RU2650761C2 - Method for separation of wort by non-adiabatic rectification - Google Patents

Method for separation of wort by non-adiabatic rectification Download PDF

Info

Publication number
RU2650761C2
RU2650761C2 RU2016111744A RU2016111744A RU2650761C2 RU 2650761 C2 RU2650761 C2 RU 2650761C2 RU 2016111744 A RU2016111744 A RU 2016111744A RU 2016111744 A RU2016111744 A RU 2016111744A RU 2650761 C2 RU2650761 C2 RU 2650761C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
film
mass transfer
mash
ratio
Prior art date
Application number
RU2016111744A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016111744A (en
Inventor
Николай Александрович Войнов
Денис Андреевич Земцов
Юрий Давыдович Алашкевич
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority to RU2016111744A priority Critical patent/RU2650761C2/en
Publication of RU2016111744A publication Critical patent/RU2016111744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650761C2 publication Critical patent/RU2650761C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/26—Fractionating columns in which vapour and liquid flow past each other, or in which the fluid is sprayed into the vapour, or in which a two-phase mixture is passed in one direction
    • B01D3/28—Fractionating columns with surface contact and vertical guides, e.g. film action

Abstract

FIELD: food industry; chemistry; medicine; pharmaceuticals.
SUBSTANCE: invention can be used in the food, chemical, pharmaceutical and other industries. Method comprises separation of a mixture into a low-boiling fraction and a high-boiling fraction with counter-current contact of the steam stream fed for rectification with a liquid wort film flowing along a heat and mass exchange surface. On the reverse side of the heat and mass exchange surface, additional supply of heat flux is carried out to form evaporation steam. Temperature in the flowing film at the input section of the heat and mass exchange surface is maintained in the range of 55–80 °C. Ratio of the heat and mass exchange surface S1 of the input section and the total heat and mass exchange surface S is S1/S = 0.1–0.3. And the ratio of the flow rate G of steam fed for rectification to the flow rate Gd of evaporation steam formed by additional supply of heat flux from the reverse side of the heat and mass exchange surface is kept equal to G/Gd= 1–3.
EFFECT: invention enables to intensify the wort separation process through partial condensation of the rising vapours of the mixture in the upper part of the film column, as well as through evaporation of the flowing wort film with rising vapours and exhaustion from the wort film of components by supplying additional heat flux.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу разделения бражки, а также смеси этанол-вода в исчерпывающей пленочной ректификационной колонне и может быть использовано в химической, нефтяной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to a method for the separation of mash, as well as a mixture of ethanol-water in an exhaustive film distillation column and can be used in chemical, petroleum, food, pharmaceutical and other industries.

Известны способы разделения бражки на барду и спиртовой конденсат [1, 2] при адиабатической ректификации в бражных колоннах. Бражка в виде пленки стекает по пленкообразующей теплообменной поверхности, выполненной из труб, контактируя при этом с поднимающимися парами водяного пара или смеси паров, содержащей преимущественно высококипящий компонент (воду). Вследствие контакта фаз происходит тепломассообмен, который позволяет исчерпать из стекающей рабочей жидкости легколетучие компоненты этанол и другие примеси.Known methods for the separation of mash into bard and alcohol condensate [1, 2] with adiabatic distillation in mash columns. A mash in the form of a film flows down on a film-forming heat-exchange surface made of pipes, in contact with rising steam of water vapor or a mixture of vapors containing a predominantly high-boiling component (water). Due to phase contact, heat and mass transfer occurs, which allows the volatile components of ethanol and other impurities to be exhausted from the flowing working fluid.

Недостатком известных способов разделения бражки являются большие расходы пара на ректификацию вследствие низкой эффективности разделения и высокие энергозатраты связанные с нагреванием бражки.A disadvantage of the known methods for the separation of mash is the high steam consumption for rectification due to the low separation efficiency and high energy costs associated with heating the mash.

Известен способ неадиабатической ректификации, осуществляемый в пленочной парциально-конденсационной колонне [3], заключающийся в осуществлении парциальной конденсации поднимающихся паров в верхней части колонны.A known method of non-adiabatic rectification, carried out in a film of partial condensation column [3], which consists in the partial condensation of rising vapors in the upper part of the column.

Однако рассматриваемый способ может быть реализован только в случае полного превращения бражки в пар, что приводит к большим затратам энергии.However, the considered method can be implemented only in the case of complete conversion of the mash into steam, which leads to large energy costs.

