автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел
- доктора технических наук
- Сиюхов, Хазрет Русланович
- город
- Краснодар
- год
- 2011
- специальность ВАК РФ
- 05.18.01
Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел"
На правах рукописи
СИЮХОВ Хазрет Русланович
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ПИЩЕВОГО СПИРТА ОТ СИВУШНЫХ МАСЕЛ
05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства 05.18.12 -Процессы и аппараты пищевых производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
2 9 СЕН 2011
Краснодар-2011 4854736
4854736
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет»
Научный консультант: доктор технических наук, профессор
Блягоз Хазрет Рамазанович
Официальные оппоненты: доктор технических наук
Мишиев Павел Ягутилович доктор технических наук, профессор Шевцов Александр Анатольевич доктор технических наук, профессор Касьянов Геннадий Иванович
Ведущая организация: ГНУ «Северо-Кавказский зональный
научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии» (СКЗНИИСиВ РАСХН)
Защита диссертации состоится 6 октября 2011 года в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд.Г-251
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета
Автореферат разослан 5 сентября 2011г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доцент, канд. техн. наук
^А/' В.В. Гончар
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ* 1.1 Актуальность проблемы. Спиртовая промышленность России относится к числу интенсивно развивающихся отраслей. Государственная инновационная политика создает благоприятные условия для модернизации промышленного производства с учетом повышенных требований к качеству продукции. В соответствии с ГОСТ Р 51652-2000 в спирте марок «Экстра» и «Люкс» содержание СМ не должно превышать 6 мг/дм3. Расширение сырьевой базы спиртового производства в связи с применением зерна новых высокорентабельных культур, изменение режимов варки и осахаривания зернового замеса с использованием современных ферментных препаратов, необходимость с экономической и экологической точек зрения переработки вторичных продуктов брагоректификации усложняют комплексную задачу глубокой очистки пищевого спирта и увеличения его выхода. Вместе с тем перед спиртовой промышленностью в настоящее время остро поставлена задача глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел (СМ). В связи с возросшей конкуренцией производители ликероводочной продукции предъявляют к качеству пищевого спирта жесткие требования по содержанию СМ -не более 2 мг/дм3.
Однако, глубокая очистка спирта от сивушных масел в рамках действующей технологии напрямую связана с дальнейшим ухудшением технико-экономических показателей спиртзаводов. Даже при переходе спиртзаводов от выработки спирта высшей очистки к выпуску спирта марок «Экстра» и «Люкс» потребовалось увеличение отборов эфироальдегидной фракции (ЭАФ), сивушного спирта (СС) и фракции сивушных масел (ФСМ), следствием чего явилось заметное снижение выхода готового спирта и увеличение объема нереализуемых вторичных продуктов.
В связи с этим научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел является актуальной.
Диссертационная работа выполнялась при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и региональных инвесторов в рамках ГРАНТа РФФИ (2008-2009 гг.) «Обоснование термодинамических
Автор выражает благодарность за помощь при выполнении работы доктору технических наук, профессору Константинову E.H.
основ и разработка новых технологических способов переработки водно-спиртовых и углеводородных смесей с оптимальными параметрами получения биотоплива» (проект № 08.08.99134) и по госбюджетной научно-исследовательской теме Майкопского государственного технологического университета «Совершенствование технологических приемов производства продуктов переработки сельскохозяйственного сырья» (№ гос. регистрации 01201062580).
1.2 Цель и задачи исследований.
Целью настоящей работы явилось научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел с обеспечением его более высокого выхода.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи исследований:
- обосновать методами термодинамического анализа модель межфазного равновесия в системе «компоненты сивушного масла - этанол - вода» и идентифицировать её на основе комплекса экспериментальных исследований на модельных и реальных смесях;
- выбрать оптимальный технологический прием выделения спирта из фракции сивушного масла в реальных производственных условиях на ООО «КХ Восход», ОАО АПФ «Фанагория» и ООО «Хуторок-2;
- исследовать содержание изопропанола в бражке в зависимости от вида зернового сырья;
- произвести фракционирование фракции сивушных масел на стендовой установке периодической ректификации с целью выделения из неё пищевого этилового спирта;
- выполнить математическое моделирование и усовершенствовать технологические приемы сепарации, экстракции и ректификации в сивушной колонне, применяемые для выделения спирта из фракции сивушного масла;
- выполнить структурно-параметрическую оптимизацию и разработку технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел путем совмещения в технологической схеме БРУ брагоректификации с противоточ-ным экстрагированием этанола водой;
- научно обосновать и разработать инновационную технологическую схе-
му и технологический режим работы БРУ с переработкой сивушных спиртов;
- научно обосновать и разработать инновационную технологию глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел при квазистационарном режиме работы спиртовой колонны;
- внедрить квазистационарный технологический режим работы спиртовой колонны на спиртзаводах Краснодарского края и Республики Адыгея;
- научно обосновать и разработать инновационную технологию получения на брагоректификационной установке изоамилола;
- научно обосновать, разработать и внедрить в производство инновационный технологический комплекс для разделения нестандартных сивушных масел путем модернизации БРУ;
- определить экономический эффект и разработать техническую документацию на технологию и полученные конечные продукты.
1.3 Научная концепция диссертационной работы заключается в решении проблемы глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел и увеличения его выхода путем научного обоснования и разработки инновационной технологии на основе применения методов сопряженного физического и математического моделирования сложных технологических систем, теории групповых вкладов при расчете фазового равновесия в многофазных многокомпонентных спиртовых смесях, структурно-параметрической оптимизации действующего производства и его модернизации.
В основу предлагаемой инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел положены впервые разработанные следующие инновационные технологические и технические решения: переработка сивушных спиртов с получением из них дополнительных количеств этилового спирта, переработка сивушного масла с получением в качестве дополнительного готового продукта спирта изоамилового технического, использование квазистационарного режима работы и технологического комплекса разделения нестандартных сивушных масел на модернизированных БРУ.
1.4 Научная новизна. Научно обоснована и разработана инновационная технология глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел, базирующаяся на использовании квазистационарного режим работы спиртовой
колонны. Впервые разработано математическое описание квазистационарного технологического режима работы спиртовой колонны в виде системы дифференциальных уравнений для двух стадий (стадии безотборного режима и стадии быстрого отбора СМ), разработаны и реализованы алгоритм решения этой системы и программа расчёта квазистационарного процесса, определены изменения во времени следующих технологических параметров: концентраций всех компонентов в жидкости и парах, температур на тарелках колонны и величины отбора фракции СМ.
Научно обоснована инновационная технологическая схема и разработан оптимальный технологический режим работы БРУ с переработкой сивушных спиртов, а также определены оптимальные: число тарелок в изопропа-нольной колонне, места отбора и расходы вторичных СМ и вторичных сивушных спиртов.
Научно обоснована и разработана инновационная технологическая схема выработки в качестве готового продукта спирта изоамилового технического на БРУ. Определен оптимальный технологический режим ее работы.
Научно обоснован и разработан инновационный технологический комплекс для разделения нестандартных сивушных масел и модернизирована брагоректификационная установка.
Обоснована на основе экспериментальных исследований на модельных и реальных смесях модель межфазного равновесия в системе «компоненты сивушного масла - этанол - вода». Установлена зависимость от температуры энергетических параметров бинарного взаимодействия молекул компонентов сивушного масла с водой, позволившая разрешить противоречие между полученными экспериментальными и расчетными данными в системе «пар -жидкость» и в системе «жидкость - жидкость».
Получены новые экспериментальные данные по равновесию в тройных смесях «этанол - изоамилол - вода» и «этанол - изобутанол - вода» на чистых компонентах. Определены значения энергетических параметров бинарного взаимодействия молекул сивушного масла с водой и этанолом и коэффициенты их температурной зависимости. Найденные экспериментальные величины перечисленных коэффициентов использованы для описания равнове-
сия в системах «пар - жидкость» и «жидкость - жидкость» и в разработанных математических моделях.
Разработана на основе модульного принципа математическая модель сивушной колонны и определён оптимальный технологический режим БРУ, обеспечивающий высокий выход и глубокую очистку спирта от СМ.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на полезные модели: № 55363, № 55364, № 86110, № 92862, № 92807 и № 96336.
1.5 Практическая значимость. Предложены технологическая схема и технологический режим совмещенного процесса брагоректифюсации и про-тиеоточной трехступенчатой водной экстракции этилового спирта из сивушной фракции, обоснована возможность использования зерна сорго в качестве добавки к традиционному зерновому сырью. Подтверждено высокое качество пробной партии пищевого спирта при его глубокой очистке от сивушных масел при переработке зерновой смеси, состоящей из пшеницы и ржи с добавкой 30 % зерна сорго на ООО «КХ Восход» (Протокол и акт испытаний спирта от 4.03.2008 г.). Экономический эффект в пересчете на производительность по зерну, равную 90 т/сут., составляет 14,5 млн. руб. в год.
Разработаны технологические схемы БРУ, оснащенные изопропаноль-ной и изоамилольной колоннами, проведена их структурно-параметрическая оптимизация. Реализация перечисленных разработок обеспечила выработку пищевого спирта глубокой очистки от СМ и его более высокий выход с получением дополнительного готового продукта - изоамилола (акт внедрения на «КХ «Восход» от 22.03.2010 г.). Для установки производительностью 2805 дал/сут. абсолютного алкоголя расчетный экономический эффект составляет 7 млн руб./год.
Разработан и внедрен квазистационарный режим работы спиртовой колонны, обеспечивающий увеличение выхода спирта (акт внедрения на «КХ «Восход» по результатам производственной проверки по эффективности использования квазистационарного режима от 10.09.2009 г.). На установке производительностью 400 дал/сут. за 6 месяцев получен реальный экономический эффект 425 тыс. руб. Для установки производительностью 3000 дал/сут. абсолютного алкоголя ожидаемая прибыль составляет 6,4 млн руб./год.
Разработаны технологические схемы и режимы работы по переработке нестандартных сивушных фракций (НСФ) на БРУ. Выполнена модернизация БРУ и пуско-наладочные работы на ОАО АПФ «Фанагория». При производительности установки 270 дал/сут. было выработано 54 т пищевого спирта и получен реальный экономический эффект при переработке НСФ в размере 700 тыс. руб. и при переработке подсивушной фракции было выработано 12,5 т пищевого спирта с реальным экономическим эффектом 162 тыс. руб. (III квартал 2005 г.). Суммарный реальный экономический эффект составил 1 млн 287 тыс. руб.
1.6 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научных конференциях (г. Калининград, 2005 г.; г. Барнаул, 2007, 2008 и 2009 гг.; г. Новосибирск, 2008г.; г. Казань, 2008, 2009 и 2010 гг.; г. Краснодар, 2010 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием (г. Краснодар, 2005 г.; г. Казань, 2007 г.); на Всероссийских научно-практических конференциях (г. Майкоп, 2004 и 2008 гг.; г. Самара, 2006 г.; г. Челябинск, 2007, 2008 и 2009 гг.; г. Краснодар, 2007 и 2008 гг., г. Ставрополь, 2009 г.); на межрегиональных и региональных научно-практических конференциях (г. Красноярск, 2006 г.; г. Магнитогорск, 2007 и 2008 гг., г. Краснодар, 2006,2009 и 2010 гг.).
Автор являлся руководителем аспиранта и 4 соискателей, защитивших кандидатские диссертационные работы по специальностям: «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства» и «Процессы и аппараты пищевых производств».
1.7 Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 73 научные работы, в том числе монография, 22 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 6 патентов РФ на полезные модели и свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
1.8 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора научно-технической и патентной литературы, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Основной
текст диссертации изложен на 469 страницах компьютерного текста, содержит 81 рисунок и 118 таблиц. Список использованной литературы включает 170 наименований, в том числе 21 - зарубежных авторов.
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований. В соответствии с поставленными целью и решаемыми задачами объектами исследований были: пищевой ректификованный спирт, сивушное масло, фракции сивушных масел, нестандартная сивушная фракция, подсивушная фракция с повышенным содержанием этанола, ректификованный спирт глубокой очистки и спирт изоамиловый технический, а также промышленные технологические установки непрерывного действия ОАО АПФ «Фанагория», ООО «КХ Восход» и «Хуторок-2», снабженные сепаратором сивушного масла, экстрактором сивушного масла и сивушной колонной, соответственно. Для экспериментального исследования фазового равновесия в модельных смесях «изоамилол - этанол - вода» и «изобутанол - этанол - вода» использовали чистые компоненты: этанол 96,5 % об. по ГОСТ Р 51652-2000, изоамилол по ГОСТ 5830-79, изобутанол по ГОСТ 6016-77 и дистиллированную воду по ГОСТ 6709-72. Для экспериментального исследования фазового равновесия в реальных смесях использовали сивушную фракцию, выработанную на ООО «КХ «Восход», полученное разгонкой этой фракции на стендовой установке периодического действия сивушное масло и дистиллированную воду по ГОСТ 6709-72.
2.2 Методы исследований. При выполнении работы использовали методы хроматографического анализа покомпонентного состава летучих примесей спиртовых смесей, методы сопряженного физического и математического моделирования сложных технологических систем, теорию групповых вкладов при расчете фазового равновесия методами UNIFAC (UNIversal Functional Ас-tivity Coefficient), UNIQUAC (UNIversal QUAsiChemical), NRTL (Non Random Two Liquid model), методы структурно-параметрической оптимизации и моделирования сложных химико-технологических систем. Научное обоснование инновационного квазистационарного режима выполнено путём разработки системы дифференциальных уравнений в частных производных и их решения в среде Borland Pascal с применением численных методов.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Обоснование методами термодинамического анализа модели межфазного равновесия в системе «компоненты сивушного масла - этанол - вода» и идентификация ее на основе комплекса экспериментальных исследований на модельных и реальных смесях. Для обеспечения надежной термодинамической базы исследований выполнены анализ, выбор и уточнение модели равновесия и методов, наиболее точно описывающих системы «пар -жидкость» и «жидкость - жидкость» смесей «этанол - сивушное масло - вода».
Зависимость коэффициентов активности изоамилового и изобутилового спиртов в их смеси с водой от концентрации (рисунки 1, 2) объясняет повышенную летучесть высших спиртов в нижней части спиртовой колонны, которая определяется не упругостью паров, а коэффициентами активности. Такие смеси в определённых условиях образуют расслаивающиеся системы. Способность к расслаиванию используется в технологии спирта и учтена при математическом моделировании.
•е-■е-
\
1
2
Рисунок 1 - Зависимость коэффициентов активности системы «изоамиловый спирт - вода» от концентрации изоамилового спирта при 20 °С
1 - Изоамиловый спирт; 2 - Вода
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Концентрация изоамилового спирта, мол. доп.
20
I 18 н
£ 16
ш 14 X
£ 12 п
1- 10
■8-■а
|
\
д
ч
2.
0.1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Концентрация изобутилового спирта, мол. дол.
Рисунок 2 - Зависимость коэффициентов активности системы «изобутиловый спирт - вода» от концентрации изобутилового спирта при 20 °С
1 - Изобутиловый спирт; 2 - Вода
Термодинамический анализ предназначен для обеспечения надежности определения равновесных данных. Общие положения термодинамики используются и для оценки состояния системы. При равновесии системы ее потенциал Гиббса минимален. Для одного моля фазы «'» потенциал Гиббса определяется химическими потенциалами и мольными долями компо-
нентов х
) ■
м
Взяе производную от С по X,, учтя, что не все концентрации х. неза-
п
висимы, а связаны соотношением = 1 и, используя уравнение Гиббса-
М
Дюгема, получим
№
дх"
Отсюда, приравняв нулю производную | -но запишем
п
двг,
дО" дх"'
дNi
до'
р,т
^системы О +(3 .
Л?
Эх2
<0.
(2)
О, окончатель-
(3)
(4)
(5)
О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Концентрация изоамипового спирта, мол. дол.
Рисунок 3 - Определение равновесных составов системы «изоамиловый спирт -вода» как точек касательной, общей для двух точек кривой энергии Гиббса
Рисунок 4 - Определение равновесных составов системы «изобутиловый спирт -вода» как точек касательной, общей для двух точек кривой энергии Гиббса
-0,22
0 0,1 0,2 0,3 0.4 0,5 0,6 0,7 о,в 0,9 1 Концентрация изобутилового спирта, мол. дол.
В соответствии с уравнениями (3) и (4) точки, отвечающие составам равновесных фаз, имеют общую касательную (рисунки 3, 4). На кривой имеется один максимум. Математически это условие (5). Наличие расслаивания оценивалось нами по знаку вторых производных энергии смешения Гиббса,
Экспериментально исследовано фазовое равновесие в модельных смесях «сивушное масло - этанол - вода». Исследованы бинарные смеси, содержащие проианол, изобутанол, изоамилол и воду, а затем тройные смеси с этанолом и многокомпонентные смеси. Обнаружено, что в системе «жидкость -жидкость» смеси «1-пропанол - вода» наблюдается противоречие между экспериментом и теорией. Согласно экспериментальным данным жидкая фаза не расслаивается. Согласно же расчетной кривой концентрация 1-пропанола в паровой фазе сначала возрастает, а потом уменьшается. Это свидетельствует о предсказанном теорией расслаивании жидкости «1-пропанол - вода» при температуре кипения (рисунок 5).
