Энергосберегающие технологии

Тайм-аут породил еще вопросы.
Какая температура у спирта должна быть на входе процесса и с какой температурой спирт выходит из процесса выходит?
Для прикидок по применяемому теплообменному оборудованию нужно знать примерный бюджет проекта.

Тайм-аут породил еще вопросы.
Какая температура у спирта должна быть на входе процесса и с какой температурой спирт выходит из процесса выходит?
Для прикидок по применяемому теплообменному оборудованию нужно знать примерный бюджет проекта.
Игорь, 28 Июня 09, 06:47

Техпроцесс предусматривает исп 92-96% спирта  с  темп на  входе  около 10-20 град  в процессе  смешивания с экстрактом спиртовой р-р выд тепло  и темп  будет на вых из проца около 30-40 град.
Деньги (грант) надо выигрывать, сейчас их нет, но возможно получение 250 т.р.  из них на  оборудование можно истратить до 1/3 суммы ост сырьё, подготов затраты, энергия, налоги, з/п, резерв  и пр...
Скажу сразу, что в России своего произв-ва нет (Возможно некоторые фармацевтич комп имеют малые цеха для получ этого актив  в-ва для собств нужд).  А  так  основными  произв  явл США, Германия, Голландия, Дания  соответственно получ  из разного сырья. Средняя  цена  за 1 кг  10 евро.  Ведущие  кондит  фабрики в России потребл  порядка  10 тыс.тонн импорта  в год.

Новатор,
Ну выкатил бы ты нам полные данные, проще думать не абстрактными единицами. какое вещество и из чего извлекаем? Краситель что ли какой то?

Из схемы вроде все ясно.
Для упрощения исходную смесь называю водкой, конечную - спиртом.
Водка из резервуара поступает в конденсатор, подогревается, поступает в дефлегматор, подогревается еще больше, но закипеть не может физически. После этого спускается к рекуператору, в котором закипает или почти закипает. После этого и пар и жидкость попадают между отгонной и укрепляющей частью колонки. Пар идет вверх и обогащается падающей флегмой, жидкость опускается вниз и обедняется поднимающимся водяным паром. До куба доходит вода, полностью освобожденная от спирта и через рекуператор выводится.

Водочный пар проходит укрепляющую часть колонны, обогащается, отдавая воду, и в виде спиртового пара доходит до дефлегматора. Там часть его конденсируется и уходит на питание колонки, а часть отводится в конденсатор и через холодильник отбирается.

Регулировки.
нагрев - по давлению в кубе
подача флегмы - по температуре воды в кубе
подача воды охлаждения - по температуре спирта
байпас (обводная линия) конденсатора - по крепости спирта.


Вопросы?

Да, схемка солидная.По описанию вполне повторибельная(?)
В однои месте не понял.
Выход -змеевик лютерной воды из куба.
Поскольку давление в колонне и кубе эсть, то сначала вытечет
жидкость, затем пар пойдет по пути наименьшего сопротивления,
т.е. через этот змеевик, а не в колонну. Очевидно надо
каким-то образом уровнять давления - сечение трубки змеевика, клапан, етс. ?

Мильен пардонов. Продумывывал это, а когда рисовал - забыл.
Уже исправил.
Система должна состоять из трёх одинаковых колонн с производительностью 1/2 от необходимой. Две колонны работают, третья в резерве.

Ждём что Новатор, скажет?

Из схемы вроде все ясно.
Для упрощения исходную смесь называю водкой, конечную - спиртом.
Водка из резервуара поступает в конденсатор, подогревается, поступает в дефлегматор, подогревается еще больше, но закипеть не может физически. После этого спускается к рекуператору, в котором закипает или почти закипает. После этого и пар и жидкость попадают между отгонной и укрепляющей частью колонки. Пар идет вверх и обогащается падающей флегмой, жидкость опускается вниз и обедняется поднимающимся водяным паром. До куба доходит вода, полностью освобожденная от спирта и через рекуператор выводится.

Водочный пар проходит укрепляющую часть колонны, обогащается, отдавая воду, и в виде спиртового пара доходит до дефлегматора. Там часть его конденсируется и уходит на питание колонки, а часть отводится в конденсатор и через холодильник отбирается.