Известен способ разделения смесей неадиабатической ректификацией [4], заключающийся в получении паров при кипении жидкости за счет понижения давления (вакуума), дальнейшей их конденсации в зоне парциальной конденсации, а затем смешения конденсата с неиспарившейся охлаждающей жидкостью и подачи образовавшейся смеси жидкостей на охлаждение предыдущей зоны парциальной конденсации. При этом образовавшийся пар выводится из охлаждающего пространства и вводится в основной паровой поток непосредственно над зоной парциальной конденсации.A known method of separating mixtures of non-adiabatic distillation [4], which consists in obtaining vapor by boiling the liquid by lowering the pressure (vacuum), then condensing them in the zone of partial condensation, and then mixing the condensate with non-evaporated cooling liquid and feeding the resulting mixture of liquids to cool the previous zone partial condensation. In this case, the generated steam is removed from the cooling space and introduced into the main steam stream directly above the partial condensation zone.

Данный способ не позволяет проводить полное разделение смеси из-за низкой интенсификации массообмена в рабочей жидкости (бражке) размещенной в зонах парциальной конденсации.This method does not allow for complete separation of the mixture due to the low intensification of mass transfer in the working fluid (mash) located in the zones of partial condensation.

Наиболее близким по своей сущности является способ разделения многокомпонентных смесей близко кипящих и гомогенно-растворимых жидкостей [5], содержащих ниже- и вышекипящую фракции, включающий разделение смеси на тепломассообменной поверхности на чистую нижекипящую фракцию, которую отводят из верхней, укрепляющей части колонны, и смесь ниже- и вышекипящей фракций, от которой отделяют нижекипящую фракцию дополнительным подводом теплоносителя с последующим отводом чистой вышекипящей фракции из нижней, исчерпывающей части колонны, при котором дополнительный подвод или отвод тепла осуществляют путем непрерывной ректификации теплоносителя на оборотной стороне тепломассообменной поверхности в безотборном режиме или с отбором фракций теплоносителя. При этом теплоноситель представляет собой дополнительную многокомпонентную смесь с температурой кипения, лежащей между температурой кипения чистой нижекипящей фракции разделяемой смеси и температурой кипения чистой вышекипящей фракции теплоносителя.The closest in essence is the method of separation of multicomponent mixtures of closely boiling and homogeneously soluble liquids [5] containing the lower and higher boiling fractions, including the separation of the mixture on the heat and mass transfer surface into a clean lower boiling fraction, which is removed from the upper, strengthening part of the column, and the mixture lower and higher boiling fractions, from which the lower boiling fraction is separated by an additional supply of coolant with the subsequent removal of the clean higher boiling fraction from the lower, exhaustive part of the column, at additional heat supply or removal is carried out by continuous rectification of the heat carrier on the reverse side of the heat and mass transfer surface in a non-selective mode or with the selection of heat carrier fractions. In this case, the coolant is an additional multicomponent mixture with a boiling point lying between the boiling point of the clean lower boiling fraction of the separated mixture and the boiling point of the clean higher boiling fraction of the coolant.

Указанный способ трудоемок в техническом исполнении, имеет низкую эффективность, обладает высокой металлоемкостью и большими энергозатратами.The specified method is laborious in technical design, has low efficiency, has high metal consumption and high energy consumption.

Низкая эффективность разделения обусловлена недостаточным перемешиванием жидкой фазы на тепломассообменной поверхности. Высокая металлоемкость обусловлена тем, что в известном способе необходимо поддерживать низкую разность температуры между пленками жидкости, стекающими по обе стороны тепломассообменной поверхности, что требует установки большого количества труб или пластин для обеспечения поверхности передачи тепла. Большие энергозатраты вызваны необходимостью нагрева разделяемой многокомпонентной смеси до температуры кипения.The low separation efficiency is due to insufficient mixing of the liquid phase on the heat and mass transfer surface. The high metal consumption is due to the fact that in the known method it is necessary to maintain a low temperature difference between the liquid films flowing down on both sides of the heat and mass transfer surface, which requires the installation of a large number of pipes or plates to provide a heat transfer surface. High energy costs are caused by the need to heat the shared multicomponent mixture to a boiling point.

Изобретение решает задачу интенсификации процесса разделения бражки в пленочной колонне.The invention solves the problem of intensifying the process of separation of mash in a film column.

