Как устроен спиртзавод
Когда мы читаем в интернете статьи о спиртзаводах, написанные рекламщиками-копирайтерами, которые ни разу своими глазами не видели подобного оборудования, нам трудно сдерживать улыбку по поводу содержания этих «шедевров». И мы решили силами наших инженеров и технологов написать несколько статей о выборе и покупке спиртзавода, чтобы у начинающего самогонщика, винокура была некоторая отправная точка, структурированная информация, имея которую он мог бы быстро сориентироваться в этой сфере.
Производство спирта – достаточно популярная область, поскольку сахаросодержащие и крахмалосодержащие отходы часто являются побочным продуктом пищевых производств, а пищевые или технические спирты достаточно востребованы в различных отраслях. Покупка спиртзавода — отличная инвестиция. Частные спиртзаводы позволяют эффективно переработать сырье и получить спирт либо для собственных нужд предприятия, либо на продажу. Отрасль является лицензируемой, но мы в компании Смирнов имеем опыт в производстве спиртзаводов более 7 лет и можем оказать всю необходимую поддержку с оформлением разрешительной документации. Примеры оборудования компании Смирнов — спиртзавод на 100 литров в сутки (периодического действия) или более производительный спиртзавод непрерывного действия — на 150 литров в сутки.
Получение чистого спирта (Альфа спирта) происходит в два этапа. Первый этап — получение спирта-сырца на непрерывной бражной колонне (НБК) из браги – раствора сахаросодержащих веществ, пищевых отходов, которые дрожжевыми бактериями перерабатывается в спирт. Также возможно приготовление браги из крахмалосодержащего сырья, в котором крахмал превращается в сахара при помощи ферментов, содержащихся в пророщенном зерне или другими способами, например при помощи кислот. Обычно после правильной переработки браги на НБК получается спирт-сырец (СС) с крепостью 60-65 градусов. Градусы примерно равны так называемым «оборотам», которые часто указываются на этикетках алкоголя.
На втором этапе происходит переработка спирта-сырца в товарный спирт методом ректификации (температурном разделении на фракции) на ректификационной колонне. Конечный продукт, товарный спирт бывает разных классов, которые описаны в ГОСТ Р 51652-2000. Самые распространенные классы конечного продукта – Альфа, Люкс и Экстра. Далее по убыванию качества идут спирт базис, спирт высшей очистки, спирт 1-й сорт.
Миниспиртзавод производства компании «Смирнов»
Наиболее значимой характеристикой товарного спирта является содержание ядовитого метанола. Альфа спирт является продуктом высочайшего качества, производится только из пшеничного или ржаного зерна и используется в производстве элитного алкоголя. В соответствии с ГОСТ Р 51652-2000, в спирте Альфа допускается содержание метанола не более 0,003 %. В сортах Люкс и Экстра – до 0.02% (в 10 раз больше). Основные параметры классов очищенного спирта приведены ниже в таблице.
| Спирт Альфа | Спирт Люкс | Спирт Экстра | |
| Метанол, % | до 0,003 | до 0,02 | до 0,02 |
| Массовая доля сложных эфиров, мг/дм3 | до 10 | до 5 | до 10 |
| Массовая доля свободных кислот, % | до 12 | до 8 | до 12 |
Что такое спиртзавод? Это комплекс оборудования для переработки спиртосодержащего сырья в товарный спирт разных классов — питьевые спирты или технические. Технические спирты отличаются от пищевых значительно более высоким содержанием ядовитых веществ, часто подкрашиваются и денатурируются добавками, имеющими неприятный вкус.
Оборудование для получения спирта сырца представляет собой парогенератор непрерывного действия (непрерывный парогенератор, НПГ) с блоком управления, перистальтический насос с точной регулировкой подачи браги в непрерывную бражную колонну (НБК) и дистиллятор с предподогревом браги и охладителем выходящего спирта-сырца.
Если подавать брагу без предподогрева (насосом из бражной емкости сразу в колонну) то часть энергии пара в колонне расходуется на её нагрев. С подогревом брага попадает в НБК уже нагретой примерно до 70 °C, что увеличивает производительность системы.
Парогенератор непрерывного действия (ПНД) — это парогенератор, в который по мере выкипания автоматика добавляет воду до необходимого уровня, обеспечивая непрерывную работу.
Как происходит первый этап производства спирта – получение спирта-сырца из браги?
