Способ получения спирта

 

Изобретение относится к производству спирта с различными добавками. Способ получения спирта включает в себя подготовку сырья, сбраживание, ректификацию. На стадии ректификации на входе или выходе колонны окончательной очистки дозированно вводят водно-спиртовые экстракты биологически активных веществ из растительного сырья и/или денатурирующие вещества, или душистые вещества, или растворы органических люминофоров. Изобретение позволяет эффективно контролировать процесс изготовления и расхода спирта.

Изобретение относится к биотехнологической промышленности и касается производства спирта, содержащего различные добавки.

Этиловый спирт широко используется в различных отраслях промышленности. Так, в фармацевтической промышленности этиловый спирт применяется для приготовления растворов лекарственных веществ для внутреннего и наружного употребления, для получения спиртовых извлечений из растительного сырья (настойки, экстракты).

Спиртосодержащие извлечения из растительного сырья готовят на 20-70% спирте, почти все они темноокрашенные жидкости, часто содержащие взвесь (Муравьев И.А. Технология лекарств. М., Медицина, 1971 г., с. 195, 202).

Как правило, при их смешивании с крепким спиртом образуется опалесценция, даже выпадает осадок.

Этиловый спирт также широко используется в косметической промышленности в качестве основного компонента парфюмерно-косметических изделий: одеколона, туалетной и душистой воды, духов, входит в состав кремов, лосьонов, шампуней, дезодорантов (Войцеховская А.Л., Вольфензон И.И. Косметика сегодня, М., Химия 1991, с. 150).

Водимые в эти изделия целевые добавки специально растворяют в спирте. Сюда относятся такие компоненты, как душистые вещества, пищевые ароматические эссенции, фиксаторы запаха, денатурирующие вещества, а также вещества вспомогательного назначения и др.

Все эти вещества вводят в спирт или раствор спирта отдельной стадией технологического процесса.

В спиртовой промышленности для получения денатурированного спирта в этиловом спирте растворяют различные химические вещества, причем для общей денатурации спирта в качестве денатурантов используют пиридиновые основания, кетоновое масло, скипидар и другие вещества с неприятным, резким запахом (Фертман Г. И. , Тимошенко В.Д. Техно-химический контроль ликеро-водочного производства, Гизлегпищепром, 1953 г., с. 281).

Для денатурации спирта с целью контроля его производства и расхода в спирт вносят денатурирующие вещества в низких концентрациях. Часто для этих целей используют те же химические вещества, которые уже используются в производстве. Например, в настоящее время в парфюмерно-косметической промышленности используются следующие соединения: кротоновый альдегид, диэтилфталат, уксусный альдегид, диэтиловый эфир, которые относят к денатурирующим веществам (Постановление Правительства РФ N 732 от 09.07.98 г.). С этой же целью используются органические люминофоры, благодаря которым спирт приобретает свойство флуоресцировать.

В пищевой промышленности применяют в качестве ароматических эссенций спиртовые растворы, содержащие: - коричный альдегид, этилацетат, этилбутират, дифениловый эфир, диэтилмалонат и др. (Шулов Л.М., Хейфиц Л.А. Душистые вещества и полупродукты парфюмерно-косметического производства, Справочник под ред. С.А. Войтковича, М. , Агропромиздат, 1990 г., с. 51, 74, 75, 154).

Недостаток всех указанных способов приготовления спиртовых растворов заключается в том, что они осуществляются в виде отдельной операции технологического процесса в каждом производстве.

Кроме того, во всех этих способах трудно контролировать продвижение используемого спирта и его расход.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения спирта, включающий подготовку сырья к брожению, сбраживание и ректификацию. При этом получают спирт концентрированный 96% (Технология спирта. Под ред. Смирнова А.А., М., Легкая и пищевая промышленность, 1981 г., с. 3, 277-279, 307-334).

В настоящее время намечается тенденция производить спирт для конкретных видов продукции, то есть уже содержащий те или иные целевые добавки.