Технический результат заключается в интенсификации процесса разделения бражки при неадиабатической ректификации путем парциальной конденсации поднимающихся паров смеси в верхней части пленочной колонны, а также испарения стекающей пленки бражки поднимающимися парами и исчерпывания из пленки бражки компонентов за счет подвода дополнительного теплового потока.The technical result consists in the intensification of the process of separation of mash during non-adiabatic rectification by partial condensation of the rising vapors of the mixture in the upper part of the film column, as well as the evaporation of the flowing film of mash by rising vapors and the exhaustion of the components of the mash film by supplying additional heat flow.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе разделения бражки неадиабатической ректификацией, заключающемся в разделении смеси на низкокипящую фракцию и высококипящую фракцию при противоточном контакте потока пара, поступающего на ректификацию с жидкостной пленкой (бражкой), стекающей по тепломассообменной поверхности при дополнительном подводе теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности; температуру в стекающей пленке на входном участке тепломассообменной поверхности поддерживают в интервале 55-80°C, соотношение тепломассообменной поверхности входного участка и общей тепломассообменной поверхности выполняют S1/S=0,1-0,3, а отношение расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения, образованного дополнительным подводом теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, Gd, поддерживают в соотношении G/Gd=1-3.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of separating the mash by non-adiabatic rectification, which consists in dividing the mixture into a low boiling fraction and a high boiling fraction in countercurrent contact of the steam stream entering the rectification with a liquid film (mash) flowing down the heat and mass transfer surface with additional heat flow supply with the reverse side of the heat and mass transfer surface; the temperature in the flowing film at the inlet portion of the heat and mass transfer surface is maintained in the range of 55-80 ° C, the ratio of the heat and mass transfer surface of the inlet portion and the total heat and mass transfer surface is S 1 / S = 0.1-0.3, and the ratio of the flow rate of steam entering the rectification, G, to the consumption of evaporation vapors formed by an additional supply of heat flux from the back of the heat and mass transfer surface, G d , is maintained in the ratio G / G d = 1-3.

Поддержание температуры стекающей пленки в интервале значений 55-80°C на начальном участке тепломассообменной поверхности, а также выполнение отношения тепломассообменной поверхности входного участка к общей тепломассообменной поверхности равным S1/S=0,1-0,3 позволяет интенсифицировать процесс разделения бражки за счет интенсификации процесса парциальной конденсации [1] поднимающихся паров смеси на поверхность стекающей пленки. В этом случае при конденсации на поверхности пленки происходит интенсивный процесс массообмена, обусловленный тем, что из пара в большем количестве конденсируется в пленку воды, чем легколетучего компонента. Под входным участком тепломассообменной поверхности подразумевается верхняя часть трубы или пластины длиной

Figure 00000001
, по которой стекает жидкостная пленка.Maintaining the temperature of the flowing film in the range of 55-80 ° C in the initial portion of the heat and mass transfer surface, as well as the ratio of the heat and mass transfer surface of the inlet to the total heat and mass transfer surface equal to S 1 / S = 0.1-0.3, allows to intensify the process of separation of the mash due to intensification of the partial condensation process [1] of the rising vapor of the mixture on the surface of the falling film. In this case, during condensation, an intensive mass transfer process occurs on the film surface, due to the fact that more of the vapor condenses into the film of water than the volatile component. By the inlet portion of the heat and mass transfer surface is meant the upper part of the pipe or plate with a length
Figure 00000001
along which the liquid film flows.

Как установлено экспериментальным путем, наибольшая эффективность укрепления бражки достигается (см. фиг. 3) в интервале поддержания температуры пленки из бражки равным 55-80°C.As established experimentally, the greatest effectiveness of strengthening the mash is achieved (see Fig. 3) in the interval of maintaining the temperature of the film from the mash equal to 55-80 ° C.

При температуре пленки из бражки менее 55°C увеличивается сопротивление массопереносу в паровой фазе, а при температуре пленки более 80°C снижается действие парциальной конденсации.When the temperature of the film from the brew is less than 55 ° C, the resistance to mass transfer in the vapor phase increases, and at the temperature of the film more than 80 ° C, the effect of partial condensation decreases.

Выполнение соотношения тепломассообменной поверхности входного участка S1 и общей тепломассообменной поверхности S равного S1/S=0,1-0,3 обеспечивает наибольшую интенсификацию разделения. В случае стекания пленки бражки по трубе общая тепломассообменная поверхность равна S=3,14⋅d⋅L, где L - рабочая длина трубы и d - диаметр трубы и

Figure 00000002
, где
Figure 00000001
- длина входного участка (см. фиг. 1) на которой поддерживается заданная температура стекающей пленки.The ratio of the heat and mass transfer surface of the inlet section S 1 and the total heat and mass transfer surface S equal to S 1 / S = 0.1-0.3 provides the greatest intensification of the separation. In the case where the mash film flows down the pipe, the total heat and mass transfer surface is S = 3.14⋅d⋅L, where L is the working length of the pipe and d is the diameter of the pipe and
Figure 00000002
where
Figure 00000001
- the length of the inlet section (see Fig. 1) on which the set temperature of the falling film is maintained.