Из емкости при помощи перистальтического насоса мы подаем брагу или другую спиртосодержащую жидкость в дистиллятор с предподогревом. В дистилляторе вышедшие из колонны пары спирта сырца охлаждаются и конденсируются, отдавая тепло браге, идущей из емкости в колонну. После теплообмена в дистилляторе нагретая брага попадает в непрерывную бражную колонну сверху и начинает стекать вниз по «тарелкам». Парогенератор непрерывного действия подает горячий пар в колонну снизу. В процессе встречного движения пара и браги, через «тарелки» колонны, пар «выбивает», испаряет спирты из «бурлящей» браги. Спиртовые пары поднимаются вверх и далее поступают в дистиллятор и конденсируются, причем частично — за счет нагрева поступающей из емкости браги естественной температуры. И также пары спирта конденсируются за счет принудительного охлаждения дистиллятора проточной водой.
После того как брага «пробулькала» по всем тарелкам сверху вниз, на выходе из колонны в нижней части она нагревается до 100 градусов (температура пара из парогенератора). Там стоит специальный термодатчик, который позволяет видеть, что брага нагрелась до 100 градусов. Это означает, что спирта в ней не осталось, и дальше через специальный узел утилизации брага уходит в канализацию.
Второй этап — это ректификация спирта-сырца и выделение чистых фракций товарного спирта.
Непрерывная ректификация используется на производствах крупного промышленного масштаба. Обычно в таком случае исключают первый этап и реализуют процесс производства в двух спаренных колоннах. Высота таких колонн достигает 4 метров, производительность – в среднем 250-300 литров спирта класса Альфа в сутки. Это сложные процессы, подобные установки имеют несколько узлов отбора, где соответственно отбираются разные спиртовые фракции, в том числе — и узел отбора пищевой фракции. Как правило, это сложные и дорогостоящие установки. Мы можем производить подобные установки на заказ.
Средний сегмент, который будет достаточен для большинства промышленных потребителей – ректификационные установки периодического действия. Мы производим спиртзаводы и установки периодической ректификации различной производительности — от 4 литров в час до 12 л в час с ректификационными колоннами диаметром от 3 дюймов до 6 дюймов. То есть примерно до 150 мм.
Оборудование для ректификации состоит из перегонного куба, ректификационной колонны, дефлегматора с димротом, узлы возврата, распределения флегмы (орошения), отбора, доохладителя, приемной емкости.
На выходе из узла отбора ставится кран тонкой регулировки для настройки скорости выхода спирта и соленоидный клапан, который под контролем автоматики предотвращает попадание хвостовых фракций (изоамилольной в том числе) в отбор товарного спирта.
Нижний узел отбора, который устанавливается между кубом и ректификационной колонной, нужен для того, чтобы отобрать изоамилольную фракцию раньше, чем она попадет в ректификационную колонну, либо уменьшить ее концентрацию в кубе.
Мы можем к достаточно производительным спиртзаводам предоставить автоматику цифрового поколения «Церера» для производства спирта. Автоматика следит за процессом ректификации, рассчитывает объем головных фракций, объем тела и время переключения. Также она переключает клапана и регулирует подачу спирта, следит за всеми температурами в ректификационной колонне, в нижнем узле отбора, наверху на входе в колонну, в кубе. Автоматика настраивает оптимальный режим отбора спирта, высчитывает время отбора, подает сигнал, когда пора заменить жидкость в кубе на свежую. Высчитывает объёмы спирта, который должен получится в процессе перегонки, подает сигналы оператору, какие емкости под какие шланги поставить. Также автоматика работает с непрерывной бражной колонной, следит за уровнем воды в парогенераторе, подает нужную мощность, следит за температурой внизу непрерывной бражной колонны, чтобы брага выпарилась полностью. Управляет перистальтическим насосом. Также контролирует контур безопасности — датчики разлива, перегрева, аварийного останова. Через приложение на планшете можно удалённо мониторить происходящий процесс.
Как считается производительность ректификационной установки?
В среднем ректификационная колонна работает порядка 20 часов в сутки, из этих 20 часов порядка 10 часов идет отбор товарного спирта. То есть если заявленная мощность 12 л в час — это значит, что в сутки колонна работает 10 часов с производительностью 12 л в час. Остальные 10 часов она тратит на концентрацию и отбор головной фракции. Скорость отбора головной фракции у колонны с производительностью 12 л в час порядка 10% = 1.2 л в час. Под такую колонну мы рекомендуем куб с термоизоляцией объемом 350 л. Под колонны 3 и 4 дюйма мы рекомендуем кубы (можно без термоизоляции) объёмом 180-200 л.
Высота первой ступени переработки спиртсодержащего сырья – около 3 м. Если речь идет о качественной и мощной ректификации, высокопроизводительной 4-6 дюймовой колонне, то высота насадочной части ректификационной колонны может составлять до 2 м. Соответственно, если у вас стоит 320-350 литровый куб высотой 1.4 метра + 2 метровая колонна + дистиллятор с узлом отбора, то всего для спиртзавода может потребоваться высота потолков до 4 метров.