50 ----'-'-'---
1-пропанол - вода
в 45 Р = 100 кПа '
о 5 40 ---*—~-*--"Г-"Г-^-
>В £ ,г -¿-Г у_______ _
с „ 35 -ж,------
0 ^ „Т
о. ^
с о 30 -Vе-----------
та ¿У
к в- 25 -¥---------
§ х У
« 2 20 —¥--------
о. га /
Г о / /
X о. 15 -----------
О) та 10 у ^^
1 с /
§ о 10 4--^------
ьг I
5 /—^^-------
0 ---------------^-------
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Концентрация 1-пропанола в жидкой фазе, % мол
♦ - экспериментальные данные; —--расчетная кривая по параметрам модели ШЮиАС;
Д«12 = 16,567; Ди2\ = 491,786 кал/кмоль
Рисунок 5 - Диаграмма фазового равновесия пар - жидкость смеси «1-пропанол - вода»
Применение этих же параметров к системе «жидкость - жидкость» смеси «1-пропанол - вода» при 20 °С и давлении 100 кПа также дает расслаивание на две жидкие фазы. Проведенный эксперимент показал, что смесь «1 -пропанол -
1-пропанол ■ вода
Р=1( 0 кПа * •
« « 4»
вода» не расслаивается. В области концентраций 1-пропанола от 0,1 до 0,3 мол. дол. система «1-пропанол - вода» согласно физическим исследованиям образует водно-спиртовую невидимую эмульсию, содержащую «нанокапли» чистого спирта. Возможно, по этой причине нам не удалось описать равновесие смеси «1-пропанол - вода» одними и теми же параметрами бинарного взаимодействия как для системы «пар - жидкость», так и «жидкость - жидкость» ни с помощью двухпараметрического уравнения ИМК^иАС, ни с помощью трехпараметрического уравнения N1111;. Принято, что параметры энергетического взаимодействия зависят от температуры. Получены уравнения (рисунок 6), которые обеспечили согласованность эксперимента и расчета.
100
§ I
90 80 70
| * 60
| о"
к 2 50 = t
&8 40 I о
а & зо
I С 5 ® 20
10
0
1 1-пропанол вода
Р = 760 мм рт ст
.лй: У*
|
10 20 30 40 50 60 70 80 90 Концентрация 1 -пропанола в жидкой фазе, х, % мол.
в* А
100
экспериментальные данные; --- - расчетная кривая по параметрам модели ЫРгИ;
Agu = - 380,82 + 2,186-7"; А£2] = 641,365+3,186-Т Рисунок 6 - Диаграмма у-х смеси «1-пропанол - вода»
До настоящего времени равновесие в смесях «этанол - изоамилол - вода» и «этанол - изобутанол - вода» на чистых компонентах изучено не было. Нами использованы чистые компоненты этиловый спирт 96,5 % об., изобутанол, изоамилол и дистиллированная вода. Попытка моделирования полученных экспериментально результатов на основе известной термодинамической базы по моделям и N К) и АС и N1111, окончилась неудачно. Выполнена идентификация модели МЯТЬ и найдены уточненные параметры (таблицы 1 и 2).
Таблица 1 - Параметры модели ЖТЬ для системы «этанол-изоамилол-вода»
Компонент Параметры энергетического взаимодействия Ag, кал/кмоль «12
Этанол Изоамилол Вода Этанол Изоамилол Вода
Этанол 1000 1332,312 0,301 0,303
Изоамилол 51,171 2871,135 0,301 0,2815
Вода -109,634 153,854 0,303 0,2815
Таблица 2 - Параметры модели МЯТЬ для системы «этанол-изобутанол-вода»
Компонент Параметры энергетического взаимодействия , кал/кмоль «12
Этанол Изобутанол Вода Этанол Изобутанол Вода
Этанол 700 1332,312 0,281 0,303
Изобутанол -470 1974,672 0,281 0,42
Вода -109,634 815,571 0,303 0,42
Примечание - Найденные параметры - курсив, ровным шрифтом - известные по системе «пар - жидкость».
Этанол, % мае.
о - гомогенная система (данные Б.Д. Метюшева при 20 °С); О - гетерогенная система (данные Б.Д. Метюшева при 20 °С); ■ - экспериментальные данные при 21 °С (при отстое 1 сутки); А - смесь не расслаивается (экспериментальные данные при 21 °С); ® - расчетные данные по найденным параметрам
Рисунок 7 - Фазовое равновесие системы «этанол - изоамилол - вода»
Этанол, % об.
в - экспериментальные данные;
А - экспериментальные данные (смесь не расслаивается при 21 °С); • - расчетные данные по найденным параметрам
Рисунок 8 - Фазовое равновесие системы «этанол - изобутанол - вода»
Сравнение экспериментальных и расчетных данных свидетельствует о согласии теории и эксперимента (рисунки 7 и 8).
Дополнительная проверка найденных выше параметров парного взаимодействия выполнена путем экспериментального исследования жидкостной экстракции этанола водой из реальных сивушных масел (рисунок 9), которые получены разгонкой фракции сивушных масел на стендовой ректификационной установке (рисунок 10). Выход примесей в зависимости от продолжительности работы колонны не противоречил известным представлениям. В первых фракциях наблюдалось значительное содержание легколетучих примесей, которое в последующих фракциях падало и возрастало содержание труднолетучих примесей. Основные компоненты сивушного масла накапливались в следующей последовательности. Сначала в 9-й фракции преобладал преимущественно 1-пропанол (36061 мг/дм3) по сравнению с изобута-нолом (4570 мг/дм3) и изоамилолом (14,93 мг/дм3). В 11-й фракции содержание этих компонентов значительно возросло, в мг/дм3: 1-пропанола до 254050, изобутанола до 184640 и изоамилола до 2155. 12-я, 13-я и 14-я фракции представляли собой расслоившиеся системы (рисунок 10) в количествах,
представленных в таблице 3. В 12-й фракции преобладал 1-пропанол, в 13-й - изобутанол, в 14 - изоамилол.
Рисунок 9 - Экспериментальные образцы, полученные в результате экстракции этилового спирта водой из сивушного масла
Рисунок 10 - Стендовая ректификационная колонна и результаты расслаивания полученных при разгонке ФСМ 12, 13 и 14 фракций
Таблица 3 - Количество полученных при расслаивании фаз
Номер полученной фракции
12 13 14
Объем полученной фракции по эксперименту, см3
1000 1000 1000
Объем фаз после охлаждения и расслаивания при 20 °С, см3
верхняя нижняя верхняя нижняя верхняя нижняя
790 180 130 850 15 985
Таблица 4 - Сравнение экспериментальных и расчетных значений концентраций в фазах при расслаивании (образец № 1)
Наименование компонента Исходное сивушное масло 15 см3 Образец № 1 (24,5 см3)
Легкая ( )аза, см3 Тяжелая фаза, см3
Экспер. Расчет Экспер. Расчет
11,5 11,5 13 13
Концентрация, % об.
Экспер. Расчет Экспер. Расчет Экспер. Расчет
2-бутанол 1-пропанол Изобутанол Изоамилол Этанол 0,083 26,622 37,616 5,262 6,507 0,078 26,577 36,209 4,918 6,718 0,087 25,143 41,507 6,316 4,672 0,093 23,396 36.842 5,550 5,129 0,027 11,47 9,821 0,796 4,304 0,008 9,969 9,189 0,766 3,215
Таблица 5 - Сравнение экспериментальных и расчетных значений
концентраций в фазах при расслаивании (образец № 2)
Наименование компонента Исходное сивушное масло 15 см3 Образец № 2 (34,5 см3)
Легкая >аза, ем^ Тяжелая фаза, см3
Экспер. Расчет Экспер. Расчет
9,5 9,845 25 24,655
Концентрация, % об.
^кспер. Расчет Экспер. Расчет Экспер. Расчет
2-бутанол 0,083 0,091 0,092 0,116 0,024 0,009
1-пропанол 26,622 28.954 24,299 22,207 9,538 8.748
Изобутанол 37,616 40,945 46,464 40,351 8,908 8,798
Изоамилол 5,262 5,707 7,731 6,787 0,753 0,762
Этанол 6,507 7,036 3,701 4,247 3,133 2,585
Таблица 6 - Сравнение экспериментальных и расчетных значений
концентраций в фазах при расслаивании (образец № 3)
Наименование компонента Исходное сивушное масло 15 см3 Образен № 3 (50 см3)
Легкая >аза, см Тяжелая фаза, см3
Экспер. Расчет Экспер. Расчет
7 6,214 43 43,786
Концентрация, % об.
Экспер. Расчет Экспер. Расчет Экспер. Расчет
2-бутанол 1-пропанол Изобутанол Изоамиловый Этанол 0,083 26,622 37,616 5,262 6,507 0,094 29,942 42,765 5,866 7,073 0,090 22,160 50,931 9,475 2,640 0,156 20.310 44,289 8,673 3,280 0,022 7,996 8,423 0,715 2,235 0,010 7,375 8,365 0,779 1,958
Таблица 7 - Сравнение экспериментальных данных по расслаиванию
отобранных фракций № 12, № 13, № 14, полученных при разгонке, с результатами моделирования
Наименование компонента Верхняя фаза Нижняя фаза
номер отобранной фракции
12 13 14 12 13 14
концентрация компонента, % об.
1-пропанол 20,49* 10.17 5.317 9,197 3.709 2.044
20,99 11,58 6,688 8,377 3,714 2,035
Изобутанол 39,47 36,36 28,50 8.209 5,083 3,842
40,08 40,07 34,18 8,923 5,478 3,834
1 -бутанол 0,185 0,413 0.464 0.036 0,051 0,053
0,192 0,612 1,081 0,024 0,037 0,046
Изоамилол 6.991 26.39 42,65 0,696 1,359 1,874
7,115 20,42 44,77 0,828 1,668 1,952
Этанол 4,770 2,420 1,141 4.750 2,370 1,484
5,181 3,093 1,573 3,176 2,290 1,478
*числитель - экспериментальное значение; знаменатель - расчетное
Результаты (таблицы 4-7) подтверждают, что уточненные данные по параметрам бинарного взаимодействия модели ЬЖТЬ обеспечивают, и в этом случае, согласие теории и эксперимента. Таким образом, обоснована термодинамическая база математического моделирования.
3.2 Выбор оптимального технологического приема выделения спирта из фракции сивушного масла в реальных производственных условиях на ООО «КХ Восход», ОАО АПФ «Фанагория» и ООО «Хуторок-2. Обследованы БРУ, оснащенные: на ОАО АПФ «Фанагория» - сепаратором сивушного масла (рисунок 11), на ООО «КХ Восход» - экстрактором сивушного масла (рисунок 12), и на ООО «Хуторок-2» - сивушной колонной
ФСМ непрерывно поступала в сепаратор 1, где расслаивалась на сивушное масло и подсивушную воду. Подсивушная вода выводилась из нижней части сепаратора через и-образную трубу 2 с воздушником в верхней части и направлялась в эпюрационную колонну. Уровень сивушного масла в верхней части сепаратора поддерживался за счет перетока. Установлено, что конструкция обеспечивает четкую сепарацию в системе «жидкость - жидкость».
Экстрактор ООО «КХ Восход» состоит из 4-х секций, каждая из которых является полой трубой. В них двухфазная система движется попеременно вверх и вниз. В подъемных 1 и опускных 2 секциях происходит массооб-мен. Перед опускными секциями подавалась промывная вода. В опускной секции действуют две силы. Одна - подъемная (сила выталкивания) вверх и за счет нее капельки и частички движутся вверх и вторая - сила сопротивления потоку жидкости, которая направлена вниз.
Хлопья сивушного масла
ФСМ
Подсивушная вода
1 - сепаратор; 2 - и-образная труба;
3 - воронка для слива сивушного масла;
4 - вентиль; 5 - воздушник
Рисунок 11 - Сепаратор сивушного масла
Поэтому скорость движения в колоннах низка и обеспечивает коагуляцию капель и расслаивание легкой и тяжелой фаз. Расслоившаяся смесь поступала в полый сепаратор большого диаметра на достаточном расстоянии от днища. Тяжелая фаза стекала вниз, а легкая двигалась вверх.
Установлено, что экстрактор обеспечивает эффективную экстракцию спирта из ФСМ и четкую сепарацию сивушного масла от подсивушной воды.
На спиртзаводе «Хуторок - 2» для выделения сивушного масла из ФСМ установлена сивушная колонна, отличием которой от ректификационной является наличие "аккумулятора", представляющего собой одноколпачковую тарелку, на которой удерживается большое количество жидкости. ФСМ подавалась на тарелку, расположенную под "аккумулятором". Из "аккумулятора" отбирался верхний слой - сивушное масло, представляющий собой маслянистую жидкость. Верхний продукт сивушной колонны, содержащий преимущественно этанол, рециркулиро-вался в эпюрационную колонну, а нижний - лютер сливался в канализацию.
1 - подъемные секции; 2 - опускные секции; 3 - сепаратор
Рисунок 12 - Экстрактор сивушного масла
1 - корпус колонны;
2 - переливной стакан;
3 - колпачок;
4 - фонарь
Рисунок 13 - "Аккумулятор" сивушной колонны
Установлено, что работа сивушной колонны связана с высокими затратами греющего пара.
3.3 Исследование содержания изопропанола в бражке в зависимости от вида зернового сырья. Изопропанол - основной компонент СМ, переходящий в пищевой спирт и определяющий его качество. Его содержание в бражке колеблется в широких пределах и существенно сказывается и на показатели работы БРУ, и на качество ректификованного спирта. Получены следующие значения содержания изопропанола в бражках, в мг/дм3: при сбраживании на ООО «КХ Восход» высококачественного зерна кукурузы -0,26, зерна пшеницы на ОАО АПФ «Фанагория» - 0,38-0,52, пшеничной муки первого помола - 0,46-0,56, смеси зерна пшеницы и ячменя на ООО «КХ Восход» - 0,59, смеси зерна пшеницы, ржи и сорго на ООО «КХ Восход» -1,24. Они использовались при разработке инновационной технологии.
3.4 Фракционирование фракции сивушных масел на стендовой установке периодической ректификации с целью выделения из неё пищевого этилового спирта. При переработке бражки, полученной из зерновой смеси пшеницы, ржи и сорго, на БРУ косвенного действия ООО «КХ Восход» выработана сивушная фракция с большим содержанием этанола (51 % об.), изоамилола (48 г/дм3) и 2-пропанола (6 мг/дм3). Она не расслаивалась. На стендовой установке периодической ректификации осуществлено фракционирование 100 л сивушной фракции. В протоколе испытаний полученных образцов спирта-ректификата (ГНУ РАСХН СКНИИСиВ, г. Краснодар) указано, что по органолептическим показателям представленные образцы не уступают спиртам зерновым (таблица 8).
Таблица 8 - Покомпонентный состав летучих примесей образцов спирта,
Наименование компонента Образец № 4 Образец № б Образец № 7
Ацетальдегид, мг/дм 1,167 1,330 1,777
Метилацетат, мг/дм3 - 0,604 1,067
Этиладетат, мг/дм3 3,384 2,215 1,675
Метанол, % об. 0,004 0,020 0,017
2-пропанол, мг/дм3 2,012 1,593 1,190
1-пропанол, мг/дм3 - 0,116 0,414
Изобутанол, мг/дм3 - 0,565 0,337
Изоамиловый, мг/дм3 0,133 - -
Крепость, % об. 96,95 96,91 96,87
На основе полученных результатов осуществлен комплекс работ по оптимизации режима работы БРУ и технологии водной экстракции спирта из сивушной фракции. Выполнены пуско-наладочные работы по модернизации БРУ.
4 ОПТИМИЗАЦИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ВЫХОДА ПИЩЕВОГО СПИРТА 4.1 Математическое моделирование и усовершенствование технологических приемов сепарации, экстракции и ректификации в сивушной колонне, применяемых для выделения спирта из фракции сивушного масла. Результаты обследования технологических операций переработки на БРУ сивушной фракции, представленные выше, использованы при математическом моделировании и обосновании наиболее совершенных технологических приемов. Было исследовано распределение компонентов сивушного масла и этанола между основными и вторичными продуктами брагоректи-фикации для двух вариантов: при получении спирта «Люкс» (вариант 1) и при глубокой очистке спирта от СМ (вариант 2) (таблица 9). Определены оптимальные тарелки отбора для всех вариантов (рисунки 14 и 15). Таблица 9 - Количество компонентов в потоках БРУ при отборе ФСМ
с 6-й тарелки спиртовой колонны*
Наимено- Количество компонента в потоках БРУ, м!/сут.