В случае поддержания S1/S<0,1 увеличиваются энергозатраты на образование пара для проведения тепломассообмена и снижается интенсивность разделения из-за слабого воздействия на процесс разделения парциальной конденсации.In the case of maintaining S 1 / S <0.1, the energy consumption for steam generation for heat and mass transfer increases and the separation intensity decreases due to the weak effect of the partial condensation on the separation process.

В случае поддержания S1/S>0,3 снижается эффективность разделения из-за большого расхода пара для проведения тепломассообмена.In the case of maintaining S 1 / S> 0.3, the separation efficiency decreases due to the high steam flow rate for heat and mass transfer.

Поддержание отношения расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения Gd в соотношении, равном G/Gd=1-3, позволяет максимально интенсифицировать процесс разделения (фиг. 2) за счет турбулизации жидкой фазы.Maintaining the ratio of the flow rate of steam entering the distillation, G, to the flow rate of vaporization vapor G d in a ratio equal to G / G d = 1-3, maximizes the separation process (Fig. 2) due to turbulization of the liquid phase.

При поддержании соотношения G/Gd<1 снижается концентрация легколетучего компонента (этанол) в паре на выходе из колонны и увеличиваются энергозатраты на процесс.While maintaining the ratio G / G d <1, the concentration of the volatile component (ethanol) in the vapor at the outlet of the column decreases and the energy consumption for the process increases.

При поддержании соотношения G/Gd>3 происходит снижение интенсификации разделения.While maintaining the ratio G / G d > 3, a decrease in the intensification of separation occurs.

На фиг. 1 показана схема пленочной колонны для осуществления способа (L - рабочая длина трубы,

Figure 00000001
- длина входного участка); на фиг. 2 - зависимость эффективности по Мерфри от соотношения потоков пара; на фиг. 3 - зависимость эффективности по Мерфри от температуры пленки бражки.In FIG. 1 shows a diagram of a film column for implementing the method (L is the working length of the pipe,
Figure 00000001
- length of the inlet section); in FIG. 2 - dependence of Murphy efficiency on the ratio of steam flows; in FIG. 3 - dependence of Murphy efficiency on the temperature of the mash film.

Способ разделения бражки неадиабатической ректификацией осуществляется в пленочной колонне. Пленочная колонна состоит из центральной 1 и внешней 2 труб, распределителя жидкости 3, патрубков для подвода пара 4 и теплоизоляционной трубки 5. Пленочная колонна также снабжена штуцерами для подвода пара на ректификацию 6 и отвода паров спиртового конденсата 7. Имеется штуцер для подачи теплоносителя (насыщенный водяной пар) 8 и отвода конденсата 9, а также штуцера для подачи бражки 10, отвода барды 11, подвода и отвода охлаждающей воды 12 и 13.A method for separating mash by non-adiabatic rectification is carried out in a film column. The film column consists of a central 1 and external 2 pipes, a liquid distributor 3, nozzles for supplying steam 4 and a heat-insulating tube 5. The film column is also equipped with fittings for supplying steam for rectification 6 and for removing alcohol condensate vapor 7. There is a fitting for supplying coolant (saturated water vapor) 8 and condensate drain 9, as well as a fitting for supplying mash 10, drain bard 11, supply and drain of cooling water 12 and 13.

Центральная труба 1 выполнена из медной трубы диаметром 12×1 мм длиной 2500 мм. Внешняя труба 2 выполнена диаметром 38×2 мм длиной 2300 мм. Распределитель жидкости 3 выполнен с кольцевым зазором для формирования пленки 0,5 мм. На наружную поверхность патрубка для подвода пара 4 надевалась теплоизоляционная труба 5, выполненная из резины.The central pipe 1 is made of a copper pipe with a diameter of 12 × 1 mm and a length of 2500 mm. The outer pipe 2 is made with a diameter of 38 × 2 mm and a length of 2300 mm. The liquid distributor 3 is made with an annular gap for forming a film of 0.5 mm A heat-insulating pipe 5 made of rubber was put on the outer surface of the pipe for supplying steam 4.