Регулировки.
нагрев - по давлению в кубе
подача флегмы - по температуре воды в кубе
подача воды охлаждения - по температуре спирта
байпас (обводная линия) конденсатора - по крепости спирта.


Вопросы?
Игорь, 29 Июня 09, 12:18

Вопрос?  будет ли образов на поверхн  флегма  из  пищевого р-ра  т.е.  фруктовой водки состоящей  к  примеру  на 40% из спирта  и 60% сока (или водного экстракта) например апельсинового?
Как я представляю флегмой участники форума называют лёгко кипящие фракции (головы до 80 град) к примеру метанол (здесь его  нет) масла, ароматич углеводороды и пр...  их почти не будет, тем более если и будут какие, то они на 100% пищевые к примеру из апельс сока.
Нужен ли дефлегматор? И будет ли он эффективен в нашем случае?.

В тех цикле отсутст дрожи, нет бродильного проца. Нет распада белков.
Хотя при выпаривании в пищ р-ре /водке/ будет некоторое кол-во растительных белков, а также углеводы, эфирные масла которые будут подвержены денатурации, терм возд-ю больше гидролизу чем распаду или окислению. 
Но повторяю  не  путать с брагой.
Возможно это не меняет сути перегонного процесса?
Может я заблуждаюсь? Я больше биотехнолог чем технарь.  Поясните.

Ждём что Новатор, скажет?
Makovka, 29 Июня 09, 15:38

  из Краснодара

Кстати в Кубанском гос ун-те есть целая кафедра  и  много лет работают  с этим актив вещ-м

  из Краснодара

Кстати в Кубанском гос ун-те есть целая кафедра  и  много лет работают  с этим актив вещ-м
Новатор, 29 Июня 09, 17:10

Новатор, там же написано Краснодар.край, если бы был с Краснодара,то так и написал бы.А учился в Сельхозе\Куб.Агро Универ\ 

Приятно познакомится с творческими образованными, тем более ближ ко мне сосед. А насчёт Краснодарского края.Так мы Россия а не мистечковая Европа поэтому мыслим шире правда живём хуже.

Никакой путаницы с брагой нет. Всё нарисовано по представленным условиям - на входе водка 40%, на выходе спирт градусов 95-96.
Вижу, нужно начинать с азов. Речь идет о ректификации бинарной смеси. У нас только спирт и вода. Ни о каких примесях мы не знаем.
Для того, чтобы укрепить спиртовые пары, необходимо провести ректификацию, а для этого нужно часть пара, пришедшего в верхнюю зону колонны, сконденсировать и отправить обратно на насадку. Эту часть называют флегмой И её должно быть минимум вдвое-втрое больше, чем отбираемая часть.
При жидкостном отборе состав флегмы и отбираемого продукта не отличаются ничем, при паровом отборе (как в этой схеме) отбираемый пар на одну ступеньку крепче возвращаемого дистиллята.
Если дистиллят не возвращать, не получится ни укрепить пары до нужного градуса, ни освободить сливаемую воду от спирта.

Можно три раза перегнать на простом перегонном аппарате, но крепости выше 90-92 градуса получить сложно. И уж если речь идет о сберегающих технологиях, такой способ совсем не пойдёт. Будет перерасход ресурсов и потери спирта.

Если в исходной "водке" будут содержаться эфиры или другие летучие вещества, нужно определьться с вопросом - есть ли необходимость отделения их от спирта, или их наличие в спирте допустимо.
Дело в том, что если речь идет только об укреплении "водки" до почти спирта, дстаточно иметь примерно по 10 тарелок выше и ниже ввода сырья в колонну, а если нужно отделение эфиров, верхняя часть должна иметь другую конструкцию.
Или нужно предусматривать отдельную разделительную колонну.

Вот видите - обязательно нужен курс молодого бойца.

Вопрос?  будет ли образов на поверхн  флегма  из  пищевого р-ра  т.е.  фруктовой водки состоящей  к  примеру  на 40% из спирта  и 60% сока (или водного экстракта) например апельсинового?
Новатор, 29 Июня 09, 17:06

А в чем задача? Какая конечная крепость? Какие условия: дома или в производстве? Доступность оборудования?

Поясню: отбить более-менее высокомолекулярную органику гораздо проще обычной ультрафильтрацией, установок сейчас миллион. И никакой температуры, гидролиза, новообразования примесей. Крепость при этом и низкомолекулярные примеси, включая высшие спирты (сивушные) и кислоты, естественно, сохранятся.