вание ком- Бражной ЭАФ Сивушный Сивушное Спирт-ректификат Лютер
понента дистиллят спирт масло м3/сут. мг/дм3
Этанол 30,20 3,945 5.442 1.17-10"2 20.800 1,41-Ю"3
0,464 0,549 1,20-10"2 29,173 1,41-Ю"3
1-пропанол 1,48-10"2 3,80-Ю'3 1,09-10"2 1,10-Ю"4 4.21-10"7 0.0163 1,42-10"7
3,97-Ю"4 1,ЗН0"2 1,28-10"3 1,08-10"5 0,2969 1,62-10"6
2-пропанол 2,37-10 4 1.18-10ч 9.97-10"5 1,17-Ю"7 1.89-10"5 0.7143 4.77-10"'°
2,85-10"5 4,36-10"5 5,45-10"7 1,64-10"' 4,4240 2,17-10"9
Изобутанол 2,70-Ю"2 ЗЛЗ-Ю"2 1.55-10"2 1,71-Ю"4 2,27-10"8 0.0009 6.41-10"8
1,45-10"3 2,27-Ю-2 2,89-Ю"3 7,07-10"7 0,0195 1,0710 е
Изоамюгол 9,03-10"2 3.70-10"6 2.09-10"3 8.76-10"2 следы следы 5.74-104
2,25-Ю"7 1,63-Ю"4 8,95-Ю'2 5,77-10"*
Амилол 9,11-Ю"4 8.75-10"8 4.16-10"5 8.66-10"4 -«- -«- 2,48-Ю"6
5,04-10"9 3,98-10"6 9,04-Ю"4 2,54-10"6
* числитель - пищевой спирт с содержанием сивушных масел менее 1 мг/ем3, знаменатель - спирт «Люкс».
Рисунок 14 - Влияние расхода воды, подаваемой в экстрактор сивушного масла на выход сивушного масла и концентрацию этанола в нем
2 2,5 3 3.5 4 4.5 5 5,5 Расход воды в экстрактор. м3/сут.
5 я»
I зге £ га ш
г я«
5 ■&
X
Е гп
и
о.
о им
_4-4-
8 тарелка
/
7 тар / лк»
тар яка
Ч
О »Л 1 1.« г 2.5 » г» 4 4Л ( м « м Расход воды в »ктржгор, |Лсут.
Рисунок 15 - Зависимость выхода ректификованного спирта от расхода воды, подаваемой в экстрактор
Моделирование сивушной колонны (СК) нельзя осуществить по стандартной программе расчета ректификации, так как в ней одновременно протекают процессы ректификации и расслаивания на две жидкие фазы. В этой связи была разработана модель СК. Она построена по модульному принципу и включает следующие программные модули: отгонной колонны 1, жидкостного сепаратора 2, концентрационной колонны 3, дефлегматора 4 и конденсатора 5 (рисунок 16). Проанализированы технико-экономические показатели СК по сравнению с технологическими операциями сепарации и водной экстракции (таблица 10).
Показано, что при получении спирта «Люкс» оптимальной для сепарации является 6-я тарелка и ей соответствует выход спирта 2029,7 дал/сут., сивушного масла 8,5 дал/сут.; оптимальной для водной экстракции - 7-я тарелка с выходом спирта 2050,9 дал/сут., сивушного масла 12,7 дал/сут.; оптимальной для сивушной колонны - 9-я тарелка с выходом спирта 2044,5 дал/сут., сивушного масла 19,1 дал/сут. при затратах пара 11976 кг/сут.
1ирт в РК
1 - отгонная часть сивушной колонны;
2 - аккумуляторная царга (сепаратор);
3 - концентрационная часть сивушной
колонны;
4 - дефлегматор;
5 - конденсатор
ФСМ - фракция сивушных масел с
нижних тарелок ректификационной колонны; СМ - сивушное масло; ПВ - подсивушная вода; КЖ - кубовая жидкость (лютер); РК - ректификационная колонна; К - рецикл
Рисунок 16 - Блок-схема модели сивушной колонны
Таблица 10 - Оптимальные показатели технологических операций
Наименование Номер тарелки Выход спирта, Выход сивушного
отбора ФСМ дал/сут. .'... масла, дал/сут.
Сепарация 6 2029,7 8,5
Водная экстракция 7 2050,9 12,7
Ректификация в сивушной
колонне 9 2044,5 19,1
Экстрактор обеспечивает прибыль от реализации продукции в размере 16080 руб./сут., а сивушная колонна - 17360 руб./сут. Однако за вычетом затрат на греющий пар доход от использования сивушной колонны меньше, чем от использования экстрактора и составляет 11971 руб./сут.(рисунок 17).
Можно сделать окончательный вывод, что при получении пищевого спирта повышенного потребительского качества экономически наиболее выгодно перера-6 7 8 э « и 12 « и батывать ФСМ путем
Тарелка отбора ФСМ ректификационной колонны
водной экстракции
Рисунок 17 - Влияние тарелки отбора ФСМ на эффективность работы сивушной колонны при содержании спирта из неё. в ректификованном спирте 2-пропанола менее 1 мг/дм3
а
к -зооо -1000 Л -5000
4.2 Структурно-параметрическая оптимизация и разработка технологии очистки пищевого спирта от сивушных масел путем совмещения в технологической схеме БРУ брагоректификации с противоточным экстрагированием этанола водой. Анализ технологии глубокой очистки пищевого спирта путем совмещения способов трехступенчатого противоточ-ного экстрагирования и брагоректификации проведен для производства пищевого спирта, выработанного из зернового сырья, включающего пшеницу, рожь и 30 % зерна сорго.
Исходные данные: состав исходном сивушном смеси, количества исходной сивушной смеси и воды, температура процесса расслаивания
База свойств по компонентам ______________'
б)
Сивушная смесь
Программный модуль процесса смешения
Подсивушная
вода в передаточный чан
Ж
Программный модуль процесса расслаивания жидкость - жидкость
Лёгкая фаза
_ _ _ _
©
Программный модуль процесса смешения
ч-
Ж
©
Программный модуль процесса расслаивания жидкость - жидкость
Лёгкая фаза
Вода
©
Программный модуль процесса смешения
Тяжёлая фаза
©
Программный модуль процесса расслаивания жидкость - жидкость
Сивушное масло на склад
Печать расходов и составов сивушного масла и подсивушной воды
1,9- исходные информационные потоки; 2, 3,4, 5, 6- прямые информационные потоки; -7, -8 - рецикловые информационные потоки
Рисунок 18 - Блок-схема управляющей программы расчёта противоточной трёхступенчатой экстракции
Разработаны математические модели водной экстракции спирта из сивушной фракции: одноступенчатой, трёхступенчатой с подачей воды на каждую ступень и трёхступенчатой противоточной экстракции, блок-схема программы расчёта которой приведена на рисунке 18. Выполнено сравнение трёх вариантов технологической схемы экстракции спирта из сивушной фракции. Наилучшее качество сивушного масла с минимальным содержанием в нём этанола и максимальной концентрацией высших спиртов получено при противоточной многоступенчатой экстракции.
Одновременно обеспечен максимальный возврат этанола в технологический цикл. Повышен выход пищевого спирта. Так как отсутствует опыт переработки зернового сырья, содержащего зерно сорго путем совмещения процесса ректификации спирта с трехступенчатым противоточным экстрагированием, разработана установка, представленная на рисунке 19.
I - бражная колонна; 2 - эпюрационная колонна; 3 - спиртовая колонна; 4, 5 - дефлегматоры; 6, 7, 8, 9 - конденсаторы; 10 - экстрактор;
II - подогреватель бражки; 12 - сепаратор диоксида углерода
Рисунок 19 - Брагоректификационная установка косвенного действия с противоточным экстрактором для получения этилового ректификованного спирта
Поиск оптимума проводился с использованием в качестве функции цели выхода ректификованного спирта при следующих ограничениях: содержание в спирте альдегидов менее 2 мг/дм3 и сивушных спиртов не более 6 мг/дм3 (ГОСТ Р 51652-2000); содержание высших спиртов в сивушном масле (ГОСТ 17071-91) не менее 50 % об. При получении ректификованного спирта на производственной БРУ косвенного действия ООО «КХ Восход» наблюдался не только повышенный расход сивушных масел, но и высокое содержание в них этанола. Потери спирта с ЭАФ, сивушным спиртом и сивушными маслами составляли 11 % от его потенциального содержания в бражке. В результате оптимизации потери этанола с ЭАФ снижены с 8,55 % до 2,71 % и с сивушным маслом с 0,3 % до 0,08 %. При этом выход этанола в ректификованном спирте увеличен с 88,88 % до 93,74 % от потенциала. По сравнению
с производственным режимом количество отбираемой сивушной фракции в рекомендованной схеме снижено с 3,22 м3/сут. до 2,5 м3/сут., а количество сивушных масел, полученных из этой фракции, уменьшилось с 0,268 м3/сут. до 0,2 м3/сут. Содержание спирта в сивушных маслах снизилось с 28 % об. до 12,28 % об. Выход спирта увеличен до 2962 дал/сут.
5 НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ
ПИЩЕВОГО СПИРТА ОТ СИВУШНЫХ МАСЕЛ 5.1 Научное обоснование и разработка инновационной технологической схемы и технологического режима работы БРУ с переработкой сивушных спиртов. Изопропанол является основным компонентом сивушного масла, от которого наиболее сложно очистить спирт. Его выводят из эпюра-ционной колонны с ЭАФ и из ректификационной колонны с СС. Представляет интерес, какой фракции и сколько отбирать для обеспечения минимальных потерь этанола и качества ректификованного спирта глубокой очистки. В литературе рекомендован практически полный отбор изопропанола с ЭАФ при жесткой гидроселекции в эпюрационной колонне. Нами рассмотрен вариант, предусматривающий отбор изопропанола как с ЭАФ, так и с СС.
В отличие от предшествовавших исследований учитывалось, что содержание изопропанола в бражке колеблется в широких пределах. Поэтому проведено сравнение вариантов при переработке бражки с различными содержаниями изопропанола, а именно 0,59, 1,24 и 0,26 мг/дм3. Во всех вариантах содержание в ректификованном спирте 2-пропанола не превышало 1,7 мг/дм3. При содержании 2-пропанола в бражке 0,59 мг/дм3 влияние соотношений отборов ЭАФ и СС на содержание изопропанола в спирте и расход ректификованного спирта представлено в таблице 11. Оптимальный вариант, обеспечивающий минимальное содержание СМ в спирте, соответствует соотношению отборов ЭАФ и СС 1:3. Этот результат противоречит литературным рекомендациям и является неожиданным, т.к. утверждалось, что концентрация изопропанола выше в ЭАФ, чем в СС и поэтому рекомендовалось преимущественно повышать отбор ЭАФ. При малом содержании изопропанола в бражке, равном 0,26 мг/дм3, результаты изменяются коренным обра-
зом. Становится выгодным высокий отбор ЭАФ по сравнению с отбором СС. Наконец, при высоком содержании изопропанола имеет место оптимальное соотношение отборов ЭАФ и СС. Причем оптимальный отбор СС равен 6 м3/сут., а оптимальный отбор ЭАФ составляет 2 м3/сут. Такие высокие отборы приводят к снижению выхода ректификованного спирта. Поэтому предложено включить в схему БРУ изопропанольную колонну.
Таблица 11 - Влияние соотношений отборов ЭАФ и СС на содержание изопропанола в спирте и расход ректификованного спирта
Соотношение отборов ЭАФ: СС м3/сут.: м3/суг. 1 :3 2:2 3,5 : 0,5
Содержание изопропанола в спирте мг/дм3 а.а 1,395 1,524 2,178
Расход ректификованного спирта м /сут. 23,81 23,82 •23,85
1 - бражная колонна; 2 - эпюрационная колонна; 3 - ректификационная колонна; 4 - мзопропанольная колонна; 5 - сепаратор; 6, 7, 8 - дефлегматоры; 9, 10, 11, 12, 13- конденсаторы; 14, 15, 16, 17- кипятильники; 18-емкость
Рисунок 20 - Принципиальная технологическая схема БРУ с переработкой сивушных спиртов
В связи с тем, что изопропанольная колонна не применяется на браго-ректификационных установках, выполнено специальное исследование и анализ ее работы (рисунок 20). Исследовано влияние числа тарелок в изопропа-нольной колонне (от 40 до 120) на показатели работы БРУ при глубокой
очистке спирта от СС (менее 1 мг/дм3) и выполнена оптимизация технологического режима. Параметрами оптимизации являлись: номера тарелок подачи питания в изопропанольную колонну и отбора из нее вторичных СС, а также расходы СС и отбираемых дистиллята, вторичных СС и вторичных СМ (таблица 12). В качестве функции цели служил выход спирта глубокой очистки. А в качестве ограничений - содержание в нем СМ. Таблица 12 - Влияние числа тарелок на показатели изопропанольной колонны
Показатели работы изопропанольной колонны Число тарелок
120 110 100 90 80 70 60 50 40
Расход сивушных спиртов, дал/сут. 600 650 650 800 900 900 950 1000 800
Отбор вторичного
сивушного спирта, дал/сут. 90 100 100 121 160 160 270 270 330
Отбор вторичного
сивушного масла, дал/сут. 12 12 14 15,4 20 20 40 40 80
Выход дистиллята, дал/сут. 482 517 517 627 687 687 652 652 354
Флегмовое число 12 12 12 12,5 12,5 12,5 18 18 22
Тарелка питания 35 35 35 35 35 35 35 35 19
Тарелка отбора вторичного
сивушного спирта 14 14 14 14 14 14 14 14 9
Тарелка отбора вторичного
сивушного масла 6 6 6 6 6 6 6 6 6
Выход ректификованного
спирта, дал/сут. при содержании в
нем 2-пропанола менее 1 мг/дм3 2993 2964 2960 2933 2929 2894 2838 2757 2637
Из зависимости флегмового числа и расхода дистиллята изопропанольной колонны от числа тарелок в ней (рисунок 21) определено, что оптимальным является число тарелок, равное 80-ти.
та
5»
I"
/ ;
\ N / / / \ 14
/ / Iх Область оптимальных значений !\ ; к
/ / ч "-—■■
/ — —
6.
" 1
а
650 м
К X 600 ¡1 -15
ч \ 1 1
>< Область оптимальных зкачежй ! 1
/ / ! \ *
/ Л }
*
3750 £
БО 70 80 М 100 110 120 « 60 60 70 80 М Ш 110
Числотарелок в изолролаколымй колонне Чиспотардао* в изолротмопьнон колонн«
-—#»•— выход спирта-ректификата РК и дистиллята в ПК ——• флегмовое число
Рисунок 21 - Влияние числа тарелок в изопропанольной колонне на флегмовое число и выход спирта-ректификата при концентрации 2-пропанола в спирте-ректификате менее 1 мг/дм3
При содержании 2-пропанола в бражке 0,59 мг/дм3 выход этанола в ректификованном спирте от потенциального содержания этанола в бражке возрос до 96,7 %. По сравнению с вариантом работы установки без изопропанольной колонны дополнительный выход спирта составляет 423 дал/сут. при дополнительном расходе греющего пара 32,2 т/сут. Затраты на греющий пар составляют 14,5 тыс. рублей, доход от реализации спирта равен 135450 руб./сут.
5.2 Научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел при квазистационарном режиме работы спиртовой колонны. Предложена и реализована инновационная технология переработки ФСМ, основанная на использовании квазистационарного режима. Впервые квазистационарный процесс предложен академиком Петром Капицей при получении импульсного магнитного поля. При производстве пищевого спирта на БРУ, а также в пищевой и химической отраслях квазистационарный режим не применялся.
Для предварительной оценки квазистационарного режима были проведены расчетные исследования по влиянию величины отбора на состав ФСМ и распределению изо-амилола по высоте колоны (рисунок 22). При разработанном впервые квазистационарном режиме спиртовой колонны проводился импульсный отбор ФСМ. В период между импульсами изоамилол накапливался на нижних тарелках. По истечении этого периода он сбрасывался из паровой фазы через конденсатор.
Расход фракции сивушных масел, ма/с
а) при расходе острого пара 80 т/сут.
б) при расходе острого пара 120 т/сутки Рисунок 22 - Зависимость концентрации этанола (кривая 1) и изоамилола (кривая 2) от величины отбора ФСМ
Преимуществом этого способа явилось повышенное содержание во ФСМ высших спиртов и меньшие потери этанола с ней. Методами математического моделирования проведено детальное исследование квазистационарного режима.
Разработаны дифференциальные уравнения, которые описывают две стадии: стадию безотборного режима и стадию быстрого отбора. Дифференциальные уравнения изменения во времени концентрации всех компонентов на тарелках колонны (в парах и жидкости), а также температуры на тарелках.