Способ разделения бражки неадиабатической ректификацией осуществляется следующим образом. Бражка через штуцер 10 поступает в распределитель жидкости 3 и, сформировавшись там, в виде жидкостной пленки стекает по наружной поверхности центральной трубы 1, контактируя при этом с парами, поступающими на ректификацию через штуцер 6. Дополнительный тепловой поток теплоносителем (насыщенный водяной пар) подается через штуцер 8 в полость центральной трубы 1, что обеспечивает образование паров испарения, которые при выходе с поверхности пленки смешиваются с парами, поднимающимися по колонне на ректификацию. За счет интенсивного выделения паров испарения происходит снижение массопереноса в жидкой фазе и увеличение тем самым интенсивности разделения. Поддержание заданной температуры в стекающей пленке бражки осуществляется за счет подачи охлаждающей воды в штуцер 12, что приводит к изменению температуры стенки в верхней части центральной трубы, по которой стекает пленка бражки. Таким образом, разделение бражки на высококипящий компонент (преимущественно вода), отводящийся из штуцера 11, и низкокипящий компонент (спиртовый конденсат), отводящийся из патрубка 7, осуществляется за счет:The method of separation of mash nonadiabatic distillation is as follows. The mash through the nozzle 10 enters the liquid distributor 3 and, having formed there, flows in the form of a liquid film along the outer surface of the central pipe 1, while in contact with the vapors entering the rectification through the nozzle 6. An additional heat flow with the heat carrier (saturated water vapor) is supplied through the nozzle 8 into the cavity of the Central pipe 1, which ensures the formation of vaporization vapor, which when leaving the surface of the film are mixed with vapors rising along the column for distillation. Due to the intense evolution of evaporation vapors, a decrease in mass transfer in the liquid phase occurs and thereby an increase in the separation intensity. Maintaining the desired temperature in the flowing film of the mash is carried out by supplying cooling water to the nozzle 12, which leads to a change in the temperature of the wall in the upper part of the central pipe through which the mash film flows. Thus, the separation of the mash into a high boiling component (mainly water), discharged from the nozzle 11, and a low boiling component (alcohol condensate), discharged from the pipe 7, is carried out by:

- массообмена между поднимающимися парами смеси и стекающей пленки бражки,- mass transfer between rising pairs of the mixture and the flowing film of mash,

- массообмена протекающего между парами испарения в стекающей пленке бражки,- mass transfer of the vapor flowing between the pairs in the flowing mash film,

- парциальной конденсации паров смеси в верхней части колонны, при которой из паровой смеси высококипящего компонента отводится в большем количестве, что приводит к разделению бражки на спиртовый конденсат и барду.- partial condensation of the mixture vapors in the upper part of the column, in which a larger amount of the high-boiling component is removed from the vapor mixture, which leads to the separation of the mash into alcohol condensate and distillery distillery.

Для подтверждения заявленного способа были проведены исследования, представленные в примерах.To confirm the claimed method, studies were carried out, presented in the examples.

Пример 1. В качестве бражки использовалась смесь, полученная в результате брожения сахаросодержащей среды. Концентрация этанола в бражке составила 3% мас. Температура стекающей пленки бражки поддерживалась 55°C на поверхности входного участка центральной трубы при соотношении тепломассообменной поверхности на входного участка и общей тепломассообменной поверхности, равном S1/S=0,1, что соответствовало длине верхнего участка трубы

Figure 00000003
. Отношение расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения, образованных дополнительным подводом теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, Gd, поддерживалось равным G/Gd=1. Число Рейнольдса стекающей пленки составлено равным 4000. Расход поступающего на ректификацию пара составил - 0,075 кг/с. Эффективность по Мерфри составила Ех=0,8.Example 1. As a mash, a mixture obtained by fermentation of a sugar-containing medium was used. The concentration of ethanol in the mash was 3% wt. The temperature of the flowing mash film was maintained at 55 ° C on the surface of the inlet section of the central pipe with the ratio of the heat and mass transfer surface at the inlet section and the total heat and mass transfer surface equal to S 1 / S = 0.1, which corresponded to the length of the upper pipe section
Figure 00000003
. The ratio of the flow rate of steam entering the distillation, G, to the flow rate of evaporation vapors formed by the additional supply of heat flow from the back of the heat and mass transfer surface, G d , was maintained equal to G / G d = 1. The Reynolds number of the falling film was equal to 4000. The flow rate of steam entering the rectification was 0.075 kg / s. Murphy efficiency was Ex = 0.8.

