способ обработки растворов этанола в воде

Формула изобретения

Способ обработки растворов этанола в воде активным углем, отличающийся тем, что водный раствор этанола обрабатывают активным углем с объемом микропор 0,3 0,45 см³/г и характеристической энергией адсорбции 25 27 кДж/моль, полученным из синтетического сырья.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам обработки растворов этанола в воде и может быть использовано в производстве алкогольных напитков для улучшения вкусовых качеств водок, коньяков, вин, ликеров, наливок и др.

Известно, что чаще всего для очистки спиртных напитков от вредных примесей (сивушных масел, альдегидов) и улучшения вкуса используют активные угли (Хармут Кинле, Эрих Бадер. Активные угли и их промышленное применение. Л. Химия, 1984, с. 142).

Наиболее близким по технической сущности является способ (взятый нами за прототип) обработки сортировки, включающий пропускание последней через слой активного угля марки БАУ (растительного происхождения) с содержанием золы менее 8% объемом микропор 0,23 см³/г и размерами гранул 1 3 мм (Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М. Химия, 1984, с. 551-555). Основными недостатками способа являются его низкая эффективность, невысокая производительность и малый ресурс работы активного угля вследствие того, что используемый уголь БАУ не обладает развитым объемом микропор, высокой активностью и прочностью.

Задача изобретения заключается в устранении указанных недостатков.

Предметом данной заявки является способ обработки раствора этанола в воде путем контактирования его с активным углем, полученным из синтетического сырья, имеющим объем микропор 0,30-0,45 см³/г и характеристическую энергию адсорбции (E₀) 25-27 кДж/моль.

Отличие от прототипа заключается в том, что водный раствор этанола обрабатывается активным углем из синтетического сырья с объемом микропор 0,3 - 0,45 см³/г и характеристической энергтей адсорбции 25 27 кДж/моль.

Использование для обработки водного раствора этанола активным углем из синтетического сырья с высокой механической прочностью, обусловленной структурой сырья, объемом микропор 0,30 0,45 см³/г и характеристической энергией адсорбции 25 27 кДж/моль, которая является показателем оптимальных размеров микропор, обуславливает высокую скорость адсорбции примесей и адсорбционную способность его, что позволяет существенно повысить производительность, эффективность процесса и ресурс активного угля.

Пример 1. Берут 20 г активного угля, полученного из текстолита, с объемом микропор 0,36 см³/г и E₀ 27 кДж/моль, помещают в 100 мл 40% раствора этанола в воде, содержащего 99 мг/л сивушных масел и 66,4 мг/л альдегидов. Смесь встряхивают на колбовстряхивателе 6 ч, затем отфильтровывают и анализируют полученный раствор. Содержание сивушных масел очистки составляет 4,4 мг/л, а альдегидов 17,6 мг/л (опыт 1 в табл. 2).

Пример 2. 40% раствор этанола в воде с содержанием сивушных масел 4 мг/л и альдегидов 8 мг/л пропускают через колонку высотой 1,9 м, заполненную активным углем из текстолита с объемом микропор 0,36 см³/г, с линейной скоростью 4 м/ч. Всего было пропущено 16 л раствора. Содержание альдегидов после очистки составляет 4,2 мг/л, сивушные масла отсутствуют (опыт 2 в табл. 2).

В табл. 1 представлены сравнительные данные по остаточной концентрации сивушных масел и альдегидов в спирте после обработки его активным углем из текстолитов с различной пористой структурой и E₀. Исходная концентрация примесей в спирте составляла: сивушных масел 247 мг/л, альдегидов 166 мг/л. С целью уменьшения влияния ошибки и демонстрации эффекта очистки был взят специально приготовленный 96% этанол с большими концентрациями примесей.

Для определения характеристик активного угля и эффективности очистки были использованы следующие методики.

1. Измерение изотермы адсорбции на адсорбционно-вакуумной установке с пружинными микровесами (Методическое пособие /Под ред. М.Я. Пулеревича. ЛТИ им. Ленсовета, Л. 1971).

2. ГОСТ 5363-82. Водка. Правила приемки и методы испытаний.

3. ГОСТ 17219-71. Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде.

4. ГОСТ 16188-70. Сорбенты. Метод определения прочности для истирания.

Из табл. 1 следует, что при обработке спирта активным углем с объемом микропор, изменяющимся в сторону снижения, эффективность очистки по сивушным маслам падает, а с возрастанием объема микропор происходит снижение механической прочности и нарастает равновесная концентрация альдегидов. Из данных следует, что наиболее эффективная очистка спирта наблюдается для активного угля из текстолита с объемом микропор 0,3 0,45 см³/г и E₀ 25 27 кДж/моль.

В табл. 2 представлены результаты обработки водных растворов этанола в воде по способу-прототипу и заявляемому способу. Для опытов были взяты реальные 40% растворы этанола в воде, используемые в ликеро-водочной промышленности (в динамике).

Из табл. 2 видно, что по сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет при увеличении производительности в 4 раза повысить эффективность очистки 40% раствора этанола в воде по альдегидам в 2 раза, при этом очистка от сивушных масел идет на 100% (в динамике).

Таким образом, использование заявляемого способа позволяет повысить эффективность очистки раствора этанола в воде и увеличить производительность процесса за счет увеличения объема микропор, а также увеличить ресурс работы активного угля за счет его высокой механической прочности, что в конечном итоге ведет к снижению затрат на производство ликеро-водочной продукции.