1. Дифференциальные уравнения изменения во времени состава жидкости на тарелках колонны
В качестве примера ниже приведены уравнения для тарелки отбора ФСМ. Аналогичные уравнения получены для всех тарелок, включая тарелки подачи исходной смеси, отбора СС и отбора ректификованного спирта.
|-М+1'-ХМ+1,
"1 I
ит х
"м >ЛМ,1
Рисунок 23 - Схема материальных М потоков тарелки отбора ФСМ
Из материального баланса тарелки отбора ФСМ имеем
сАутх ,)
4„+1*и+и + <Зм-\Ум-у = + + Му,,., + —> (6)
Тогда изменение концентрации жидкости на .м-тарелке составит
¿К
Ах ¿и+Л+и + °м-1Ум-и - МУм; - 1мхм,, - °мУм,1 ~ хм,1 ~ГГ
'".И,! __иХ (П\
_ , (7)
где т - время интегрирования; м - номер тарелки отбора фракции сивушных масел; М - количество молей пара, отбираемое с фракцией сивушных масел; ум i - концентрация /-го компонента в паровой фазе над м-й тарелкой и во фракции сивушных масел; 1и+1 - количество молей жидкости, стекающее с м+ 1-й тарелки; (?„_, - количество молей пара, поступающее с л<-1-й тарелки; Ьм - количество молей жидкости, стекающее с м-й тарелки; количество молей пара в паровом пространстве над м-й тарелкой;
хм+\,1 - концентрация 1-го компонента в жидкости на лгИ-й тарелке; хм 1 -концентрация /-го компонента в жидкости на м-й тарелке; ум_{, - концентрация /-го компонента в паровой фазе над м- 1-й тарелкой.
Количество молей жидкости на 2-й тарелке V" рассчитывается как отношение объема жидкости на тарелке, м3, к объему одного моль /-го компонента, м3/моль, по уравнению
=1 рг_.
.3.
(8)
где У0 - объем жидкости на тарелке, м3; х21 - мольная доля /-го компонента в жидкой фазе на ¿-тарелке; р,, - плотность г'-го компонента на г-тарелке; А/, - молекулярная масса г-го компонента; /-номер компонента (/ = 1..«). 2. Дифференциальное уравнение измененш во времени состава паров на г-тарелке Изменение состава паров с1у,^ за время ск на г-й тарелке получено дифференцированием уравнения равновесия
Уг,1 р * г,¡У 2,1 '
(9)
гДе РЬ - упругость паров чистого /-го компонента на г-тарелке; у,, - коэффициент активности г'-го компонента на г-тарелке; Р, - давление на тарелке.
ск Я А РТ
Ж, ск
+хи р
Л, |
й, ск ск
у 12 =сопь(^
.(10)
Используя выражения (7) и (10) получим изменение концентрации в парах за время
Р,
Л р° р°
и,2,1 , 1 г,1 , '-1
Л г „ р г>1
а.
м
г'}ск.
дх*!
\ ч /<г=сстиг
с1Р(1,
.(11)
Для расчета по уравнению (11) определим производную ——, воспользовавшись уравнением для упругости паров /-го компонента
Р1, = ехр| а, + - А- + с1,1п Т2 + е,т{>
iz + с,
где а,, С;, е,, - константы /-го компонента; Тг - температура на г-тарелке, К; Г, = + 273,16, где /, - температура на г-тарелке, °С. Имеем
<
Ъ г
а< + —'— + с!. 1п Т. + е.71/' Т + с-
Расчет величины
ьи
М
(к, ,
дх •
(13)
проводится в сле-
Аг =СОЮ1 ;
дующем порядке.
Коэффициент активности г'-го компонента на г-тарелке определяется уравнением N1111,
УтцХ&Ц
£-1 У>< ] J,^ „ х й
\г
т-\_
I\xkGkj к= 1
(14)
Ы\ к=1
где =ехр(-1иаи); хи = аи/КГ = а1} /[/фг + 273,1 б)]; а -известный параметр уравнения ШТЬ, а) у =а; а,, =0, = Дя,>; - энергетические параметры бинарного взаимодействия между молекулами; Л = 8314 Дж/(кмольК) - универсальная газовая постоянная; Т - температура, К; tz - температура, °С; г,] - номера компонентов.
ду2>>
Дифференцируя (11), вычислим величину
а.
а, 81, Ы7_ а.
где
Э1пу2( д ИЪ^РЛ м д п V г ХР„
4=1 ¿<г /=1 и=1 Чу
и=1
4=1
.(16)
После взятия производных для первого слагаемого получим
а,
где дК
}=1
ш
4=1
а,
.>=1 ;=1 г _А=1
,(17)
м
5/,
и=1
А[т..|=__ал_
К((2 + 273,1б)2' Для второго слагаемого получим
*А/
4=1
^Ч/^Ч/)
т=1
/1=1
=1
>1
Т,, -
^ЧЛАу) т=1 а ХР,)
4=1 агг -Ы
где Э/.
хРи
*=1
5/,
Чу "
ст=1
4=1
(18)
. 4=1_^__.4=1
4=1
— а, д а,
8 т=1 5 [т 1-А т=1
*=1
дК
к]--
+ 273,1б)
к=\
Ы1 а: т= 1 . 7И=1 аг _к=1
А=1
Ы,
т=1|ч огг 2
8 а.
,т=1
АГ^ АГ 1 1- °>
Затем определим сумму ^ ленно как разность
л
дх •
V Л,=сояЛ
. Она вычисляется чис-
где уг , рассчитывается по уравнению ИМЬ при известных значениях температуры на тарелке tz и составу жидкости х^, а у'г, при I, и составу жидкости х',^ = х2 ] + скгу (у = 1 ..и).
3. Дифференциальное уравнение изменения температуры жидкости на тарелках колонны
п
Величину <11, найдем из условия, что , =1. Отсюда
/=1
о.
/=1
(20)
Подставляя в соотношение (15) уравнение (13) и проводя преобразования, окончательно получим изменение температуры Лг на г-тарелке
dt, = -
J=1
1=1
1=1
;
V z>v
fife.
st,=comt I
(21)
С использованием уравнений (7), (11) и (21) можно определить значение состава жидкости х2 ] паров у'г ] (/ = 1..и) и температуры С на каждом шаге интегрирования.
хг,) = + (22)
(23)
(24)
Полученная система уравнений содержит более 1000 неизвестных переменных. Эта система решена методом Эйлера. Все перечисленные уравнения получены в дифференциальном виде и поэтому не требуется, как принято при моделировании нестационарного режима колонн, проведения итераций на каждой тарелке и на каждом шаге интегрирования по поиску состава паров и температуры кипения. Это во много раз сокращает время расчета, которое при шаге интегрирования, равном 10 с, составило 4 минуты.
!"
5 "
S. 12 „ 9 « ¡\
« 1» Li.
Безотборный режим
¡5 7 ¡-Тарелка питания
« « i-:--1-1-
0 5 '-.Тарелка отбора ФСМ
f 4 г*
• }
1 '
С 0.М 1.01 0.12 ».« 0.2 0.24 0.28 0.32 0.J6 М Концентрация иэоомшкпа в паровой фазе, об. дол.
Рисунок 24 - Накопление изоамилола на тарелках колонны в безотборном режиме
0 0.М MS 0.12 0.11 0! 0Л »Л 0 32 0.М М Концентрация нэоамипол« в каровой фазе, обдоь
Рисунок 25 - Изменение концентрации изоамилола в период сброса ФСМ
Выполнено моделирование безотборного режима и режима стадии сброса ФСМ при квазистационарном режиме. В безотборном режиме (рисунок 24) происходило накопление изоамилола на тарелках (в направлении, показанном стрелкой). Представляет особый интерес изменение концентрации
на 4-й теоретической тарелке, которая является оптимальной тарелкой отбора. Концентрация на 4-й тарелке изменялась в период накопления от 10 до 29 % об., а в период сброса от 29 до 18 % об. Таким образом, средняя концентрация в период сброса была примерно в два с половиной раза выше, чем в стационарном режиме (рисунок 25).
Поэтому квазистационарный режим позволил уменьшить количество отбираемой фракции сивушных масел с 50 до 18 дал.
5.3 Внедрение квазистационарного технологического режима работы спиртовой колонны на спиртзаводах Краснодарского края и Республики Адыгея. Результаты теоретического исследования квазистационарного режима внедрены на ОАО АПФ «Фанагория» (п. Сенной, Краснодарский край) и спиртзаводе ООО «КХ Восход» (г. Майкоп, Р.Адыгея). Получено высококачественное СМ с высоким содержанием высших спиртов (более 60 % об.) и низким содержанием этанола (менее 5 % об.). Разработаны и выданы рекомендации по технологической схеме (рисунок 26) и режиму работы БРУ при импульсном отборе ФСМ. ксо2
I - бражная колонна; 2 - эпюрационная колонна; 3 - спиртовая колонна;
4, 5 - дефлегматоры; 6, 7, 8, 9 - конденсаторы; 10 - выносной кипятильник;
II -мерник; 12- сепаратор; 13,14,15-краны; 16-сепаратор С02
Рисунок 26 - Брагоректификационная установка непрерывного квазистационарного действия
5.4 Научное обоснование и разработка инновационной технологии получения на брагоректификационной установке изоамилола. Большинство спиртовых заводов испытывают трудности с реализацией сивушного масла. Наряду с причинами, связанными с качеством сивушного масла, которые можно исключить за счет поддержания оптимального технологического режима, имеются и другие объективные причины, связанные с ограниченными мощностями специализированных заводов по его переработке и их большой удаленности от спиртзаводов. В этой связи является целесообразным более глубокая переработка сивушного масла с получением готового продукта - изоамилола. Задача получения изоамилола решена методом математического моделирования. Разработаны технологический режим работы (таблица 13) и технологическая схема БРУ, снабженная дополнительной изоамилольной колонной (рисунок 27), а также рекомендации по увеличению выхода и качества ректификованного спирта и сивушного масла.
1 - бражная колонна; 2 - эпюрационная колонна; 3 - ректификационная колонна; 4 - изоамилольная колонна; 5 - экстрактор сивушного масла; 6,7 - дефлегматоры; 8-11 - конденсаторы; 12-подогреватель бражки; 13-термосифонный кипятильник
Рисунок 27 - БРУ с получением изоамилола из сивушного масла
8
Конденсат спиртовых паров
Таблица 13 - Технологический режим работы изоамилольной колонны
Всего тарелок 30
Тарелка питания 11
Тарелка отбора изоамилола 9
Давление низа, МПа 0,12
Температура низа, °С 197
Температура верха, °С 91
Температура на тарелке питания, °С 116
Расход питания (СМ) 12,7
Отбор изоамилола, дал/сут. 8,2
Концентрация изоамилола, % об. 97
Отбор высококипящей фракции, дал/сут. 0,18
Отбор конденсата спиртовых паров, дал/сут. 4,32 .
5.5 Научное обоснование, разработка и внедрение в производство инновационного технологического комплекса для разделения нестандартных сивушных масел путем модернизации БРУ. Меры по совершенствованию БРУ не исключают накопление в емкостном хозяйстве спиртза-водов нестандартной сивушной фракции (НСФ), сивушной фракции с повышенным содержанием сивушных масел и подсивушной фракции с повышенным содержанием этанола. Причины этого кроются в затруднениях со сбытом сивушного спирта, несоответствием требованиям ГОСТ 17071-91 «Масло сивушное» полученного сивушного масла, а также в нестандартных и аварийных ситуациях. Потенциальное содержание этилового спирта в НСФ колеблется от 40 до 70 % об. На действующих БРУ НСФ не перерабатывается, ее не принимают и специализированные заводы по переработке стандартной сивушной фракции.
Возникающее несоответствие между объемами выработки сивушной фракции и переработки приводит к загрязнению окружающей среды. Разработанный на базе БРУ комплекс разделения НСФ сивушных и подсивушных фракций обеспечивает утилизацию этих фракций непосредственно на спир-тзаводе с получением дополнительно пищевого спирта.
Результаты внедрения разработанной установки (рисунок 28) представлены в таблицах 14 и 15. Выработка спирта-ректификата на модернизированной БРУ производительностью 1000 дал/сут. составила 270 дал/сут. Экономический эффект составил 700 тыс. рублей.
1 - эпюрационная колонна; 2 - спиртовая колонна; 3 - сепаратор; 4 - ректификационная колонна; 5, 6 - дефлегматоры; 7,8,9- конденсаторы; 10 - смеситель
Рисунок 28 - Установка непрерывного действия для получения ректификованного спирта из нестандартной сивушной фракции
Таблица 14 - Технологический режим работы эпюрационной колонны
Показатели Расчетный Промышленный
Расход сивушной смеси, дал/сут. 1000 1000
Крепость сивушной смеси, об. % 47,59 (хроматограмма) 47,48 (ареометр)
Концентрация этанола в сивушной смеси, об. % 39,05 (хроматограмма) 39,05 (хроматограмма)
Всего тарелок / тарелка питания 55/44 55/44
Температура на тарелке питания, °С 77,5 не определялась
Давление низа, МГТа 0,12 0,122
Температура низа, "С (1-я тарелка) 86,5 87
Температура верха, "С 79 78,6
Отбор ЭАФ из дефлегматора, дал/сут. 30 30
Таблица 15 - Технологический режим работы спиртовой колонны
Показатели Расчетный Промышленный
Всего тарелок / тарелка питания 96/16 96/16
Температура на тарелке питания, °С 87,3 87,5
Давление низа, МПа 0,13 0,123
Температура низа, "С (1-я тарелка) 93 93-94
Отбор ГФ из дефлегматора, дал/сут. 5 5
Номер тарелки отбора спирта-ректификата 92 92
Отбор спирта-ректификата, дал/сут. 270 270
Крепость спирта-ректификата, % об. 96,36 96,37 (хроматограмма)
Концентрация этанола в подсивушной воде, % об. 14,15 15,25 (хроматограмма)
Крепость подсивушной воды, % об. 21,1 22,3 (хроматограмма)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Научно обоснована и разработана инновационная технология глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел с использованием методов сопряженного физического и математического моделирования, теории групповых вкладов при расчете фазового равновесия, структурно-параметрической оптимизации и модернизации действующего производства и впервые разработаны инновационные технологические и технические решения по переработке сивушных спиртов в изопропанольной колонне, по квазистационарному режиму работы спиртовой колонны, по получению на БРУ дополнительного готового продукта спирта изоамилового технического при переработке сивушного масла, по технологическому комплексу разделения нестандартных сивушных фракций и технологическому режиму работы модернизированных БРУ.
1. На базе термодинамического анализа условий и критериев расслаивания при фазовом равновесии смеси «сивушное масло - этанол - вода», результатов экспериментального исследования расслаивания и экстракции этанола водой на модельных и реальных смесях научно обоснована и идентифицирована модель термодинамического равновесия по методу М1ТЬ в двухфазных и трёхфазных системах «этанол - сивушные спирты - вода» и определены следующие величины энергий парного взаимодействия молекул: 1-пропанол - вода Д§12 =-390,82+2,186-Т; Дя21 = 641,365+3,ШТ; изобутанол - вода 1974,672 и 815,571; изобутанол - этанол -470 и 700; изоамилол - вода 2871,135 и 153,854; изоамилол - этанол 51,171 и 1000 кал/кмоль.
2. Установлено влияние вида используемого зернового сырья на содержание изопропанола в бражке. Для различного содержания изопропанола в бражке от 0,26 мг/дм3 (при переработке зерна кукурузы) до 1,24 мг/дм3 (при переработке зерновой смеси с добавкой зерна сорго) разработаны оптимальные структуры схемы БРУ с переработкой сивушных спиртов в изопропанольной колонне и её технологический режим. Повышен выход пищевого спирта глубокой очистки с 79,4 % до 96,7 %.
3. Проанализировано распределение компонентов сивушного масла и этанола между продуктами брагоректификации и определены оптимальные тарелки отбора сивушных масел из ректификационной колонны для технологических схем БРУ с сепаратором - 6-я, с экстрактором - 7-я, с сивушной колонной - 9-я.
4. Выполнено в условиях производственного эксперимента исследование технологических приемов выделения спирта из фракции сивушного масла, сравнение и анализ технико-экономических показателей технологических операций сепарации, водной экстракции и ректификации в сивушной колонне, разработаны их математические модели. Установлено, что водная экстракция является наиболее экономически эффективной операцией. На промышленной брагоректификационной установке ООО «КХ «Восход», оснащенной экстрактором сивушного масла, получен пищевой спирт глубокой очистки от СМ с содержанием 2-пропанола 1,44 мг/дм3. Экономический эффект при экстракции этанола из СМ по сравнению с сепарацией - 16,5 тыс. руб./сут., а сивушной колонны по сравнению с сепарацией - 13 тыс. руб./сут. Таким образом, спиртзаводы, оснащенные сивушной колонной, недополучают 1,04 млн. руб. в пересчёте на год.
5. Использование зерна сорго с применением противоточного экстрагирования этанола водой при глубокой очистке пищевого спирта обеспечивает содержание сивушного масла в ректификованном спирте менее 6 мг/дм3. На БРУ «КХ Восход» в течение месяца была переработана зерновая смесь с добавлением 30 % зерна сорго, за счет чего получен экономический эффект 940 тыс. руб. Для установки производительностью 3000 дал/сут. спирта ожидаемый экономический эффект составит 14,5 млн руб. в год.
6. Разработаны инновационные технологические схемы и технологические режимы работы БРУ при переработке изопропанольной и изоамилольной фракций, определено оптимальное число тарелок в изопропанольной колонне, равное 80. Расчетный экономический эффект за счет выработки спирта изоамилового технического с концентрацией изоамилола 97 % об. и дополнительно полученного спирта глубокой очистки составляет 7 млн руб./год.