Значительно хуже обстоит дело с эфирными маслами. Они отделяются очень паршиво, если запах есть, то он останется и в готовом продукте. Не поможет даже многократная ректификация. Эта тема уже поднималась, были предложены методы борьбы, опробованные на практике. Вопрос же не в летучести спирта и масел, а в интенсивной органолептике последних (мал клоп, да вонюч). Ректификация и перегонка - это не аналог фильтрации: это проходит, а это нет. Летит все, только одни соединения (спирт) интенсивнее, а другие не так шустро и чистота спирта повышается.

Нет распада белков.
Новатор, 29 Июня 09, 17:06

А что фруктовый сок - это раствор углеводов и эфирных масел? Не верится.

Как я представляю флегмой участники форума называют лёгко кипящие фракции (головы до 80 град) к примеру метанол (здесь его  нет) масла, ароматич углеводороды и пр...  их почти не будет, тем более если и будут какие, то они на 100% пищевые к примеру из апельс сока.
Новатор, 29 Июня 09, 17:06

Слово флегма (от греч. phlegma – слизь, влага, жар, огонь) употребляется уже в 1358 г. известным алхимиком Ортолоном. Под флегмой понимали то, что не сгорает; дефлегмация – освобождение спирта от флегмы (мокрой, несгорающей части водно-спиртовой жидкости). Алхимики создали своеобразную теорию перегонки, согласно которой повышение крепости продукта достигалось действием огня. Это заблуждение помешало развитию процесса перегонки, так как конструкторы аппаратов стремились не допустить охлаждения паров. Этот ошибочный взгляд надолго замедлил введение дефлегмации и удержался почти до XVIII в.

В современном понимании дефлегмация состоит в том, что выходящий из куба пар предварительно частично конденсируется в специальном теплообменнике – дефлегматоре и полученный при этом конденсат (флегма) возвращается в куб, а оставшаяся часть несконденсированного пара поступает в холодильник, где конденсируется, образуя дистиллят. Поскольку при испарении пары обогащаются спиртом, то при обратном процессе - конденсации, наоборот уходит в первую очередь вода, а пары укрепляются.

Описанная схема традиционно применялась в примитивных перегонных аппаратах фракционной перегонки. С возникновением ректификации столкнулись с необходимостью обеспечить на тарелках контакт пара и жидкости. Вот в качестве этой жидкости и выступает флегма (питание жидкой фазой). Тут уже намного проще для осуществления регулировки процесса конденсировать всю массу пара и потом делить на возвратную флегму и собственно конденсат. Как раз такая схема и реализована в большинстве описанных здесь колонн. Да, укрепления паров нет, но при большом количестве контактных устройств, оно и не надо, зато легко регулировать простым подсчетом капель.

Академику  экспертизу процесса должен делать Член-кор  и такая оценка для тебя будет более весомой чем от лица (образ. Астр. Техн. Ин-т рыб. Пром-ти. Спец: «Ихтиология и рыбоводство»)  не изучавшего  материаловедение, сопромат.
Правда доп квалиф-я  метролог теплотехнических, позже физикохимических  измерений очень помогает при разработке технологий. 
Субъективно представляется, что это должно работать.  Но для дальнейшего продолжения обсуждения (во избежании пустого сотрясения воздуха)  необходимо, пока ориентировочно  представить  расходы  в рамках вышеуказанного скудного гранта (1/3 от 250 т.р.) на изготовление  установки регенерации спирта производительностью (круглосуточно)  не менее 15 л/ч или по-сменно (циклично) 50л/ч. 
Как по твоему хватит ли средств для требуемой производительности?

Подобными технологиями, т.е. переработкой отходов после получения ароматных спиртов в ликероводочном производстве (хвостовые и головные фракции) на периодической установке с регулярной насадкой занимается Питерский ФГУП "Российский центр "Прикладная химия". Колонна позволяет из подобных очень вонючих отходов получить спирт "Люкс". Умещается в одноэтажном здании ОАО Кристалл г. Калуга. Короче к ним и надо обращаться.