Пример 2. Ректификацию смеси этанол-вода по заявленному способу проводили, как в примере 1. Концентрация этанола в бражке составила 3% мас. Температура стекающей пленки бражки на поверхности входного участка центральной трубы поддерживалась 70°C. Соотношение тепломассообменной поверхности входного участка и общей тепломассообменной поверхности составило S1/S=0,2, что соответствовало длине верхнего участка трубы равной

Figure 00000004
. Отношение расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения, образованного дополнительным подводом теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, Gd, поддерживалось равным G/Gd=2. Число Рейнольдса стекающей пленки выдерживалось 4000. Расход поступающего на ректификацию пара составил - 0,075 кг/с. Эффективность по Мерфри составила Ех=0,88.Example 2. The distillation of a mixture of ethanol-water according to the claimed method was carried out as in example 1. The concentration of ethanol in the mash was 3% wt. The temperature of the flowing mash film on the surface of the inlet portion of the central pipe was maintained at 70 ° C. The ratio of the heat and mass transfer surface of the inlet section and the total heat and mass transfer surface was S 1 / S = 0.2, which corresponded to a length of the upper pipe section equal to
Figure 00000004
. The ratio of the flow rate of steam entering the distillation, G, to the flow rate of evaporation vapors formed by the additional supply of heat flow from the back of the heat and mass transfer surface, G d , was maintained equal to G / G d = 2. The Reynolds number of the flowing film was maintained at 4000. The flow of steam received for rectification was 0.075 kg / s. Murphy efficiency was Ex = 0.88.

Пример 3. Ректификацию смеси этанол-вода по заявленному способу проводили, как в примере 1. Концентрация этанола в бражке составила 3% мас. Температура стекающей пленки бражки поддерживалась 80°C на поверхности входного участка центральной трубы при соотношении тепломассообменнной поверхности входного участка и общей тепломассообменной поверхности, равном S1/S=0,3. Отношение расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения, образованного дополнительным подводом теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, Gd, равном G/Gd=3. Число Рейнольдса стекающей пленки выдерживалось 4000. Расход поступающего на ректификацию пара составил - 0,075 кг/с. Эффективность по Мерфри составила Ех=0,9.Example 3. The distillation of a mixture of ethanol-water according to the claimed method was carried out as in example 1. The concentration of ethanol in the mash was 3% wt. The temperature of the flowing mash film was maintained at 80 ° C on the surface of the inlet section of the central pipe with the ratio of the heat and mass transfer surface of the inlet section and the total heat and mass transfer surface equal to S 1 / S = 0.3. The ratio of the flow rate of steam entering the distillation, G, to the flow rate of evaporation vapors formed by the additional supply of heat flow from the back of the heat and mass transfer surface, G d , equal to G / G d = 3. The Reynolds number of the flowing film was maintained at 4000. The flow of steam received for rectification was 0.075 kg / s. Murphy efficiency was Ex = 0.9.

В ходе исследования менялось отношение расходов пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения Gd, образованного дополнительным подводом теплового потока, температура смеси на входном участке и длина входного участка.During the study, the ratio of the flow rate of steam entering the rectification, G, to the flow rate of evaporation vapor G d formed by an additional supply of heat flow, the temperature of the mixture in the inlet section and the length of the inlet section changed.

Как показали проведенные исследования, представленные на фиг. 2 и фиг. 3, наибольшая эффективность разделения по Мерфри составила Ех=0,8-0,9 при поддержании температуры в стекающей пленке на входном участке равной 55-80°C, соотношение тепломассообменной поверхности входного участка и общей тепломассообменной поверхности, равно S1/S=0,1-0,3 и отношение расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения, образованного дополнительным подводом теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, Gd, поддерживают в соотношении G/Gd=1-3.As shown by the studies presented in FIG. 2 and FIG. 3, the highest Murphy separation efficiency was Ex = 0.8-0.9 while maintaining the temperature in the flowing film at the inlet portion equal to 55-80 ° C, the ratio of the heat and mass transfer surface of the inlet portion and the total heat and mass transfer surface is S 1 / S = 0 , 1-0.3 and the ratio of the flow rate of steam entering the rectification, G, to the flow rate of evaporation vapors formed by the additional supply of heat flow from the back of the heat and mass transfer surface, G d , is maintained in the ratio G / G d = 1-3.