7. Разработана математическая модель инновационного квазистационарного режима, выявлены закономерности процесса, разработана и внедрена эффективная инновационная технология получения на промышленных БРУ пищевого спирта глубокой очистки с содержанием сивушных масел менее 2 мг/дм3, высококачественного сивушного масла с содержанием высших спиртов более 60 % об. и содержанием этанола менее 5 % об. Для установки производительностью 400 дал/сут. за 6 месяцев получен реальный экономический эффект 425 тыс. руб. Для установки производительностью 3000 дап/сут. спирта это соответствует ожидаемой прибыли 6,4 млн руб./год.
8. Впервые разработаны технологические схемы и режимы работы по переработке нестандартных сивушных фракций и проведена модернизация БРУ. В спиртоцехе ОАО АПФ «Фанагория» на БРУ производительностью 400 дал/сут. спирта выполнена модернизация установки по двум вариантам и переработаны в течение месяца накопленные на заводе в количестве 200 т нестандартные сивушные фракции. Выработано 54 т пищевого спирта. Реальный экономический эффект при переработке сивушной фракции в течение месяца составил 700 тыс. руб. и подсивушной фракции- 162 тыс. руб.
9. По результатам выполненных исследований разработана следующая техническая документация:
- Дополнения к действующей технологической инструкции БРУ ООО «КХ Восход» по глубокой очистке пищевого спирта от сивушных масел.
- Дополнения к действующему технологическому регламенту БРУ ООО «КХ Восход» по технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел на основе квазистационарного режима.
- Технологическая инструкция по получению на БРУ спирта изоамило-вого технического.
- Технологическая инструкция по переработке на БРУ сивушных спиртов в изопропанольной колонне.
- Технические условия на спирт изоамиловый технический (ТУ Н741 -2010).
Список основных опубликованных работ по теме диссертации Монография:
1. Сиюхов Х.Р. Технология глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел. -Краснодар: Экоинвест, 2011. - 244 с.
Научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ:
2. Константинов E.H. Моделирование и оптимизация технологической схемы разделения эфиро-альдегидной фракции / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов, Т.А. Устюжанинова // Извести вузов. Пищевая технология, 2006. - № 1. - С. 89-91.
3. Мариненко О.В. Метод расчета процесса расслаивания многокомпонентных спиртовых смесей / О.В. Мариненко, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов // Известия вузов. Пищевая технология, 2006. - № 2-3. - С. 104-107.
4. Константинов E.H. Разработка технологического режима для переработки сивушио-эфиро-альдегидной фракции на брагоректификационной установке косвенного действия с получением высококачественного спирта / E.H. Константинов, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова, О.В. Мариненко, С.К. Чич, П.Е. Романишин, JIM. Бондарь // Известия вузов. Пищевая технология, 2006. - № 2-3. - С.64-66.
5. Короткова Т.Г. Моделирование нестабильного состояния системы жидкость - жидкость многокомпонентных спиртовых смесей / Т.Г. Короткова, О.В. Мариненко, С.К. Чич, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов //Известия вузов. Пищевая технология, 2007. -№ 1 -С.65-67.
6. Чич .C K. Моделирование равновесий жидкость - жидкость - пар многокомпонентных спиртовых смесей / С.К. Чич, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2007. - Л» 1. - С.82-86.
7. Артамонова В.В. Совершенствование процесса получения сивушного масла при производстве биоспирта / В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. - № 1. - С. 75-76.
8. Сиюхов Х.Р. Моделирование технологических приёмов и режимов отбора сивушных масел при производстве пищевого спирта / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, E.H. Константинов, О.В. Мариненко // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. - № 2-3 -С. 104-107.
9. Сиюхов Х.Р. Равновесие в тройных системах жидкость - жидкость изобутанол-этанол-вода и изоамилол-этанол-вода / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, Ю.Ф. Якуба, Т.Г. Короткова, А.М. Артамонов // Известия вузов. Пищевая технология, 2008 - № 2-3 -С.83-86.
Ю.Константинов E.H. Математическое описание процесса ректификации спирта с периодическим отбором сивушных масел / E.H. Константинов, Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, Т.Г. Короткова // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. - № 2-3. - С. 117-118.
11. Сиюхов Х.Р. Особенности технологического режима ректификации спирта с учетом величины насыщения жидкой фазы этанолом и сивушными спиртами / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, О.В. Мариненко, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2009. - № 4. - С. 79-83.
12. Сиюхов Х.Р. Термодинамический базис моделирования технологии разделения сивушных смесей спиртового производства / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, Т.А. Устюжанинова, Т.Г. Короткова // Известия вузов. Пищевая технология, 2009. - № 4. - С. 110-113.
13. Сиюхов Х.Р. Сравнение режимов работы ректификационной колонны при стационарном и квазистационарном отборе фракции сивушных масел / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, Х.Р. Блягоз, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология 2009 -№ 5-6. - С. 66-68.
14. Сиюхов Х.Р. Высшие спирты и проблемы технологии производства пищевого спирта // Новые технологии, 2009. - Вып. 1. - С. 26.-32.
15. Сиюхов X.P. Моделирование равновесных процессов при наличии фазовых переходов на брагоректификационных установках / Х.Р. Сиюхов, Б.А. Хакуринов // Новые технологии, 2009. - Вып. 2. - С. 32.-35.
16. Сиюхов Х.Р. Обоснование квазистационарного способа работы спиртовой колонны при периодическом огборе фракции сивушных масел / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, A.M. Артамонов, Х.Р. Блягоз // Новые технологии, 2009. - Вып. 3. - С. 25.-29.
17. Сиюхов Х.Р. Моделирование равновесия в тройных системах жидкость - жидкость изобутанол - этанол - вода и изоамилол - этанол - вода / Х.Р. Сиюхов, A.M. Артамонов, JI.B. Лунина, Т.Г. Короткова // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. - № 1. -С. 104-106.
18. Артамонов A.M. Влияние номера тарелки отбора фракции сивушных масел на показатели работы брагоректификационной установки / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. - № 2-3. - С. 76-79.
19. Сиюхов Х.Р. Особенности моделирования равновесия смеси 1-пропанол - вода в системах пар - жидкость и жидкость - жидкость / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, A.M. Артамонов, Т.А. Устюжанинова, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2010.-№ 2-3— С. 109-113.
20. Сиюхов Х.Р. Технологические и экономические аспекты работы сивушной колонны / Х.Р. Сиюхов, A.M. Артамонов //Известия вузов. Пищевая технология, 2010. -№ 2-3. -С. 91-94.
21. Сиюхов Х.Р. Влияние расхода воды, подаваемой в экстрактор сивушного масла, на выход ректификованного спирта и сивушного масла / Х.Р. Сиюхов, A.M. Артамонов, О.В. Мариненко, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. -№ 4. - С. 74-77.
22. Сиюхов Х.Р. Математическое моделирование технологической схемы получения абсолютного спирта азеотропной ректификацией с бензолом / Х.Р. Сиюхов, Е.В. Черепов//Известия вузов. Пищевая технология, 2010. -№ 4. - С. 106-108.
23. Сиюхов Х.Р. Повышение качества и выхода пищевого спирта при добавлении изопро-панольной колонны в схему брагоректификационной установки // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. - № 4. - С. 90-92.
Научные статьи и отчеты
24. Устюжанинова Т.А. Аназиз расчета равновесия многокомпонентных спиртовых смесей для моделирования непрерывного разделения эфиро-альдегидяой фракции / Т.А. Устюжанинова, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, Е.Ю. Мамонова // Труды КубГТУ: Научный журнал, - Краснодар, 2001. - Т. IX. Сер.: Технологии пищевых производств. - Вып. 1. - С. 347-354.
25. Сиюхов Х.Р. Сравнение различных технологических приёмов обработки сивушных масел спиртовой колонны / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, A.M. Артамонов // Сб. научных трудов МГТУ «Новые технологии». - Майкоп.: изд-во МГТУ, 2007. - Вып. 4. -С. 51-53.
26. Сиюхов Х.Р. Моделирование технологических схем брагоректификационных установок, совмещённых с процессом противоточной экстракции / Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Сб. статей II Междунар. научно-практич. конф. «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы. - Пенза: 2008.-С. 100-102.
27. Константинов E.H. Обоснование технологии производства биотоплива путем совместной переработки водно-спиртовых смесей и углеводородных компонентов моторного биотоплива / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиохов, З.А. Ачегу // Матер, конф. получателей грантов регионального конкурса «ЮГ» Российского фонда фундаментальных исследований и администрации Краснодарского крах «Вклад фундаментальных исследований в развитие современной инновационной экономики Краснодарского края».-Краснодар: 2008. -С. 184-185.
28. Константинов E.H. Ресурсосбережение и обеспечение стабильности совместной переработки водно-спиртовых смесей с бензином при использовании квазистационарного режима / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, A.B. Кикнадзе, Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш // Матер, научно-практич. конф. грантодержателей Российского фонда фундаментальных исследований и администрации Краснодарского края «Вклад фундаментальных научных исследований в развитие современной инновационной экономики Краснодарского края». -Краснодар: 2009. -С. 134-135.
Материалы конференций:
29. Устюжанинова Т.А. Анализ работы эпюрационной колонны по разделению эфиро-альдегидной фракции методом математического моделирования / Т.А. Устюжанинова Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова // Наука XXI веку: матер. V Всерос' научно-пракгич. конф. студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых I сессия. - Майкоп: МГТУ, 2004. - С. 228-229.
30. Сиюхов Х.Р. Циклический режим в спиртовой колонне при стационарной работе бра-горекгификационной установки / Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, О.В. Мариненко // Матер. Всерос. научно-практич. конф. с междунар. участием / Ку-бан. гос. технол. ун-т. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2005. - С. 126-128.
31. Сиюхов Х.Р. Применение двухзонной модели для описания равновесия многокомпонентных спиртовых смесей с большими количествами примесных компонентов / Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, О.В. Мариненко // Матер. Всерос. научно-практич. конф. с междунар. участием / Кубан. гос. технол. ун-т - Краснодар-
Изд. КубГТУ, 2005.-С. 139-141. г » г-
32. Константинов E.H. Разработка математической модели брагорекгификационной установки произвольной структуры с учетом фазовых состояний эфиро-сивушно-спиртовых смесей / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов, О.В. Мариненко // Труды междунар. науч. конф. «Инновации в науке и образовании - 2005», посвященной 75-летию основания КГТУ и 750-лешю Кенигсберга-Калининграда - Калининград: Изд-во КГТУ, 2005. - Ч. I. - С. 231.
33. Сиюхов Х.Р. Повышение качества ректификованного спирта из вторичных продуктов брагорекгафикации / Х.Р. Сиюхов, О.В. Мариненко, С.К. Чич, Т.Г. Короткова // Сб. матер, межрегион, научно-прахтич. конф. «Здоровое питание - основа жизнедеятельности человека». - Красноярск: изд-во КГТЭИ, 2006. - С. 308-314.
34. Чич С.К. Установка непрерывного действия для получения этилового ректификованного спирта из фракций с повышенным содержанием эфиров, альдегидов, сивушных спиртов и сивушных масел / С.К. Чич, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова // Матер. Второй Всерос. научно-технич. конф. «Состояние и перспективы развития сервиса: образование, управление, технологии». - Самара: ОФОРТ, 2006. - С. 369-374
35. Сиюхов Х.Р. Исследование способов и установок разделения нестандартной сивушной фракции, получаемой при переработке зерна на спирт / Х.Р. Сиюхов, О.В. Мариненко E.H. Константинов, Т.Г. Короткова // Матер. Второй Всерос. научно-технич. конф' «Состояние и перспективы развития сервиса: образование, управление технологии» -Самара: ОФОРТ, 2006. - С. 374-378.
36. Спесивцева О.С. Моделирование процесса трехфазной сепарации сивушных спиртов и сивушных масел / О.С. Спесивцева, С.К. Чич, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова //Матер. VIII регион, научно-пракгич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». - Краснодар: 2006. - С. 237-239.
37. Сиюхов Х.Р. Переработка эфиро-альдегидной и сивушной фракций на модернизированной брагорекгификационной установке / Х.Р. Сиюхов, Т.А. Устюжанинова, О.В. Мариненко // Матер, научно-практич. конф. «Качество продукции, технологий и образования». - Магнитогорск: 2007. - С. 86-88.
38. Сиюхов Х.Р. Разработка на базе БРУ комплекса разделения сивушных и подсивушных фракций с повышенным содержанием сивушных масел и этанола / Х.Р. Сиюхов,
С.К. Чич // Матер, научно-практич. конф. «Качество продукции, технологий и образования». - Магнитогорск: 2007. - С. 79-81.
39. Сиюхов Х.Р. Способы очистки спирта-ректификата от примесей при разделении сивушной фракции // Сб. докладов VIII Всерос. конф. молодых учёных с междунар. участием «Пищевые технологии», Казань, 2007. - С. 14.
40. Сиюхов Х.Р. К вопросу о проблеме комплексного исследования технологических способов и приёмов при получении и переработке сивушного масла / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов // Матер. Всерос. научно-практич. конф., посвященной 10-ти летию кафедры «Технология и организация питания», - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. - С. 118-120.
41. Сиюхов Х.Р. Опыт реализации квазистшщонарного процесса при периодическом отборе сивушных масел из спиртовой колонны / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, П.Е. Рома-нишин, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов // Матер. Всерос. научно-практич. конф., посвященной 10-ти летию кафедры «Технология и организация питания». - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2007. - С. 120-122.
42. Величко О.В. Технология утилизации сивушных масел при получении спирта для биотоплива / О.В. Величко, В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов // Матер. I Всерос. научно-практич. конф. молодых учёных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». -Краснодар: изд-во КубГАУ, 2007. - С. 154-156.
43. Артамонова В.В. Анализ способов и установок для выделения спирта и сивушного масла из сивушной фракции / В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Матер, десятой междунар. научно-практич. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2007. - С. 43-46.
44. Артамонова В.В. Сравнение технологических приёмов экстракции спирта из фракции сивушных масел / В.В. Артамонова, A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Матер. Всерос. научно-практич. конф. аспирантов, соискателей и докторантов. -Майкоп: Изд-во ООО «Аякс», 2008. - С. 117-118.
45. Панеш Р.Н. Опыт реализации квазистациопарного процесса спиртовой колонны и его моделирование / Р.Н. Панеш, Б.А. Хакуринов, Х.Р. Сиюхов // Матер. Всерос. научно-практич. конф. аспирантов, соискателей и докторантов. - Майкоп: Изд-во ООО «Аякс», 2008. - С. 149-151.
46. Хакуринов Б.А. Опыт использования зерна сорго при получении пищевого спирта / Б.А. Хакуринов, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Матер. III научно-практич. конф. «Качество продукции,технологий и образования». -Магнитогорск, 2008. - С. 115-117.
47. Сиюхов Х.Р. Технологические проблемы обеспечения качества пищевого спирта по содержанию сивушных масел // Труды V междунар. научно-практич. конф. «Пшца. Экология. Качество». - Новосибирск: Изд-во ГНУ СибНИПТИП, 2008. - С. 255-257.
48. Сиюхов Х.Р. Опыт использования высокоэффективного процесса периодической ректификации для определения возможности получения этилового спирта с высокими ор-ганолепгическими показателями / Х.Р. Сиюхов, Б.А. Хакуринов, П.Е. Романишин, Л.М. Бондарь, E.H. Константинов, A.B. Кикнадзе // IX междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». - Казань: 2008. - С. 138.
49. Сиюхов Х.Р. Технология первичной переработки сивушных масел // IX междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». - Казань: 2008. - С. 139.
50. Панеш Р.Н. Обоснование технологии выработки спирта повышенного качества / Р.Н. Панеш, Б.А. Хакуринов, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Матер. II Всерос. научно-практич. конф., посвященной 65-летию Южно-Уральского государственного университета «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания». - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. - С.137-138.
51.Ктянц Е.В. Пути повышения качества пищевого спирта на брагорекгификационных установках косвенного действия / Е.В. Ктянц, Р.Н. Панеш, Х.Р. Сиюхов // Матер. II
Всерос. научно-практич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». -Краснодар: КубГАУ, 2008. - С. 234-236.
52. Артамонов A.M. Определение возможности выделения из сивушной фракции пищевого спирта марки «Люкс» с высокими органолептическими показателями / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова // Матер, одиннадцатой междунар. научно-практич. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». -Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2008. - С.102-105.
53.Панеш Р.Н. Повышение выхода спирта повышенного качества / Р.Н. Панеш, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Матер, одиннадцатой междунар. научно-практич. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2008. - С.186-188.
54. Артамонов A.M. Получение пищевого спирта марки «Люкс» из сивушной фракции / A.M. Артамонов, В.В. Артамонова, Х.Р. Сиюхов // Матер, докл. XXXVI науч. конф. студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа, посвященной 40-летнему юбилею Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма. - Краснодар: 2009. - С. 208.
55. Панеш Р.Н. Идентификация математической модели нестационарного процесса фракционирования сивушной фракции брагоректификационной установки / Р.Н. Панеш, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Тез. докл. XXXVI науч. конф. студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа, посвященной 40-летнему юбилею Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма. -Краснодар: 2009,-4.2.-С. 101-102.
