Технология водок

Приготовление водно-спиртовых растворов. Физико-химические процессы, происходящие при смешивании спирта с водой

В водках при смешивании спирта сводой снижается растворимость многих солей, причем процесс этот носит пролонгированный (долгий) характер, т.к. в момент приготовления все хорошо, а в бутылке может быть помутнение.

Смешивание спирта с водой (приготовление сортировки). Спирт и вода относятся к ассоциированным жидкостям. Ассоциация происходит за счет образования водородной связи (она образуеттся между атомами водорода, который соединен ковалентной связью с атомом электростатачески – отрицательным атомом кислорода одной молекулы и атомом другой молекулы. Образование водородной связи обусловлено тем, что атом водорода отдает электрон атому кислорода и в виде протона оказывает электростатическое притяжение на электронную оболочку другого атома кислорода. Ассоциированные жидкости более устойчивы, энергия водородной связи на порядок ниже энергии ковалентной связи, поэтому возможен разрыв структуры с последующим образованием других ассоциированных молекул, т.е. в ассоциированных жидкостях наблюдается динамическое равновесие между ассоциированными и неассоциированными молекулами. В процессе получения водно-спиртовых растворов происходит выделение тепла и сжатие объема раствора (контракция). Механизм выделения тепла наблюдается в растворе крепостью 30% масс. Следовательно выделение теплоты зависит от концентрации спирта в растворе. С увеличением концентрации спирта величина сжатия возрастает. Max величина достигает 45-48% масс., а затем уменьшается.

Расчет потребного количества спирта и воды для приготовления водно-спиртовых растворов с различным содержанием спирта. Способы приготовления сортировок (водно-спиртовых растворов). Контроль и автоматическое регулирование технологических параметров при непрерывном приготовление водно-спиртовых растворов. Аппаратурно-технологическая схема приготовления водно-спиртовых растворо. Требование к аппаратуре.

На основании термодинамических характеристик раствора установлен состав ассоциатов, и гидратов. При массовой концентрации спирта <17,5% в р-рах присутствует на 1 молекулу спирта 12 молекул воды и избыток воды. От 17,5-46% на одну молекулу спирта – 3 молекулы воды, от 46-88% – присутствуют гидраты на 1 С₂Н₅ОН*3Н₂О и обратно 3С₂Н₅ОН*1Н₂О. При >88% 3С₂Н₅ОН*1Н₂О и избыток спирта.

Способы приготовления сортировок (водно-спиртовых растворов).

Существует 2 способа приготовления сортировки: переодический и непрерывный. Переодический способ осуществляется в аппарате-смесителе (сортировочный аппарат, выполнен из стали), герметичный, с коническим днищем, иногда снабжен спиртоловушкой. Внутри сортировочного аппарата устанавливают трубу, по которой направляют спирт (труба не доходит до днища на 10 см во избежание разбрызгивания опасного продукта. Плотность безводного спирта=0,78927%). Внутри установлено перемешивающее устройство (пропеллерная мешалка или барбатер). Недостатки процесса: длительность 1,5-2 ч.; энергоемкость; гомогенизация процесса; значительный расход водно-спиртового раствора на смачивание смесителя. Непрерывный способ: его применение исключают минусы переодического способа. Применяют автоматизированную установку непрерывного действия для приготовления сортировок. Аппарат смесителя состоит из 3-х частей: кольцевая часть, конусная и цилиндрическая. Вода в кольцевую часть входит тангенсально, за счет чего образуется турбулентный режим движения спирта и воды, следовательно улучшается процесс смешивания и растворения спирта в воде. Затем водно-спиртовой раствор проходит через разделительную диафрагму и поступает в цилиндрическую часть, где завершается процесс растворения спирта в воде. Контроль крепости сортировки осуществляется с помощью датчика, крепость поддерживается с точностью до 0,1%. Для приготовления сортировки применяют инжекционную установку (разработана на Украине (полтовчанка)). Аппарат-смеситель представляет собой инжектор с дополнительной камерой смешивания спирта и воды. Дополнительная камера устанавливается для интенсификации (растворения) компонента и снабжается концентрично установленной перфорированной трубой. При прохождении через отверстие перфорированной трубы поток разделяется на струи, происходит быстрое и полное смешивание компонентов. Эта установка также автоматизирована (осуществляется контроль и регулирование крепости), внесение ингридиентов осуществляется из сборников в инжектор. Полученная сортировка под действием кинетической энергии струй воды, поступающих в инжектор, направляется в напорный сборник. Плюсы установки: простая конструкция, малые габариты, проста в обслуживание. Минусы: большой расход энергии.