Задача изобретения - разработать способ, позволяющий промышленным путем получать концентрированный спирт с различными добавками, используемыми в фармацевтической, косметической и пищевой промышленности, бытовой химии.

Задача изобретения реализуется предлагаемым способом, который включает в себя подготовку сырья, сбраживание и ректификацию, причем на стадии ректификации, на входе или выходе колонны окончательной очистки дозированно вводят водно-спиртовые экстракты биологически активных веществ из растительного сырья и/или денатурирующие вещества, или душистые вещества, или растворы органических люминофоров.

Кроме того, могут одновременно вводиться денатурирующие вещества и биологически активные вещества из растительного сырья.

Пример 1. Получение "состава биоженьшеневого".

Отходы лесопиления и деревообработки - щепа и опилки хвойных и лиственных пород массой 420 тонн загружают в аппараты для гидролиза и заливают раствором серной кислоты. В результате прогрева под давлением происходит гидролиз сырья и после отделения лигнина получается около 3800 тонн гидролизата. Затем происходит испарение гидролизата и инверсия сахаров. На следующей стадии гидролизат, имеющий кислую среду (pH 1,2-1,8), нейтрализуют известковым молоком и аммиачной водой, доводя pH до 4,1-4,5, и затем отстаивают и охлаждают.

Превращение содержащихся в полученном сусле сахаров в этиловый спирт производят путем сбраживания сусла, в результате чего получают около 3200 тонн полупродукта с объемной концентрацией этанола 1,1-3,5%.

Очистка бражки производится на следующей стадии производства - ректификации и осуществляется с помощью ряда очистных колонн. На этой стадии производства на линии питания метанольной колонны дозированно подают 8,6 кг 20% настоя биоженьшеня. В процессе работы колонны пары метилового спирта поступают в дефлегматор, а в нижней части колоны происходит отбор 28 тонн готового продукта - "состава биоженьшеневого".

20% настой из биомассы женьшеня, используемый для получения состава биоженьшеневого, представляет собой коричневую жидкость со специфическим запахом, с массовой долей сухих веществ не менее 4% и массовой долей СГФ не менее 0,2%. Сумма экстрактивных веществ биоженьшеня, включающая кроме СГФ (тритерпеновые гликозиды) полисахариды, фенольные соединения и т.д., оказывает благоприятное, тонизирующее действие на кожу и находит широкое применение в косметической промышленности. Аналогичным образом готовят растворы БАВ других растений: элеутерококк, крапива, левзея. Дозированно вводят их экстракты в этиловый спирт в процессе его изготовления.

Пример 2. Приготовление "состава биоженьшеневого" - модификация "денатурированная".

Осуществляется аналогично примеру 1, но дополнительно вместе с настоем биоженьшеня на входе с метанольной колонны подают 28 кг денатурирующей добавки - диэтилфталата.

Диэтилфталат, входящий в данный состав, представляет собой высококипящую жидкость, трудно отделяемую от спирта обычными химическими методами, в силу чего используется в качестве денатурирующего вещества.

Добавление диэтилфталата в "состав биоженьшеневый" позволяет контролировать прохождение данного продукта и его расход.

"Состав биоженьшеневый" модификация "денатурированный" представляет собой подвижную легковоспламеняемую бесцветную жидкость с характерным спиртовым запахом, имеющую следующие показатели качества: - объемная доля этилового спирта - не менее 95%; - массовая концентрация сивушного масла - не более 4 мг/дм³; - массовая концентрация кислот - не более 15 мг/дм³; - массовая концентрация диэтилфталата - не менее 0,08%; - объемная доля метилового спирта - не более 0,05 мг/дм³; - реакция на присутствие тритерпеновых гликозидов - положительная.

Состав биоженьшеневый применяется в парфюмерно-косметической промышленности в качестве растворителя и компонента при приготовлении дезодорантов, одеколона, лосьонов, зубных эликсиров и другой спиртосодержащей продукцией.

Пример 3. Получение денатурированного спирта - введение денатурирующих веществ.

Исходное сырье для получения спирта мелассу свекловичную разбавляют водой, подогревают, обрабатывают раствором серной кислоты, доводя до pH 4-6, и обогащают неорганическими веществами.

