生蒸気と精製塔11の塔底から取り出された留出液(エタノール)との温度差が少なく、上記加熱缶21として伝熱面積の大きな熱交換器が必要になり、コスト高になるという問題がある。さらに、脱酒精塔8から取り出される温水の温度が高く、この温水をそのまま第2抽出塔7の塔頂に送ると、塔頂でフラッシュ状態になるという問題もある。
【0007】
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、精留塔の棚数を多くした場合にも抽出塔(第2抽出塔)からの液の入りが良く、しかも、加熱缶として伝熱面積の大きな熱交換器を必要とせず、さらに、脱酒精塔から送られた温水が抽出塔(第2抽出塔)の塔頂でフラッシュ状態となることのない酒精蒸留方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明の酒精蒸留方法は、発酵後の醪もしくは粗留アルコールを醪塔で加熱し、この加熱により蒸発,気化された留出ガスを醪塔から取り出して凝縮器に導入し、この凝縮器内で凝縮,液化してこの凝縮液を加圧抽出塔に導入し、この加圧抽出塔で上記凝縮液を加圧抽出塔内の温水とともに加熱し、この加熱により蒸発,気化された留出ガスから低沸点成分等の不純物を分離するとともに、この留出ガスを液化して加圧抽出塔内に還流し、この不純物を分離した還流液を脱酒精塔に導入して加熱し、この加熱により蒸発,気化された留出ガスを精留塔に導入したのち、精留塔から取り出して精製塔に導入し、上記精留塔内の留出ガスの一部を液化して脱酒精塔に還流し、この還流された温水を加圧抽出塔に供給するようにしたという構成をとる。
【0009】
【作用】
すなわち、この発明の酒精蒸留装置は、抽出塔(従来例における第2抽出塔)を、例えば、この抽出塔の塔頂から加熱缶に送る蒸気の流量を絞る等することにより、加圧抽出塔にしている。したがって、この発明の酒精蒸留装置では、加圧抽出塔の塔圧が脱酒精塔の塔圧より大きくなり、目的製品の純度を上げるため精留塔の棚数を多くする場合にも、加圧抽出塔の圧力で塔内の液を精留塔内に入りやすくすることができる。しかも、この流入の際に上記液は精留塔内にフラッシュ状態で流入するため、脱酒精塔の能力が軽減され、省エネルギーになる。さらに、このように抽出塔を加圧抽出塔にすることにより、その塔頂の発生蒸気を高温にすることができるため、この蒸気と精製塔の塔底から取り出される留出液との温度差が大きくなり、この留出液の加熱缶の熱源として充分に利用することができるようになる。したがって、精製塔の加熱缶として伝熱面積の小さな熱交換器を使用することができ、低コストになる。そのうえ、加圧抽出塔の塔頂の発生蒸気を塔外に取り出して上記加熱缶の熱媒体として利用する等したのち、脱酒精塔の温水に混入させる場合には、この温水の温度が抽出塔の塔頂温度くらいになり、蒸留に適したものになる。さらに、加圧抽出塔の温度が高くなって不純物の排出が良くなるうえ、蒸気量を多く流すことができ(例えば、同じ流速でも常圧と0.5kgf/cm2 とではその流量が異なり、0.5kgf/cm2 の方が常圧の場合より約1.4倍の流量となる)、装置の処理能力をアップすることができる。
【0010】
つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明する。
【0011】
【実施例1】
図1はこの発明に用いる蒸留装置の一実施例の要部を示している。この実施例1では、精製塔11と加熱缶21とを連結するエタノール取出用配管37に圧力指示調節計40付き第1流量調節弁39を取付け、圧力指示調節計40で第2抽出塔7の塔頂と加熱缶21の蒸気入口21aとを連結する第1配管35内の圧力を検出し、この検出結果により第1流量調節弁39の流量調節を行うようにしている。また、加熱缶21の蒸気出口21bから第2配管36を延ばし、この第2配管36を、脱酒精塔8の塔底と第2抽出塔7の塔頂とを連結する温水供給管46に連結するとともに、第2配管36と分縮器43(この分縮器43は、第2配管36内の蒸気を凝縮,液化するためのものであり、戻し用配管42を介して第2配管36に連結するとともに、全縮器44に連結している。上記分縮器43,全縮器44、配管41,42等は、図4に示す従来例においても設けられていたものである)とを連結する蒸気取出用配管41に第2流量調節弁45を取付けている。そして、上記第1および第2の流量調節弁39,45の流量を絞り、第2抽出塔7の塔圧を、図3に示す従来例(常圧のもの)よりも0.35kgf/cm2 アップして、0.5kgf/cm2 に設定し、これにより、第2抽出塔7を加圧抽出塔にしている。すなわち、第1流量調節弁39の流量を絞る(従来の流量よりも少なくする)ことで、加熱缶21内のエタノール液面Bを低くして加熱缶21内における伝熱面積を少なくし、これにより、第1配管35内の蒸気の流量を絞ることができる。また、第2の流量調節弁45の流量を絞ることにより、分縮器43に送られる蒸気の流量を少なくし、第1配管35内の蒸気の流量を絞ることができる。これにより、第2抽出塔7を加圧抽出塔にしている。図において、38は戻し用配管である。それ以外の部分は、図3に示す従来例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【0012】