56. Панеш Р.Н. Квазистационарный технологический режим на брагоректификационной установке непрерывного действия / Р.Н. Панеш, Х.Р. Сиюхов // Матер. I Всерос. студенческой науч. конф. «Молодежная наука - пищевой промышленности России». -Ставрополь: СевКавГТУ, 2009. - С. 95-96.
57. Панеш Р.Н. Опыт моделирования нестационарных режимов при переработке спиртосодержащего материала / Р.Н. Панеш, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // X междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». - Казань: Изд-во «Отечество», 2009. - С. 213.
58. Артамонов A.M. Параметры энергетического взаимодействия модели NRTL в тройных смесях изоамилол - этанол - вода и изобутанол - этанол - вода / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова // Матер, двенадцатой междунар. научно-практич. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». - Барнаул' 2009. - С. 303-305.
59. Сиюхов Х.Р. Сравнение режимов работы ректификационной колонны при стационарном и квазистационарном отборе фракции сивушных масел / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, E.H. Константинов // Матер, двенадцатой междунар. научно-практич. конф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». - Барнаул' 2009 - С. 274-276.
60. Артамонов A.M. Применение метода NRTL при описании равновесия в расслаивающейся смеси изоамилол - этанол - вода / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов // Матер. Третьей Всерос. научно-практич. конф. «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания». - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - Т.З. - С. 38-39.
61. Левашова Л.М. Использование теплоты вторичных паров выпаривания барды в схеме брагоректификации / Л.М. Левашова, Х.Р. Сиюхов, Х.Р. Блягоз // Матер, междунар. научно-практич. конф. «Комплексное использование биоресурсов: малоотходные технологии». -Краснодар: Издательский Дом-Юг, 2010. - С. 133-135.
62. Артамонов A.M. Направления переработки вторичных продуктов брагоректификации, содержащих высшие спирты / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова // Тез. докл. XXXVII науч. конф. студентов и молодых ученых вузов Южного федерального
округа, посвященной 40-летнему юбилею Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма. - Краснодар: 2010. - Ч.З. - С. 254.
63. Черепов Е.В. Особенности моделирования разделения ректификацией трех и- многокомпонентных смесей, образующих тройные гетероазеотропы / Е.В. Черепов, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова // Тез. докл. XXXVII науч. конф. студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа, посвященной 40-летнему юбилею Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма. — Краснодар: 2010. - Ч.З. - С. 71.
64. Артамонов А.М. Преимущества и недостатки сивушной колонны / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов // Матер. XI междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». -Казань: Отечество, 2010. - С. 168.
65. Сиюхов Х.Р. Моделирование квазистационарного технологического режима ректификации спирта / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш // Матер. XI междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». -Казань: Отечество, 2010. - С.173.
66. Сиюхов Х.Р. Повышение качества спирта путем установки изопропанольной колонны // Матер. XI междунар. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». -Казань: Отечество, 2010. - С.172.
Патенты и свидетельства:
67. Патент РФ на полезную модель № 55364 Установка непрерывного действия для получения ректификованного спирта из нестандартного сивушного масла / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов, О.В. Мариненко по заявке № 2006111562; Зарег. 10.08.2006 Бюл. № 22.
68. Патент РФ на полезную модель № 55363 Установка непрерывного действия для получения ректификованного спирта из фракций с повышенным содержанием эфиров, альдегидов, сивушных спиртов и сивушных масел / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов, С.К. Чичпо заявке №2006111561; Зарег. 10.08.2006 г. Бюл. №22.
69. Патент РФ на полезную модель № 86110 Брагоректификационная установка непрерывного квазисгационарного действия / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова по заявке № 2009109429; Зарег. 16.03.2009 г. Опубл. 27.08.2009 Бюл. №24.
70. Патент РФ на полезную модель № 92862 «Установка непрерывного действия для получения ректификованного спирта и сивушного масла» / Х.Р. Сиюхов, A.M. Артамонов, В.В. Артамонова, E.H. Константинов по заявке № 2010100232/22 от 11.01.2010. Зарег. 10.04.2010 г. Опубл. 10.04.2010 Бюл. № 10.
71. Патент РФ на полезную модель № 92807 «Установка непрерывного действия для получения бензанола и изоамилола» / Х.Р. Сиюхов, A.M. Артамонов, E.H. Константинов по заявке №2010100195/22 от 11.01.2010. Зарег. 10.04.2010 г. Опубл. 10.04.2010 Бюл. № 10.
72. Патент РФ на полезную модель № 96336 «Брагоректификационная установка непрерывного действия» / Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов по заявке № 2010113082/10 от 05.04.2010. Зарег. 27.07.2010 г. Опубл. 27.07.2010 Бюл. № 21.
73. Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2008612943 Расчет противоточной экстракции спирта из сивушных масел водой / Х.Р. Сиюхов, В.В. Артамонова, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов (РФ). - Заявлено № 2008611735 от 21.04.2008.
Подписано в печать 26.08.2011. Формат 60x84 Vie. Гарнитура Times. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 2,79. Тираж 100 экз. Заказ № 1398.
Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства «Экоинвест» 350072, г. Краснодар, ул. Зиповская, 9 Тел. (861) 277-92-42. E-mail: ecoinvest@publishprint.ru http://publishprint.ru
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Сиюхов, Хазрет Русланович
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1Л Характеристика высших спиртов и их применение.
1.2 Характеристика сивушного масла и его применение.
1.3 Влияние высших спиртов на качественные и органолептические показатели ректификованного спирта из зерна.
1.4 Влияние различных факторов на содержание сивушных спиртов и сивушных масел в спирте и продуктах его переработки.
1.4.1 Подготовка зерна к переработке.
1.4.2 Водно-тепловая обработка. Разваривание.
1.4.3 Брожение.
1.4.4 Брагоректификация.
1.5 Фазовое равновесие и моделирование в системе этанол — вода — сивушное масло».
1.6 Анализ технологических приемов выделения спирта из фракции сивушного масла.
1.7 Фракционирование сивушного спирта и сивушного масла
1.8 Переработка сивушных спиртов.
1.9 Получение на брагоректификационной установке технического изоамилового спирта.
1.10 Цели и задачи исследования.
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 Объекты исследований.
2.2 Методы исследований.
2.3 Обоснование выбора зернового сырья.
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Обоснование методами термодинамического анализа модели межфазного равновесия в системе «компоненты сивушного масла — этанол — вода» и идентификация ее на основе комплекса экспериментальных исследований на модельных и реальных смесях.
3.2 Выбор оптимального технологического приема выделения спирта из фракции сивушного масла в реальных производственных условиях на ООО «КХ Восход»,
ОАО АПФ «Фанагория» и ООО «Хуторок-2.
3.3 Исследование содержания изопропанола в бражке в зависимости от вида зернового сырья.
3.4 Фракционирование сивушной фракции на стендовой установке периодической ректификации с целью выделения из неё пищевого этилового спирта.
ГЛАВА 4 ОПТИМИЗАЦИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА С ЦЕЛЬЮ
ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И ВЫХОДА ПИЩЕВОГО
СПИРТА.
4.1 Математическое моделирование и усовершенствование технологических приемов сепарации, экстракции и ректификации в сивушной колонне, применяемых для выделения спирта из фракции сивушного масла.
4.2 Структурно-параметрическая оптимизация и разработка технологии очистки пищевого спирта от сивушных масел путем совмещения в технологической схеме БРУ брагоректификации с противоточным экстрагированием этанола водой.
4.2.1 Моделирование одноступенчатой экстракции этанола водой из фракции сивушного масла.
4.2.2 Моделирование трёхступенчатой экстракции этилового спирта из фракции сивушных масел с подачей воды на каждую ступень.
4.2.3 Моделирование противоточной экстракции этилового спирта из фракции сивушных масел.
4.2.4 Обоснование эффективной технологии очистки пищевого спирта от сивушных масел путем совмещения брагоректификации с противоточным экстрагированием этанола водой.
ГЛАВА 5 НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ
ПИЩЕВОГО СПИРТА ОТ СИВУШНЫХ МАСЕЛ.
5.1 Научное обоснование и разработка инновационной технологической схемы и технологического режима работы БРУ с переработкой сивушных спиртов.
5.2 Научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел при квазистационарном режиме работы спиртовой колонны.
5.2.1 Математическое описание квазистационарного режима.
5.2.2 Алгоритм расчета квазистационарного технологического режима.
5.3 Внедрение квазистационарного технологического режима работы спиртовой колонны на спиртзаводах Краснодарского края и Республики Адыгея.
5.3.1 Определение времени насыщения спиртовой колонны изоамилолом, изобутанолом и этанолом.
5.3.2 Зависимость отклика системы на возмущение, связанное с изменением величины расхода фракции сивушных масел.
5.3.3 Зависимость содержания изоамилола и этанола во фракции сивушных масел от величины ее отбора.
5.3.4 Новая методика определения оптимальной тарелки отбора сивушных масел.
5.3.5 Разработка схемы технологической установки для работы при квазистационарном режиме.
5.3.6 Обоснование квазистационарного режима и параметров работы спиртовой колонны БРУ. Производственные испытания эффективности квазистационарного режима.
5.4 Научное обоснование и разработка инновационной технологии получения изоамилола на брагоректификационной установке.
5.5 Научное обоснование, разработка и внедрение в производство инновационного технологического комплекса для разделения нестандартных сивушных масел путем модернизации БРУ.
5.6 Экономическая эффективность разработанной инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел.
Введение 2011 год, диссертация по технологии продовольственных продуктов, Сиюхов, Хазрет Русланович
Пищевая промышленность и производство этилового спирта в России относятся к числу интенсивно развивающихся отраслей. Этиловый спирт потребляется многими отраслями промышленности, его производят из различного вида сырья: мелассы, картофеля, сахарной свеклы и традиционных и нетрадиционных видов зернового сырья. К основному виду сырья для получения высококачественного спирта относится зерно злаковых культур. В качестве основных зерновых культур используют пшеницу, рожь и ячмень. Это связано с преимуществами данного вида сырья по выходу и качеству ректификованного спирта. Между тем, отечественное сельское хозяйство успешно осваивает производство новых более экономичных видов зерна, например, зерна сорго, вопрос использования которого для производства пищевого спирта не изучен.
Очистка спирта от сивушных масел осуществляется на брагоректифика-ционных установках. Вопросам перегонки и ректификации этилового спирта посвящены труды многих отечественных ученых, среди которых большой вклад внесли: Н.И. Гладилин [20], В.П. Грязнов [26], Д.Н. Климовский [31], П.М. Мальцев [48], Ш. Марийе [50], П.В. Рудницкий [104], В.Н. Стабников [105-109], B.JI. Яровенко, В.А. Маринченко, В.А. Смирнов [114, 115], П.С. Цыганков [122-125] и др.
Перед производителями пищевого спирта в настоящее время остро встали новые проблемы и в первую очередь задача его глубокой очистки от сивушных масел (СМГ). Это связано с тем, что производители ликероводочной продукции стали предъявлять к пищевому спирту жесткие требования по содержанию СМ - на уровне 1-2 мг/дм3. В соответствии с ГОСТ Р 51652-2000 в спирте марок «Экстра» и «Люкс» эти требования намного мягче и равны 6 мг/дм . Даже при переходе спиртзаводов от спирта высшей очистки к выпуску спирта марок «Экстра» и «Люкс» потребовалось увеличение отборов эфироальдегидной фракции (ЭАФ), сивушного спирта (СС) и фракции сивушных масел (ФСМ), следствием чего явилось снижение выхода готового спирта и увеличение объема нереализуемых вторичных продуктов. Поэтому глубокая очистка спирта от сивушных масел в рамках действующей традиционной технологии напрямую связана с дальнейшим ухудшением технико-экономических показателей. Наряду с этим возникли дополнительные проблемы по обеспечению качества СМ в соответствии с требованиями ГОСТ 17071-91 «Масло сивушное». Отсутствуют инновационные технологии бра-горектификации, использующие квазистационарный режим, методы направленной глубокой переработки на БРУ сивушных спиртов и ФСМ, а также нестандартных сивушных фракций (НСФ), накапливаемых на спиртовых заводах, не оптимизированы технологические схемы глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел.
Благоприятная государственная инновационная политика создает условия для модернизации производства с учетом повышенных требований к качеству продукции. Современные тенденции изменения сырьевой производственной базы, комплексной переработки сырья, вторичных продуктов и отходов производства, смягчение режимов варки зернового замеса, использование широкого спектра ферментов ставят задачу расширения функций бра-горектификационных установок (БРУ), увеличения их гибкости и их модернизации на базе инновационных технологий.
В связи с выше изложенным требует решения проблема научного обоснования и разработки инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел и увеличения его выхода. В соответствии с современным уровнем знаний методология исследований должна базироваться на применении методов сопряженного физического и математического моделирования сложных технологических систем, теории групповых вкладов при расчете фазового равновесия в многофазных многокомпонентных спиртовых смесях, оптимизации действующего производства и его модернизации. В основу разработки инновационной технологии должны быть положены впервые разработанные технические и технологические решения по переработке сивушных спиртов, сивушного масла, нестандартных сивушных масел и квазистационарный режим работы спиртовой колонны.
Современный метод решения проблемы, которому отдается предпочтение в данной работе, включает следующие стадии:
- исследование фазового равновесия в системах «пар — жидкость» и «жидкость — жидкость» для многокомпонентных смесей «этанол — высшие спирты — вода», обоснование модели равновесия и её идентификация;
- обследование действующих технологических объектов или их экспериментальное исследование с разработкой математических моделей, в частности, с применением модульного принципа сложных химико-технологических систем, их идентификация;
- предварительное исследование на модели методами численного эксперимента влияния технологических показателей и структурных параметров установок на показатели их работы;
- поиск оптимального режима;
- определение сроков окупаемости дополнительных капитальных вложений или иных экономических критериев.
Для решения этой задачи необходимо системное исследование известных, а также поиск и обоснование инновационных технологических режимов, приемов и способов, использование современных методов физического и математического моделирования и оптимизации и разработка надежного термодинамического базиса.
Требуют уточнения вопросы термодинамического равновесия в двухфазных и трехфазных системах «этанол — сивушные спирты - вода», а именно выбора модели и определения значений ее параметров. Отсутствуют технологии брагоректификации, использующие квазистационарный режим, не обоснованы методы направленной переработки на БРУ СС и ФСМ, а также НСФ, накопленных на спиртзаводах, не оптимизированы технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел.
В связи с изложенным, представленная работа посвящена решению актуальной проблемы комплексного теоретического и экспериментального научного обоснования технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел, обеспечения его высокого выхода, с использованием технологических и технических инноваций, оптимальных режимов брагоректифика-ции и гибких технологических схем.
Заключение диссертация на тему "Научное обоснование и разработка инновационной технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел"
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Научно обоснована и разработана инновационная технология глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел с использованием методов сопряженного физического и математического моделирования, теории групповых вкладов при расчете фазового равновесия, структурно-параметрической оптимизации и модернизации действующего производства и впервые разработаны инновационные технологические и технические решения по переработке сивушных, спиртов в изопропанольной колонне, по квазистационарному режиму работы спиртовой колонны, по- получению на БРУ дополнительного-готового продукта спирта изоамилового технического при переработке-сивушного-масла, по технологическому комплексу разделения нестандартных сивушных фракций и технологическому режиму работы модернизированных БРУ.
1. На базе термодинамического анализа* условий и критериев расслаивания, при фазовом равновесии смеси «сивушное масло, - этанол - вода», результатов экспериментального исследования, расслаивания'и экстракции этанола водой на модельных и реальных смесях научно обоснована и идентифицирована модель термодинамического равновесия по методу >ЖТЕ в двухфазных и трёхфазных системах'«этанол - сивушные спирты - вода» и определены следующие величины энергий парного взаимодействия молекул: 1-пропанол - вода А#12 =-390,82+2,186-Г; А#21 = 641,365+3,186-Г, изобутанол - вода 1974,672 и 815,571; изобутанол - этанол -470 и 700; изо-амилол - вода 2871,135 и- 153,854; изоамилол - этанол 51,171 и 1000 кал/кмоль.
2. Установлено влияние вида используемого зернового сырья на содержание изопропанола в бражке. Для различного содержания изопропанола в о -7 бражке от 0,26 мг/дм (при переработке зерна кукурузы) до 1,24 мг/дм (при переработке зерновой смеси с добавкой зерна сорго) разработаны оптимальные структуры схемы БРУ с переработкой сивушных спиртов в изопропанольной колонне и её технологический режим. Повышен выход пищевого спирта глубокой очистки с 79,4 % до 96,7 %.
3. Проанализировано распределение компонентов сивушного масла и этанола между продуктами брагоректификации и определены оптимальные тарелки отбора сивушных масел из ректификационной колонны для технологических схем БРУ с сепаратором — 6-я, с экстрактором — 7-я, с сивушной колонной - 9-я.