Процессы, происходящие при фильтрации растворов. Особенности фильтрации водно-спиртовых растворов на различных фильтрах. Технологические требования к фильтрам. Контроль процесса фильтрации.

Фильтрование сортировки проводят для отделения в ней взвешенных частиц. Оттделение частиц происходит на зернах кварцевого песка, процесс фильтрации подчиняется закону Пуазеля: V=(^p*п*d2)/(8m*l). Жидкость проходит через капилляры фильтрующего материала и слоя осадка, имеющие малые размеры. Жидкость в них движется в ламинарном движении, следовательно справедливо уравнение Пуазеля, где ^p – движущая сила процесса (в начале и конце капиляра), d – диаметр капиляра, m – динамическая вязкость, l – длина капиляра.

Фильтрование проходит в тупиковом режиме и периодически фильтры отключают, и проводят промывку кварцевого песка. Кварцевый песок используют в чистом виде, без таких примесей как: известь, глина, метало-примеси и др. посторонних включений. Кварцевый песок должен соответствовать следующим требованиям: массовая доля SiO₂ не >96%, Fe₂O₃ не >0,03%, Ca и Mg не >3%. Размеры зерна кварцевого песка зависят от конструкции фильтра, она бывает: однопоточной: сортировка из сборника поступает сверху, проходит через 3 слоя кварцевого песка и отводится с низу; двупоточные: снабжены 3-мя патрубками, верхний и нижний для ввода сортировки, и один для отвода (он в середине), весь процесс протекает в коллекторе, с верху находится прижимная плита.

Предварительная фильтрация осуществляется на фильтрах с намывным слоем, окончательная – на песочных фильтрах. Установка для фильтрации с намывным слоем изображена на рисунке. Фильтр представляет собой цилиндрический резервуар 1 с приваренным коническим днищем 2 и съемной конической крышкой 3. Внутри его находятся два коллектора – прямые трубы: нижний 4 для фиксирования фильтрующих рамок 5 и верхний 6 – для фиксирования этих рамок и отвода фильтрата. Оба коллектора имеют опоры 7. Рамки – прямоугольные, располагаются они в направлении, перпендикулярном направлению коллекторов. Ширина рамок в зависимости от места нахождения в корпусе фильтра различна: наибольшая в центре и уменьшающаяся в обе стороны. Внутри рамки имеется каркас в виде крупноплетеной металлической сетки, поверх которой наложена мелкоплетеная сетка.

Перед началом работы в бачок 8 задают определенное количество сортировки и однородного фильтровального материала (например, мелкозерненого активного угля или диатомита). Затем включают центробежный насос 9 и через кольцевой коллектор 10 перемешивают сортировку с фильтровальным материалом. Затем смесь тем же насосом подается в фильтр до его заполнения и при циркуляции на сетки фильтрующих рамок намывается фильтрующий слой требующейся толщины. Для лучшего распределения смеси по всему объему фильтра служит направляющий козырек 11.

При переключении фильтра на фильтрацию сортировки воздух через пневморегулятор 12 выпускают в атмосферу, а оставшийся в пневморегуляторе воздух во время работы будет находиться под давлением сортировки и соответственно сжиматься. Во избежание самопроизвольного нарушения намывного слоя в случае кратковременного прекращения подачи сортировки обратный клапан 13 автоматически отключает фильтр, а сжатый в пневмо-регуляторе воздух будет давить на сортировку и удерживать намывной слой на фильтрующих сетках.

При регенерации фильтр отключают, а сжатый в пневморегуляторе воздух резко переключают на коллектор 6, сбрасывая давление. Благодаря образующемуся гидротолчку намывной слой спадает с сетки, оседает на дно, откуда периодически отводится в сборник брака.

На обычном водочном производстве сортировка из чанов смешивания поступает в напорные емкости. Из этих емкостей через песочный фильтр водно-спиртовая смесь подается на фильтрацию в угольную колонку (в угольный фильтр) и затем, пройдя через еще один песочный фильтр, собирается в буферных танках.

содержание .. 59 60 61 62 63 64 65