Если выход на указанные объемы ректификации предусматривается не сразу, а постепенно, можно сделать систему не из трёх колонн, а например из шести. Тогда в рамках стартового гранта можно сделать три колонны, а потом, после старта проекта и получения первых доходов, направить их на расширение. Ибо деньжат - порядка 3-х тысяч долларов - на мой взгляд хватит в лучшем случае на материалы этих колонн. Какие-то узлы можно сделать общими, что даст некоторую экономию. Но на разработку и изготовления системы автоматизации, без которой непрерывный процесс немыслим, наверное денег не хватит.
Когда я спрашивал о финансах, я задался вопросом возможности применения эффективных пластинчатых теплообменников вместо нарисованных мной змеевиков. Один такой теплообменников (из тех, что я применяю на работе) стоит порядка 150 долларов. Можно поискать и подешевле. Короче говоря, покумекаю еще.

Это что, новая мода такая, за мелкие деньги промышленное оборудование получать?

Поясню: отбить более-менее высокомолекулярную органику гораздо проще обычной ультрафильтрацией, установок сейчас миллион. И никакой температуры, гидролиза, новообразования примесей. Крепость при этом и низкомолекулярные примеси, включая высшие спирты (сивушные) и кислоты, естественно, сохранятся.

Конечно лучше использовать  ультрафильтрацию,  но в усл  мизерного финанс-я  установки где высокие треб к прочности, а также  создание  значительных давлений, дорогие расх  мат-лы и  пр…  пока для малого бизнеса, малых цехов не рентабельны.
Конечно энергетически это наиболее выгодно, а также главное сохр. Нативные свойства биологически активных вещ-в.

В нашем случае  при выделении  акт вещ-ва  из вод. Экстракта к послед  приб. 96% этанол, а после  выделения  получаем  тот же экстракт без акт вещ-ва но с конц спирта 40-50%.  Надо отход (экстракт) обеспирить, (не сливать же водку в канализ!) а спирт сконцентрировать до 92-96% для повторения проца.

Для лиц интерес ультрафильтрацией    приведу практический  положительный пример использования обратного осмоса.  У нас в Астрахани есть  свой вино-водочный з-д, который под крылом губиннатора спирт не свой а с Мордовии или из Мари-Эл чистят активированным углём  водка низкого качества, что не мешает ему с виноводочных салонов ежегод привозить кучу  медалей (естественно за чёрную икру).
Нашёлся некий г-н Смирнов  построил стекольный  з-д и  в 2003г свой спирт завод, купил в Германии установку обратного осмоса  получил и очистил собственный спирт.  Водку назвал Смирновская, что создал реал конкур губиннаторскому  з-ду.  Помню, что спирт он привозил на анализ к нам в Центр стандартизации и метрологии.  В начале завпищлаб  не могла понять ошибок анализов. Потом на совещании пришли к выводу, что наш  спирт- эталон  хуже производственного спирта принесённого для сертификации.  Сотрудники Госстандарта привыкшие работать с эталонными образцами не могли себе этого представить.  Сейчас местной  Смирновской водки нет, хозяин спиртзавода сидит, якобы за мошенничество с кредитами Сбербанка.

Нефигассе - положительный опыт! Обратный осмос привел человека в тюрьму...

Это что, новая мода такая, за мелкие деньги промышленное оборудование получать?
Rudy, 29 Июня 09, 21:02

Не промышленное а кустарное оборудование для  мелкотоварного произ-ва,
собранного своими силами в рамках малобюджетного фин-я.  Это стало возможно  в связи с появлением  широкого ассортимента инструмента и материалов, чего раньше не было, а также появления программы по поддержке малого пред-ва.  Да денег  мало, а их миллиардов мало и олигархам. За большие деньги и дурак создаст производство.  Да кстати Руди  чем больше ты запрашиваешь денег, тем больше себе наживаешь проблем.  Если это банк, то жёсткие сроки возврата кредита и процентов тебе не дадут спать и сделают неврастеником, есть риск лишится имущества с молотка.  Если это Инвестор  то кроме пятаков перед глазами он ничего не видит он ведь бизнесмен – реализация, прибыль,  ещё прибыли и срочно надо окупить вложенное, в противном случае он избавится от наёмного директора и поставит своего. 
Нет уж лучше маленький безвозмездный грант, чем большие обязательства.
Да кстати наверно слышал малые предприятия, малые цеха, (отчётность раз в год), есть даже в Госстатистике  форма по микропредприятиям.