Proiect la operații unitare - rectificarea unui amestec binar de etanol-apă

I.Distilarea şi rectificarea

1.Introducere

Acest proiect are drept scop rectificarea unui amestec binar de etanol-apă plecând de la o concentraţie de 6% alcool şi ajungând la concentraţia de 76%.

Pentru realizarea operaţiei de distilare în vederea obţinerii concentraţiei de 96% alcool,se parcurg următoarele etape şi instalaţii de separare:

- de la 6% alcool în plămada fermentată până la 30%,distilarea are loc în instalaţia de distilare continuă tip INDIS 400;

- de la concentraţia de 30% la 76%,separarea are loc într-o coloană de concentrare,

Prin distilare se înţelege,totalitatea modalităţilor de separare a componentelor unui amestec lichid omogen bazate pe diferenţa dintre temperaturile de fierbere ale componenţilor, temperaturi cărora le corespund şi presiuni de vapori diferite.

Distilarea se realizează industrial într-o mare varietate de moduri de operare:

-distilarea simplă;

-distilare fracţionată;

-antrenare cu vapori;

-rectificare;

-distilare azeotropă;

-distilare moleculară.

Prin distilare simplă se lucrează în industria băuturilor,în timp ce rectificarea şi fracţionarea se aplică în industria spirtului.

În procesul de distilare şi rectificare,separarea şi condiţiile separării depind de relaţiile dintre faza lichidă şi faza de vapori a sistemului caracterizat prin echilibrul lichid-vapori.

Distilarea azeotropă este una dintre operaţiile frecvent întâlnite în industria fermentativă. De fapt,rectificarea este o distilare azeotropă care face posibil,în condiţii economice,unele separări care,prin distilare obişnuită,sunt imposibil de realizat.

Principiul distilării azeotrope este mărirea volatilităţii relative a componentelor care trebuie separate prin adăugarea unei substanţe lichide adecvate în coloana de rectificare (antrenant).Antrenantul se elimină din coloana ca amestec în una din fracţiunile de distilare şi apoi este recuperat pentru a fi din nou utilizat.

Prin rectificarea obişnuită a amestecului etanol-apa,se obţine alcool etilic cu concentraţia maximum de 95,5% masa sau 97,2% volum,datorită fenomenului de azeotropie.La aceasta concentraţie se formeaza un amestec binar care se comporta ca o substanţă pură,distilând la o temperatură de 78,15oC.

2.Distilarea şi rectificarea

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.

Prin distilare se înţelege,în sens larg,totalitatea modalităţilor de separare a componentelor unui amestec lichid omogen bazate pe diferenţa dintre temperaturile de fierbere ale constituienţilor,temperaturi cărora le corespund şi presiuni de vapori diferite.La temperatura de fierbere a amestecului,componentele mai volatile vor avea presiuni de vapori mai mari, deci se vor găsi în faza de vapori în concentraţii mai mari decât în faza din care au provenit.

Vaporii astfel îmbogăţiţi,prin condensare formează distilatul,iar lichidul,condiţionând componentele greu volatile-reziduul.

Distilarea este o operaţie dublă,de fierbere parţială a amestecului şi de condensare a vaporilor formaţi.