Научное обоснование и разработка инновационных технологий пищевого спирта, абсолютированного этанола и биоэтанола

• Автор: Короткова, Татьяна Германовна
• Шифр специальности: 05.18.01, 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 576 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Сырьевая база пищевого, абсолютированного спирта и биоэтанола
1.2 Технологические схемы получения винного дистиллята
1.3 Влияние технологических режимов процессов осахаривания и брожения на качество и выход этилового ректификованного спирта
1.4 Исследование кинетики процесса брожения
1.5 Анализ современных схем брагоректификационных установок косвенного действия для получения пищевого ректификованного спирта
1.6 Основные технологические схемы и приемы переработки послеспиртовой барды
1.7 Энергосбережение при производстве пищевого спирта и кормовой сухой барды
1.8 Области применения абсолютированного спирта
1.9 Методы получения абсолютированного спирта
1.9.1 Получение абсолютированного спирта с помощью связывания воды твердыми водосвязывающими материалами
1.9.2 Получение абсолютированного спирта с применением жидких водосвязывающих веществ (экстрактивная ректификация)
1.9.3 Солевое обезвоживание спирта
1.9.4 Обезвоживание этанола путем испарения воды через мембрану
1.9.5 Другие способы абсолютирования этанола
1.9.6 Обезвоживание ректификованного спирта в паровой фазе на цеолитах

1.9.7 Азеотропный метод обезвоживания этилового спирта
1.9.8 Сравнение основных технологий получения абсолютированного спирта повышенного качества
1.10 Перспективы использования биоэтанола
1.10.1 Производство биоэтанола в России и за рубежом
1.10.2 Экономические и экологические проблемы использования биоэтанола
1.11 Стабильность бензин-этанольных смесей
1.12 Краткие сведения о методах описания фазового равновесия
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований
2.2 Методы исследований
ГЛАВА 3 НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
ИННОВАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
ПИЩЕВОГО СПИРТА
3.1 Исследование зернового сырья, промежуточных и конечных продуктов брагоректификации, а также вторичных продуктов брагоректификации для производства пищевого ректификованного спирта, абсолютированного, в том числе безводного этанола и биоэтанола, выработанных на промышленных БРУ
3.2 Разработка математической модели ректификации с учетом массопередачи в многокомпонентных спиртовых смесях
3.3 Разработка инновационной технологии получения виноградного спирта путем фракционирования с последующим купажированием фракций и ее математической модели
3.4 Развитие теоретических основ адсорбционного равновесия в системе «пар - жидкость - твердое тело» с использованием метода группового и локального состава

3.5 Моделирование и совершенствование процесса брожения при производстве пищевого спирта из продуктов помола зерна пшеницы
3.6 Разработка и внедрение технологической схемы переработки эфиро-альдегидной фракции
3.7 Совершенствование технологии брагоректификации, модернизация действующей БРУ малой мощности с целью повышения качества ректификованного спирта
для крепления вин
3.8 Научное обоснование инновационной технологии пищевого спирта с выходом этилового спирта 99,5 % и разработка математической модели насадочной колонны периодического действия, выполнение конструктивного расчета колонны
3.9 Разработка энергосберегающей технологии совмещенного производства высококачественного пищевого спирта и кормовой сухой барды
ГЛАВА 4 НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ
СОВМЕЩЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
АБСОЛЮТИРОВАННОГО СПИРТА И БИОЭТАНОЛА
ПУТЕМ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СПИРТОВЫХ
И УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ
4.1 Технологические операции подготовки смеси зерна пшеницы, ржи и сорго к развариванию, осахариванию, брожению и производству спирта
4.2 Исследование фазового равновесия в спиртовоуглеводородных смесях
4.2.1 Метод расчета подгоночных параметров модели UNIQUAC по известным параметрам модели UNIFAC
4.2.2 Метод расчета подгоночных параметров модели NRTL
по известным параметрам модели UNIFAC

раемом из ректификационной колонны. Это приведет к снижению выхода ректификованного спирта, так как КПП в данной установке не перерабатывается, а выводится из системы брагоректификации.
Представленный анализ схем основан на производственном опыте и глубоком знании процессов, протекающих в колоннах БРУ. Между тем, необходимо использование математического моделирования и современных методов структурно-параметрической оптимизации. Это требует разработки метода расчета процесса ректификации, обеспечивающего надежную и быструю сходимость вычислений, и входит в задачи настоящей работы.
1.6 Основные технологические схемы и приемы переработки послеспиртовой барды
Согласно Федеральному закону ФЗ-№ 171 производство этилового спирта допускается при условии полной переработки и (или) утилизации послеспиртовой барды [135]. В настоящее время на спиртовых заводах сложилась критическая ситуация с утилизацией послеспиртовой барды, которую на большинстве заводов сбрасывают на поля фильтрации, где происходит загнивание, вызывающее загрязнение атмосферы, почвы и водных объектов. К природной эмиссии метана спиртзаводы добавляют метан с полей фильтрации, усиливая парниковый эффект на планете. УкрНИИспиртбиопродом разработана технология анаэробно-аэробной совместной очистки сточных вод и барды с получением биогаза. Используется метановое сбраживание при pH 7,1-7,6. Имеет место химическое потребление кислорода (ХПК) не более 5600 мг/дм3. Выход биогаза составляет 4000 м3 на 1000 дал спирта [1].
Значительное количество сырой клетчатки (до 20 %) ограничивает ввод зерновой барды, полученной по традиционной технологии, в комбикорма для молодняка сельскохозяйственных животных и птицы из-за наличия микотоксинов, которые возрастают в сухой барде, по сравнению с сырой [175]. Практически в любом руководстве по использованию в кормлении спиртовой барды содержится предупреждение о возможном загрязнении ее микотокси-