Поддержание температуры в стекающей пленки бражки на определенном входном участке тепломассообменной поверхности в заданном соотношении и при оптимальном соотношении расхода паров, поступающих на ректификацию, к потоку паров испарения вызванных дополнительным тепловым потоком, позволяет обеспечить интенсивное перемешивание в пленке жидкости и интенсифицировать процесс тепломассопереноса как в жидкой, так и паровой фазах и, следовательно, улучшить процесс разделения бражки.Maintaining the temperature in the flowing film of mash on a certain input section of the heat and mass transfer surface in a predetermined ratio and with the optimal ratio of the flow rate of the vapors entering the distillation to the vapor flow caused by the additional heat flow allows intensive mixing in the liquid film and intensifies the heat and mass transfer as in liquid and vapor phases and, therefore, improve the process of separation of mash.

Использование указанного способа обеспечивает снижение высоты эквивалентной теоретической ступени и увеличивает концентрацию легколетучего компонента в спиртовом конденсате, что позволяет снизить металлоемкость установки и затраты на получение готового продукта.Using this method provides a decrease in the height of the equivalent theoretical stage and increases the concentration of the volatile component in alcohol condensate, which reduces the metal consumption of the installation and the cost of obtaining the finished product.

Источники информацииInformation sources

1. П.С. Цыганков. Ректификационные установки спиртовой промышленности. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.1. P.S. Gypsies. Distillation plants of the alcohol industry. - M.: Light and food industry, 1984.

2. В.М. Олевский, В.Р. Ручинский, А.М. Кашников, В.И. Чернышев. Пленочная тепло - и массообменная аппаратура (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии). Под ред. В.М. Олевского - М.: Химия, 1988. 240 с. (пар. 5.7. Массообмен при неадиабатической ректификации и парциальной конденсации, стр. 105).2. V.M. Olevsky, V.R. Ruchinsky, A.M. Kashnikov, V.I. Chernyshev. Film heat and mass transfer equipment (Processes and apparatuses of chemical and petrochemical technology). Ed. V.M. Olevsky - Moscow: Chemistry, 1988.240 s. (par. 5.7. Mass transfer during non-adiabatic rectification and partial condensation, p. 105).

3. Патент 929228 СССР, МПК B03D 3/28, F25J 3/02. Пленочная парциально-конденсационная колонна [Текст] / В.А, Герцовский, Е.Г. Копейко, В.И. Прохоров, В.М. Олевский; заявл. 01.12.1978; опубл. 23.05.1982, БИ №19.3. USSR patent 929228, IPC B03D 3/28, F25J 3/02. Partial condensation film column [Text] / V.A., Gertsovsky, E.G. Kopeiko, V.I. Prokhorov, V.M. Olevsky; declared 12/01/1978; publ. 05/23/1982, BI No. 19.

4. Патент 822838 СССР, МПК B01D 3/00, B01D 5/00. Способ разделения смесей неадиабатической ректификацией [Текст] / Е.Г. Копейко, В.М. Олевский, Д.М. Попов; опубл. 30.08.1978; опубл. 23.04.1981, БИ №15.4. USSR patent 822838, IPC B01D 3/00, B01D 5/00. The method of separation of mixtures of non-adiabatic distillation [Text] / E.G. Kopeiko, V.M. Olevsky, D.M. Popov; publ. 08/30/1978; publ. 04/23/1981, BI No. 15.

5. Патент 2102104 Российская Федерация, МПК B01D 3/28, B01D 3/14. Способ разделения многокомпонентных смесей близкокипящих и гомогенно-растворимых жидкостей [Текст] / Сайфутдинов А.Ф., Пархоменко Е.Д.; заявл. 21.08.95; опубл. 20.01.98, БИ. №2.5. Patent 2102104 Russian Federation, IPC B01D 3/28, B01D 3/14. The method of separation of multicomponent mixtures of boiling and homogeneous soluble liquids [Text] / Sayfutdinov AF, Parkhomenko ED; declared 08.21.95; publ. 01/20/98, BI. No. 2.

Claims (1)