4. Выполнено в условиях производственного эксперимента исследование технологических приемов выделения спирта из фракции сивушного масла, сравнение и анализ технико-экономических показателей технологических операций сепарации, водной экстракции и ректификации в сивушной колонне, разработаны их математические модели. Установлено, что водная экстракция является наиболее экономически эффективной операцией. На промышленной брагоректификационной установке ООО «КХ «Восход», оснащенной экстрактором сивушного масла, получен пищевой спирт глубокой очистки от СМ с содержанием 2-пропанола 1,44 мг/дм3. Экономический эффект при экстракции этанола из СМ по сравнению с сепарацией - 16,5 тыс. руб:/сут., а сивушной колонны по сравнению с сепарацией - 13 тыс. руб./сут. Таким образом, спиртзаводы, оснащенные сивушной колонной, недополучают 1,04 млн. руб. в пересчёте на год.
5. Использование зерна сорго с применением противоточного экстрагирования этанола водой при глубокой очистке пищевого спирта обеспечивает содержание сивушного масла в ректификованном спирте менее 6 мг/дм3. На БРУ «КХ Восход» в течение месяца была переработана зерновая смесь с добавлением 30 % зерна сорго, за счет чего получен экономический эффект 940 тыс. руб. Для установки производительностью 3000 дал/сут. спирта ожидаемый экономический эффект составит 14,5 млн руб. в год.
6. Разработаны инновационные технологические схемы и технологические режимы работы БРУ при переработке изопропанольной и изоамилольной фракций, определено оптимальное число тарелок в изопропанольной колонне, равное 80. Расчетный экономический эффект за счет выработки спирта изоамилового технического с концентрацией изоамилола 97 % об. и дополнительно полученного спирта глубокой очистки составляет 7 млн руб./год.
7. Разработана математическая модель инновационного квазистационарного режима, выявлены закономерности процесса, разработана и внедрена эффективная инновационная технология получения на промышленных БРУ пищевого спирта глубокой очистки с содержанием сивушных масел менее 2 мг/дм , высококачественного сивушного масла с содержанием высших спиртов более 60 % об. и содержанием этанола менее 5 % об. Для установки производительностью 400 дал/сут. за 6 месяцев получен реальный экономический эффект 425 тыс. руб. Для установки производительностью 3000 дал/сут. спирта это соответствует ожидаемой прибыли 6,4 млн руб./год.
8. Впервые разработаны технологические схемы и режимы работы по переработке нестандартных сивушных фракций и проведена модернизация БРУ. В спиртоцехе ОАО АПФ «Фанагория» на БРУ производительностью 400^ дал/сут. спирта выполнена модернизация установки по двум вариантам и переработаны в течение месяца накопленные на заводе в количестве 200 т нестандартные сивушные фракции. Выработано 54 т пищевого спирта. Реальный экономический эффект при переработке сивушной фракции в течение месяца составил 700 тыс. руб. и подсивушной фракции - 162 тыс. руб.
9. По результатам выполненных исследований разработана следующая техническая документация:
Дополнения к действующей технологической инструкции БРУ ООО «КХ Восход» по глубокой очистке пищевого спирта от сивушных масел.
Дополнения к действующему технологическому регламенту БРУ ООО «КХ Восход» по технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел на основе квазистационарного режима.
Технологическая инструкция по получению на БРУ спирта изоамило-вого технического.
Технологическая инструкция по переработке на БРУ сивушных спиртов в изопропанольной колонне.
Технические условия на спирт изоамиловый технический (ТУ Н741 -2010).
Библиография Сиюхов, Хазрет Русланович, диссертация по теме Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства
1. Акулов Н.И. Стабильность смеси бензина с водно-спиртовым раствором / Н.И. Акулов, В.Ф. Юдаев // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2005. - № 1. С. 34-35.
2. Артамонов A.M. Влияние номера тарелки отбора фракции сивушных масел на показатели работы брагоректификационной установки / A.M. Артамонов, Х.Р. Сиюхов // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. -№2-3.-С. 76-79.
3. Артамонова В.В. Обоснование технологии глубокой очистки пищевого спирта при переработке смеси злаковых культур, включающей зерно сорго: Дис. канд. техн. наук, 05.18.01. Краснодар, КубГТУ, 2008. — 118 с.
4. Артюхов В.Г. Показатели состава сивушного масла / В.Г. Артюхов, Б.М. Сиваченко, Д.С. Березникова // Ферментная и спиртовая промышленность, 1971. № 6. - С.8-12.
5. Артюхов В.Г. Исследование компонентов сивушного спирта при ректификации / В.Г. Артюхов, А.А.Осипенко, Д.С. Березникова, Н.И. Безсоно-ва, Л.Г. Григоревская, В.А. Усенко // Ферментная и спиртовая промышленность, 1976. № 7. - С. 9-11.
6. Артюхов В.Г. Пути совершенствования технологии переработки сивушного масла / В.Г. Артюхов, Д.С. Березникова // Труды УкрНИИСПа, 1986.
7. A.C. № 1275037, М. Кл. С 12 F 1/06. Способ выделения этилового спирта из сивушных фракций / В.Г. Артюхов, Г.К. Дроговоз, В.П. Ковальчук и др. // Опубл. 07.12.1986. Бюл. № 45.
8. Бабурина JI.B., Маклашина Н.С. Моделирование равновесий жидкость — жидкость — пар для бинарных и трехкомпонентных систем // Журнал физической химии, 1997.-Т. 71.1.-С. 86-90.
9. Березникова Д.С. Фракционирование сивушного масла / Д.С. Березникова, Л.Г. Григорьевская, В.Г. Артюхов, A.A. Осипенко // Ферментная и спиртовая промышленность, 1976. — № 6. С. 11-12.
10. Бяков В.М. Выявление наногетерогенной структуры водных растворов н-пропанола / В.М. Бяков, Л.В. Ланшина, О.П. Степанова, С.В. Степанов // Журнал физической химии, 2009. Т. 83. - № 2. - С. 280-285.
11. Васильев А.Д. Образование метастабильной фазы в процессе диффузии в жидкой системе вода — изоамиловый спирт // Вестн. Сам. гос. техн. унта. Сер.: Физ.-мат. науки. 2007. - № 2 (15). - С. 198-199.
12. Востриков C.B. Динамика накопления примесей этилового спирта при сбраживании различных видов сырья / C.B. Востриков, О.Ю: Мальцева, Е.В. Федорова // Известия вузов. Пищевая технология, 1999. — № 1. — С. 19-21.
13. Гайдуков Ю.П. Физические основы и методы получения магнитного поля // Соровский образовательный журнал, 1996. № 4. - С. 97-105.
14. Гилязетдинов И.М. Секрет экстрактивно-ректификационной колонны (практикум инженера-ректификатора) / И.М. Гилязетдинов, А.Ю. Радо-стев // Ликероводочное производство и виноделие, 2005. — № 8 (68). -С.16-17.
15. Гладилин Н.И. Руководство по ректификации спирта., — Mi: Пищепромиз-дат, 1952.-450 с.
16. Головченко В.Н. Расчет парожидкостного равновесия систем спиртового производства / В.Н. Головченко, А.П. Николаев, В.Ф. Суходол // Известия вузов. Пищевая технология; 1984. № 6. - С. 87-88.
17. Головченко В.Н. Учет взаимного влияния компонентов при расчете процессов многокомпонентной ректификации спиртового производства / В.Н. Головченко, А.П. Николаев, В:Ф. Суходол // Известия вузов. Пищевая технология, 1985. -№ 1. — С. 106-108.
18. Головченко В.Н. Предсказание равновесия жидкость — пар многокомпонентных смесей методом UNIFAC / В.Н. Головченко, В.Г. Буряков // Известия вузов. Пищевая технология, 1988. — № 5. — С.86-88.
19. ГОСТ Р 51652-2000 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия».
20. ГОСТ 17071-91 «Масло сивушное».
21. Грязнов В.П. Практическое руководство по ректификации спирта. — М.: Пищевая промышленность, 1968. — 192 с.
22. Дячкина А.Б. Дцринский спиртзавод: новый век — новые перспективы /
23. A.Б. Дячкина, B.C. Моисеенко // Ликероводочное производство и виноделие, 2006.-№ 12 (84). С. 16-17.
24. Забродский А.Г., Лацимирский Ф.Т. Обработка сырого сивушного масла для получения стандартного продукта // Известия вузов. Пищевая технология, 1960. -№ 4.
25. Карпов С.А. Этанол как высокооктановый экологически чистый компонент автомобильных топлив. Современные аспекты применения // Химия и технология топлив и масел, 2007. — № 5. — С. 3-7.
26. Касьянов Ю.В. Организация параллельного-питания эпюратом двух и более ректификационных колонн от одной эпюрационной / Ю: В. Касьянов, Д.В. Коршунов // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2005. -№3.- С. 35-37.
27. Климовский Д.Н. Технология спирта / Д.Н. Климовский, В.Н. Стабников. — М.: Пищепромиздат, 1960. 515 с.
28. Ковальчук В.П. Способ выделения сивушного масла на брагоректифика-ционных установках / В.П. Ковальчук, В.Г. Артюхов, Н.И. Безсонова, Я.А. Сенько, С.Ф. Гончар, С.С. Галанец // Ферментная и спиртовая промышленность, 1981. — № 3. С.7-9.
29. Ковальчук В.П. Моделирование фазового равновесия и ректификации в гетерогенной системе вода спирты Сг - С5 / В.П. Ковальчук, В.Г. Артюхов, В.Б. Ровный, Г.К. Дроговоз, П.С. Цыганков // Известия вузов. Пищевая технология, 1986. - № 4. - С. 118-119.
30. Коган В.Б. Равновесие между жидкостью и паром / В.Б. Коган,
31. B.М. Фридман, В.В. Кафаров. М.-Л.: Наука, 1966. - 423'с.
32. C.K. Чич, П.Е. Романишин, JI.M. Бондарь // Известия вузов. Пищевая технология, 2006. № 2-3. - С. 64-66.
33. Константинов E.H., Сиюхов Х.Р., Панеш Р.Н., Короткова Т.Г. Математическое описание процесса ректификации спирта с периодическим отбором сивушных масел // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. — №2-3.- С. 117-118.
34. Константинов E.H., Короткова Т.Г., Черепов Е.В. Прогнозирование параметров бинарного взаимодействия модели UNIQUÄC по точке азеотропа // Известия вузов. Пищевая технология; 2010: — № 2-3. — С. 7981.
35. Короткова Т.Г. Моделирование нестабильного состояния системы жидкость жидкость многокомпонентных спиртовых смесей / Т.Г. Короткова, О.В. Мариненко, С.К. Чич, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2007. — № 1. — С.65-67.
36. Короткова Т.Г. Прогнозирование энергетических параметров бинарного взаимодействия модели UNIQUAC по параметрам межгруппового взаимодействия модели UNIFAC // Известия вузов. Пищевая технология, 2007. -№ 5-6. -С. 90-94.
37. Короткова Т.Г. Прогнозирование энергетических параметров бинарного взаимодействия модели NRTL по параметрам межгруппового взаимодействия модели UNIFAC // Известия вузов. Пищевая технология, 2008.- № 4. С. 70-71.
38. Короткова Т.Г. Вторая производная энергии Гиббса уравнения NRTL // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. — № 1. С. 69-72.
39. Кравец Ю.М. Эффективность закрытого обогрева колонн брагоректифи-кационного аппарата на спиртовых заводах / Ю.М. Кравец, П.М. Искра, Б.Д. Рабинович // Ферментная и спиртовая промышленность, 1971. — № 5.- С. 24-27.
40. Краткая химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1961. -T.IV. 1182 с.
41. Кривчун А.Н. Оптимизация работы установки для выделения сивушного масла из БРУ / А.Н. Кривчун, А.И. Соколовская, C.JI. Францишко // Ферментная и спиртовая промышленность, 1986. — № 5. — С. 23-25.
42. Кривчун А.Н. Установка для перегонки сивушного масла / А.Н. Кривчун, А.И. Соколовская, С.Л. Францишко // Ферментная и спиртовая промышленность, 1987. № 2. - С. 21-23.
43. ЛозанскаяТ.И. Технико-экологические аспекты комплексной переработки вторичных ресурсов спиртовой отрасли / Т.И. Лозанская, Н.М. Худякова, Т.А. Мануйлова // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2004. № 4. - С. 20-22.
44. Лызлова Р.В. Экспериментальное исследование фазовых равновесий в тройной системе н-бутиловый спирт — изобутиловый спирт — вода при 760 мм. рт. ст. // Журнал прикладной химии, 1979. 52. — № 3. — С. 545.
45. Мальцев П.М. Технология бродильных производств. М.: Пищепромиздат, 1960.-622 с.
46. Макаров В.В. Спирты как добавки к бензинам / В.В. Макаров, A.A. Пет-рыкин, В.Е. Емельянов, A.B. Шамонина, В.П. Баранник // Автомобильная промышленность, 2005. — № 8. — С. 24-26.
47. Марийе ИГ. Перегонка и ректификация в. спиртовой промышленности.-М.-Л.: Снабтехиздат, 1934. 400 с.
48. Мариненко О.В. Разработка и математическое моделирование системы разделения нестандартных сивушных фракций брагоректификационных установок: Дис. канд. техн. наук, 05.18.12.— Краснодар, КубГТУ, 2006. -124 с.
49. Мариненко О.В. Метод расчета процесса расслаивания многокомпонентных спиртовых смесей / О.В. Мариненко, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов // Известия вузов. Пищевая технология, 2006. — № 2-3. — С. 104-107.
50. Маринченко В.А. Метюшев Б.Д., Швец В.Н. Технология спирта из ме-лассы.-Киев: Вища школа, 1975.
51. Мертаф Дж. Е. (J.E. Murtagh) Производство спирта без вкусовых оттенков и приготовление джина и водки // Вестник Директ Холдинг, 2008. № 2. -С. 11-21.
52. Метюшев Б.Д. Фазовое равновесие между жидкостью и паром тройной системы этанол — вода — пропанол // Известия вузов. Пищевая технология, 1963. -№ 4. С.123-126.
53. Метюшев Б.Д. Фазовое равновесие между жидкостью и паром в тройной системе этанол — вода изобутанол // Известия вузов. Пищевая технология, 1960. - № 4. - С. 121-126.
54. Метюшев Б.Д. Уравнения-для> определения коэффициентов испарения и ректификации изоамилового спирта / Б.Д. Метюшев, P.C. Петрова // Известия вузов. Пищевая-технология; 1963. — № 4. — С.127-133.
55. Метюшев Б.Д. Влияние изоамилового спирта* на летучесть этилового спирта в водногспиртовых растворах // Известия вузов. Пищевая технология, 1964. -№ з: С. 145-147.
56. Моисеенко B.C. Подкисление замесов при производстве этилового спирта из зернового сырья / B.C. Моисеенко, А.Б. Дячкина // Ликероводочное производство и виноделие, 2003. — № 11 (47); — С.7-9:
57. Моисеенко B.C. Образование высших спиртов в ходе метаболизма дрожжей Saccharomyces cerevisiae / B.C. Моисеенко, А.Б. Дячкина, О.В. Грачева // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2004. № 1. — С. 11-13.
58. Никитина С.Ю. О повышении качества ректификованного спирта / С.Ю. Никитина, А.Б. Дячкина // Ликероводочное производство и виноделие, 2006. -№ 6 (78). С. 8-9.
59. Осипенко A.A. О составах смесей этанол вода - изоамилол, образующих гетерогенные дистилляты / A.A. Осипенко, В.Г. Артюхов // Ферментная и спиртовая промышленность, 1973. — № 6. — С. 35-38.
60. Панеш Р.Н. Научное обоснование и разработка квазистационарного технологического режима получения пищевого спирта при импульсном отборе сивушных масел: Дис. . канд. техн. наук, 05.18.01. — Краснодар, КубГТУ, 2009. 178 с.
61. Патент РФ на полезную модель №" 86110 Брагоректификационная,установка непрерывного квазистационарного действия / Х.Р. Сиюхов, Р.Н. Панеш, E.H. Константинов, Т.Г. Короткова по заявке № 2009109429; Зарег. 16.03.2009 г. Опубл. 27.08.2009 Бюл. № 24.
62. Патент РФ на полезную модель № 92807 «Установка непрерывного действия для получения бензанола и изоамилола» / Х.Р.' Сиюхов; A.M. Артамонов, E.H. Константинов по заявке № 2010100195/22 от 11.01.2010. Зарег. 10.04.2010 г. Опубл. 10.04.2010 Бюл. № 10.
63. Патент РФ на полезную модель № 96336 «Брагоректификационная установка непрерывного действия» / Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов по заявке № 2010113082/10 от 05.04.2010. Зарег. 27.07.2010 г. Опубл. 27.07.2010 Бюл. №21.
64. Патент РФ на полезную модель № 92808 «Установка непрерывного действия для получения бензанола» / Т.Г. Короткова, Е.В. Черепов,
65. З.А. Ачегу, Е.Н. Константинов по заявке № 2010100194/22 от 11.01.2010. Зарег. 10.04.2010 г. Опубл. 10.04.2010 Бюл. № Ю.