上記実施例1によれば、第2抽出塔7の塔圧が0.5kgf/cm2 となり、脱酒精塔8の塔頂の圧力より大きくなることから、精留塔9の棚数を多くする(例えば、100棚にする)場合にも、第2抽出塔7の塔圧で塔内の液が精留塔9内に流入しやすくなる。しかも、第2抽出塔7の塔頂のベーパーが高温になることから、精製塔9の塔底から取り出される留出液(エタノール)との温度差が大きくなる。このため、精製塔11の加熱缶21として、伝熱面積の小さな熱交換器を使用することができにようになる。さらに、第2抽出塔7の塔頂のベーパーを上記加熱缶21を経たのち、温水供給管46に混入させるようにしたため、この温水供給管46の温水の温度が第2抽出塔7の塔頂温度(100℃)くらいになり、蒸留に適したものになる。そのうえ、両流量調節弁39,45を第1および第2の配管35,36に取付けないようにしているため、両配管35,36内の蒸気等の流れが、従来と同様に、スムーズである。
【0013】
【実施例2】
図2は実施例2の要部を示している。この実施例2では、第2抽出塔7の塔頂と加熱缶21の蒸気入口21aとを連結する第1配管35に流量調節弁47を取付けている。そして、上記流量調節弁47で蒸気の流量を絞り、第2抽出塔7の塔圧を、図2に示す従来例(常圧のもの)よりも0.35kgf/cm2 アップして、0.5kgf/cm2 に設定し、これにより、第2抽出塔7を加圧抽出塔にしている。それ以外の部分は、図1に示す従来例と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この実施例2によっても、上記実施例1と同様の効果を奏する。
【0014】
【発明の効果】
以上のように、この発明の酒精蒸留方法によれば、加圧抽出塔の塔圧が脱酒精塔の塔圧より大きくなり、目的製品の純度を上げるため精留塔の棚数を多くする場合にも、加圧抽出塔の圧力で塔内の液を精留塔内に入りやすくすることができる。しかも、この流入の際に、上記液は精留塔内にフラッシュ状態で流入するため、脱酒精塔の能力が軽減され、省エネルギーになる。さらに、この酒精蒸留方法によれば、加圧抽出塔の塔頂の発生蒸気を高温にすることができるため、この蒸気と精製塔の塔底から取り出される留出液との温度差が大きくなり、この留出液の加熱缶の熱源として充分に利用することができるようになる。したがって、精製塔の加熱缶として伝熱面積の小さな熱交換器を使用することができ、低コストになる。そのうえ、加圧抽出塔の塔頂の発生蒸気を塔外に取り出して上記加熱缶の熱媒体として利用する等したのち、脱酒精塔の温水に混入させる場合には、この温水の温度が抽出塔の塔頂温度くらいになり、蒸留に適したものになる。さらに、加圧抽出塔の温度が高くなって不純物の排出が良くなるうえ、蒸気量を多く流すことができ、装置の処理能力をアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に用いられる蒸留装置の実施例1を示す要部の説明図である。
【図2】実施例2を示す要部の説明図である。
【図3】従来例を示す蒸留装置の説明図である。
【図4】従来例の変形例の要部の説明図である。
【符号の説明】
1 醪タンク
2 低沸点分離塔
3 醪塔
4 第1抽出塔
5 濃縮塔
6 温水塔
7 第2抽出塔(加圧抽出塔)
8 脱酒精塔
9 精留塔
10 脱メタノール塔
11 精製塔
21,22 加熱缶
Claims (1)
- 発酵後の醪(もろみ)もしくは粗留アルコールを醪塔で加熱し、この加熱により蒸発,気化された留出ガスを醪塔から取り出して凝縮器に導入し、この凝縮器内で凝縮,液化してこの凝縮液を加圧抽出塔に導入し、この加圧抽出塔で上記凝縮液を加圧抽出塔内の温水とともに加熱し、この加熱により蒸発,気化された留出ガスから低沸点成分等の不純物を分離するとともに、この留出ガスを液化して加圧抽出塔内に還流し、この不純物を分離した還流液を脱酒精塔に導入して加熱し、この加熱により蒸発,気化された留出ガスを精留塔に導入したのち、精留塔から取り出して精製塔に導入し、上記精留塔内の留出ガスの一部を液化して脱酒精塔に還流し、この還流された温水を加圧抽出塔に供給するようにしたことを特徴とする酒精蒸留方法。
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Publications (2)
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JP09645694A Expired - Fee Related JP3648267B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 酒精蒸留方法 |
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- 1994-05-10 JP JP09645694A patent/JP3648267B2/ja not_active Expired - Fee Related
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