Способ разделения бражки неадиабатической ректификацией, заключающийся в разделении смеси на низкокипящую фракцию и высококипящую фракцию при противоточном контакте потока пара, поступающего на ректификацию с жидкостной пленкой бражки, стекающей по тепломассообменной поверхности при дополнительном подводе теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, отличающийся тем, что температуру в стекающей пленке на входном участке тепломассообменной поверхности поддерживают в интервале 55-80°С, соотношение тепломассообменной поверхности входного участка и общей тепломассообменной поверхности выполняют равным S1/S=0,1-0,3, а отношение расхода пара, поступающего на ректификацию, G, к расходу паров испарения, образованного дополнительным подводом теплового потока с оборотной стороны тепломассообменной поверхности, Gd, поддерживают в соотношении G/Gd=1-3.The method of separation of mash by non-adiabatic rectification, which consists in dividing the mixture into a low boiling fraction and a high boiling fraction when the steam stream is countercurrently supplied to the rectification with a liquid film of mash draining along the heat and mass transfer surface with additional heat supply from the back of the heat and mass transfer surface, characterized in that the temperature in the flowing film at the inlet portion of the heat and mass transfer surface, support is in the range of 55-80 ° C, the ratio of heat and mass exchange surfaces of the input portion and the total surface teplomassoobmennyh operate equal to S 1 / S = 0,1-0,3, a flow ratio of vapor entering the distillation, G, flow to the evaporation vapor formed by the supply of additional heat flux from the reverse side teplomassoobmennyh surface G d support in the ratio G / G d = 1-3.
RU2016111744A 2016-03-29 2016-03-29 Method for separation of wort by non-adiabatic rectification RU2650761C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016111744A RU2650761C2 (en) 2016-03-29 2016-03-29 Method for separation of wort by non-adiabatic rectification

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016111744A RU2650761C2 (en) 2016-03-29 2016-03-29 Method for separation of wort by non-adiabatic rectification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016111744A RU2016111744A (en) 2017-10-02
RU2650761C2 true RU2650761C2 (en) 2018-04-17

Family

ID=60047557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016111744A RU2650761C2 (en) 2016-03-29 2016-03-29 Method for separation of wort by non-adiabatic rectification

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650761C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU822838A1 (en) * 1978-08-31 1981-04-23 Предприятие П/Я Р-6603 Method of separating mixtures by non-adiabatic rectification
SU929228A1 (en) * 1978-12-01 1982-05-23 Предприятие П/Я Р-6603 Film partial-condensation column
RU2102104C1 (en) * 1995-08-21 1998-01-20 Альберт Фаритович Сайфутдинов Method of separating multicomponent mixtures of closely boiling and mutually soluble liquids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU822838A1 (en) * 1978-08-31 1981-04-23 Предприятие П/Я Р-6603 Method of separating mixtures by non-adiabatic rectification
SU929228A1 (en) * 1978-12-01 1982-05-23 Предприятие П/Я Р-6603 Film partial-condensation column
RU2102104C1 (en) * 1995-08-21 1998-01-20 Альберт Фаритович Сайфутдинов Method of separating multicomponent mixtures of closely boiling and mutually soluble liquids

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016111744A (en) 2017-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7393436B2 (en) Thermal separating process for removing at least one stream containing enriched (meth) acrylic monomers
JP6822984B2 (en) A distillation apparatus having a columnar portion having three or more chambers through which a liquid continuously flows and a method for distillation or extraction distillation by using the distillation apparatus.
RU2540574C2 (en) Module for combined evaporation/distillation and absorption
RU156382U1 (en) COLON TYPE DISTRILLATOR WITH CONTROLLED INTERNAL FLEGM FORMATION
US4394221A (en) Method of deodorizing and/or deacidifying high-boiling organic compounds, particularly edible oils
EA201492147A1 (en) RECTIFICATION COLUMN WITH INNER HEAT AND MASS TRANSFER AND METHOD OF SEPARATION OF MULTICOMPONENT MIXTURES IN FRACTION WITH USE OF RECTIFICATION COLUMN WITH INTERNAL HEAT AND MASS PRODUCTION
CN211445385U (en) Contain organic solvent&#39;s salt waste water evaporation equipment
Voinov et al. A study of diabatic distillation in a column with a low pressure drop
RU2650761C2 (en) Method for separation of wort by non-adiabatic rectification
US3392539A (en) Fractional crystallization
US2609334A (en) Falling-film fractionation
US3174911A (en) Formaldehyde manufacture
EP3067101A1 (en) An evaporator and process for use thereof
CA2894199C (en) An evaporator and process for use thereof
US3498886A (en) Flash distillation partitioned tower
RU2290244C1 (en) Method of separation of the liquid components mixture
Singh et al. Process Intensification of Propionic Acid Extraction and its Recovery by Distillation in Microchannel
RU2394064C2 (en) Procedure for oil refining
RU2463097C1 (en) Heat exchanger
CN101874928A (en) Split-type evaporator
US6024842A (en) Distillation column device
RU2717057C1 (en) Fractionating column
EA026632B1 (en) Method for separating multi-component mixtures into fractions
RU117151U1 (en) DEVICE FOR RECTIFICATION OF ALCOHOL USING THE EJECTOR
RU2077910C1 (en) Method and apparatus for distillation of mixture of substances

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190330