СЛОЖНАЯ ПЕРЕГОНКА БРАЖКИ В СПИРТ

       Если подвергнуть простой (однократной) перегонке водно-спир­товой раствор (или спиртовую бражку) и конденсировать выделяющиеся пары (см. Рисунок 1), то по изме­рению крепости образующегося конденсата можно легко установить, что вначале крепость будет выше, а затем, вследствие умень­шения крепости подвергаемой перегонке жидкости, она будет постепенно падать. Если перегонка не доведена до конца, средняя крепость погона будет все же выше исходной крепости подвергну­того перегонке раствора.

       Из данных табл. 1 можно видеть, что однократной перегонкой всей вводно-спиртовой жидкости (бражки), содержащей 8 % вес. (соответствующих 10 % об.), может быть получен погон крепостью 54 % об. (46,3 % вес.) и для получения спирта крепостью 95,5 % об. требуется провести более пяти повторных перегонок (см. по таблице 1).

Таблица 1.

Содержание безводного спирта в жидкости и парах

            Для укрепления спиртовых погонов ранее прибегали к повторной перегонке их в том же кубе дистилляционного аппарата несколько раз (см. Рисунок 1), а в последствии, с развитием тех­ники перегонки, стали применять несколько кубов, установленных один над другим и соединенных между собой (см. Рисунок 2). Перегоняемую жид­кость загружали в верхний куб, а из нижнего отводили освобож­денную от спирта, отработавшую жидкость. Достижение необходимой крепости одной только повторной перегонкой практически не­целесообразно вследствие длительности процесса и больших затрат тепла. Поэтому для большего укрепления спирта стали устанавливать над кубом, обогреваемым огнем, дефлегматор, в котором часть спиртовых паров конденсировалась и в виде флегмы стека­ла обратно в куб дистилляционного аппарата (см. Рисунок 3).

           Дальнейшим шагом вперед было появление в 1801 г. перегонного аппарата с паровым обогревом, выполненного в виде колонны, разделенной на несколько отделений ректификационными тарелками (см. Рисунок 4).

           Перегонные аппараты, в которых установлены ректификационные тарелки, пред­ставляют собой по существу несколько отдельных простых пере­гонных аппаратов, соединенных вместе. Теоретически на каждой тарелке должен происходить полный обмен компонентами между паровой и жидкой фазами и устанавливаться подвижное фазовое равновесие. Практически такое равновесие не достигается, и его отсутствие при встречном движении жидкой и паровой фаз являет­ся основным условием массообмена и теплообмена на тарелках, т. е. основой процесса ректификации. При соответствующем числе тарелок в результате перегонки можно получить в верхней части колонны пар чистого легколетучего компонента, а внизу — остаток жидкости в виде чистого труднолетучего компонента. Число тарелок в колонне зависит от свойств перегоняемой смеси и требующейся чистоты дистиллята.

          В современных перегонных аппаратах укрепление спиртовых паров достигается при помощи процессов ректификации и дефлег­мации. Многократная повторная перегонка, сопровождающаяся частичным превращением паров в жидкость — конденсацией паров, т. е. ректификация, происходит в перегонном аппарате. Спиртовые пары направляются в специальный конденсатор-дефлегматор, где они частично конденсируются и в виде жидкости, называемой флегмой, стекают в ректификационную (спиртовую) колонну брагоперегонного аппарата. Затем жидкость снова испаряется за счет нагрева спиртовыми парами, образующимися из бражки или водно-спиртовой смеси. Таким образом, внутри перегонного аппарата об­разуется два потока, движущихся навстречу один другому: спиртовые пары, направляющиеся вверх; и бражка или водно-спиртовая смесь, стекающая вниз. Спиртовые пары низкой кон­центрации имеют более высокую температуру кипения, чем сте­кающая обратно флегма, содержащая значительное количество спирта. Поэтому спиртовые пары, выделяющиеся из бражки или водно-спиртовой жидкости, охлаждаются флегмой и частично пре­вращаются в жидкость, но они же доводят флегму до кипения, образуя при этом пары, содержащие больше спирта, чем флегма. Спир­товые пары, проходя снизу вверх по тарелкам аппарата, укреп­ляются, и при переходе с одной тарелки на другую имеют более высокое содержание спирта, чем первоначально, при входе на та­релку. Одновременно с укреплением спиртовых паров бражка или водно-спиртовая смесь по мере движения вниз истощается, отдавая постепенно спирт поднимающимся парам.

          Испарение спирта из потока спиртовой жидкости, стекающей по тарелкам колонны, возможно лишь при соприкосновении спир­товой жидкости с парами, имеющими более высокую температуру кипения и, следовательно, более бедными спиртом. Полное исто­щение спиртовой жидкости может быть достигнуто только с по­мощью водяных паров, не содержащих спирта.