66. Перелыгин В.М. Коэффициенты испарения и ректификации компонентов системы этанол вода - н-бутанол / В.М. Перелыгин, Г.П. Ремизов // Известия вузов. Пищевая технология, 1968. — № 8. — С.7-9.
67. Перелыгин В.М. Физико-химические основы расчета и проектирования брагоректификационных аппаратов в спиртовой промышленности: Дис. . докт. техн. наук.-Краснодар, КПИ, 1970.-367 с.
68. Перелыгин В.М. Выделение высших спиртов в эгаорационной колонне с боковым отводом продуктов / В.М. Перелыгин, И.Ф. Салов, Ю.П. Богданов, Е.А. Грунин // Ферментная и спиртовая промышленность, 1977. — №5.- С. 10-15.
69. Перелыгин В.М. Равновесие жидких фаз в системе изобутиловый спирт — вода н-пропиловый спирт / В.М. Перелыгин, Н.С. Шаденкова// Известия вузов. Пищевая технология, 1979. - № 1. - С. 40-42.
70. Перелыгин В.М. Расчет эпюрационных колонн с боковым отводом продуктов / В.М. Перелыгин, И.Ф. Салов; Ю.П. Богданов // Ферментная и спиртовая промышленность, 1979. — № 6. — С. 26-28.
71. Перелыгин В.М. Применение закрытых колонн для получения ректификованного спирта повышенного качества / В.М. Перелыгин, С.Ю. Никитина, Н.И. Глянцев // Известия вузов. Пищевая технология, 1998.— № 1. -С. 65-66.
72. Перелыгин В.М. Повышение качества продукции — основное направление развития спиртовых заводов России / В.М. Перелыгин, B.C. Моисеенко, А.Б. Дячкина // Ликероводочное производство и виноделие, 2004. — № 8 (56).- С. 12-13.
73. Перри Джон Г. Справочник инженера — химика. — Л.: Химия, 1968. — Т. 2. -504 с.
74. Праусниц Дж. Машинный расчет парожидкостного равновесия многокомпонентных смесей. — М.: Химия, 1971.
75. Радостев А.Ю. Как извлечь изопропанол до нуля // Ликероводочное производство и виноделие, 2007. — № 11.
76. Сизов А.И. Регуляция образования сивушных масел в процессе спиртового брожения / А.И. Сизов, С.В. Волкова, Е.В. Клементенок, И.И. Бала-шевич// Ликероводочное производство и виноделие, 2006. — № 5 (77). — С. 5-7.
77. Сиюхов Х.Р., Артамонова В.В., Якуба Ю.Ф., Короткова Т.Г., Артамонов
78. A.M. Равновесие в тройных системах жидкость — жидкость изобутанол-этанол-вода и изоамилол-этанол-вода // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. -№ 2-3. С. 83-86.
79. Сиюхов Х.Р. Моделирование технологических приёмов и режимов отборасивушных масел при производстве пищевого спирта / Х.Р. Сиюхов,
80. B.В. Артамонова, E.H. Константинов, О.В. Мариненко // Известия вузов. Пищевая технология, 2008. № 2-3. - С.104-107.
81. Сиюхов Х.Р., Панеш Р.Н., Мариненко О.В., Константинов E.H. Особенности технологического режима ректификации спирта с учетом величины насыщения жидкой фазы этанолом* и сивушными спиртами // Известия вузов. Пищевая технология, 2009. № 4. - С. 79-83.
82. Сиюхов Х.Р., Панеш Р.Н., Устюжанинова Т.А., КоротковаТ.Г. Термодинамический базис моделирования технологии разделения сивушных смесей спиртового производства // Известия« вузов. Пищевая технология, 2009.- №4.-С. 110-113.
83. Сиюхов Х.Р., Панеш Р.Н., Блягоз Х.Р:, Константинов E.H. Сравнение режимов работы ректификационной колонны при стационарном и квазистационарном отборе фракции сивушных масел // Известия вузов. Пищевая технология, 2009. — № 5-6. — С. 66-68.
84. Сиюхов Х.Р. Высшие спирты и проблемы технологии производства пищевого спирта // Новые технологии, 2009. — Вып. 1. — С. 26.-32.
85. Сиюхов Х.Р., Хакуринов Б.А. Моделирование равновесных процессов при наличии фазовых переходов на брагоректификационных установках // Новые технологии, 2009. — Вып. 2. С. 32.-35.
86. Сиюхов Х.Р., Панеш Р.Н., Артамонов A.M., Блягоз Х.Р. Обоснование квазистационарного способа работы спиртовой колонны при периодическом отборе фракции сивушных масел // Новые технологии, 2009. Вып. 3.- С. 25-29.
87. Сиюхов Х.Р., Артамонов A.M., Лунина Л.В., Короткова Т.Г. Моделирование равновесия в тройных системах жидкость жидкость изобутанол — этанол — вода и изоамилол — этанол - вода // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. - № 1. - С. 104-106.
88. Сиюхов Х.Р. Особенности моделирования равновесия смеси 1-пропанол i — вода в системах пар жидкость и жидкость — жидкость / Х.Р. Сиюхов,
89. Р.Н: Панеш, A.M. Артамонов, Т.А. Устюжанинова, E.H. Константинов // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. — № 2-3. — С. 109-113.
90. Сиюхов Х.Р. Технологические и экономические аспекты работы сивушной колонны / Х.Р. Сиюхов, A.M. Артамонов // Известия вузов. Пищевая технология, 2010. № 2-3. - С. 91-94.
91. Сиюхов Х.Р. Повышение качества и выхода пищевого спирта при добавлении изопропанольной колонны в схему брагоректификационной установки // Известиявузов. Пищевая технология, 2010. — № 4. — С. 90-92.
92. Смирнова И.В. Влияние ультразвуковой обработки на компоненты химического состава пшеницы при производстве спирта / И.В. Смирнова, А.Н. Кречетникова // Производство спирта и ликероводочных изделий; 2006. -№3.- С. 27-29.
93. Сотников В.А. Способы регулирования химических и сенсорных характеристик спирта / В.А. Сотников, В.В. Марченко, B.C. Гамаюрова,
94. Н.Г. Шангараев, Ю.Я. Ефремов // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2005. № 2. - С. 11-15.
95. Спирты как добавки к нефтяному топливу // Ликероводочное производство и виноделие, 2005. № 11 (71). - С. 9.
96. Стабников-В.Н. Теоретические основы перегоню! и,ректификации спирта, / В.Н. Стабников, С.Е. Харин.- М.: Пищепромиздат, 1951. — 220 с.
97. Юб.Стабников В:Н. Перегонка и ректификация этилового, спирта. — М.: Пищевая промышленность, 1969. — 456 с.
98. Стабников В:Н. Фазовое равновесие системы этанол — вода при различных давлениях / В.Н. Стабников, Т.Б. Процюк, Н.М: Ющенко // ЦНИИинформации и технико-экономических исследований пищевой промышленности. — М.:.1972. 27 с.
99. Стабников В.Н. Этиловый спирт / В.Н. Стабников, И.М. Ройтер, Т.Б. Процюк. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 272 с.
100. Стабников'В.Н. Ректификация в пищевой промышленности / В.Н. Стабников, А.П. Николаев, М.Л. Манделыптейн. — М.: Легкая и пищевая про-мышленость, 1982. — 232 с.
101. ПО.Суходол В.Ф. Исследование равновесия двух жидких фаз в системе сивушное масло — этанол вода / В.Ф. Суходол, П.М. Мальцев // Известия вузов. Пищевая технология, 1961. -№ 2. - С. 114-121.
102. Суходол В.Ф. Получение технических изоамилового и изобутилового спиртов из сивушного масла / В.Ф. Суходол, П.А. Чацкий // Спиртовая промышленность, 1962. № 3.I
103. Термодинамика равновесия жидкость — пар / А.Г. Морачевский, Г.Л. Ку-ранов, И.М. Балашова и др.; Под ред. А.Г. Морачевского. — Л.: Химия, 1989.
104. Технология спирта / В.Л. Яровенко, В.А. Маринченко, В.А. Смирнов, и др.; Под ред. проф. В.Л. Яровенко. — М.: Колос, 1999. — 464 с.
105. Технология спирта / Под ред. В.А. Смирнова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 416 с.
106. Пб.Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2-х кн. / Под ред. B.C. Бескова: Пер. с англ. — М.: Мир, 1989.
107. Фертман Г.И. Разгонка сивушного масла для получения высших спиртов / Г.И. Фертман, В'.Е. Семевская // Спиртовая промышленность, 1962. № 3.
108. Халаим А.Ф. Технология спирта. М.: Пищевая промышленность, 1972. — 192 с.
109. Харин Равновесие жидкость — пар в системе этанол — вода н-пропанол - изобутанол - изоамилол / С.Е. Харин, В.М. Перелыгин, М.В: Погоре-лова и др. // Труды Воронеж, технолог, ин—та, 1971.-19.-№ 2.-С.55.
110. Цед Е.А. Использование асептических средств в производстве пищевого этилового спирта / Е.А. Цед, З.В. Василенко, C.B. Волкова, Л.М. Королева, A.A. Кузьмина, О.М. Баранов // Производство спирта и ликероводоч-ных изделий, 2008. № 3. - С. 15-17.
111. Цыганков П.С. Влияние концентрации питания на режим ректификационной колонны / П.С. Цыганков, И.Ф. Малежик // Известия вузов. Пищевая технология, 1964. № 2. - С. 110-113.
112. Цыганков П.С. Брагоректификационные установки. — М.: Пищевая промышленность, 1970. — 352 с.
113. Цыганков П.С. Новое в ректификации этилового спирта. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1973. - 43 с.
114. Цыганков П.С. Ректификационные установки спиртовой промышленности: расчет, анализ работы, эксплуатация. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 336 с.
115. Цыганков П.С. Руководство по ректификации спирта / П.С. Цыганков, С.П. Цыганков. М.: Пищепромиздат, 2001. - 400 с.
116. Чередниченко B.C. Влияние технологических факторов на органолептиче-ские показатели спирта // Ликероводочное производство и виноделие, 2004.-№4(52).-С. 8-9.
117. Чередниченко B.C. Влияние технологических факторов на органолептиче-ские показатели спирта (продолжение) // Ликероводочное производство и виноделие, 2004. № 6 (54). - С. 10-11.
118. Чич С.К. Установка непрерывного действия для получения спирта этилового ректификованного из подсивушных фракций с повышенным содержанием этанола // Матер, регион, научно-практич. конф. аспирантов, соискателей и докторантов: Майкоп, 2007. — С. 126-128.
119. Чич С.К. Моделирование равновесий жидкость — жидкость — пар многокомпонентных спиртовых смесей / С.К. Чич, Т.Г. Короткова, Х.Р. Сиюхов, E.H. Константинов // Изв. вузов. Пищевая технология, 2007. — № 1. — С. 82-86.
120. Чич С.К. Разработка новых технологических приемов утилизации сивушных и подсивушных фракций на брагоректификационных установках: Дис. канд. техн. наук, 05.18.01. Краснодар, КубГТУ, 2007. — 117 с.
121. Энгельс Ф. Прусская водка в германском рейхстаге // Сочинения. Изд-е 2-е, Т. 19.-С. 39-54.
122. Ярмош В.И. Система автоматического управления и регулирования технологическим процессом брагоректификации / В.И. Ярмош, Л.Н. Притула,
123. В.М. Кононенко, Е.А. Кириллов // Ликероводочное производство и виноделие, 2000. № 4.
124. Ярмош В.И. Система автоматического управления и регулирования^ технологическим процессом брагоректификации / В.И. Ярмош, Л.Н. Притула, В.М. Кононенко,. Е.А. Кириллов»// Ликероводочное производство и виноделие, 2000. № 5.
125. Abrams D.S., Prausnitz J.M. Statistical Thermodinamics of Liquid Mixtures: A' New Expression for the Exsess Gibbs Energy of Partly or Completely Miscible System// A.I.Gh.E Journal., 1975.-Voh21.-P.l 16-128!
126. AlvarezJuliá, J., Barrero,' C.E., Corso, M.E., Grande, M.C., Marschoff, С. M. On The Applicability Of The UNIQUAC Method To Ternary Liquid Liquid Equilibria // J. Argent. Chem. Soc. v.92 n.4-6 Buenos Aires jul.-dic. 2004.
127. Anderson T.F., Prausnitz J.M. Application of the UNIQUAC Equation to Calculation of Multicomponent Phase Equilibria // Ind. Eng. Chem. Proc. Dec. Dev.-1978.-Vol. 17.- № 4.-P.552-567.
128. Fernández-Torres M.J., Gomis Yagües V., Ramos-Nofuentes M., Ruíz-Beviá,F. The influence of the temperature on the liquid-liquid equilibrium of the ternary system. 1-pentanol ethanol — water // Fluid' Phase Equilibria. 164 (1999).-P.267-273.
129. Fredenslund Aa., Cmehling J., Rusmussen P. Vapor-Liquid equilibria using UNIFAC group contribution metod. Amsterdam ets.: Elsevier, 1977.-380 p.
130. Fredenslund Aa., Jones R.L., Prausnitz J.M. Group Contribution Estimation of Activitu Coefficientsin Nonideal Liquid Mixtures / A.J.Ch.E. Journal, 1975.-Vol.21.-P. 1086-1091.
131. Fredenslund Aa., Gmehling J. Rasmussen P. Vapor-Liquid equilibria using UNIFAC group contribution method. Ameterdam ets.: Elsevier, 1977.-380 p.
132. Fredenslund Aa., Jones R.L., Prausnitz J.M. Group Contribution Estimation of Activity Coefficients in Nonideal Liquid Mixtures // A. I.Ch.E Journal., 1975.-Vol.21.-№ 6.- P.1086-1099.
133. Gabaldon C., Monton J.B., Marzal P. and Rodrigo M.A. 1996. Isobaric Vapor-liquid equilibria of the water + 1-propanol system at 30, 60, and 100 kPa // J. Chem. Eng. Data. 41. P. 176-180.
134. Kaewsichan, L. and Numuang, C. UNIQUAC activity coefficient model for the systems of 1-propanol + water and 2-propanol + water // Songklanakarin J. Sci. Technol., Dec. 2005, 27(Suppl. 3) : 825-838.
135. Kujawski W., Capala W. Palczewska Tulinska M., Batajczak W., Linkiewicz D., Michalak B. Application of Membrane Pervaporation Process to the Enhanced Separation of Fusel Oils // Chem. Pap., 2002. 56 (1). - P. 3-6.
136. Ku?uk Zeki, CEYLAN KadimPotentialUtilization of Fusel Oil: A Kinetic Approach for Production of Fusel Oil Esters Through Chemical Reaction // Turk J. Chem 22 (1998), P. 289-300.
137. Madson P.W. and Monceaux D.A., 17. Fuel ethanol production, in The alcohol, Textbook: A reference for-the beverage, fuel and industrial alcohol'industries, Jacques, Lyons, and Kelsall, Editors. 1999.
138. Modi J. Jilin fuel ethanol plant // Vogelbusch GmbH, A-1050 Wien, Blechturmgasse 11, Austria.
139. Parag A. Gupte, Ronald P. Danner Prediction of Liquid- Liquid Equilibria with UNIFAC: A Critical Evaluation // Amer. Chem. Soc.-Vol.26.-№ 10.-1980.-P.2036-2042.
140. Prausnitz J.M. Anderson Т., Grens E., Eckert С., Hsieh R., O'Connell J. Com puter Calculations for Multicomponent Vapor-Liquid and Liquid-Liquid Equi libria. Prentice Hall, 1980.
141. Raghunatha Rao Y.N. Composition of Oil, Mandya Distillery // Current Sei ence, Letters to the Editor, 1938. № 2. - P. 53-54.
142. Renon N., Prausnitz J.M. Local Composition in Thermodynamic Excess Func tion for Liquid Mixtures // AJ.Ch.E. Journal, 1968.-Vol.14, N 1.-P. 135-144.
-
Похожие работы
- Совершенствование технологии глубокой очистки пищевого спирта от сивушных масел
- Научное обоснование и разработка квазистационарного технологического режима получения пищевого спирта при импульсном отборе сивушных масел
- Исследование и разработка технологии выделения и использования побочных продуктов ректификации этилового спирта
- Обоснование технологии глубокой очистки пищевого спирта при переработке смеси злаковых культур, включающей зерно сорго
- Разработка новых технологических приемов утилизации сивушных и подсивушных фракций на брагоректификационных установках
-
- Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства
- Технология зерновых, бобовых, крупяных продуктов и комбикормов
- Первичная обработка и хранение продукции растениеводства
- Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств
- Технология сахара и сахаристых продуктов
- Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов
- Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)
- Технология виноградных и плодово-ягодных напитков и вин
- Технология чая, табака и табачных изделий
- Технология чая, табака и биологически активных веществ и субтропических культур
- Техническая микробиология
- Процессы и аппараты пищевых производств
- Технология консервированных пищевых продуктов
- Хранение и холодильная технология пищевых продуктов
- Товароведение пищевых продуктов и технология общественного питания
- Технология продуктов общественного питания
- Промышленное рыболовство
- Технология биологически активных веществ