Подготовленную таким образом массу подвергают сбраживанию, а затем спиртовую бражку очищают и на стадии ректификации на входе колоны окончательной очистки подают 28 кг диэтилфталата.

Полученный продукт имеет следующие показатели качества: содержание этилового спирта 85-95%; - массовая доля сивушных масел - не более 4 мг/дм³;
- массовая концентрация кислот - не более 15 мг/дм³;
- объемная доля метилового спирта - не более 0,05 мг/дм³;
- массовая концентрация диэтилфталата - не менее 0,08%.

В таких же условиях вводят другие денатурирующие добавки (кротоновый альдегид, уксусный альдегид, диэтиловый эфир и др.).

Пример 4. Приготовление спирта с добавкой органического люминофора.

Осуществляется способом, описанным в примере 3, но вместо диэтилфталата вносят в спирт в процессе его изготовления на входе или выходе колонны окончательной очистки раствор органического люминофора (например, флуоресцеин натрия или производные кумарин, антрацена, оксазола и др.).

Указанные добавки при определенных условиях обуславливают свечение спирта, что дает возможность контролировать его изготовление и расход.

Пример 5. Производство раствора душистых веществ для парфюмерно-косметической продукции.

Фуражное зерно (пшеница, рожь, ячмень) на первом этапе биохимической обработки подвергают гидролизу, в результате чего получают гидролизат, имеющий высокую температуру и кислотность.

Гидролизат охлаждают путем самоиспарения и производят инверсию полисахаридов. Затем в результате нейтрализации гидролизата повышают pH до 3,5, полученный нейтролизат обогащают неорганическими веществами, отстаивают и охлаждают.

После операции сбраживания спиртовую бражку очищают и на этой стадии производства на выходе из колонны окончательной очистки дозированно подают 15 кг душистого вещества (например, масла апельсинового). В результате 30 тонн готового продукта - раствор душистых веществ для парфюмерно-косметической промышленности - поступают в сборник отпускного отделения.

Полученный продукт по основным показателям соответствует требованиям, предъявляемым к этиловому спирту, и кроме этого ароматизирован. Используется в качестве сырья в производстве парфюмерно-косметических изделий.

В таких же условиях вводят другие душистые вещества (эфирные масла, синтетические душистые вещества и их композиции) в количествах, необходимых для создания концентрации 0,05-1,0%.

Пример 6. Производство сырья для изготовления ароматических пищевых эссенций - введение душистых веществ.

Осуществляется способом, описанным в примере 5, но в качестве целевой добавки используется этилацетат, 30 кг которого вносятся на выходе из колонны окончательной очистки в процессе производства спирта.

Полученный продукт представляет собой жидкость со слабым фруктовым запахом и является основой для изготовления ароматических пищевых эссенций.

Растворение целевых добавок в концентрированном спирте в виде отдельной операции требует специального оборудования для их отмеривания, хранения и смешивания, соблюдения целого ряда мер безопасности, т.к. многие целевые добавки имеют резкий запах, летучи и небезопасны в высоких концентрациях для человека. Кроме того, получение раствора экстрактивных веществ растений в крепком спирте путем простого смешивания растительного экстракта и спирта в аналогичном соотношении (примеры 1, 2) приводит к опалесценции и выпадению осадка.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить промышленным способом в непрерывном цикле производства растворы этилового спирта для конкретных видов продукции: для получения сырья для парфюмерно-косметической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Предлагаемый способ получения спирта с денатурирующими добавками и органическими люминофорами позволяет эффективно контролировать процесс изготовления и расхода спирта в любом производстве.

Формула изобретения

Способ получения спирта, включающий в себя подготовку сырья, сбраживание, ректификацию, отличающийся тем, что на стадии ректификации на входе или выходе колонны окончательной очистки дозированно вводят водно-спиртовые экстракты биологически активных веществ из растительного сырья и/или денатурирующие вещества, или душистые вещества, или растворы органических люминофоров.