Instalație de Rectificare a Amestecului Binar etanol-apă

MEMORIU JUSTIFICATIV

Acest proiect are drept scop rectificarea unui amestec binar de etanol-apă plecând de la o concentraţie de 9 % alcool în tescovină şi ajungând la concentraţia de 95 % în alcoolul brut.

Pentru realizarea operaţiei de distilare în vederea obţinerii concentraţiei de 95% alcool, am ales următoarele etape şi instalaţii de separare:

- de la 9% alcool în plămada fermentată până la 30% în instalaţia de distilare continuă tip INDIS 400;

- de la concentraţia de 30% la 90%, separarea are loc într-o coloană de concentrare.

Pentru încălzirea coloanei am folosit abur cu debitul de 0,0775 kg/h, iar necesarul de apă rece la condensator este de 0,1434 kg/s.

Tescovina fermentată este introdusă pe la partea superioară a coloanei INDIS şi este preîncălzită. Aburul se introduce pe la baza coloanei de distilare. Coloana de distilare este prevăzută cu talere, iar tescovina se scurge prin aceasta cu o viteză constantă, în contracurent cu aburul folosit în procesul de încălzire.

Între coloana INDIS şi coloana de concentrare, avem un condensator pentru a transforma vaporii în lichid, fără ca acesta să fie subrăcit. Distilatul astfel obţinut va intra în coloana de concentrare la temperatura optimă, fără ca acesta să mai fie preîncălzit. Deoarece avem nevoie de a îmbogăţi compusul uşor volatil, o parte se refluxează în coloană pentru a ajunge la concentraţia dorită de alcool etilic.

După metoda Gilliland am aflat numărul de talere teoretice ca fiind 6, iar refluxul de 1,1. La dimensionarea coloanei am aflat următoarele valori: diametrul de 0,568 m, iar înălţimea de 3,9 m cu o distanţă de talere de 150 mm.

Pornind de la datele iniţiale de proiectare şi folosind formule găsite în literatura de specialitate, am dimensionat blaza şi condensatorul.

1. Tehnologia fabricării alcoolului din tescovină

Distilarea şi rectificarea îşi găsesc aplicaţii în industria fermentativă pentru obţinerea de băuturi alcoolice naturale tari şi a spirtului. În realizarea acestui proiect, am pornit de la tehnologia fabricării alcoolului din tescovină.

Fabricarea alcoolului din tescovină se desfăşoară după numeroase scheme tehnologice. Una din aceste scheme tehnologice este cea din figura 1.

Fig.1. Schemă tehnologică de fabricare a alcoolului din tescovină

1.1. Descrierea schemei tehnologice

Alcoolul de tescovină este o băutură alcoolică obţinută prin distilarea tescovinei după faza de fermentaţie.

Tescovina reprezintă subprodusul cu ponderea cantitativă dominantă existentă în industria vinicolă. Aceasta este constituită din resturile solide separate din: mustuiala nefermentată sau din vin, mustuiala fermentată, respectiv pieliţe, seminţe, resturi de ciorchini şi must.

Tescovina rezultată de la prelucrarea strugurilor poate fi: tescovină dulce şi tescovină fermentată. Prima rezultă de la prelucrarea strugurilor albi, iar a doua de la vinificaţia în roşu. Din prelucrarea completă a tescovinei dulci se pot obţine: alcool din tescovină, seminţe(din care se pot extrage ulei şi tanin), tescovina epuizată şi tartrat de calciu(folosit la obţinerea acidului tartric). Tescovina dulce, rezultată de la prelucrarea strugurilor albi, este constituită din particule solide separate de mustuială prin presare, fiind alcătuită din pieliţe, seminţe, fracţiuni şi resturi ale ţesuturilor miezului.

În principiu, tescovina conţine aceleaşi substanţe chimice ca şi strugurii, însă în proporţii diferite. Tescovina dulce conţine pe lângă pieliţe şi seminţe, şi o anumită cantitate de must, iar tescovina fermentată o cantitate relativ redusă de vin explicat prin procesul aplicat şi precipitatelor formate din tartraţi polifenoli, proteine, săruri minerale, substanţe pectice etc.

În funcţie de modul de presare, mustul din tescovină dulce obţinută la presele discontinue reprezintă circa 40% din tescovină şi până la 25 – 30% în cazul folosirii preselor continue; filtrabilitatea ridicată a tescovinei fermentate. Cantitatea de pieliţe raportată la struguri reprezintă 3 – 10% şi deţine în tescovină ponderea cea mai mare, de peste 60%, la care se adaugă seminţele şi resturile de lichid şi ciorchini. În funcţie de tipul de presă folosit la prelucrarea strugurilor, conţinutul în must al tescovinei variază de la cca 0% în cazul preselor şnec, până la 50% în cazul teascurilor clasice.

În ţara noastră, din cele circa un milion tone de struguri/an care se vinifică, pe lângă vin, se obţin 120.000 tone/an tescovină fără ciorchini şi 400.000 hl/an drojdie. Imediat după evacuarea din prese, tescovina se mărunţeşte şi se aşează în vase, în straturi de 30 – 40 cm grosime, care se tasează bine, ultimul strat se izolează cu folii de polietilenă. procedeul administrării de apă în timpul tasării în vederea conservării tescovinei nu poate fi indicat, restricţie cauzată de efectele negative posibile: favorizează unele procese biochimice aerobe ce duc la pierderi cantitative de alcool şi la diminuarea calităţii alcoolului, prin compuşi volatili.