При виробництві ректифікованого етилового спирту по зазвичай використовуються трехколонной технологічній схемі в якості дистиляту продукту другої (епюраційні) колони виходить головнаяефіроальдегідная фракція (ЕАФ).
Фракція містить в своєму складі етиловий спирт (не менше 92% об.), А також цілий ряд летких компонентів, які надають їй характерний запах і колір. Основну частку домішок становлять альдегіди, в т.ч. ненасичені.
Існують варіанти технологічних схем, згідно з якими ЕАФ піддається додаткової ректифікації з метою максимального вилучення з неї етилового спирту. Тогдаефіроальдегідная фракціяполучается в максимально концентрованому вигляді. Але в даний час такий концентрований продукт не знаходить раціонального застосування і в основному спалюється, що з екологічної точки зору є не кращим варіантом.
Найчастіше на виробництві практикують повернення ЕАФ, як спиртовмісної продукту, в бродильне виробництво на змішання з бражкою. Цей технологічний прийом, на жаль, веде до збільшення вмісту домішок в бражці і, в кінцевому рахунку, до збільшення їх вмісту в харчовому етиловому спирті. Тому, технології переробки ЕАФ в самостійну товарну продукцію технічного призначення безсумнівно, актуальні, екологічно і економічно обгрунтовані.
В якості такої продукції в першу чергу привертають увагу денатуровані спиртові рідини, які могли б замінити харчовий спирт в багатьох областях застосування: в ветеринарії, техніці, парфумерії та ін.
В процесі зброджування меляси сторонніми видами мікроорганізмів в бражці утворюються в тій або іншій кількості карбонові кислоти - оцтова, пропіонова та ін. З бражки вони отгоняются разом зі спиртом. Наявність вільних карбонових кислот в спиртовому середовищі призводить в кінцевому підсумку до утворення складних ефірів, в основному - Метилацетат, Метілпропіоната, етілформіат, етилацетату, етілпропіоната.
- По-перше, альдегіди, особливо ненасичені, є продуктами хімічно нестійкими: при зберіганні і застосуванні будуть неминуче піддаватися спонтанного окислення молекулярним киснем, а ненасичені, крім того - процесам димеризации і полімеризації з утворенням смол. Наслідком цих процесів буде нестабільність якості спиртовмісної рідини в часі, що неприпустимо для товарного продукту.
- По-друге, ацетальдегід, і ненасичені альдегіди роблять сильний подразнюючу дію на слизові оболонки, викликаючи сльозотеча.
Нами був запропонований і реалізований один з можливих варіантів переробки ЕАФ в стабільний продукт - конверсія альдегідів в стійкі компоненти, присутність яких в спиртовмісної рідини є прийнятним з точки зору її подальшого застосування.
Принципова схема блоку хімічного окислення ефіроальдегідной фракції
Кінцевими продуктами окислення альдегідів є карбонові кислоти, які в спиртовому середовищі перетворяться в складні ефіри. Присутність складних ефірів в спиртовмісних рідинах більш прийнятно, ніж присутність альдегідів.
Ефіри, не володіючи настільки сильним подразнюють слизові оболонки, є фізіологічно більш безпечними сполуками і з цієї причини не погіршують загальних токсикологічних показників продукції. Деякі складні ефіри, наприклад етилацетат і діетилфталат, внесені в список дозволених до застосування денатуруючих добавок для етилового спирту. Складні ефіри нижчих карбонових кислот дають з етиловим спиртом азеотропні суміші, що унеможливлює їх поділ простий разгонкой і надійно перешкоджає використанню хімічно переробленої ЕАФ для отримання харчових продуктів.
Для видалення альдегідів технологічно привабливими представляються способи їх ініційованого гемолитического окислення молекулярним киснем в рідкій фазі.
Нами в якості ініціатора даного процесу була застосована концентрована перекис водню. Перекис водню - нетоксичний продукт, який застосовується в медицині, сільському господарстві, харчовій промисловості і т.д. Так як реакція взаємодії ацильного радикала з киснем екзотермічну (84 кДж / моль), окислення домішок протікає без енергії активації при нормальний умовах.
Процес був реалізований в проточному турбулентному реакторі пульсационного типу, в який в потік ефіроальдегідной фракції на кожному ступені подається задана розрахункова порція окислювача і повітря.
За триразовий рецикл реакційної суміші вдалося домогтися зниження вмісту альдегідів до 0,02% (початкова їх концентрація вЕАФравняется 0,508%, що в перерахунку на оцтовий альдегід становить 9,1 * 10 -2 моль / л). При цьому окислений продукт набуває характерного «складноефірний» запах і стає практично безбарвним. Останнє свідчить про конверсію ненасичених альдегідів, що містять хромофорні угруповання О = С-С = С-.
Отриманий в результаті хімічної обробки спиртосодержащий продукт має як самостійне застосування, так і може служити в якості вихідної основи для отримання нових препаратів технічного призначення.
Процес є екологічно безпечним, тому що не супроводжується утворенням будь-яких відходів виробництва (рідких, газоподібних або твердих). Продукт не вимагає додаткових операцій виділення, очищення і може бути безпосередньо використаний як товарний продукт стабільної якості.
